一种掺富硫锂渣的烟道灌浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种掺富硫锂渣烟道灌浆料，由以下重量份的组分构成：水泥5

【技术实现步骤摘要】
一种掺富硫锂渣的烟道灌浆料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于建筑材料
，一种掺锂渣的烟道灌浆料材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂渣是锂辉石矿硫酸法生产碳酸锂等锂盐过程中产生的一种工业废渣，每生产1t碳酸锂要排出8
‑
10t。锂渣主要化学组成为SiO
2、
Al2O3、CaO和SO3，其中SiO
2、
Al2O3无定形的形式存在，因此锂渣具有较好的火山灰活性。已有不少研究利用其火山灰活性，将其用于水泥基材料的制备，以期实现固废的资源化利用，例如，专利文献CN112079589A中公开了将锂渣通过改性用于复合矿物掺合料的制备。但是这类研究中应用的锂渣主要是传统的碳酸锂盐生产工艺产生的锂渣，其SO3含量通常在10%以下，制备水泥基材料时水化产生钙矾石造成的膨胀等不利影响尚可接受。但是近些年，随着新能源电池的大力发展，以及碳酸锂、氢氧化锂等锂盐应用领域的不断扩大和市场需求的迅速增长，锂渣不仅堆存量与日俱增，而且随着锂盐市场价格日益增高，在硫酸法生产锂盐酸化焙烧阶段中，为提高锂盐浸出率，硫酸添加量也较以往传统工艺要更高，导致产生的锂渣逐渐变为“富硫锂渣”，其中的SO3含量远高于10%，有些甚至高达15
‑
22%。在水泥基材料制备中，如此高的SO3化合物在水化过程中会产生大量钙矾石，极易导致体积稳定性能不良；同时，富硫锂渣结构中孔隙率大，需水量比大。存量渐增的富硫锂渣，由于其高SO3含量特性和高吸水率特征，已经不再适合在水泥和混凝土中大掺量应用。从而使硫含量日益增高的富硫锂渣的资源化利用陷入困境。因此，为富硫锂渣寻找新的大掺量和高附加值利用途径是一个亟待解决的问题。
[0003]烟道是楼房建筑不可缺少的排烟排气装置。目前传统烟道制品生产主要有以下几种工艺：一是利用硫铝酸盐水泥和河砂等材料制备，此类烟道制品的制造工艺通常因使用的特种水泥价格贵而成本高，同时制得的产品质量重且容易开裂；二是利用普通硅酸盐水泥为主要材料制备，这类工艺水泥用量大，成本也高，产品不够轻质，而且脱模周期偏长，生产效率低下；三是利用建筑石膏制备烟道，该工艺中熟石膏掺量高，凝结时间过短，不利于生成控制，制备出的烟道强度较低，耐水性差，而且现有优势的建筑石膏价格也贵，并出现了不同程度的紧缺。此外，烟道制品的生产工艺普遍采用人工单模现场浇筑形式生产，生产效率低下，配比随意性大，导致烟道制品的质量波动性大。

技术实现思路

[0004]鉴于上述背景，本专利技术希望以新的思路同时解决富硫锂渣的资源化利用和烟道制品工艺改进两个方面的问题，即，充分利用富硫锂渣的高SO3含量特性，开拓其在烟道制品工艺中的大掺量应用，既可以实现富硫锂渣的规模化、资源化回收利用，也可以满足烟道制品工艺降低成本、提高生产效率和产品质量的需求。
[0005]本专利技术的目的在于：提供一种富硫锂渣掺量高、流动度大、质量轻、强度发展好、收缩小、耐水性能好的掺锂渣烟道灌浆料材料，及其制备方法和应用方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术技术方案如下：第一方面，提供一种掺富硫锂渣烟道灌浆料，由以下重量份的组分构成：水泥5
‑
30份、复合改性富硫锂渣粉40
‑
65份、煤渣20
‑
40份、塑化剂0.5
‑
2份、活性激发剂2
‑
5份，消泡剂0.02
‑
0.07份。
[0007]本专利技术优选的烟道灌浆料方案中，所述的各组分重量份如下：水泥10
‑
20份、复合改性富硫锂渣粉45
‑
55份、煤渣20
‑
40份、塑化剂0.5
‑
2份、活性激发剂2
‑
5份，消泡剂0.02
‑
0.05份构成；更优选水泥10
‑
18份、复合改性富硫锂渣粉50
‑
54份、煤渣25
‑
35份、塑化剂0.5
‑
1份、活性激发剂2
‑
5份，消泡剂0.04
‑
0.07份。
[0008]本专利技术所述的掺富硫锂渣烟道灌浆料中，所述的复合改性富硫锂渣粉是对富硫的酸法锂渣先化学改性再机械改性得到的。
[0009]复合改性前的所述富硫的酸法锂渣中，SiO2质量百分比为45
‑
65%、Al2O3的质量百分比为6
‑
15%、SO3的质量百分比为15
‑
22%，二水石膏质量百分比为30%
‑
45%。
[0010]所述的化学改性包括增硫和晶体转相；所述的机械改性包括研磨。
[0011]本专利技术所述的掺富硫锂渣烟道灌浆料中，化学改性和机械改性后得到的复合改性富硫锂渣粉，其β
‑
半水石膏含量大于50%；比表面积在500
‑
700m2/kg，D50小于8μm。
[0012]第二方面，本专利技术还提供制备所述掺富硫锂渣烟道灌浆料的方法，包括：将富硫锂渣先化学改性再机械改性得到复合改性富硫锂渣粉；然后，按照重量份计，将水泥5
‑
30份、复合改性富硫锂渣粉40
‑
65份、煤渣20
‑
40份、塑化剂0.5
‑
2份、活性激发剂2
‑
5份，消泡剂0.02
‑
0.07份混合均匀，即得到掺富硫锂渣的烟道灌浆料。
[0013]本专利技术优选的制备方法中，所述的化学改性包括：将富硫锂渣与脱硫石膏按（50
‑
80）：（50
‑
20）的重量比混合均匀后在300℃以下，优选在150
‑
170℃下煅烧120
‑
150min。该过程中，通过掺入脱硫石膏进一步提高了富硫锂渣中二水石膏的含量，同时锂渣本身需要烘干，因此选择300℃以下的煅烧温度，优选150
‑
170℃的煅烧温度，可以使得混合物中的二水石膏最大限度转变为β
‑
半水石膏，具有一定早期强度。
[0014]本专利技术优选的制备方法中，所述的脱硫石膏中SO3的质量百分比为43%
‑
45%，CaO质量百分比为29%
‑
32%，烧失量为20%
‑
22%。
[0015]本专利技术进一步优选的制备方法中，富硫锂渣和脱硫石膏的混合重量比为（52
‑
70）:（30
‑
48）。
[0016]本专利技术优选的制备方法中，所述的机械改性包括：将化学改性后的富硫锂渣研磨至比表面积为500
‑
700m2/kg且D50小于8μm。
[0017]本专利技术所述的制备方法中，所述水泥优选为P O 42.5水泥。
[0018]本专利技术所述的制备方法中，所述煤渣为煤燃烧后的废渣，呈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺富硫锂渣的烟道灌浆料，由以下重量份的组分构成：水泥5
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30份、复合改性富硫锂渣粉40
‑
65份、煤渣20
‑
40份、塑化剂0.5
‑
2份、活性激发剂2
‑
5份，消泡剂0.02
‑
0.07份；优选由水泥10
‑
20份、复合改性富硫锂渣粉45
‑
55份、煤渣25
‑
35份、塑化剂0.5
‑
2份、活性激发剂2
‑
5份，消泡剂0.02
‑
0.07份构成；更优选由水泥10
‑
18份、复合改性富硫锂渣粉50
‑
54份、煤渣25
‑
35份、塑化剂0.5
‑
1份、活性激发剂2
‑
5份，消泡剂0.04
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0.07份构成；所述的复合改性富硫锂渣粉是对富硫的酸法锂渣先化学改性再机械改性得到的；所述的复合改性富硫锂渣粉的β
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半水石膏含量大于50%，比表面积在500
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700m2/kg，D50小于8μm。2.制备权利要求1所述掺富硫锂渣的烟道灌浆料的方法，包括：将富硫锂渣先化学改性再机械改性得到复合改性富硫锂渣粉；然后，按照重量份计，将水泥5
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30份、复合改性富硫锂渣粉40
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65份、煤渣20
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40份、塑化剂0.5
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2份、活性激发剂2
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5份，消泡剂0.02
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0.07份作为原料混合均匀，即得到掺富硫锂渣烟道灌浆料；所述的化学改性包括：将富硫锂渣与脱硫石膏按（50
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80）：（50
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20）的重量比，优选52
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【专利技术属性】
技术研发人员：何舜，徐强，徐瑞峰，
申请(专利权)人：江西省建材科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：