一種基于鋰輝石礦渣的水凝膠的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及材料制備技術領域，也涉及鋰輝石礦渣的利用技術領域，具體涉及一 種基于鋰輝石礦渣的水凝膠及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 鋰輝石礦渣是工業上利用鋰輝石礦提取碳酸鋰，主要應用于光伏產業后產生的工 業固體廢渣。鋰輝石礦渣不僅放置占地，管理要人，且易隨風雨流失，污染環境，危害農田， 給社會和環境帶來了沉重負擔。隨著環境保護形勢日趨嚴峻，為了創建和諧、可持續發展型 社會，對于工業廢物的二次利用就顯得愈發重要。因此如何處理鋰輝石礦渣成了急需解決 的問題。
[0003] 目前針對鋰輝石礦渣的主要處理途徑有：（1)與其它硅酸鹽復合制備強化陶瓷； (2)與水泥復合成為混凝土。但是這些途徑對于鋰輝石礦渣的回收利用量有限，無法最大限 度的解決環境問題。
[0004] 水凝膠在最近二三十年中一直是一個研究熱點。各種不同組成、結構和性能的水 凝膠已經被制備出來，并應用于生產和生活。但是基于鋰輝石礦渣的水凝膠及其制備方法 一些海洋生物如水母、海葵等，體內的含水量高達90%以上，但它們的身體依然具有較高的 機械強度，并且能夠對環境刺激做出迅速的響應。構成這些海洋生物的主要物質就是水凝 膠。人體中一些軟組織（如肌腱、韌帶、半月板軟骨等）也是由凝膠物質構成的，這些組織 具有柔軟、堅韌、抗沖擊、低摩擦、通透性好等特點。并且現在的機器人技術已經突飛猛進， 而仿生機器人的各部件大都需要用水凝膠材料制備得到的，但目前的人工生物組織都是由 固體材料（如金屬、陶瓷）制作的。它們雖具有高的機械強度，卻不具有人體組織的那些 優點。如果能制備出與人體軟組織性能接近的水凝膠，并且還是用廢棄物，鋰輝石礦渣，那 將是一種更好的選擇。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種基于鋰輝石礦渣的水凝膠的制備方法。
[0006] 本發明的技術方案是：將鋰輝石礦渣與強堿混合進行水熱反應，取得提取液，再將 提取液以酸調節pH至7~9,得到鋰輝石礦渣的水凝膠。
[0007] 本發明通過將鋰輝石礦渣與強堿進行水熱反應從鋰輝石礦渣中提取得到鋰輝石 提取液，再加入酸調pH至7~9,硅酸鈉和偏鋁酸鈉才能反應生成最多的硅鋁酸鹽的絡合 物，然后才能凝結成水凝膠。
[0008] 當將提取液以酸調節pH至8時，取得的效果最好。
[0009] 本發明使用方便，節能環保，制作簡單。本發明的鋰輝石礦渣來源于工業上利用鋰 輝石礦提取碳酸鋰后產生的工業固體廢渣，本發明變廢為寶，原料成本低。制成的水凝膠具 有一定的彈性，呈固體狀態。
[0010] 進一步地，本發明所述鋰輝石礦渣與強堿的混合質量比為1 : 1。以這種比例反應 速度較快，消耗堿的量合理。
[0011] 所述強堿選自氫氧化鈉（NaOH)，或氫氧化鉀（K0H)。
[0012] 所述酸為選自鹽酸（HC1 )，或硫酸（H2S04)。
[0013] 所述水熱反應的溫度條件為50°C~100°C。該溫度條件下反應較快。當水熱反應 的溫度條件為70°C時，效果更顯著。
【附圖說明】
[0014] 圖1采用本發明制得的鋰輝石礦渣的水凝膠的力學流變圖。
【具體實施方式】
[0015] 一、制備實例： 1、將鋰輝石礦渣清洗，經干燥后加入強堿，加入水，在一定溫度下，攪拌反應數小時，抽 濾，得到提取液。
[0016] 從上表可見： 1)當鋰輝石礦渣與強堿的混合質量比為1 : 1時，取得的效果最好。
[0017] 2)當水熱反應溫度條件為70°C時，取得的效果最好。
[0018] 2、向以上各例中的提取液中加入酸，調節pH，得到鋰輝石礦渣的水凝膠。
[0019] 從上表可見： 酸調節pH至5~9后，都可獲得鋰輝石礦渣的水凝膠，其中酸調節pH至8時，取得的 效果最好。
[0020] 圖1為例1和例2制成的水凝膠力學流變圖。通過對制得的水凝膠進行流變學的 測試可以發現：由于彈性模量始終大于粘性模量，并且彈性模量要比粘性模量大一個數量 級，充分證明了，水凝膠是固體狀態并且具有一定的彈性。
【主權項】
1. 一種基于鋰輝石礦渣的水凝膠的制備方法，其特征在于：將鋰輝石礦渣與強堿混合 進行水熱反應，取得提取液，再將提取液以酸調節pH至7~9,得到鋰輝石礦渣的水凝膠。2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于將提取液以酸調節pH至8。3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述鋰輝石礦渣與強堿的混合質量比 為1 : 1〇4. 根據權利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于所述強堿為氫氧化鈉或氫氧 化鉀。5. 根據權利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于所述酸為鹽酸或硫酸。6. 根據權利要求1或2或3所述的制備方法，其特征在于所述水熱反應的溫度條件為 50cC ~IOOcC07. 根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于所述水熱反應的溫度條件為70°C。
【專利摘要】一種基于鋰輝石礦渣的水凝膠的制備方法，涉及材料制備技術領域，本發明通過將鋰輝石礦渣與強堿進行水熱反應從鋰輝石礦渣中提取得到鋰輝石提取液，再加入酸調pH至7～9，硅酸鈉和偏鋁酸鈉才能反應生成最多的硅鋁酸鹽的絡合物，然后才能凝結成水凝膠。本發明使用方便，節能環保，制作簡單。本發明的鋰輝石礦渣來源于工業上利用鋰輝石礦提取碳酸鋰后產生的工業固體廢渣，本發明變廢為寶，原料成本低。制成的水凝膠具有一定的彈性，呈固體狀態。
【IPC分類】C04B7/24
【公開號】CN105130223
【申請號】CN201510445407
【發明人】吳德峰, 仇亞昕
【申請人】揚州大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月27日