一種硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑及其應(yīng)用，其組分重量份比例為：鋰渣0～4，硼泥0～2；所述鋰渣為生產(chǎn)碳酸鋰所產(chǎn)生的廢渣，含有碳酸鋰，所述硼泥為生產(chǎn)硼砂所產(chǎn)生的廢渣，含有硼酸。以鋰渣和硼泥的摻合比例為4：0.5，摻入量4.5%，效果最佳。本發(fā)明提供的上述鋰渣和硼泥復(fù)合作為調(diào)凝劑的應(yīng)用，替代了化工原料碳酸鋰及硼酸，降低水泥成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約礦業(yè)資源、消解工藝廢料，為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)開辟了新途徑。
【專利說明】—種硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑及其應(yīng)用
[0001]本發(fā)明涉及一種硫鋁酸鹽水泥調(diào)凝劑及其應(yīng)用，具體的說是將鋰渣和硼泥復(fù)合作為調(diào)凝劑的應(yīng)用。
技術(shù)背景
[0002]碳酸鋰渣(簡稱鋰渣)是硫酸法生產(chǎn)碳酸鋰時(shí)所產(chǎn)生的廢渣，每生產(chǎn)It碳酸鋰要排出8~IOt鋰渣，鋰鹽廠每年都要排放大量鋰渣，占用大量用地，污染環(huán)境。
[0003]硼泥為生產(chǎn)硼酸、硼砂等產(chǎn)品產(chǎn)生的廢渣，為灰白色、黃白色粉狀固體，呈堿性，含氧化硼和氧化鎂等組分。硼泥的堆存處置不僅占用大量土地，而且會使堆場附近的土壤堿化并引起硼的遷移轉(zhuǎn)化，造成環(huán)境污染。
[0004]硫鋁酸鹽水泥的水化歷程與硅酸鹽水泥的水化歷程類似，在加水后先出現(xiàn)一個(gè)初始的潤濕峰，然后進(jìn)入誘導(dǎo)期，誘導(dǎo)期結(jié)束后進(jìn)入水化加速期，并逐漸過渡到水化減速期。其早期主要的水化產(chǎn)物是AFt和I型CSH凝膠。由于硫鋁酸鹽水泥中C4A3S的含量和水化速率都大于C2S,所以早期的水化產(chǎn)物主要是AFt，因此，凡是能促進(jìn)AFt生成的物質(zhì)均可加速硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)。
[0005]432 — AFt+2AH3 (gel)
C2S+2H— CSH (I)+CH
AH3 (gel)+3CH=3CSH2+20H —AFt
在C4A3S晶體中，Al3+是以Al-O四面體存在的，而AFt晶體中Al3+是以Al-O八面體存在的，因此，由C4A3S通過液相反應(yīng)水化形成AFt的過程，就是四配位的Al3+向六配位的Al3+的轉(zhuǎn)化過程。同時(shí)，AFt形成是Al-O八面體[Al (OH)6]3-與鈣多面體交替排列形成多面柱，然后S042_進(jìn)入柱間溝槽平衡正電荷的過程，其中形成速率最慢的[A1(0H)6]3_八面體形成過程是AFt形成的控制過程。因此，能加速Al-O八面體[A1(0H)6]3_形成和聚合的物質(zhì)均能加速硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)。
[0006]摻入Li2CO3時(shí)，在水化過程中，它會和硫鋁酸鹽水泥水化過程中生成的Ca(OH)2反應(yīng)，生成LiOH,反應(yīng)式如下:
Li2C03+Ca (OH) 2 — 2Li0H+CaC03
鋰化合物的加入可提高硫鋁酸鹽水泥水化環(huán)境的堿度，OH_可取代Al3+周圍的水分子，促進(jìn)鋁的溶解，降低[Al(OH)6]3-八面體成核的自由能和晶核的臨界尺寸，使得晶核的生成速率增大，該效應(yīng)有利于[Al(OH)6]3-八面體的形成。同時(shí)，LiOH是強(qiáng)堿，在水中解離后產(chǎn)生的Li+可與0H_形成四配位結(jié)構(gòu)，該四配位結(jié)構(gòu)可促進(jìn)[Al(OH) 6]3_八面體的聚合。
[0007]硼酸對硫鋁酸鹽水泥的緩凝效果比較明顯，加入到硫鋁酸鹽水中后，由于形成硼酸鈣包裹在水泥顆粒水化層表面，使水泥懸浮體趨于穩(wěn)定，并阻止水泥粒子凝聚，因此可以延緩水泥的凝結(jié)。
[0008]而鋰渣和硼泥分別含有少量碳酸鋰和硼酸，能否將鋰渣和硼泥復(fù)混應(yīng)用于硫鋁酸鹽水泥，還沒有報(bào)道。
[0009]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的在于提供一種硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑，采用鋰渣和硼泥復(fù)合而成，它不僅能使硫鋁酸鹽水泥企業(yè)節(jié)約成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且能夠消解工業(yè)固體廢料、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。[0010]本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:一種硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑，其組分重量份比例為:鋰渣0~4，硼泥0~2;
所述鋰渣為生產(chǎn)碳酸鋰所產(chǎn)生的廢渣，含有的化學(xué)成分為=SiO2 35~38%;Ca0 10~15% ；A1203 30 ~35% ；Fe203 0.4 ~0.6% ；MgO 0.2 ~0.4% ；Li02 0.15 ~0.25% ；
所述硼泥為生產(chǎn)硼砂所產(chǎn)生的廢渣，含有的化學(xué)成分=MgO 23%~43.4% ；Si0222.6% ~32.7% ；Fe203 2.4% ~14.6% ；B203 0.7% ~5.6% ；A1203 0.1 ~5.0% ；CaO 2.1 ~
5.9%。
[0011]所述的重量份比例為鋰渣和硼泥的摻合比例為4:0.5。
[0012]所述的一種硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑在硫鋁酸鹽水泥中的應(yīng)用，在硫鋁酸鹽熟料中摻入硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑1%~10% ；
其應(yīng)用工藝步驟為:將鋰渣和硼泥的混合物隨石子、石膏一起按重量配比要求摻入到硫鋁酸鹽水泥的熟料中，經(jīng)粉磨后包裝。
[0013]所述硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑的組分重量份比例為鋰渣和硼泥的摻合比例為4:
0.5，在硫鋁酸鹽水泥中的摻入量4.5%，這樣效果最佳。
[0014]本發(fā)明提供的上述鋰渣和硼泥復(fù)合作為調(diào)凝劑的應(yīng)用，替代了化工原料碳酸鋰及硼酸，降低水泥成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約礦業(yè)資源、消解工藝廢料，為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)開辟了新途徑。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為進(jìn)一步說明本
【發(fā)明內(nèi)容】
，結(jié)合實(shí)施實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]表一、本發(fā)明低堿硫鋁酸鹽水泥配比(質(zhì)量比％)
【權(quán)利要求】
1.一種硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑，其組分重量份比例為:鋰渣O~4，硼泥O~2 ; 所述鋰渣為生產(chǎn)碳酸鋰所產(chǎn)生的廢渣，含有的化學(xué)成分為=SiO2 35~38%;Ca0 10~15% ；A1203 30 ~35% ；Fe203 0.4 ~0.6% ；MgO 0.2 ~0.4% ；Li02 0.15 ~0.25% ； 所述硼泥為生產(chǎn)硼砂所產(chǎn)生的廢渣，含有的化學(xué)成分=MgO 23%~43.4% ；Si0222.6% ~32.7% ；Fe203 2.4% ~14.6% ；B203 0.7% ~5.6% ；A1203 0.1 ~5.0% ；CaO 2.1 ~5.9%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑，其特征在于所述的組分重量份比例為鋰洛和硼泥的摻合比例為4:0.5。
3.如權(quán)利要求1所述的一種硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑在硫鋁酸鹽水泥中的應(yīng)用，其特征在于在硫鋁酸鹽熟料中摻入硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑1%~10% ； 其應(yīng)用工藝步驟為:將鋰渣和硼泥的混合物隨石子、石膏一起按重量配比要求摻入到硫鋁酸鹽水泥的熟料中，經(jīng)粉磨后包裝。
4.如權(quán)利要求3所述的一種硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑在硫鋁酸鹽水泥中的應(yīng)用，其特征在于所述硫鋁酸鹽水泥專用調(diào)凝劑的組分為鋰渣硼泥的摻合比例為4:0.5，在硫鋁酸鹽水泥中的摻入量4.5%。
【文檔編號】C04B28/06GK103524065SQ201310285956
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9日
【發(fā)明者】孫建成, 賈正玉, 朱應(yīng)新, 陳華東, 李金鋒, 葛鵬, 張福恒, 田建偉, 許超 申請人:曲阜中聯(lián)水泥有限公司