ES2963537A2

ES2963537A2 - Metodo para preparar material refractario a partir de residuos de baterias de desecho, y uso de material refractario

Info

Publication number: ES2963537A2
Application number: ES202390074A
Authority: ES
Inventors: Haijun Yu; Jiangdong Chen; Yinghao Xie; Jialei Xu; Benben Wu; Changdong Li
Original assignee: Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd; Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd; Hunan Bangpu Automobile Circulation Co Ltd
Current assignee: Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd; Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd; Hunan Bangpu Automobile Circulation Co Ltd
Priority date: 2021-11-17
Filing date: 2022-08-11
Publication date: 2024-03-27
Also published as: CN114105655B; US20240055682A1; WO2023087798A1; DE112022000201B4; MA61011A1; GB202313009D0; GB2618499A; GB2618499B; ES2963537R1; MX2023014162A; DE112022000201T5; CN114105655A; US12027682B2

Abstract

Un método para preparar un material refractario a partir de residuos de baterías de desecho. El método comprende las siguientes etapas: (1) desmontar baterías de desecho, luego clasificar las mismas para obtener polvos de electrodos positivos y negativos, lixiviar los polvos de electrodos positivos y negativos con un ácido, filtrar los mismos para obtener una escoria de grafito, y luego someter el filtrado a retirada de cobre, seguido de adición de un álcali para una reacción de precipitación, en el que el precipitado resultante es una escoria de hierro-aluminio (2) envolver la escoria de grafito obtenida en la etapa (1) con arcilla húmeda para formar un material de núcleo interno, luego mezclar la arcilla húmeda con la escoria de hierro-aluminio, envolver el material de núcleo interno con la misma, y envejecer el material de núcleo interno envuelto para obtener una pieza en bruto; (3) presinterizar, calcinar y enfriar la pieza en bruto preparada en la etapa (2) para obtener un producto cocido; y (4) lavar y secar el producto cocido para obtener el material refractario. Por medio del presente método, pueden reciclarse adicionalmente los residuos de desecho generados durante el procedimiento de recuperación de baterías de desecho, impidiendo de ese modo que los mismos provoquen contaminación secundaria al medioambiente.

Description

DESCRIPCIÓN

MÉTODO PARA PREPARAR MATERIAL REFRACTARIO A PARTIR DE

RESIDUOS DE BATERÍAS DE DESECHO, Y USO DE MATERIAL

REFRACTARIO

CAMPO TÉCNICO

La presente divulgación pertenece al campo técnico del reciclado de baterías de desecho, y más particularmente, a un método para preparar materiales refractarios con residuos de baterías de desecho, y a una aplicación de los materiales refractarios.

ANTECEDENTES

Con el grado creciente de electrificación en China, se han usado baterías en diversos campos de las vidas de las personas, por lo que hay un gran número de baterías de desecho. Por tanto, el reciclado de baterías de desecho es de gran importancia práctica, lo que es beneficioso para la protección medioambiental al tiempo que se reciclan recursos. En el procedimiento de reciclado existente de baterías de desecho, algunos residuos de desecho tales como escorias de hierro-aluminio se producen a menudo al tiempo que se reciclan metales útiles. Debido a que los componentes de estos residuos de desecho no son puros, los residuos de desecho se tratan a menudo mediante vertido directo, lo que todavía provoca contaminación secundaria al medioambiente. Por tanto, los métodos de reciclado existentes de baterías de desecho todavía deben mejorarse.

SUMARIO

La presente divulgación tiene como objetivo resolver al menos uno de los problemas técnicos en la técnica anterior. Por tanto, la presente divulgación proporciona un método para preparar materiales refractarios con residuos de baterías de desecho y una aplicación de los materiales refractarios. Mediante este método, los residuos de desecho generados en el procedimiento de reciclado de las baterías de desecho pueden reciclarse adicionalmente para evitar contaminación secundaria al medioambiente.

Los objetos técnicos mencionados anteriormente de la presente divulgación se logran mediante las siguientes soluciones técnicas.

Un método para preparar materiales refractarios con residuos de baterías de desecho comprende las siguientes etapas de: (1) desmontar una batería de desecho y clasificarla para obtener polvos de electrodos positivos y negativos, realizar lixiviación con ácido en los polvos positivos y negativos, filtrar para obtener una escoria de grafito, luego retirar el cobre del filtrado, y añadir un álcali para una reacción de precipitación para obtener una escoria de hierro-aluminio; (2) envolver la escoria de grafito obtenida en la etapa (1) con arcilla húmeda para dar un material de núcleo interno, mezclar la arcilla húmeda con la escoria de hierro-aluminio y luego envolver el material de núcleo interno, y envejecer para obtener una pieza en bruto; (3) presinterizar, calcinar y enfriar la pieza en bruto preparada en la etapa (2) para obtener un producto sinterizado; y (4) lavar y secar el producto sinterizado para obtener los materiales refractarios.

Preferiblemente, la arcilla húmeda en la etapa (2) se prepara mezclando arcilla con una disolución de carbonato de potasio.

Preferiblemente, la proporción en masa de la arcilla con respecto a la disolución de carbonato de potasio en la arcilla húmeda es de (de 55 a 79): (de 21 a 45).

De manera adicionalmente preferible, la proporción en masa de la arcilla con respecto a la disolución de carbonato de potasio en la arcilla húmeda es de 67:33.

Preferiblemente, la disolución de carbonato de potasio se prepara mediante carbonato de potasio y agua, en la que la proporción en masa del carbonato de potasio con respecto al agua es de (de 1 a 5):(de 20 a 40).

De manera adicionalmente preferible, la disolución de carbonato de potasio se prepara mediante carbonato de potasio y agua, en la que la proporción en masa del carbonato de potasio con respecto al agua es de 3:30.

Preferiblemente, en la etapa (2), la proporción en masa de la escoria de hierro-aluminio con respecto a la escoria de grafito y la arcilla húmeda es de (de 5 a 7): (de 2 a 4):1.

De manera adicionalmente preferible, en la etapa (2), la proporción en masa de la escoria de hierro-aluminio con respecto a la escoria de grafito y la arcilla húmeda es de 6:3:1.

Preferiblemente, en la etapa (2), el envejecimiento se realiza a una temperatura de 25 °C a 35 °C, y dura de 12 horas a 36 horas.

De manera adicionalmente preferible, en la etapa (2), el envejecimiento se realiza a una temperatura de 25 C, y dura 24 horas.

Preferiblemente, en la etapa (3), la presinterización se realiza a una temperatura de 300°C a500 °C, y dura de 1 hora a 3 horas.

De manera adicionalmente preferible, en la etapa (3), la presinterización se realiza a una temperatura de 400 C , y dura 1 hora.

Preferiblemente, en la etapa (3), la calcinación se realiza a una temperatura de 900 C a 1.100 C y dura de 1 hora a 3 horas, y la velocidad de calentamiento desde la presinterización hasta la calcinación es de 3 C /m in a 10 C/m in.

Preferiblemente, en la etapa (3), la calcinación se realiza a una temperatura de 1.100 C y dura 1 hora, y la velocidad de calentamiento desde la presinterización hasta la calcinación es de 5 C/m in.

Preferiblemente, el lavado en la etapa (4) es para lavar el producto sinterizado en primer lugar con ácido clorhídrico y luego con agua.

Preferiblemente, el secado en la etapa (4) se realiza a una temperatura de 80 C y dura 6 horas.

Materiales refractarios, en los que los materiales refractarios se preparan mediante el método de preparación anterior.

Una aplicación de los materiales refractarios anteriores en envasado, transporte y almacenamiento de una batería de desecho.

Específicamente, en el procedimiento de envasado, transporte y almacenamiento de la batería de desecho, los materiales refractarios se colocan entre una caja de envasado y la batería de desecho.

La presente divulgación tiene los efectos beneficiosos de que:

(1) El método de preparación proporcionado por la presente divulgación es simple en su funcionamiento, suave en cuanto a las condiciones de reacción, libre de contaminación al medioambiente, adecuado para la producción industrial, y pueden reciclarse de manera eficaz los residuos de desecho industrial generados en el procedimiento de reciclado de baterías para sintetizar nuevos productos refractarios, convirtiendo de ese modo los desechos en riqueza, evitando contaminación secundaria, reduciendo el coste de fabricación y optimizando el procedimiento de reciclado.

(2) En el método de preparación proporcionado por la presente divulgación, la capacidad de activación del carbonato de potasio se utiliza por primera vez. Cuando la temperatura de calcinación es mayor de 750 C , el K<2>CO<3>se descompone para dar CO<2>y K<2>O(K2C03 = K20 C02í), y una parte del K<2>O se reduce por los átomos de carbono a alta temperatura para generar potasio metálico, que consume carbono y aumenta el área de superficie específica; y, cuando la temperatura es mayor que el punto de ebullición (774 °C) del potasio metálico, el potasio metálico entra en la estructura de los materiales refractarios en forma de vapor de potasio, lo que aumenta la distancia entre los materiales refractarios, aumentando de ese modo el volumen de poro. Además, el CO<2>producido es un buen activador físico y porógeno, lo que puede aumentar adicionalmente el volumen de poro de los materiales refractarios, mejorar adicionalmente la capacidad de absorción de los materiales refractarios y mejorar adicionalmente el rendimiento de seguridad de los materiales refractarios.

(3) Las baterías de desecho, tales como baterías de iones de litio descartadas, pueden cortocircuitarse debido a un envasado inapropiado durante el envasado, transporte y almacenamiento debido a factores de alto riesgo tales como inflamabilidad y explosividad, dando como resultado accidentes de alto riesgo. En primer lugar, la presente divulgación propone usar los residuos de baterías de desecho como materias primas para preparar los materiales refractarios, y aplicar los materiales refractarios en el procedimiento de envasado, transporte y almacenamiento de las baterías de desecho. Los materiales refractarios preparados mediante la presente divulgación pueden colocarse entre la caja de envasado y la batería de desecho, logrando de ese modo las funciones de aislamiento térmico, resistencia a los golpes, absorción de electrolito filtrado, aislamiento del contacto entre la batería de desecho y el aire cuando se quema la batería de desecho, reducción del fuego y prevención de la explosión de la batería. Además, cuando la batería de desecho se incendia en el envasado, los materiales refractarios pueden absorber rápidamente el calor, aislar el oxígeno, debilitar el fuego, y finalmente extinguir el fuego. Mientras tanto, los materiales refractarios pueden proteger el envase frente a daños y fugas de gases y líquidos, y realizar el envasado, transporte y almacenamiento seguros de la batería de desecho. Según la presente divulgación, a través del ensayo a alta temperatura de los materiales refractarios y el ensayo de la capacidad de absorción de electrolito, se demuestra que los materiales refractarios pueden mejorar de manera eficaz el rendimiento de seguridad de la batería de desecho en el procedimiento de reciclado.

(4) La presente divulgación diseña un material refractario poroso de múltiples capas, en el que la escoria de grafito en la capa interna se expande después de la calcinación para formar una estructura de grafito poroso, la capa intermedia es arcilla, y la capa externa es escoria de hierro-aluminio y arcilla. Con la estructura de múltiples capas, el electrolito y el calor pueden absorberse respectivamente capa por capa. Debido a la formación de poros y las capacidades de activación del carbonato de potasio, se forma el material refractario poroso con capas interna, intermedia y externa, en el que la escoria de hierro-aluminio y la capa de arcilla tienen una fuerte resistencia al calor y absorben rápidamente el calor, garantizando de ese modo que el calor no se emitirá al medioambiente. La capa de grafito poroso tiene una fuerte capacidad de absorción, y el electrolito filtrado permea a través de las capas intermedia y externa, y se absorbe finalmente en la capa de grafito poroso para su almacenamiento, garantizando de ese modo que el electrolito no se filtrará fuera de los materiales refractarios ni provocará accidentes peligrosos.

(5) El material refractario poroso preparado por la presente divulgación tiene la característica de reciclado, controla de manera eficaz el coste, muestra la característica de protección medioambiental, no tiene contaminación por metales, evita el desecho de recursos, prolonga la vida útil y mantiene la capacidad del mismo sin cambios después de usarse repetidamente muchas veces, lo que indica que los materiales refractarios tienen una excelente estabilidad y alto valor de aplicación comercial.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIG. 1 es un gráfico de SEM de la realización 1;

la FIG. 2 es una curva de adsorción-desorción isotérmica de la realización 1;

la FIG. 3 es una curva termogravimétrica de la realización 1;

la FIG. 4 es un diagrama que muestra las capacidades de absorción de las realizaciones 1, 3, 5 y el ejemplo comparativo 1 en un electrolito orgánico de una batería de iones de litio;

la FIG. 5 es un diagrama que muestra el rendimiento de adsorción repetida de la realización 1; y

la FIG. 6 es un gráfico de SEM del ejemplo comparativo 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La presente divulgación se ilustra adicionalmente a continuación en el presente documento con referencia a las realizaciones específicas, en las que la temperatura ambiente y la temperatura normal son de aproximadamente 25 °C en las operaciones experimentales de las realizaciones. Las baterías de desecho se adquieren de Guangdong Brunp Recycling Technology Co., Ltd., el carbonato de potasio, hidróxido de sodio, carbonato de sodio y clorato de sodio se adquieren de Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd., y el ácido sulfúrico y ácido clorhídrico se adquieren de hShanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., Ltd.

Realización 1:

Un método para preparar materiales refractarios con residuos de baterías de desecho comprende las siguientes etapas de:

(1) desmontar una batería de desecho con una máquina de desmontaje, luego pirolizar, triturar y clasificar mecánicamente para obtener polvos positivos y negativos, realizar lixiviación con ácido en los polvos positivos y negativos con un ácido sulfúrico, y filtrar para obtener una escoria de grafito, luego añadir hierro al filtrado para retirar el cobre, y luego añadir hidróxido de sodio, carbonato de sodio y clorato de sodio para una reacción de precipitación para obtener una escoria de hierroaluminio;

(2) envolver la escoria de grafito obtenida en la etapa (1) con arcilla húmeda para dar un material de núcleo interno, luego mezclar una pequeña cantidad de arcilla húmeda con la escoria de hierroaluminio y luego envolver el material de núcleo interno para formar una globularidad, y envejecer a 25 °C durante 12 horas para obtener una pieza en bruto, en el que la proporción en masa de la suma de la escoria de hierro-aluminio con respecto a la escoria de grafito y la arcilla húmeda usadas en las capas interna y externa era de 5:4:1, y se obtuvo la arcilla húmeda mezclando arcilla y una disolución de carbonato de potasio; la proporción en masa de la arcilla con respecto a la disolución de carbonato de potasio era de 79:21, y se preparó la disolución de carbonato de potasio mediante carbonato de potasio y agua, en la que la proporción en masa del carbonato de potasio con respecto al agua era de 1:20;

(3) calcinar la pieza en bruto preparada en la etapa (3) en un horno de mufla, presinterizar a 300 C durante 1 hora, luego calentar hasta 900 C durante 1 hora a una velocidad de calentamiento de 5 C /m in, y enfriar con el horno para obtener un producto sinterizado; y

(4) lavar el producto sinterizado en primer lugar con disolución de ácido clorhídrico 1 M y luego con agua destilada, y secar a 80 C durante 6 horas para obtener los materiales refractarios.

Materiales refractarios preparados mediante el método de preparación anterior.

Una aplicación de los materiales refractarios anteriores en el envasado, transporte y almacenamiento de una batería de desecho.

Realización 2:

(2) envolver la escoria de grafito obtenida en la etapa (1) con arcilla húmeda para dar un material de núcleo interno, luego mezclar una pequeña cantidad de arcilla húmeda con la escoria de hierroaluminio y luego envolver el material de núcleo interno para formar una globularidad, y envejecer a 25 °C durante 36 horas para obtener una pieza en bruto, en el que la proporción en masa de la suma de la escoria de hierro-aluminio con respecto a la escoria de grafito y la arcilla húmeda usadas en las capas interna y externa era de 5:4:1, y se obtuvo la arcilla húmeda mezclando arcilla y una disolución de carbonato de potasio; la proporción en masa de la arcilla con respecto a la disolución de carbonato de potasio era de 55:45, y se preparó la disolución de carbonato de potasio mediante carbonato de potasio y agua, en la que la proporción en masa del carbonato de potasio con respecto al agua era de 5:40;

(3) calcinar la pieza en bruto preparada en la etapa (3) en un horno de mufla, presinterizar a 500 °C durante 3 horas, luego calentar hasta 1.100 C durante 3 horas a una velocidad de calentamiento de 5 C /m in, y enfriar con el horno para obtener un producto sinterizado; y

Realización 3:

(2) envolver la escoria de grafito obtenida en la etapa (1) con arcilla húmeda para dar un material de núcleo interno, luego mezclar una pequeña cantidad de arcilla húmeda con la escoria de hierroaluminio y luego envolver el material de núcleo interno para formar una globularidad, y envejecer a 25 C durante 24 horas para obtener una pieza en bruto, en el que la proporción en masa de la suma de la escoria de hierro-aluminio con respecto a la escoria de grafito y la arcilla húmeda usadas en las capas interna y externa era de 6:3:1, y se obtuvo la arcilla húmeda mezclando arcilla y una disolución de carbonato de potasio; la proporción en masa de la arcilla con respecto a la disolución de carbonato de potasio era de 67:33, y se preparó la disolución de carbonato de potasio mediante carbonato de potasio y agua, en la que la proporción en masa del carbonato de potasio con respecto al agua era de 3:30;

(3) calcinar la pieza en bruto preparada en la etapa (3) en un horno de mufla, presinterizar a 400 °C durante 1 hora, luego calentar hasta 1.100 °C durante 1 hora a una velocidad de calentamiento de 5 °C/min, y enfriar con el horno para obtener un producto sinterizado; y

(4) lavar el producto sinterizado en primer lugar con disolución de ácido clorhídrico 1 M y luego con agua destilada, y secar a 80 °C durante 6 horas para obtener los materiales refractarios.

Realización 4:

(2) envolver la escoria de grafito obtenida en la etapa (1) con arcilla húmeda para dar un material de núcleo interno, luego mezclar una pequeña cantidad de arcilla húmeda con la escoria de hierroaluminio y luego envolver el material de núcleo interno para formar una globularidad, y envejecer a 25 C durante 12 horas para obtener una pieza en bruto, en el que la proporción en masa de la suma de la escoria de hierro-aluminio con respecto a la escoria de grafito y la arcilla húmeda usadas en las capas interna y externa era de 6:3:1, y se obtuvo la arcilla húmeda mezclando arcilla y una disolución de carbonato de potasio; la proporción en masa de la arcilla con respecto a la disolución de carbonato de potasio era de 55:45, y se preparó la disolución de carbonato de potasio mediante carbonato de potasio y agua, en la que la proporción en masa del carbonato de potasio con respecto al agua era de 5:40;

(3) calcinar la pieza en bruto preparada en la etapa (3) en un horno de mufla, presinterizar a 500 °C durante 3 horas, luego calentar hasta 1.100 °C durante 3 horas a una velocidad de calentamiento de 5 °C/min, y enfriar con el horno para obtener un producto sinterizado; y

Realización 5:

(2) envolver la escoria de grafito obtenida en la etapa (1) con arcilla húmeda para dar un material de núcleo interno, luego mezclar una pequeña cantidad de arcilla húmeda con la escoria de hierroaluminio y luego envolver el material de núcleo interno para formar una globularidad, y envejecer a 25 C durante 12 horas para obtener una pieza en bruto, en el que la proporción en masa de la suma de la escoria de hierro-aluminio con respecto a la escoria de grafito y la arcilla húmeda usadas en las capas interna y externa era de 7:2:1, y se obtuvo la arcilla húmeda mezclando arcilla y una disolución de carbonato de potasio; la proporción en masa de la arcilla con respecto a la disolución de carbonato de potasio era de 79:21, y se preparó la disolución de carbonato de potasio mediante carbonato de potasio y agua, en la que la proporción en masa del carbonato de potasio con respecto al agua era de 1:20;

(3) calcinar la pieza en bruto preparada en la etapa (3) en un horno de mufla, presinterizar a 300 °C durante 1 hora, luego calentar hasta 900 °C durante 1 hora a una velocidad de calentamiento de 5 C/min, y enfriar con el horno para obtener un producto sinterizado; y

Realización 6:

(2) envolver la escoria de grafito obtenida en la etapa (1) con arcilla húmeda para dar un material de núcleo interno, luego mezclar una pequeña cantidad de arcilla húmeda con la escoria de hierroaluminio y luego envolver el material de núcleo interno para formar una globularidad, y envejecer a 25 °C durante 12 horas para obtener una pieza en bruto, en el que la proporción en masa de la suma de la escoria de hierro-aluminio con respecto a la escoria de grafito y la arcilla húmeda usadas en las capas interna y externa era de 7:2:1, y se obtuvo la arcilla húmeda mezclando arcilla y una disolución de carbonato de potasio; la proporción en masa de la arcilla con respecto a la disolución de carbonato de potasio era de 55:45, y se preparó la disolución de carbonato de potasio mediante carbonato de potasio y agua, en la que la proporción en masa del carbonato de potasio con respecto al agua era de 5:40;

Ejemplo comparativo 1:

(2) envolver la escoria de grafito obtenida en la etapa (1) con arcilla húmeda para dar un material de núcleo interno, luego mezclar una pequeña cantidad de arcilla húmeda con la escoria de hierroaluminio y luego envolver el material de núcleo interno para formar una globularidad, y envejecer a 25 °C durante 12 horas para obtener una pieza en bruto, en el que la proporción en masa de la suma de la escoria de hierro-aluminio con respecto a la escoria de grafito y la arcilla húmeda usadas en las capas interna y externa era de 5:4:1, y se obtuvo la arcilla húmeda mezclando arcilla y agua destilada; la proporción en masa de la arcilla con respecto al agua destilada era de 79:21;

Ejemplo experimental:

1. Se observaron las morfologías de los materiales refractarios de la realización 1 y el ejemplo comparativo 1 mediante un microscopio electrónico de barrido. Los resultados se muestran en la FIG. 1 y la FIG. 6. Comparando la FIG. 1 con la FIG. 6, puede observarse que el interior de los materiales refractarios de la realización 1 tenía una estructura de múltiples capas y era más suelta y porosa en comparación con el ejemplo comparativo 1. Se sometió a ensayo la estructura porosa de los materiales refractarios de la realización 1 mediante un analizador automático de área de superficie específica y un espectrómetro de emisión de plasma acoplado por inducción, y los resultados se muestran en la FIG. 2. Los materiales refractarios de la realización 1 se sometieron a un ensayo de resistencia al calor mediante un analizador térmico integrado síncrono, y los resultados se muestran en la FIG. 3. Se tomaron cantidades apropiadas de materiales refractarios de las realizaciones 1, 3 y 5 y el ejemplo comparativo 1 respectivamente. Se remojaron los materiales refractarios en un electrolito orgánico de una batería de iones de litio durante 5 minutos, y luego se calculó la absorción de electrolito mediante la siguiente fórmula, en la que P(%) era la tasa de absorción de los

materiales refractarios; m<0>y m<1>(g) eran las masas de los materiales refractarios antes y después de la adsorción respectivamente. Los resultados se muestran en la FIG. 4. Para reciclar los materiales refractarios de la realización 3 después de absorber el electrolito, en primer lugar se sinterizaron los materiales refractarios de la realización 3 a 500 °C durante 2 horas, luego se lavaron con ácido clorhídrico 1 M 3 veces, luego se lavaron con agua hasta neutralidad, luego se pusieron de nuevo en electrolito de iones de litio y se remojaron durante 5 minutos, y luego se calculó la tasa de absorción. Se repitió el experimento 6 veces. Los resultados se muestran en la FIG. 5.

2. Se usó un espectrómetro de emisión de plasma acoplado por inducción para someter a ensayo el contenido de metales en los materiales refractarios preparados en la realización 1 y la escoria de hierro-aluminio obtenida en la etapa (1) de la realización 1 respectivamente. Los resultados se muestran en la tabla 1.

Tabla 1. Contenido de elementos metálicos de los materiales refractarios

A partir de la FIG. 2 puede observarse que la curva de adsorción-desorción isotérmica de los materiales refractarios de la presente divulgación muestra un bucle de histéresis obvio, lo que indica que los materiales refractarios de la realización 1 son un material principalmente mesoporoso, y el volumen adsorbido de la realización 1 es de 125 cm3/g STP cuando P/Po es de menos de 0,01, es decir, los materiales refractarios tiene más microporos, lo que indica que los materiales refractarios tienen una excelente capacidad de adsorción, es decir, buena capacidad de absorción de humedad.

A partir de la FIG. 3 puede observarse que los materiales refractarios de la presente divulgación tienen una fuerte resistencia a alta temperatura, y una curva TG muestra que cuando la temperatura es de menos de 200 C , el peso de los materiales refractarios disminuye en un 5,8 %, y se produce una reacción de volatilización de agua en esta etapa. El peso de los materiales refractarios no cambia entre 200 C y 800 C, lo que indica que los materiales refractarios tienen una excelente resistencia a alta temperatura.

A partir de la FIG. 4 puede observarse que los materiales refractarios de la presente divulgación tienen una excelente capacidad de adsorción para el electrolito orgánico de la batería de iones de litio, y mientras tanto, puede observarse comparando la realización 1 con el ejemplo comparativo 1 que cuando se usa carbonato de potasio en el procedimiento de preparación de los materiales refractarios de la presente divulgación, el material refractario final tenía mejor capacidad de adsorción para el electrolito orgánico de la batería de iones de litio.

A partir de la FIG. 5 puede observarse que cuando los materiales refractarios de la presente divulgación se usan repetidamente, la tasa de absorción de los mismos para el electrolito orgánico de la batería de iones de litio permanece sin cambios, de modo que pueden reutilizarse los materiales refractarios de la presente divulgación y el coste puede controlarse de manera eficaz.

A partir de la tabla 1 puede observarse que los materiales refractarios de la realización 1 de la presente divulgación tienen un contenido de metales pesados menor en comparación con la escoria de hierro-aluminio, lo que indica que el contenido de metales de transición de los materiales refractarios puede reducirse de manera eficaz a través de un tratamiento de procedimiento simple, lo que cumple con los requisitos de las normas nacionales, no es tóxico, es inocuo y libre de contaminación, y logra el efecto de ser inocuo para el medioambiente.

Las realizaciones anteriores son realizaciones preferidas de la presente divulgación, pero las realizaciones de la presente divulgación no se limitan a las realizaciones anteriores, y cualquier otro cambio, modificación, sustitución, combinación y simplificación realizados sin apartarse del espíritu y el alcance de la presente divulgación deben ser medios de reemplazo equivalentes, y se incluyen en el alcance de la protección de la presente divulgación.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para preparar materiales refractarios con residuos de baterías de desecho, que comprende las siguientes etapas de:

(1) desmontar una batería de desecho y clasificarla para obtener polvos de electrodos positivos y negativos, realizar lixiviación con ácido en los polvos positivos y negativos, filtrar para obtener una escoria de grafito, luego retirar el cobre del filtrado, y añadir un álcali para una reacción de precipitación para obtener una escoria de hierro-aluminio;

(2) envolver la escoria de grafito obtenida en la etapa (1) con arcilla húmeda para dar un material de núcleo interno, mezclar la arcilla húmeda con la escoria de hierro-aluminio y luego envolver el material de núcleo interno, y envejecer para obtener una pieza en bruto;

(3) presinterizar, calcinar y enfriar la pieza en bruto preparada en la etapa (2) para obtener un producto sinterizado; y

(4) lavar y secar el producto sinterizado para obtener los materiales refractarios.

2. El método para preparar los materiales refractarios con residuos de baterías de desecho según la reivindicación 1, en el que la arcilla húmeda en la etapa (2) se prepara mezclando arcilla con una disolución de carbonato de potasio.

3. El método para preparar los materiales refractarios con residuos de baterías de desecho según la reivindicación 2, en el que la proporción en masa de la arcilla con respecto a la disolución de carbonato de potasio en la arcilla húmeda es de (de 55 a 79): (de 21 a 45).

4. El método para preparar los materiales refractarios con residuos de baterías de desecho según la reivindicación 3, en el que la disolución de carbonato de potasio se prepara mediante carbonato de potasio y agua, en el que la proporción en masa del carbonato de potasio con respecto al agua es de (de 1 a 5): (de 20 a 40).

5. El método para preparar los materiales refractarios con residuos de baterías de desecho según la reivindicación 1, en el que, en la etapa (2), la proporción en masa de la escoria de hierro-aluminio con respecto a la escoria de grafito y la arcilla húmeda es de (de 5 a 7): (de 2 a 4):1.

6. El método para preparar los materiales refractarios con residuos de baterías de desecho según la reivindicación 1, en el que, en la etapa (2), el envejecimiento se realiza a una temperatura de 25 °C a 35 X , y dura de 12 horas a 36 horas.

7. El método para preparar los materiales refractarios con residuos de baterías de desecho según la reivindicación 1, en el que, en la etapa (3), la presinterización se realiza a una temperatura de 300 °C a 500 °C, y dura de 1 hora a 3 horas.

8. El método para preparar los materiales refractarios con residuos de baterías de desecho según la reivindicación 7, en el que, en la etapa (3), la calcinación se realiza a una temperatura de 900 °C a 1.100 C y dura de 1 hora a 3 horas, y la velocidad de calentamiento desde la presinterización hasta la calcinación es de 3 °C/min a 10 °C/min.

9. Materiales refractarios, en los que los materiales refractarios se preparan mediante el método de preparación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Aplicación de los materiales refractarios según la reivindicación 9 en envasado, transporte y almacenamiento de una batería de desecho.