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
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:
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:
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:
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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