[发明专利]一种改性锂渣复合矿物掺合料及其制备和应用

说明书

本发明提供一种改性锂渣复合矿物掺合料，属于建筑材料技术领域。以质量份数计，包括：酸法锂渣40～70份，石灰石粉20～55份，活性钙盐改性剂5～10份，增强活化剂0.1～0.2份。所述酸法锂渣按质量百分比计，包括：Loss：6～12％，SiO₂：45～60％，Al₂O₃：13～22％，CaO：5～11％，SO₃：3～10％，余量为杂质，总质量百分含量之和为100％。本发明还提供所述改性锂渣复合矿物掺合料的制备和应用。本发明掺合料引入活性钙盐改性剂，通过复合酸性锂渣和石灰石粉，弥补了酸性锂渣性能的不足，能够显著改善混凝土性能，实现混凝土高性能化和绿色化。本发明提供的改性锂渣复合矿物掺合料可以替代现有的粉煤灰、矿粉等掺合料，降低了水泥用量，进而降低了混凝土生产成本，具有明显的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体为一种改性锂渣复合矿物掺合料及其制备和应用。

背景技术

锂渣是利用锂辉石矿石作为原材料通过硫酸-碳酸钙法提炼碳酸锂的过程中产生的一种工业废弃物。冶炼过程中每生产1吨碳酸锂产锂渣约10吨。随着全球发展对碳酸锂总需求量的增加，通过酸法冶炼排放的锂渣量也与日俱增，目前这些排放的锂渣大部分采用露天堆积或深坑填埋等处理方式，但这会导致锂渣资源浪费，并且污染环境，更有可能破坏地质环境，因此锂渣的处理成为目前一个亟待解决的问题。

锂渣的化学成分中SiO₂和Al₂O₃含量较高，具有潜在的火山灰活性，因而可作为混凝土的掺合料。混凝土中掺锂渣可以起到改善混凝土孔结构，降低混凝土收缩和渗透性，以及提高混凝土弹性模量等作用。但是目前锂渣的资源化利用存在诸多问题，一是锂渣资源的分布不均，主要集中在我国的新疆和四川等地；二是锂渣中的SO₃含量(以石膏的形式存在)高于6％，掺入量较高时可能引发安定性不良的问题；三是锂渣吸水率较高，不便于混凝土实际生产过程中使用，常需要进行烘干的预处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性锂渣复合矿物掺合料，激发酸法锂渣活性，发挥与石灰石粉复掺的叠加效应，改善混凝土综合性能，为锂渣的资源化利用提供一个新的途径，提高锂渣的经济效益和环境效益。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种改性锂渣复合矿物掺合料，以质量份数计，包括：酸法锂渣40～70份，石灰石粉20～55份，活性钙盐改性剂5～10份，增强活化剂0.1～0.2份。

进一步，以质量份数计，包括：酸法锂渣45～65份，石灰石粉30～45份，活性钙盐改性剂7～9份，增强活化剂0.1～0.15份。

更进一步，以质量份数计，包括：酸法锂渣50～60份，石灰石粉35～40份，活性钙盐改性剂7.5～8份，增强活化剂0.12～0.15份。

锂渣中的SO₃通常是以CaSO₄·2H₂O或CaSO₄的形式存在，有利于激发锂渣的活性或在混凝土中形成AFt(早期)，增强其密实度，而对安定性的影响较小。因而制约其作为掺合料使用的主要原因是锂渣中Ca⁺含量较低，SiO₂和Al₂O₃为不定性的非晶态存在，其活性需要激发，因而前期活性较低；且锂渣具有较大内表面积的多孔结构，吸水性强，掺入后降低新拌混凝土流动性。石灰石粉来源广泛易得、价格低廉且具有潜在的火山灰活性，为充分发挥矿物掺合料的积极效应，提高其在混凝土中的用量，采用矿物掺合料复合技术以实现不同矿物掺合料之间的优势互补，提高混凝土的综合性能。