利用锂云母渣及低品位铝矾土制备硫铝酸盐水泥的研究

摘要

建材工业中的水泥、陶瓷等大宗产品的矿物原料正面临资源日益枯竭,寻找工业废弃物替代天然矿物原料是建材工业可持续发展的必由之路。
　　 江西宜春锂云母矿是世界上最大的伴生锂云母矿床,我国最大的锂产品加工企业江西锂业股份有限公司开发的“硫酸法锂云母提锂工艺”会产生大量的工业废渣,有效利用这些固体废渣对江西锂云母矿资源的高效利用、实现矿物提锂的清洁生产和节约资源都具有重要意义。
　　 本文研究了利用锂云母硫酸法提锂渣(下称锂渣)、低品位铝矾土、石膏和石灰石等原料制备贝利特硫铝酸盐水泥和低碱度硫铝酸盐水泥的制备工艺和产品性能,探讨了硫铝酸盐水泥熟料的配料原则和适宜煅烧制度,利用XRD、DTA、SEM等手段分析表征了熟料的矿物组成和硬化水泥浆体的水化产物和微观结构,并制备出了性能良好的贝利特硫铝酸盐水泥和低碱硫铝酸盐水泥。
　　 研究表明:硫铝酸盐水泥熟料的适宜煅烧温度为1270℃～1320℃,在此温度范围内都可以煅烧出正常的硫铝酸盐水泥熟料;熟料的主要矿物为不规则颗粒状的C4-A3S和卵粒状C2S;当熟料中碱金属含量不超标时,贝利特硫铝酸盐水泥凝结时间正常,水泥28d抗压强度可达42.4MPa,抗折强度可达6.8MPa。制备贝利特硫铝酸盐水泥的锂渣掺加量可达16％,低品位铝矾土掺量为28%;贝利特硫铝酸盐水泥水化产物为钙矾石和水化硅酸钙凝胶。制备低碱度硫铝酸盐水泥熟料的最佳配方为铝矾土38%,石灰石40%,二水石膏14%,锂渣8%。采用该熟料与15%的石灰石和3%的天然石膏混合球磨可制备出符合JC/T659-2003标准中42.5级水泥性能要求的低碱度硫铝酸盐水泥。低碱度硫铝酸盐水泥水化产物主要为钙矾石、水化硅酸钙凝胶以及水化碳铝酸钙。