CN102424535A - 利用锂云母硫酸法提锂渣制备低碱度硫铝酸盐水泥的方法 - Google Patents

利用锂云母硫酸法提锂渣制备低碱度硫铝酸盐水泥的方法 Download PDF

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黄少文
黎奉武
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Abstract

一种利用锂云母硫酸法提锂渣制备低碱度硫铝酸盐水泥的方法，是将按产品配方称取的原材料钙铝渣、铝矾土、石灰石和二水石膏分别粉磨后过筛，混合均匀，加水搅拌制成饼状，干燥，将生料饼高温锻烘成熟料，出炉吹风急冷，再将冷后熟料按配比与石灰石和二水石膏混合球磨得到低碱度硫铝酸盐水泥。该方法可以综合利用废渣，变废为宝，且满足环保要求。

Description

利用锂云母硫酸法提锂渣制备低碱度硫铝酸盐水泥的方法
技术领域
本发明属于工业废弃物利用技术领域，涉及一种利用锂云母硫酸法提锂渣（钙铝渣）制备低碱度硫铝酸盐水泥的方法。
背景技术
硫铝酸盐水泥是一种特性水泥，广泛应用于GRC制品、冬季施工、抗渗堵漏、抢修抢建等领域。长期以来，硫铝酸盐水泥的生产主要以石灰石，铝矾土和石膏等天然矿物为原料。随着矿物资源的日益减少，以工业废弃物替代天然矿物资源为原料生产不同品种水泥的研究成为热点。90年代以来，脱硫石膏、磷石膏、粉煤灰、煤矸石、铝渣等工业废渣被引入硫铝酸盐水泥的生产。这些工业废弃物大多含有S、Al、Ca、Si等水泥矿物形成所需元素，经与其它原料配合，能满足硫铝酸盐水泥熟料矿物形成的要求。
江西宜春钽铌矿伴生锂云母矿是世界上最大的伴生锂云母矿床，也是我国正在开发利用的主要锂资源之一。作为国内最大的锂原料加工和锂产品生产企业的江西赣锋锂业有限公司，现采用硫酸法、氯盐法等方法对锂云母矿进行化学提锂，其中硫酸法提锂工艺过程中会产生大量的混合矾溶液，加入氧化钙调节pH值后固液分离，使硫酸钾和硫酸铷进入母液中提取钾和铷，余渣主要成分为硫酸钙和偏铝酸钙（简称钙铝渣）。为实现矿物提锂的清洁生产，达到国家环保要求，必须对这些废渣进行综合利用。
发明内容
本发明的目的，是为了对废渣综合利用并达到环保要求提供一种利用锂云母矿硫酸焙烧法产生的固体废渣为部分原料，与石灰石，铝矾土，二水石膏等按配比混合后，经高温烧制成硫铝酸盐水泥熟料，再外掺混合材粉磨而成的低碱度硫铝酸盐水泥的制备方法。该产品可广泛用于生产各类玻璃纤维增强水泥水泥制品（GRC）。
本发明的技术方案是：
以质量百分比计产品配方为：硫酸法钙铝渣10-17%、铝矾土30-40%、石灰石45-55%、二水石膏4-10%。原料粉磨过80um筛，筛余量小于8%。 
制备工艺：
（1）将钙铝渣、铝矾土、石灰石和二水石膏分别粉磨后过80um筛，筛余量小于8%；
（2）按上述产品配方称量各原料，并混合均匀；
（3）加入12%-15%的水搅拌后制成饼状，在80℃干燥6h；
（4）将生料饼放入硅碳棒高温炉中，在1320℃煅烧60 min；
（5）熟料出炉后吹风急冷；
（6）将熟料与石灰石和二水石膏按质量份数比75：15：10混合球磨，粉磨时间为25 min，得到低碱度硫铝酸盐水泥。
本发明所采用的硫酸法钙铝渣是指锂云母采用硫酸焙烧法提锂后的废渣，其主要矿物成分为硫酸钙和偏铝酸钙、少量的碱金属。钙铝渣的化学成分见表1。
表1  硫酸法钙铝渣的化学成分（W%）
SO3 Na2O K2O CaO SiO2 Al2O3
26.76 0.06 1.37 47.99 0.54 9.42
Fe2O3 MgO F 其它 合计  
0.06 0.71 0.93 12.16 100  
本发明的有益效果是：
（1）钙铝渣主要成分为硫酸钙和偏铝酸钙，为粉状，可节省粉磨能耗；钙铝渣可以提供硫铝酸盐水泥熟料矿物所需的S、Al、Ca等元素。可以节省相当量的天然矿物原料，降低生产成本。
（2）钙铝渣中含有少量的碱金属，可降低煅烧温度，增加液相量，节省烧结能耗。
（3）钙铝渣是一种成分复杂的工业废弃物，以其为原料制备硫铝酸盐水泥不仅大量消化了固体废弃物，而且可制备满足国家标准的低碱度硫铝酸盐水泥，变废为宝，可产生显著的社会效益和经济效益。
具体实施方式：
实施例1：
产品配方（以质量百分比计）为：钙铝渣（水份≤30%）15%，铝矾土37%，石灰石40%，二水石膏8%。
制备工艺：
（1）将钙铝渣、铝矾土、石灰石和二水石膏分别粉磨后过80um筛，筛余量小于8%；
（2）按上述产品配比配方称量各原料，并混合均匀；
（3）加入12%-15%的水搅拌后制成饼状，在80℃干燥6h；
（4）将生料饼放入硅碳棒高温炉中，在1320℃煅烧60 min；
（5）熟料出炉后吹风急冷；
（6）将熟料与石灰石和二水石膏按质量份数比75：15：10混合球磨，粉磨时间为25 min，得到低碱度硫铝酸盐水泥。
水泥的性能指标见表2。
表2　低碱度硫铝酸盐水泥的技术性能指标
Figure 2011102703417100002DEST_PATH_IMAGE002
实施例2：
产品配方（以质量百分比计）为：钙铝渣（水份≤30%）13%，铝矾土39%，石灰石36%，二水石膏12%。制备工艺与实例1同。
水泥的性能指标见表3。
表3　低碱度硫铝酸盐水泥的技术性能指标

Claims (1)

1.一种利用锂云母硫酸法提锂渣制备低碱度硫铝酸盐水泥的方法，其特征是：
（1）以质量百分比计产品配方为：硫酸法钙铝渣10-17%、铝矾土30-40%、石灰石45-55%、二水石膏4-10%； 
（2）将钙铝渣、铝矾土、石灰石和二水石膏分别粉磨后过80um筛，筛余量小于8%；
（3）按上述产品配方称量各原料，并混合均匀；
（4）加入12%-15%的水搅拌后制成饼状，在80℃干燥6h；
（5）将生料饼放入硅碳棒高温炉中，在1320℃煅烧60 min；
（6）熟料出炉后吹风急冷；
（7）将熟料与石灰石和二水石膏按质量份数比75：15：10混合球磨，粉磨时间为25 min，得到低碱度硫铝酸盐水泥。
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