锂渣混配砂砾型水泥混凝土及其制备方法技术

一种锂渣混配砂砾型水泥混凝土及其制备方法，采用水泥、煅烧后锂辉石矿浸取残渣、建筑用砂砾及水作为主要制备原料，再配以混凝土助剂和填料制备得到锂渣混配砂砾型水泥混凝土，充分回收利用了锂盐生产的副产物，避免了环境污染和废渣的高价值利用，且煅烧后锂辉石矿浸取残渣具有火山灰活性，能够与水泥水化产生的氢氧化钙反应生成稳定的硅酸钙水化物凝胶和水化铝酸钙，能够大大提升水泥混凝土的品质，同时减少水泥的用量。

Lithium slag mixed gravel cement concrete and its preparation method

A lithium slag mixed with gravel cement concrete and its preparation method are introduced. Cement, calcined spodumenite leaching residue, gravel for construction and water are used as main raw materials, and then lithium slag mixed with gravel cement concrete is prepared with concrete additives and fillers. By-products of lithium salt production are fully recovered and utilized, environmental pollution and high value utilization of waste slag are avoided. After calcination, the spodumene residue has pozzolanic activity, which can react with calcium hydroxide produced by hydration of cement to form stable calcium silicate hydrate gel and calcium aluminate hydrate, which can greatly enhance the quality of cement concrete and reduce the amount of cement.

【技术实现步骤摘要】
锂渣混配砂砾型水泥混凝土及其制备方法
本专利技术涉及锂渣回收领域，特别是涉及一种锂渣混配砂砾型水泥混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点，使用量越来越大。制备混凝土通常需要采用矿物掺合料，当前使用较多的矿物掺合料主要是粉煤灰、矿粉、硅灰和偏高岭土等，而上述矿物掺合料的储量日益紧张。为保证混凝土的可持续发展，寻求新型的矿物掺合料制备优质的绿色高性能混凝土显得尤为重要。我国是世界上锂辉石储量最大的国家，其分布主要集中在西北方的新疆省和西南的四川省，锂辉石矿石经过1200℃高温煅烧后，在用硫酸法生产锂盐的过程中会产生一种工业副产品废渣，即为锂渣。据不完全统计，每生产1吨锂盐大约会排除9吨锂渣，这些锂渣不仅造成了大量的资源浪费，同时其堆放占用了大量的耕地，更为重要的是其粉体易引起严重地环境污染，因此探求锂渣废物高附加值利用成为锂盐行业可持续发展急需解决的技术问题。锂渣的化学成分主要是无定型的二氧化硅(占比52-58％左右)和三氧化铝(占比22-25％左右)及少量铁组分，具有一定的火山灰活性，其可磨性较好，可根据不同的技术要求粉磨成相应的细粉，可用于制备高性能混凝土。目前，对于锂渣的处理，行业内主要采取填埋堆存方式进行处理。该处理方式需在项目建设初期即申报项目配套的填埋处理场。填埋场堆存的稳定周期长达60年。会造成长周期的土地资源浪费，且处理成本高，对环境存在二次污染风险。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能够对锂渣进行回收利用，减少水泥用量，提高水泥混凝土品质的锂渣混配砂砾型水泥混凝土及其制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种锂渣混配砂砾型水泥混凝土，包括如下质量份的各组分：在其中一个实施例中，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、磷酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中的至少一种。在其中一个实施例中，所述建筑用砂砾为河砂、矿砂和碎石中的至少一种。在其中一个实施例中，所述混凝土助剂为减水剂、抗冻剂、速凝剂和抗渗剂中的至少一种。在其中一个实施例中，所述填料为偏高岭土、玻璃微珠和硅藻土中的至少一种。一种锂渣混配砂砾型水泥混凝土的制备方法，包括以下步骤：对锂辉石矿进行粉碎操作，得到粒径为0.1mm～0.2mm的锂辉石矿粉；在1000℃～1200℃的温度条件下，对所述锂辉石矿粉进行煅烧，得到煅烧后锂辉石矿粉；采用酸液对煅烧后锂辉石矿粉进行浸取，过滤后，得到煅烧后锂辉石矿浸取残渣；对煅烧后锂辉石矿浸取残渣进行烘干操作；将所述煅烧后锂辉石矿浸取残渣与建筑用砂砾进行混合，得到混配渣砾；将所述混配渣砾、水泥、混凝土助剂、填料和水进行混合，得到锂渣混配砂砾型水泥混凝土。在其中一个实施例中，所述煅烧后锂辉石矿浸取残渣主要包括如下质量份的各组分：52份～58份的二氧化硅、22份～25份的三氧化铝。在其中一个实施例中，所述将所述煅烧后锂辉石矿浸取残渣与建筑用砂砾进行混合的操作中，所述混合操作采用机械搅拌混合操作或机械过筛混合操作。在其中一个实施例中，采用硫酸溶液对煅烧后锂辉石矿粉进行浸取。在其中一个实施例中，所述对煅烧后锂辉石矿浸取残渣进行烘干操作后，所述煅烧后锂辉石矿浸取残渣的含水质量百分数为10％～15％。上述锂渣混配砂砾型水泥混凝土及其制备方法，采用水泥、煅烧后锂辉石矿浸取残渣、建筑用砂砾及水作为主要制备原料，再配以混凝土助剂和填料制备得到锂渣混配砂砾型水泥混凝土，充分回收利用了锂盐生产的副产物，避免了环境污染和废渣的高价值利用，且煅烧后锂辉石矿浸取残渣具有火山灰活性，能够与水泥水化产生的氢氧化钙反应生成稳定的硅酸钙水化物凝胶和水化铝酸钙，能够大大提升水泥混凝土的品质，同时减少水泥的用量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术一实施例的锂渣混配砂砾型水泥混凝土的制备方法的步骤流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。一实施方式的锂渣混配砂砾型水泥混凝土，包括如下质量份的各组分：上述锂渣混配砂砾型水泥混凝土，采用水泥、煅烧后锂辉石矿浸取残渣、建筑用砂砾及水作为主要制备原料，再配以混凝土助剂和填料制备得到，充分利用了锂盐生产的副产物，变废为宝，实现了资源的高价值回收利用，避免了环境污染问题，尤其是制备得到的混凝土具有良好的抗压强度和耐久性，即抗渗性、抗冻性和抗侵蚀性良好，且徐变度得到显著降低，水泥用量也大大降低。可以理解，水泥为粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成为塑性浆体，能在空气中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起制成水泥混凝土，作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。本专利技术采用水泥作为制备所述锂渣混配砂砾型水泥混凝土的主要制备原料之一，能够提高所述锂渣混配砂砾型水泥混凝土的抗压强度和耐久性。可以理解，锂辉石矿经过高温煅烧后用硫酸法生产锂盐过程中，锂盐熟料经过浸出、过滤和洗涤后能够生成煅烧后锂辉石矿浸取残渣。所述煅烧后锂辉石矿浸取残渣呈粉末状，颗粒较小，具有较大内比表面积的多孔结构，且化学成分与粘土质相似，主要为氧化硅、氧化铝、氧化钙和少量三氧化硫等，其中氧化硅和氧化铝绝大多数以无定形的二氧化硅存在，因此具有很好的活性，可以用作水泥混合材料和混凝土掺合料。另外，由于锂辉石矿中锂的含量很低，在生产锂盐的过程中会产生大量的残渣，如果进行外排堆存处理，会对周边环境造成严重的粉尘污染，或者由于含酸含碱的残渣水溶液的流失，而影响周边环境的生态平衡，如此，采用煅烧后锂辉石矿浸取残渣作为所述锂渣混配砂砾型水泥混凝土的制备原料，能够变废为宝，有利于实现资源的高价值回收利用。同时，锂渣来源稳定，组分及粒径分布比稳定，波动小，利于和砂砾等进行配比及调节，能够有效保证所述锂渣混配砂砾型水泥混凝土的质量。需要说明的是，煅烧后锂辉石矿浸取残渣中主要为硅酸盐及铝酸盐的灰粉，与水泥的形态一致，能够与水泥水化产生的氢氧化钙反应生成稳定的硅酸钙水化物凝胶和水化铝酸钙，如此，能够减少水泥的用量，并且能够使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂渣混配砂砾型水泥混凝土，其特征在于，包括如下质量份的各组分：

【技术特征摘要】
1.一种锂渣混配砂砾型水泥混凝土，其特征在于，包括如下质量份的各组分：2.根据权利要求1所述的锂渣混配砂砾型水泥混凝土，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、磷酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中的至少一种。3.根据权利要求1所述的锂渣混配砂砾型水泥混凝土，其特征在于，所述建筑用砂砾为河砂、矿砂和碎石中的至少一种。4.根据权利要求1所述的锂渣混配砂砾型水泥混凝土，其特征在于，所述混凝土助剂为减水剂、抗冻剂、速凝剂和抗渗剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的锂渣混配砂砾型水泥混凝土，其特征在于，所述填料为偏高岭土、玻璃微珠和硅藻土中的至少一种。6.一种锂渣混配砂砾型水泥混凝土的制备方法，包括以下步骤：对锂辉石矿进行粉碎操作，得到粒径为0.1mm～0.2mm的锂辉石矿粉；在1000℃～1200℃的温度条件下，对所述锂辉石矿粉进行煅烧，得到煅烧后锂辉石矿粉；采用酸液对煅烧后锂辉石矿粉进行浸取，过滤后，得到煅烧后...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖聪，王晓荣，曾文强，骆锦红，
申请(专利权)人：湖北上和化学有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42