氯盐法锂云母提锂渣复合白色硅酸盐水泥的研究

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江西宜春钽铌伴生锂云母矿是我国最大的钽铌锂原料基地。氯盐压煮法锂云母提锂是目前国内锂云母提锂成本最低的工艺方法,但其大量产生的压浸滤渣(以下简称“锂渣”)的处置和综合利用对该工艺的清洁生产和节约资源具有重要意义。本文采用江西赣锋锂业有限公司开发研究的“氯盐压煮法”新工艺锂云母提锂过程中产生的锂渣作为混合材制备白色硅酸盐水泥。采用火山灰试验和对比强度法测定了原始锂渣和热处理锂渣的火山灰活性,并比较了锂渣与页岩、粉煤灰等材料火山灰活性,以确定锂渣的火山灰活性水平;比较了单掺锂渣和矿渣、复掺锂渣与矿渣对白色硅酸盐水泥强度的影响;研究了碱激发、硫酸盐激发、AlCl3激发和石灰激发等化学手段激发锂渣火山灰活性的方法,并比较了不同的白水泥制备工艺对锂渣活性激发效果的影响;利用XRD、SEM等手段分析表征了白色硅酸盐水泥硬化浆体的水化产物和微观结构,探讨了锂渣活性激发及水泥增强的微观机制;制备出了物理力学性能符合国家标准要求的锂渣复合白色硅酸盐水泥。通过火山灰性实验和对比强度法实验发现,锂渣具有良好的火山灰活性,采用热活化处理对进一步提高锂渣的活性不起作用。单掺锂渣白水泥的强度随锂渣掺量的增加呈明显下降趋势,而单掺矿渣微粉的水泥强度却有所提高。复掺锂渣和矿渣能显著减小锂渣对白水泥强度的负面影响,从而可明显增加锂渣的掺加量。采用石灰激发锂渣活性并通过混合粉磨工艺,可使锂渣-矿渣复合体系的胶凝活性达到最佳,在锂渣与矿渣的总掺量为70%时,28d抗压强度高达35.2Mpa,抗压强度比高达82%,初凝和终凝时间有大幅度的降低,改善了锂渣少熟料水泥凝结时间过长的问题。相比不掺锂渣和矿渣的白色硅酸盐水泥,其水化硬化浆体的微观结构更致密。拉伸粘结强度达到0.87MPa,相比市场常用的白色饰面水泥有很大的富裕度。本研究制备的锂渣复合白色硅酸盐水泥可大量利用锂云母提锂渣,且各项技术性能满足国家标准要求,具有广阔的应用前景。
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