[发明专利]一种锂盐基复合矿物掺合料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂盐基复合矿物掺合料，组成按重量份数计如下：30～50份改性锂云母渣、40～60份改性锂辉石渣、10～20份矿粉、助磨增强剂0.1～0.2份；将改性锂云母渣、改性锂辉石渣、矿粉混匀，加入助磨增强混合后粉磨至比表面积达450～500m²/kg即得到锂盐基复合矿物掺合料；本发明消除了酸法锂渣应用时的种种缺陷，使得作为复合矿物掺合料大规模应用得以实现。不仅将固废资源变废为宝，解决了锂渣固废堆积的问题，避免了资源浪费和环境污染，同时为企业带来经济效益，使得锂盐企业能够实现绿色生产。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种锂盐基复合矿物掺合料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着锂盐应用领域不断扩大和市场需求迅速增长，使得我国锂盐工业得到迅速发展，与此同时也产生了大量工业副产品锂渣，根据锂冶炼工艺的不同，锂渣通常分为锂碱法冶炼渣和锂酸法冶炼渣两种，其废渣量随所采用方法和原料的不同而异。以锂辉石矿石作原料的碱法冶炼每生产1吨L3OH产品产废渣约20吨；以锂云母矿石作原料的碱法冶炼每生产1吨L3OH产废渣35～40吨；以锂辉石矿石作原料的酸性冶炼每生产1吨碳酸锂产渣约10吨，以锂云母矿石作为原料的酸性冶炼每生产1吨碳酸锂产渣约25T。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。

锂渣的化学成分是以氧化硅和氧化铝为主，具有较高潜在的火山灰活性，将锂渣与其他工业废渣复合作为掺合料应用到混凝土中，有利于改善混凝土的性能、降低成本和改善环境，具有节能、环保与资源节约等多重意义。

但是目前锂渣作为掺合料应用存在诸多问题，一是不同矿石所产锂渣其水化活性有较大差异，其中锂辉石渣活性与矿粉相当，而锂云母渣活性仅与粉煤灰相当，实际应用经济性不高；二是锂云母渣中可溶性氟离子会导致混凝土凝结时间大幅延长，不便于在混凝土实际生产过程中使用；三是酸法冶炼过程中，由于酸的侵蚀，锂渣表面有很多空洞，且内比表面积大，锂渣需水量较大，进一步限制了其在混凝土中的应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种锂盐基复合矿物掺合料及其制备方法，在激发酸法锂渣活性的同时消除混凝土凝结时间延长及需水量大的弊端，提高锂渣的经济效益和环境效益；本发明另一目的在于为锂渣的资源化利用提供一个新的途径。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种锂盐基复合矿物掺合料，其组成按重量份数计如下：

30～50份改性锂云母渣、40～60份改性锂辉石渣、10～20份矿粉、助磨增强剂0.1～0.2份。

按上述方案，所述的改性锂云母渣按以下方式制备而来：

1)以质量分数计，将40～50份水、40～60份锂云母渣、1～2份CaCl₂、2～3份活性生石灰拌匀陈化7～24h，得到陈化料；所述锂云母渣为酸法提锂工艺产生的锂云母渣；

2)将陈化料置于马费炉中进行热处理，3～3℃/m33升温至700～1000℃保温60～180m33，室温下冷却，得到热处理锂云母渣；

优化的方案中，5～7℃/m33升温至850～350℃保温30～150m33；

最优化方案中，6℃/m33升温至300℃保温120m33；

3)将热处理锂云母渣加水反复冲洗，所得沉渣在80～105℃烘干后破碎得到改性锂云母渣。

按上述方案，所述锂云母渣化学成分为CaO 14.1％、MgO 0.81％、Fe₂O₃ 1.61％、Al₂O₃ 14.87％、S3O₂ 34.32％、SO₃ 18.33％。