一种磷铝酸盐水泥熟料的制备方法及磷铝酸盐水泥熟料技术

本发明专利技术提供了一种磷铝酸盐水泥熟料的制备方法及利用该方法制备得到的磷铝酸盐水泥熟料，属于建筑材料技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：(1)将烘干后的钙质原料、磷锂铝石废渣和铁质原料按质量比(45～60)：(25～35)：(5～20)充分混合，得到混合生料；(2)将(1)中得到的混合生料先以5～15℃/min的升温速率升至800

【技术实现步骤摘要】
一种磷铝酸盐水泥熟料的制备方法及磷铝酸盐水泥熟料


[0001]本专利技术涉及建筑材料技术领，尤其涉及一种磷铝酸盐水泥熟料的制备方法及利用该制备方法制备得到的磷铝酸盐水泥熟料。

技术介绍

[0002]磷锂铝石是含锂较高的工业矿物之一，其Li2O含量在7.41～11.55％，高于常见的锂辉石(Li2O含量7％)；目前国内外对磷锂铝石工业提取碳酸锂过程中产生的固体废弃物，主要为铝、磷、硅、钙、铁、钠等的氧化物(总含量超过>98wt％)。每吨碳酸锂产品会产生8
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10吨的废渣，大量的废渣通常采用填埋或露天堆放方法处理，不仅占用场地且会随着风雨流失，污染环境。如何有效利用废弃锂矿渣，变废为宝，为企业创造经济和社会效益，成为相关生产企业急需解决的重大问题。
[0003]磷铝酸盐水泥是一种新型特种水泥，由含Al2O3、Fe2O3、CaO、P2O5、SiO2等组分的原材料经配料、混合、粉磨、焙烧等制备工艺过程获得，其矿物组成为磷铝酸钙(LHSS相)，铝酸钙固溶体，磷酸钙固溶体和部分玻璃体。其主要水化产物是水化磷铝酸盐凝胶，水化铝酸盐凝胶和羟基磷灰石。磷铝酸盐水泥具有快硬、早强、高强等优良的力学性能，水泥浆体具有优良的耐久性，如：优良的抗冻性，抗碳化，抗化学腐蚀，抗渗和抗钢筋锈蚀等能力，使得该水泥在抢修工程、海洋工程等方面具有广泛的用途和市场前景，可以在某些方面替代并改善现有胶凝材料。特有的致密结构及水化产物不含Ca(OH)2的特点赋予了其优异的抗海水侵蚀和抗冲刷性能，特别适合于海工工程建设。公开号为CN108059377A的专利技术专利公开了一种C4A3$型的磷铝酸盐水泥熟料，焙烧温度超过1350℃；公开号为CN 104140216A的专利技术专利公开了一种高铁磷铝酸盐水泥熟料制备方法，虽然加入大量氧化铁替代一部分铝矾土、焙烧温度降低了50
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70℃，但焙烧温度仍然超过1300℃。但是由于需要消耗大量价格昂贵的铝矾土原料，且烧制温度较高(>1300℃)等，使得该水泥的成本大大高于普通硅酸盐水泥，限制了该水泥的推广应用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为解决
技术介绍
中存在的不足，一方面，本专利技术提供了一种磷铝酸盐水泥熟料的制备方法，充分利用磷锂铝石废渣中的主要磷、铝元素，包括硅、钙和钠等元素，来制备磷铝酸盐水泥熟料，原料低廉易得，制备过程简单，生产成本低。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0006]一种磷铝酸盐水泥熟料的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)将烘干后的钙质原料、磷锂铝石废渣和铁质原料按质量比(45～60)：(25～35)：(5～20)充分混合，得到混合生料；
[0008](2)将(1)中得到的混合生料先以5～15℃/min的升温速率升至800
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950℃，保温30
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60min后，再以5～15℃/min的升温速率升至1200～1300℃，保温60～120min，得到煅烧产物；
[0009](3)将(2)中得到的煅烧产物冷却至室温后，得到磷铝酸盐水泥熟料。
[0010]优选地，(1)中磷锂铝石废渣含有如下质量百分含量的组分：25～50％的Al2O3，20％～35％的P2O5，5～15％SiO2，1～5％的Fe2O3，3～5％的CaO，其它杂质0～15％。
[0011]优选地，所述钙质原料为石灰石、生石灰或熟石灰中的至少一种；所述铁质原料为赤铁矿、磁铁矿、铁尾矿或铁渣。
[0012]优选地，(1)中，烘干后的钙质原料、磷锂铝石废渣和铁质原料研磨至200～500目后进行混合。
[0013]另一方面，本专利技术还提拱了一种磷铝酸盐水泥熟料，由上述磷铝酸盐水泥熟料的制备方法制备得到。
[0014]优选地，其矿相组成包括如下百分比含量的组分：
[0015]磷铝酸钙35
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45％，硫铝酸钙30
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40％，铁铝酸钙5
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10％，磷酸钙15
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25％，其他杂质含量1
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10％。
[0016]优选地，其矿相组成百分比含量为：磷铝酸钙45％，硫铝酸钙30％，铁铝酸钙9％，磷酸钙15％，其他杂质1％。
[0017]本专利技术相对于现有技术，具有如下的有益效果：
[0018]本专利技术提供的磷铝酸盐水泥熟料的制备方法，充分利用磷锂铝石废渣中的主要磷、铝元素，包括硅、钙和钠等元素，来制备磷铝酸盐水泥熟料，原料低廉易得，制备过程简单，生产成本低。
[0019]本专利技术提供的磷铝酸盐水泥熟料的制备方法，采用高铁配料，较多的铁相不仅能形成大量铁胶，增强抗海水冲刷能力，使建筑物表面不容易起砂，拥有更好的抗冲刷，抗腐蚀和抗锈能力，不会造成环境污染的问题，并且煅烧温度低，该方法具有低碳、低能耗的特点，是一种绿色的水泥熟料工艺方法。
[0020]本专利技术提供的磷铝酸盐水泥熟料含有独有的磷铝酸钙矿相，同时其组成上增大了C4AF含量。这些不同造成性能上差异显著，磷铝酸钙矿相可赋予水泥有突出的早期和后期力学性能，且其水化形成C
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A
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P
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H凝胶提高水泥凝结性能，利于海工工程快速修复。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。本专利技术不受下面公开的具体实施的限制，并不因此而限制本专利技术。
[0022]本专利技术提供了一种磷铝酸盐水泥熟料的制备方法，包括如下步骤：
[0023](1)将烘干后的钙质原料、磷锂铝石废渣和铁质原料按质量比(45～60)：(25～35)：(5～20)充分混合，得到混合生料，烘干后的钙质原料、磷锂铝石废渣和铁质原料的质量比可以为(48～58)：(28～34)：(8～18)，还可以为(50～56)：(30～32)：(10～16)，还可以为(52～54)：(30～32)：(10～14)；
[0024](2)将(1)中得到的混合生料先以5～15℃/min(优选为8～14℃/min、10～12℃/min等)的升温速率升至800
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950℃(优选为820
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930℃、860
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900℃等)，保温30
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60min(优选为35
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55min、40
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50min等)后，再以5～15℃/min(优选为6～16℃/min、8～14℃/min、10～12℃/min等)的升温速率升至1200～1300℃(优选为1240～1290℃、1250～1280℃)，保温60～
120min(优选为70～110min、80～100min等)，得到煅烧产物；
[0025](3)将(2)中得到的煅烧产物冷却至室温后，得到磷铝酸盐水泥熟料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷铝酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将烘干后的钙质原料、磷锂铝石废渣和铁质原料按质量比(45～60)：(25～35)：(5～20)充分混合，得到混合生料；(2)将(1)中得到的混合生料先以5～15℃/min的升温速率升至800
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950℃，保温30
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60min后，再以5～15℃/min的升温速率升至1200～1300℃，保温60～120min，得到煅烧产物；(3)将(2)中得到的煅烧产物冷却至室温后，得到磷铝酸盐水泥熟料。2.根据权利要求1所述的一种磷铝酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，(1)中磷锂铝石废渣含有如下质量百分含量的组分：25～50％的Al2O3，20％～35％的P2O5，5～15％SiO2，1～5％的Fe2O3，3～5％的CaO，其它杂质0～15％。3.根据权利要求1所述的一种磷铝酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述钙质原料为石灰石、生石灰或熟...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南平，崔群，王海燕，张林，沙亚利，李庆玲，顾卫娟，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：