(10)申请公布号 CN 102775086 A
(43)申请公布日 2012.11.14C N 102775086 A
*CN102775086A*
(21)申请号 201210285735.4
(22)申请日 2012.08.13
C04B 22/06(2006.01)
C04B 103/12(2006.01)
地址273100 山东省济宁市曲阜市书院街道
办事处陶瓷路16号
(72)发明人孙建成 贾正玉 朱应新 李金锋
田建伟
(54)发明名称
用
(57)摘要
本发明涉及一种水泥行业的促凝剂技术，具
体的说是锂渣作为促凝剂在低碱硫铝酸盐水泥中
的应用，在低碱硫铝酸盐熟料中掺入1%-5%的锂
渣作促凝剂，锂渣化学成分包含：SiO 235～38%；
CaO10～15%；Al 2O 330～35%；Fe 2O 30.4～0.6%；
MgO0.2～0.4%；LiO 20.15～0.25%。锂渣掺入量
为3%时效果最佳。本发明用锂来完全取代价格昂
贵的碳酸锂，以降低水泥成本、提高产品质量、节
约矿业资源、消解工艺废料，为发展循环经济开辟
了新途径。同时还达到了消解工业固体废料、保护
环境的目的。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页
1/1页
1.锂渣作为促凝剂在低碱硫铝酸盐水泥中的应用，其特征在于在低碱硫铝酸盐水泥磨料配料时，掺入1%-5%的锂渣作促凝剂，再磨粉成水泥成品。
2.如权利要求1所述的锂渣作为促凝剂在低碱硫铝酸盐水泥中的应用，其特征在于所述锂渣为生产碳酸锂所产生的废渣，其化学成分包含：SiO 2 35～38%；CaO 10～15%；Al 2O 3 30～35%；Fe 2O 3 0.4～0.6%；MgO 0.2～0.4%；LiO2 0.15～0.25%。
3.如权利要求1所述的锂渣作为促凝剂在低碱硫铝酸盐水泥中的应用，其特征在于在低碱硫铝酸盐熟料中锂渣掺入量为3%。权 利 要 求 书CN 102775086 A
锂渣作为促凝剂在低碱硫铝酸盐水泥中的应用
[0001] 技术领域
本发明涉及一种水泥行业的促凝剂技术，具体的说是一种将锂渣作为促凝剂在低碱硫铝酸盐水泥中的应用。
背景技术
[0002] 碳酸锂渣(锂渣)是硫酸法生产碳酸锂时所产生的废渣，每生产1吨碳酸锂要排出8～10吨锂渣，锂盐厂每年都要排放大量锂渣，占用大量用地，污染环境。还没有见锂渣直接用于生产水泥的报道。
[0003] 发明内容
本发明的目的是为了克服硫铝酸盐水泥生产中促凝剂价格昂贵、成本高的难题，提供了一种用锂渣作为促凝剂生产低碱硫铝酸盐水泥的方法，而且能够消解工业固体废料、发展循环经济。
[0004] 本发明所采用的技术方案如下：
锂渣作为促凝剂在低碱硫铝酸盐水泥中的应用，其特征在于在低碱硫铝酸盐水泥磨料配料时，掺入1%-5%的锂渣作促凝剂，再磨粉成水泥成品。
[0005] 所述锂渣为生产碳酸锂所产生的废渣，其化学成分包含：SiO235～38%；CaO
10～15%；Al
2O
3
30～35%；Fe
2
O
3
0.4～0.6%；MgO 0.2～0.4%；LiO2 0.15～0.25%。
[0006] 在低碱硫铝酸盐熟料中锂渣掺入量为3%时效果最佳。
[0007] 硫铝酸盐水泥的水化历程与硅酸盐水泥的水化历程类似，在加水后先出现一个初始的润湿峰，然后进入诱导期，诱导期结束后进入水化加速期，并逐渐过渡到水化减速期。 其早期主要的水化产物是AFt和I型CSH凝胶。由于硫铝酸盐水泥中C
4A
3
S 的含量和水化
速率都大于C
2
S，所以早期的水化产物主要是AFt，因此，凡是能促进AFt生成的物质均可加速硫铝酸盐水泥的凝结。
[0008] C4A3S+2CSH2+34H→AFt+2AH3（gel）
C
2
S+2H→CSH（I)+CH
AH
3（gel）+3CH=3CSH
2
+20H→AFt
在C
4A
3
S晶体中，Al3+是以Al-O四面体存在的，而AFt晶体中Al3+是以Al-O八面体存
在的，因此，由C
4A
3
S通过液相反应水化形成AFt的过程，就是四配位的Al3+向六配位的Al3+ 的转化过程。同时，AFt形成是Al-O八面体[Al(OH)
6
]3-与钙多面体交替排列形成多面柱，
然后SO
42–进入柱间沟槽平衡正电荷的过程，其中形成速率最慢的[Al(OH)
6
]3–八面体形成
过程是AFt形成的控制过程。因此，能加速Al-O八面体[Al(OH)
6
]
3–形成和聚合的物质均能加速硫铝酸盐水泥的凝结。
[0009] 掺入Li2CO3 时，在水化过程中，它会和硫铝酸盐水泥水化过程中生成的Ca(OH)2 反应，生成LiOH，反应式如下：
Li
2CO
3
+Ca(OH)
2
→2LiOH+CaCO
3
锂化合物的加入可提高硫铝酸盐水泥水化环境的碱度，OH–可取代Al3+周围的水分子，
促进铝的溶解，降低[Al(OH)
]3–八面体成核的自由能和晶核的临界尺寸，使得晶核的生成
6
速率增大，该效应有利于[Al(OH)
]3–八面体的形成。同时，LiOH是强碱，在水中解离后产
6
生的Li+可与OH–形成四配位结构，该四配位结构可促进[Al(OH)
]3–八面体的聚合。
6
[0010] 本发明提供的上述锂渣中含有少量碳酸锂，作为促凝剂的应用，来完全取代价格昂贵的碳酸锂，以降低水泥成本、提高产品质量、节约矿业资源、消解工艺废料，为发展循环经济开辟了新途径。同时还达到了消解工业固体废料、保护环境的目的。
[0011] 附图说明
图1为低碱硫铝酸盐水泥生产流程图。
[0012] 具体实施方式
为进一步说明本发明内容，结合实施实例进行详细说明。
[0013] 实验一、锂渣不同掺加量与空白样的对比实验：
表1、本发明低碱硫铝酸盐水泥配比
表2、实验结果
从实验结果可以发现，在锂渣外掺后，其3h呈增加趋势，6h强度呈先增后减趋势，1d、3d、7d呈递减趋势。凝结时间呈先减少后增加趋势，综上所述，在锂渣外掺量为3%时，效果最佳。
[0014] 实验二、掺加锂渣与掺加碳酸锂的对比实验：
序号硫铝熟料石膏石灰石锂渣备注
1801373
280137碳酸锂150g/min
通过生产硫铝酸盐水泥大磨实验时分别添加锂渣和碳酸锂作促凝剂的对比效果，外掺锂渣比用碳酸锂效果好，成本较之前成本每吨节省20元左右，目前以及成功应用生产。
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