70、何为锂渣,可否用作水泥混合材

什么是锂渣，它能用作水泥混合材吗锂渣来自锂盐生产过程，分为酸性渣和碱性渣。酸性锂渣是硫酸法生产碳酸锂的废渣。锂精矿经1300焙烧、酸化焙烧、常压水浸、液固分离等工序后生产。郭于华的生产试验证明，酸性锂渣是一种活性混合材料，含碱量极低。利用锂渣生产水泥，不仅可以达到综合利用工业废渣变害为利的目的，还可以增加水泥产量，降低生产成本，改善水泥性能，调整水泥标号，提高水泥稳定性。(1)锂渣的化学成分和物理性质锂渣的化学成分和性质相对稳定，其化学成分的变化范围见表1。表1锂渣化学成分变化范围(%)失败二氧化硅Al2O3Fe2O3首席行政官氧化镁SO3K2ONa2O其他的7.149.2755.6058.5417.9119.411.502.686.168.400.001.173.908.340.080.450.080.390.020.73锂渣密度为2.49kg/m3，松散状态下的堆密度为：1070kg/m3，密实状态下的堆密度为1300kg/m3。新渣的含水量约为30%，自然干燥后成为细粉，粒径小于0.080毫米的占70%以上，外观为土黄色。用小型磨粉机将纯锂渣磨成粉末。当0.080mm方孔筛的筛渣为3.3%时，比表面积高达667.9m2/kg。锂渣吸水性强，无潜在水硬性。(2)锂渣的活性锂渣中绝大多数二氧化硅以无定形二氧化硅的形式存在，能强烈吸附水泥熟料水化后产生的氢氧化钙，生成以水化硅酸钙为主体的水化产物，加速水泥硬化，从而使锂渣具有良好的活性。根据GB 12957-91用作水泥混合材的工业废渣活性测试方法，锂渣活性测试为：反复试验表明，这一比例可以达到100%或更高。锂渣按照中国建筑材料科学研究院物理系推荐的粉煤灰活性测定方法进行了：测试。试验结果表明，以锂渣为混合材的水泥具有较高的后期强度，70蒸汽养护条件下的快速法仍具有良好的活性。(3)锂渣含量与水泥强度的关系根据试验，锂渣加入量与水泥抗压强度之间的关系如图1所示。图1锂渣含量与水泥抗压强度的关系从图1中可以清楚地看出，水泥的抗压强度随锂渣含量的增加而降低，3d和7d时，28d的抗压强度在锂渣含量为20%时达到最大。原因是随着锂渣含量的增加，水泥中熟料的比例降低，早期能快速水化产生强度的熟料矿物相应减少，导致水泥凝结时间延长，早期强度降低。由于锂渣中的活性二氧化硅可以与熟料矿物水化过程中释放的氢氧化钙反应形成C-S-氢凝胶，随着锂渣含量的增加，活性二氧化硅也增加，形成更多的凝胶和更致密的凝胶。这种反应一般发生在水化7天左右，因此28天的抗压强度也随着锂渣含量的增加而增加。28天抗压强度在20%含量时达到峰值，然后开始收缩。这是因为尽管锂渣的高含量会带来更多活性的二氧化硅，但是与它反应的氢氧化钙的量会由于水合矿物太少而减少。结果，在水合的后期不能产生足够的C-S-氢凝胶，导致28天的强度下降。这表明20%的锂渣含量可以平衡锂渣引入的活性二氧化硅量和熟料矿物水合释放的氢氧化钙量。(4)提高早期强度从以前的掺量试验可以看出，水泥3d和7d的强度随着锂渣含量的增加而显著降低，特别是当锂渣含量高于20%时，3d和7d的强度值较低。水泥如何尽可能多地与锂渣混合从试验结果来看，在一定的混合料用量下，加入部分石灰石(小于5%)确实可以提高水泥的早期强度，水泥的早期强度提高率也有明显提高，但后期强度不如纯锂渣高。这是因为石灰石中的氧化钙在水化初期能与熟料矿物C3A等反应生成C3A3CaCO3(铝酸钙)，石灰石的加入在一定程度上能促进碳硫氢的水化过程，从而提高水泥的早期强度。7天水化后加入石灰石，锂渣含量相对减少，活性二氧化硅数量减少，后期生成的C-S-氢凝胶量减少，后期强度降低。加入少量的窑灰也能达到提高早期强度的效果。当28d强度超过待生产水泥的富裕等级且早期强度低时，向锂渣中加入少量石灰石可视为一种方法。此外，增加水泥的比表面积对早期强度的提高有明显的影响。(5)锂渣对水泥长期强度的影响掺锂渣水泥的长期强度变化见表3。表3不同龄期锂渣水泥的强度变化混合材料(%)优雅(%)比表面积(m2/kg)SO3(%)抗压强度(MPa)3d7d28d2个月3个月锂渣：100.8388.22.5438.753.270.378.479.2水泥水化反应产生的锂渣强度主要在7d至28d之间，28d至2个月之间仍有所增加，2个月后缓慢增加。当锂渣作为混合材料生产水泥时，只要3d和7d的强度满足相应标签的规定值，其28d强度就一定会达到该标签。(6)生产困难生产中最困难的问题是锂渣流动性差，容易覆盖仓库。锂渣的高比表面积，加上含水量大，细而粘，使干燥、集尘和研磨变得困难。在生产中，我们通过用煤矸石代替部分锂渣，将锂渣压制成球或坯，并将锂渣与窑灰按比例混合来解决这一问题。试验证明，用锂渣作为混合材料生产复合水泥时，用一定比例的煤矸石或页岩代替部分锂渣，不仅可以提高水泥的早期强度，还可以解决锂渣粉磨问题。生产普通水泥时，最好加入纯锂渣。研磨的问题可以通过成球和剥离来解决。(7)混凝土试验对掺锂渣的水泥进行了混凝土试验。结果表明，掺锂渣的硅酸盐水泥对三聚氰胺混凝土减水剂和泵送剂具有较好的适应性和保塑性。混凝土的初凝和终凝时间都很长，但对混凝土的含气量有很大影响。掺锂渣的硅酸盐水泥混凝土具有良好的耐久性(抗冻性、抗渗性和耐磨性)。经过50次冻融循环后，试件的强度损失为2.8%，抗渗等级大于S6，抗磨强度为2.22 h/kg/m2。锂渣硅酸盐水泥配制的混凝土早期强度发展缓慢。在标准养护中，7天强