CN113072312A - 一种锂渣制备水泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明就是要提供一种锂渣制备水泥的方法。包括锂渣烘干，石灰石、铁渣和硅灰细碎处理，锂渣的烘干、细碎和筛工序，立窑高温煅烧，水泥球磨工段，工序简单、易控制、易操作。本发明工艺流程简短，有利于实现工业化生产。

Description

一种锂渣制备水泥的方法
技术领域
本发明技术方案所属建筑材料领域，具体涉及一种锂渣制备水泥的方法，本发明方法制备的锂渣无熟料水泥，属于水泥的一种，可广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。
背景技术
水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。目前常用的水泥为硅酸盐水泥，主要由硅酸盐水泥熟料、石灰石、石膏等制成。
在水泥生产充分利用工业锂渣，可以节约大量的能源和资源，减少污染，保护环境，节约资金。在水泥和混凝土工程中，大量运用超细锂渣代替一部分粉煤灰，不但改善水泥性能，提高其耐久性，而且还可得到很大的经济效益，利用碱组分通过化学或者物理方法激活锂渣制备无熟料、少熟料的胶结体，免去煅烧和多次粉磨工序，这将促进锂渣和水泥的可持续发展的良好有效途径，使获得良好的经济社会效益同时，也获得良好的环境效益。
锂云母提锂后的浸出渣，也称锂渣，其主要成分SiO2、Al2O3、CaO。如不资源化综合利用，就属固废物资，会产生二次污染。石灰石粉是主要生产石灰石碎石或机制砂过程中，产生大量石灰石粉尘，工业副产品碳酸钙；铁渣，在冶炼过程中排除的熔渣经水泡或自然冷却得到颗粒状的废渣，也是固废；硅粉，生产硅铁、硅钢时从废气中收集的冷凝粉尘。现有技术并未公开将上述成分综合应用制备水泥的方案。本发明就是将上述四种固废物资资源化综合利用，经工艺处理，加工达到国家GB175-2007/XG2-2014《通用硅酸盐水泥》要求的掺合一定量锂渣的水泥，变废为宝，实现固废资源化综合利用。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种将锂渣、石灰石、铁渣和硅粉按照一定的配比制备成活性高硅酸盐水的的方法。包括将通过化学或者物理方法激活锂渣制备无熟料、少熟料的胶结体，在正常硅酸盐水泥熟料煅烧(1400-1500℃)下以锂渣、石灰石、铁渣和硅灰为原料所烧成的硅酸盐水泥，熟料凝结时间短、安定性合格，各龄期抗折强度、抗压强度满足国家有关标准中42.5#、52.5#水泥规定，制备成一种各项性能指标达到国家标准的硅酸盐水泥。本发明工艺流程简短，有利于实现工业化和产业化生产。
本发明提供了一种锂渣制备水泥的方法，所述水泥由锂渣、石灰石粉、铁渣和硅灰为原料，按照重量比锂渣：石灰石：铁渣：硅灰＝(30-40)：(20-50)：(4.5-10)：(5-20)的比例，经过混合、立窑煅烧、细碎、球磨工段制备而成。
作为本发明一种优选的实施方案，所述锂渣是锂云母经过焙烧、浸出后的浸出渣，所述浸出包括水浸出、酸浸出和碱浸出。
作为本发明一种优选的实施方案，所述锂渣的基本特征成分(干基)是：Li2O:0.3--0.8％；SiO2:35—60％；AL2O3:18—30％；CaO:2—8％；K2O:3—5％；Na2O:4—9％；Fe2O3:0.1—1.0％。
本发明还提供了所述锂渣制备水泥的方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将锂渣在800-950℃烘干，水分控制≤2％以下；
(2)烘干后的锂渣存在结块现象，对其进行简单的破碎，过筛，筛下物作为调配原料使用，筛上物返回到破碎工序；
(3)石灰石、铁渣和硅灰进行破碎，进行颗粒级配分类，预均化处理，待用；
(4)将锂渣、石灰石、铁渣、硅灰进行配料混合，生料制备，预热分解；
(5)按锂渣量10-19％配加辅料原煤混合后，在850-1050℃立窑焙烧，进行熟料烧成，随着温度升高，碳酸盐迅速分解发生固相反应，生成水泥熟料中的物相产物；
(6)、熟料进入冷却机器，进入冷却工序，细碎后物料，配入15-18％水分的水泡渣，再加入混合料总量5-8％经过破碎的天然石膏；
(7)、配料混合后，进入水泥球磨，达到200目筛余量小于15％的细度标准，形成一定颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、凝化要求。
作为本发明一种优选的实施方案，所述步骤(2)中锂渣破碎后过振动筛4.75毫米筛网。
作为本发明一种优选的实施方案，本发明所述方法制备的水泥，安定性合格，初凝1:28时，终凝3:35时。抗压强度3d178Kg/cm2，3d286Kg/cm2，28d450Kg/cm2,抗折强度3d40Kg/cm2，28d 48Kg/cm2。
本发明所述的锂渣制备水泥的方法与传统相比，此方法充分利用锂渣、石灰石、铁渣和硅灰，固废变废为宝，减少环境污染，产品锂渣水泥是一种综合利用绿色环保的建筑材料；锂渣制取水泥半工业化试验，采用锂渣焙烧脱除其中的附着水及结晶水，锂渣：石灰石：铁渣：硅灰＝(30-40)：(20-50)：(4.5-10)：(5-20):进行配料混合，大块的熟料经过破碎，按锂渣量10-19％配加辅料原煤，立窑焙烧、细碎，配入水泡渣，再加入天然石膏，球磨到一定细度，即为锂渣水泥。此种水泥常温应用可配制8小时达200Kg/cm2，24小时达300Kg/cm2以上的混凝土，常温快速施工，加速模板周转，节省能源；此种水泥引进适当的外加剂，不需要复杂的加热和保温措施，在负温的条件下，强度仍在增长，这对解决冬季负温混凝土施工很有意义，对水泥有收缩补偿价值。
采用本发明方法，可以改善水泥混凝土传统的缺点，水泥主要成分及物理性能达到GB175-2007/XG2-2014《通用硅酸盐水泥》的国家标准要求，成本降低，为企业带来经济效益和良好的环境效益，使锂云母制备碳酸锂生产企业无废渣产生，杜绝二次污染，实现绿色生产，流程短，工艺简单，操作快捷。
具体实施方式
实施例
按如下步骤制备水泥：
1)、初始的锂渣水分约19-29％，经回转窑在800-950℃烘干，水分控制≤2％以下；
2)、锂渣烘干后部分结块，进行简单的破碎，过振动筛4.75毫米筛网，筛下物作为调配原料使用，筛上物返回到破碎工序。
3)、石灰石、铁渣和硅灰进行破碎，进行颗粒级配分类，预均化处理，待用；
4)、按照锂渣：石灰石：铁渣：硅灰＝(30-40)：(20-50)：(4.5-10)：(5-20):进行配料混合，生料制备，预热分解；
5)、按锂渣量10-19％配加辅料原煤混合后，在立窑焙烧(850-1050℃)，进行熟料烧成，随着温度升高，碳酸盐迅速分解发生固相反应，生成水泥熟料中的物相产物；
6)、熟料进入冷却机器，进入冷却工序，细碎后物料，配入15-18％烘干的水泡渣，再加入混合料总量5-8％经过破碎的天然石膏；
7)、配料混合后，进入水泥球磨，达到一定细度标准(200目筛余量小于15％)，形成一定颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、凝化要求。生成有掺合料锂渣的高性能水泥产品；
将实施例制备的锂渣水泥，经过宜春南方商砼水泥厂物理鉴定：安定性合格，初凝1:28时，终凝3:35时。抗压强度3d178Kg/cm2，3d286Kg/cm2，28d450Kg/cm2,抗折强度3d40Kg/cm2，28d 48Kg/cm2；
以下是市购的52.5#水泥，检测的物理性能如下：
Figure BDA0003079073230000031
Figure BDA0003079073230000041
由上述检测数据可以看出，本发明制备的水泥具有更高的抗压强度和抗折强度。
以下是市购的52.5#水泥，化学成分经检测如下：
Figure BDA0003079073230000042
本发明实施例制备的掺合锂渣试制的水泥的化学成份检测如下：
Figure BDA0003079073230000043
从以上的化学成份和物理性能数据来看，本发明制备的水泥已经达到水泥相关的国家标准。并且性能高于市面上的一般水泥，具有更好的物理性能。
以上仅仅是对本发明专利方法的简要描述，不意味着对专利方法的限定，与说明书描述的内容相等同的手段，均落入本专利保护法范围。

Claims (6)

1.一种锂渣制备水泥的方法，其特征在于，所述水泥由锂渣、石灰石粉、铁渣和硅灰为原料，按照重量比锂渣：石灰石：铁渣：硅灰=（30-40）：（20-50）：（4.5-10）：（5-20）的比例，经过混合、立窑煅烧、细碎、球磨工段制备而成。
2.根据权利要求1所述的锂渣制备水泥的方法，其特征在于，所述锂渣是锂云母经过焙烧、浸出后的浸出渣，所述浸出包括水浸出、酸浸出和碱浸出。
3.根据权利要求2所述的锂渣制备水泥的方法，其特征在于，所述锂渣的基本特征成分（干基）是：Li2O:0.3--0.8%；SiO2:35—60%；AL2O3:18—30%；CaO:2—8%；K2O:3—5%；Na2O:4—9%；Fe2O3:0.1—1.0%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的锂渣制备水泥的方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将锂渣在800-950℃烘干，水分控制≤2%以下；
（2）烘干后的锂渣存在结块现象，对其进行简单的破碎，过筛，筛下物作为调配原料使用，筛上物返回到破碎工序；
（3）石灰石、铁渣和硅灰进行破碎，进行颗粒级配分类，预均化处理，待用；
（4）将锂渣、石灰石、铁渣、硅灰进行配料混合，生料制备，预热分解；
（5）按锂渣量10-19%配加辅料原煤混合后，在850-1050℃立窑焙烧，进行熟料烧成，随着温度升高，碳酸盐迅速分解发生固相反应，生成水泥熟料中的物相产物；
（6）、熟料进入冷却机器，进入冷却工序，细碎后物料，配入15-18%水分的水泡渣，再加入混合料总量5-8%经过破碎的天然石膏；
（7）、配料混合后，进入水泥球磨，达到200目筛余量小于15%的细度标准，形成一定颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、凝化要求。
5.根据权利要求4所述的锂渣制备水泥的方法，其特征在于，所述步骤（2）中锂渣破碎后过振动筛4.75毫米筛网。
6.根据权利要求4所述的锂渣制备水泥的方法，其特征在于，所述方法制备的水泥，安定性合格，初凝1:28时，终凝3:35时，抗压强度3d178Kg/cm2，3d286Kg/cm2，28d450Kg/cm2,抗折强度3d 40Kg/cm2，28d 48Kg/cm2。
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