一种勃姆石回收料的高纯制备方法和应用与流程

本发明属于勃姆石材料领域，涉及一种勃姆石回收料的高纯制备方法和应用。

背景技术：

1、勃姆石是一种γ-al2o3的前驱体，以其独特的化学、光学、力学性质在陶瓷材料、复合材料、表面防护层材料、光学材料、催化剂及载体材料、半导体材料及涂料等领域得到广泛的应用。

2、勃姆石涂覆于隔膜能够提高隔膜耐热性、增强隔膜抗刺穿性、提高锂电池安全性能，涂覆于锂电池极片可避免正极材料极片分切过程中产生的毛刺刺穿隔膜，提高锂电池的安全性能，改良电池生产工艺，提高能量密度，行业对于勃姆石材料的纯度也越来越高。

3、cn111453751a公开了一种高纯纳米勃姆石的制备方法，通过控制高温水蒸汽和醇铝的反应比例和气体流速来控制反应进程以制备纳米勃姆石，整个工艺简单、易于实现工业化生产，原料和副产品可以回收再利用，清洁环保，制备得到的纳米勃姆石的纯度高。

4、cn115448342a公开了一种勃姆石粉体及其制备方法。通过将铝原料和有机高温反应后过滤，得到高纯铝醇盐，将高纯铝醇盐在水蒸气内，水热晶化处理，得到勃姆石浆料，将勃姆石浆料加入回收醇水进行洗涤和过滤，得到勃姆石干粉，将勃姆石干粉加入到纯水洗涤、过滤、干燥和打散，得到高纯纳米级勃姆石粉体。

5、目前已知专利技术主要针对如何制备高纯勃姆石，而对生产过程产生的不合格品(杂质、勃姆石相、磁颗偏高、水分异常等)、回收混合料(布袋收尘)、落地料等没有相关处理技术。

6、因此，如何解决勃姆石不合格品的回收，提高产品回收率和纯度，减少环境污染，是本领域重要的研究方向。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提高废料勃姆石回收率和纯度的高纯勃姆石及其制备方法和应用。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明目的之一在于提供一种高纯勃姆石的制备方法，所述制备方法包括：

4、对待处理勃姆石浆料进行除杂，得到高纯勃姆石，所述除杂包括依次进行的物理除杂、酸除杂、重结晶和碱除杂。

5、本发明对待处理勃姆石浆料进行多次除杂和重结晶，可以实现废料勃姆石的回收利用，提高了勃姆石的产品回收产率，减少了勃姆石废料的产生，提高了制备得到的勃姆石的纯度，纯度可以达到99.9％，实现了高纯勃姆石的制备。

6、本发明通过物理除杂，除去了待处理勃姆石浆料中的大颗粒杂质和磁性颗粒；通过酸除杂，进一步除去可溶于酸的金属、以及fe、ca、zn、cu碳酸盐及氧化物和部分不可溶悬浮物；通过重结晶可以增大晶体尺寸，完全满足边涂勃姆石需求，且使得勃姆石相接近100％；通过碱除杂可以除去与碱反应的废料，例如硅氧化物。

7、本发明中待处理勃姆石浆料指代的为：含有所有生产异常料，如水分、杂质、晶相、粒度、磁颗等不合格的料，也包括落地料和设备回收料等。

8、作为本发明优选的技术方案，所述待处理勃姆石浆料的制备方法包括：将勃姆石废料、水和第一分散剂进行混合得到勃姆石浆料。

9、本发明中第一分散剂用于提高勃姆石浆料的流动性。

10、优选地，所述勃姆石浆料的固含量为20～35％，其中所述固含量可以是20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％或35％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

11、优选地，所述第一分散剂包括聚羧酸减水剂和/或脂肪酸系高效减水剂。

12、优选地，所述聚羧酸减水剂包括聚羧酸钠和/或聚羧酸铵；

13、优选地，所述脂肪酸系高效减水剂包括羰基焦醛。

14、优选地，以勃姆石浆料的质量为100％计，所述第一分散剂占所述勃姆石浆料的质量分数为1～7‰，其中所述质量分数可以是1‰、2‰、3‰、4‰、5‰、6‰或7‰等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

15、作为本发明优选的技术方案，所述物理除杂包括过筛和电磁除杂。

16、优选地，所述过筛的目数为100～120目，其中所述目数可以是100目、102目、104目、106目、108目、110目、112目、114目、116目、118目或120目等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

17、优选地，所述电磁除杂的时间为2～5h，其中所述时间可以是2h、3h、4h或5h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

18、优选地，将物理除杂后的浆料、氢氧化铝粉体和水混合，经研磨得到第一浆料。

19、本发明中氢氧化铝粉体用于调整降低勃姆石浆料的粒度，确保反应后勃姆石满足边涂需求，本发明中研磨采用粗磨或细磨的方式，粗磨采用1.0～1.2mm锆珠，细磨采用0.6～0.8mm锆珠。

20、优选地，所述第一浆料的d50粒径为1.5～3.5μm，其中所述d50粒径可以是1.5μm、1.8μm、2.0μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、3.0μm、3.2μm、3.4μm或3.5μm等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

21、优选地，所述第一浆料的d100粒径＜6μm，其中所述d100粒径可以是1μm、2μm、3μm、4μm、5μm或5.5μm等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

22、优选地，所述第一浆料的固含量为20～35％，其中所述固含量可以是20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％或35％等，但不仅限于所列举的数值，

23、作为本发明优选的技术方案，所述酸除杂包括：在所述第一浆料中加入酸。

24、优选地，所述酸包括：硝酸、盐酸或硫酸中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：硝酸和盐酸的组合、盐酸和硫酸的组合或硝酸和硫酸的组合等。

25、优选地，所述酸除杂中，酸的浓度为1～5mol/l，其中所述浓度可以是1mol/l、2mol/l、3mol/l、4mol/l或5mol/l等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

26、优选地，所述酸除杂中，浆料的固含量为15～30％，其中所述固含量可以是15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％、29％或30％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

27、优选地，所述酸除杂中进行搅拌，搅拌的时间为1～5h，其中所述时间可以是1h、2h、3h、4h或5h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

28、作为本发明优选的技术方案，对所述酸除杂后的溶液进行静置分层，在下层物质中加入第二分散剂，得到第二浆料。

29、优选地，所述静置的时间为5～24h，其中所述时间可以是5h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

30、优选地，所述第二分散剂包括聚丙烯酸铵、聚乙烯醇或聚乙烯基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：聚丙烯酸铵和聚乙烯醇的组合、聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮的组合或聚丙烯酸铵和聚乙烯基吡咯烷酮的组合等。

31、优选地，以所述第二浆料的总质量为100％，所述第二分散剂的质量分数为2～6‰，其中所述质量分数可以是2‰、3‰、4‰、5‰或6‰等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

32、优选地，加入ph调节剂，调节所述第二浆料的ph为7.0～11.0，其中所述ph可以是7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5或11.0等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

33、优选地，所述ph调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或碳酸铵中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：氢氧化钠和氢氧化钾的组合、氢氧化钾和氨水的组合或氨水和碳酸铵的组合等。

34、优选地，所述第二浆料的固含量为15～40％，其中所述固含量可以是15％、20％、25％、30％、35％或40％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

35、作为本发明优选的技术方案，所述重结晶包括：对所述第二浆料进行热反应。

36、优选地，所述热反应在高压反应釜中进行。

37、优选地，所述热反应的温度为170～220℃，其中所述温度可以是170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃或220℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

38、优选地，所述热反应的时间为1～5h，其中所述时间可以是1h、2h、3h、4h或5h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

39、优选地，所述热反应后降温至100～140℃，其中所述温度可以是100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃或140℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

40、作为本发明优选的技术方案，所述碱除杂包括：向重结晶后的溶液中加入碱。

41、优选地，所述碱包氢氧化钠、偏铝酸钠、氢氧化钾或氨水中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：氢氧化钠和偏铝酸钠的组合、偏铝酸钠和氢氧化钾的组合或氢氧化钾和氨水的组合等。

42、优选地，所述碱除杂中，溶液的ph为11.0～12.0，其中所述ph可以是11.0、11.2、11.4、11.6、11.8或12.0等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

43、优选地，所述碱除杂中进行搅拌，搅拌的时间为2～5h，其中所述时间可以是2h、3h、4h或5h等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

44、优选地，所述碱除杂后，对溶液进行洗涤。

45、优选地，所述洗涤包括依次进行的压滤洗涤和陶瓷膜洗涤。

46、优选地，所述压滤洗涤后，溶液的ph为6.5～7.5，其中所述ph可以是6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4或7.5等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

47、优选地，所述陶瓷膜洗涤后，溶液的电导率≤10μs/cm，其中所述电导率可以是1μs/cm、2μs/cm、3μs/cm、4μs/cm、5μs/cm、6μs/cm、7μs/cm、8μs/cm、9μs/cm、9.5μs/cm或10μs/cm等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

48、作为本发明优选的技术方案，所述除杂后，进行除磁和干燥，得到所述高纯勃姆石。

49、本发明中通过除磁和干燥，组中得到的高纯勃姆石的水分在0.3％以下。

50、优选地，所述干燥包括喷雾干燥。

51、优选地，所述喷雾干燥的进风温度为200～270℃，其中所述进风温度可以是200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃或270℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

52、优选地，所述喷雾干燥的出风温度为100～115℃，其中所述出风温度可以是100℃、102℃、104℃、106℃、108℃、110℃、112℃、114℃或115℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

53、本发明目的之二在于提供一种高纯勃姆石，所述高纯勃姆石由如目的之一所述的高纯勃姆石的制备方法制备得到。

54、本发明目的之三在于提供一种隔膜，所述隔膜包括如目的之二所述的高纯勃姆石。

55、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

56、(1)本发明通过对待处理勃姆石浆料进行多次除杂和重结晶，实现了勃姆石废料的回收利用，提高了勃姆石的产品回收率，回收率可以达到99％，制备得到的勃姆石的纯度可以达到99.9％；

57、(2)本发明高纯勃姆石的制备过程简单，可实现大规模产业化生产，应用在锂离子电池的隔膜中，有效提高锂电池的安全性能。