废弃云母纸、云母带、云母板的回收再利用处理方法与流程

本发明属于云母材料处理技术，涉及一种废弃云母纸、云母带、云母板的回收再利用处理方法。

背景技术：

1、云母是一种重要的非金属矿，具有优良的耐热、绝缘性能，广泛用于现代工业的各个部门。长期以来，云母一直是电气行业中不可缺少的绝缘材料。虽然已经出现很多新型材料，但还没有任何一种绝缘材料能够取代云母。随着电气行业的发展，对云母的需要量不断增长。但云母资源越来越少，尤其大直径片状云母越来越匮乏。解决这一矛盾的有效途径是提高云母本身的利用率，人们转而利用碎云母来生产各种云母制品，其中最重要的途径是云母纸的制造。经过数十年的发展，形成了以云母纸为主，并利用云母纸作为基材，生产云母带、云母板等一系列云母纸复合绝缘材料的新型电工绝缘材料工业，为我国国民经济的长远发展和国防高尖端领域的发展做出了重要贡献。

2、随着碎云母产品的不断发展，特别是云母纸制品在电气行业的广泛应用，云母原料短缺成为了当前云母企业的最大问题。世界上主要云母纸生产国有日本、西欧的比利时和法国，但它们本国资源缺乏，原料主要靠印度供给。现在印度采取限制云母原料出口的政策，直接影响到其云母纸生产。我国的白云母矿主要分在西部地区，尤其集中在四川和新疆。由于后续地质勘探未能跟上，老矿山资源枯竭，很多云母企业靠进口解决原料的紧张。近年人工合成云母的成功，在解决日益减少的天然云母原料问题的同时，也保护了不可再生的天然云母资源。但目前人工云母企业不多，且人工云母市场价格远高于天然云母。

3、众所周知，云母纸、云母带在生产过程中会有废品或者不合格品产生。同时，云母板在使用时会被剪切或冲压成各种形状以满足实际需要，而剪切或冲压过程中也会产生大量的云母板废料。上述这些云母纸、云母带以及云母板的废料通常的处理方法是当作工业垃圾处理，这样既污染环境，又浪费云母资源。此外，报废的电器中云母纸、云母带以及云母板废料也会影响环境。因此，上述废料中云母的回收以及资源化再利用就成为了一个亟待解决的问题。

4、云母纸、云母带以及云母板废料资源化回收利用的首要难题就是如何去除其中的有机硅树脂胶粘剂。武汉理工大学的张小伟、朱瀛波以及湖北中天云母制品股份有限公司的邱琼雄黎杰等人利用化学浸泡法处理云母板边角料，认为氢氧化钠作为云母板边角料开解药剂的效果好。但他们没有意识到，氢氧化钠作为开解剂引入的同时会导致回收的云母鳞片中钠离子的残留，而该云母鳞片再次用作电工绝缘材料时残留的钠离子会对其绝缘性能有极大的影响，尤其是在使用温度较高的情况下因绝缘材料在高温下相对松散的结构而使得残余的钠离子成为电荷载流子(离子导电)进而恶化其绝缘性能。张小伟、朱瀛波等人认为氢氧化钠开解后的云母浆料再生的云母纸，除了抗拉强度稍有下降外其它性能与原生浆料云母纸的性能无异。其原因是他们的电学性能如介电强度的测试是在室温空气中进行的，在高温如100-300℃甚至更高温度的条件下根本没有实验数据的对比来证实他们的观点。根据通常的认知，在高温下材料的结构现对疏松，可为残余钠离子的定向移动提供良好的传输通道而具有导电性能，故经过氢氧化钠浸泡法处理的云母板边角料不应再作为具有绝缘性能云母纸的原材料。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种废弃云母纸、云母带、云母板的回收再利用处理方法，本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺流程简单、生产效率高、可实现云母片的回收并资源化再利用、成本低、制备过程简单、高效环保、适宜大批量生产的云母资源回收再利用处理方法。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种废弃云母纸、云母带、云母板的回收再利用处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

3、(1)、将废弃云母纸、云母带、云母板放入马弗炉中煅烧，用于云母料结构的疏松化，为云母料结构中的有机硅树脂与水相遇产生水解作用提供条件；废弃云母纸、云母带、云母板可以是报废电器、设备中含云母片原材料的各种原件，也可以是生产云母纸、云母带、云母板过程中多余的边角料。

4、(2)、将结构疏松化后的云母料浸泡在水中，同时向水中通氨气形成氨水，氨气的浓度控制在4-14mol/l，在密封条件下加热煮沸氨水和云母料的混合物以防氨气挥发，煮沸温度控制在90-99℃，煮沸时间控制在10min-24h，用氨水电离出的oh-，使有机硅树脂中的si-o-si发生断裂，除去云母料中的胶(有机硅树脂)的同时不会引入其它的、对后期绝缘性能起副作用的阳离子；(上述提及的阳离子如：传统碱浸泡会引入na+、k+离子)。

5、(3)、氨水煮沸后过滤，再水洗，并在水中超声进一步将云母片颗粒分散，超声时间优选为10min-6h；

6、(4)、经上述处理后的样品中如果存在因步骤(1)处理过程中边角料内部的碳基物质碳化形成的炭黑的存在，则将其在马弗炉中烧结除碳即可。

7、优选地，步骤(1)所述废弃云母纸、云母带、云母板放入马弗炉中煅烧的温度为350-800℃，以免破环云母片原料本身的晶体结构。

8、优选地，步骤(1)所述废弃云母纸、云母带、云母板放入马弗炉中煅烧的时间为0.5-6h，对于较厚的云母板升温速度控制在2℃/min，以免升温太快而厚板不易散热，形成的热量积累在局部形成高温而破环云母片原料本身的晶体结构。步骤(1)中所述的煅烧升温过程根据所处理的废弃云母纸、云母带、云母板的厚度来确定，较厚的云母板升温速度偏小，以免升温太快而厚板不易散热，形成的热量积累在局部形成高温而破环云母片原料本身的晶体结构；而较薄云母纸、云母带最好是快速升温，这样更有利于废弃云母纸、云母带结构的疏松化，所述煅烧升温速度优选为1–30℃/min；

9、优选地，步骤(2)所述氨水加热煮沸时间因废弃云母纸、云母带、云母板厚度及粘接胶的种类的不同而不同，通常煮沸时间控制在10min-24h。

10、优选地，步骤(2)所述氨水的浓度不小于4mol/l，以保障氨水可电离出足够的oh-使有机硅树脂中的si-o-si发生断裂，从而达到除胶的目的。

11、优选地，步骤(3)所述在水中超声进一步将云母片颗粒分散工艺中超声时间控制在10min-6h，以实现处理后云母片径的单分散。

12、优选地，步骤(4)所述马弗炉中烧结除碳的烧结温度控制在300-800℃。

13、优选地，步骤(4)所述马弗炉中烧结除碳的烧结时间控制在0.5-6h。

14、与现有技术相比，本发明具有如下优点和显著的进步：

15、(1)不使用氢氧化钠等强碱类化学试剂进行化学浸泡，成本相对低且不易形成二次污染；

16、(2)氢氧化钠等强碱进行化学浸泡时，强碱的腐蚀易破环云母片的化学结构，从而造成云母片粒径的减小而不能再用于云母纸的抄造(云母纸的生产需要粒径较大的云母片晶材料)；

17、(3)处理工艺过程对云母片晶原材料的粒径影响不大，处理后可直接回收用于再次抄造云母纸；

18、(4)不会引入残余钠离子等导电离子，从而不会影响其对应云母纸、云母带及云母板的绝缘性能；

19、(5)本方法所用原料价格便宜，无毒无害，符合当今环保节约的要求；

20、(6)本方法处理周期较短，制备体系简单，适宜大批量生产。

21、(7)解决了云母板边角料、废料作为固废排放引起的环境污染问题。可充分利用有限的云母资源,建立循环经济。

22、本发明一方面克服了化学浸泡法引入大量化学试剂造成成本高且易形成二次污染的缺点；另一方面也克服了化学浸泡法用氢氧化钠作为开解剂引入残留的钠离子对其绝缘性能尤其是高温绝缘性能有较大影响的缺点，提出了一种新型的废弃云母纸、云母带、云母板资源化再利用的处理方法。即利用较低的烧结温度，在不破坏云母晶体结构的前提下使含有机硅树脂胶粘剂的云母纸、云母带以及云母板废料结构松动，该松动的结构为有机硅树脂与水相遇发生水解作用提供路径，同时在水中通氨气，其生成的氨水使有机硅树脂中的si-o-si发生断裂。此外，通过加热使水温升高来加速有机硅树脂的水解而促进有机硅树脂胶粘剂去除过程的进行。整个制作过程绿色环保无二次污染，且对废料中作为云母原材料的云母片没有结构损伤，同时也不会引入残余钠离子，可完全实现资源化回收再利用废弃云母纸、云母带以及云母板中的云母片，其再次用作电工绝缘材料的同时并不影响其电学性能，尤其是高温绝缘性能。