一种新型锂渣粉及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明涉及化工技术领域，具体为一种新型锂渣粉及其制备方法和应用。该新型锂渣粉包括酸法锂渣和碱法锂渣，以占新型锂渣粉的质量百分含量计，酸法锂渣的含量为75%?97%，碱法锂渣的含量为3%?25%。本发明利用碱法锂渣中的Ca(OH)2中和酸法锂渣中的残余硫酸，利用碱法锂渣中的Ca(OH)2与酸法锂渣中的无定型形态的Si、Al发生化学反应，生成固态的水化硅酸钙和铝酸钙，适量的水化硅酸钙和铝酸钙填补酸法锂渣被硫酸侵蚀后留下的表面孔洞和内比表面积大产生的微孔，从而解决纯酸法锂渣做水泥掺合料加入水泥中导致水泥初凝时间延长及水泥3天强度大幅降低的问题。
【专利说明】
-种新型裡渣粉及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明设及化工技术领域，具体为一种新型裡渣粉及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 我国是世界上裡辉石储量最大的国家，在裡辉石使用硫酸法生产裡盐的工艺中， 生产一吨裡盐时大约排出8-10吨酸法裡渣。按照运种排放比率，每年我国裡盐生产中产生 的酸法裡渣量是非常庞大的。某大型的碳酸裡，氨氧化裡生产企业，其中酸法裡渣年排放16 万吨，碱法裡渣堆积达40万吨。随着裡盐工业的发展，酸法裡渣的排放量与日俱增，产生的 废弃物酸法裡渣大部分采用堆积、填埋处理，导致资源浪费、污染环境，造成地质环境风险， 成为亟待解决的问题。因此，如何合理利用酸法裡渣，对保护环境、节约资源、能源具有重要 的意义。
[0003] 裡渣的产生按生产工艺主要有两种，一种是裡酸法提炼裡盐的废渣，简称酸法裡 渣，另一种是裡碱法提炼裡盐产生的废渣，简称碱法裡渣。裡酸法炼渣工艺中酸法裡渣的来 源是将裡辉石矿在回转害中经950-110(TC高溫赔烧，冷却，粉磨至小于0.152mm细粉并与 足量的硫酸混合，经硫酸赔烧、水浸，加入适量W化C〇3为主要化学成分的磨细石灰石粉中 和调整PH值后经过滤后产生的滤渣，酸法裡渣与纯净水按1:1比例混合后pH值为5-8。裡碱 法炼渣工艺中碱法裡渣的来源是将石灰石磨细后与裡矿物按比例混合，经回转害般烧，再 经水萃细磨、浸出并过滤氨氧化裡后产生的滤渣，该碱法裡渣与纯净水按1:1比例混合后pH 值为10-14。裡酸法炼渣与裡碱法炼渣中所含的成分wt %见下表：
[0004]
[0005]
[0006] 纯酸法裡渣因为在生产过程中受到超量的硫酸侵蚀，导致内比表面积较大，易吸 水，在微孔里残存有硫酸，由于酸法裡渣与纯净水按1:1比例混合后pH值为5-8，纯酸法裡渣 做为水泥渗合料按3%及W上比例渗入水泥中后，水泥初凝结时间延长71分钟及W上，当渗 量为12 %及W上时，水泥凝结时间不符合GB 175-2007国家标准的规定，纯酸法裡渣做为水 泥渗合料按3 %及W上比例渗入水泥中后、水泥3d抗压强度由26.3Mpa下降至24. OMpa，纯酸 法裡渣做为水泥渗合料按30 %比例渗入水泥中后，水泥3d强度由26.3Mp下降至12.7Mpa，降 低13.6MPa，具体数据如下表：
[0007]
【发明内容】
[000引本发明正是基于W上技术问题，即为了避免酸法裡渣对水泥初凝时间造成影响及 缩小酸法裡渣对水泥3天强度下降幅度的影响，经对酸法裡渣进行化学分析和物相分析，发 现酸法裡渣在生产过程中受硫酸侵蚀导致颗粒表面多孔、内比表面积大产生液体吸附、颗 粒毛孔中有残余硫酸是导致其渗入水泥中影响水泥凝结时间延长71分钟及W上和导致水 泥3天强度大幅下降13.6MPa及W上的主要因素，结合偏光显微镜分析酸法裡渣中的Si、Al 是W无定型形态存在，提供一种新型裡渣粉，本发明是渗入碱法裡渣后，利用碱法裡渣中的 Ca (0H) 2中和酸法裡渣中的残余硫酸，利用碱法裡渣中的化(0H) 2与酸法裡渣中的无定型形 态的Si、Al发生化学反应，生成固态的水化娃酸巧和侣酸巧，适量的水化娃酸巧和侣酸巧填 补酸法裡渣被硫酸侵蚀后留下的表面孔桐和内比表面积大产生的微孔，从而解决纯酸法裡 渣做水泥渗合料加入水泥中导致水泥初凝时间延长及水泥3天强度大幅降低的问题。
[0009] 本发明的技术方案为：
[0010] -种新型裡渣粉，该裡渣粉包括酸法裡渣和碱法裡渣，W占新型裡渣粉的质量百 分含量计，酸法裡渣的含量为75 % -97 %，碱法裡渣的含量为3 % -25 %。
[0011] 所述酸法裡渣是采用硫酸法提取碳酸裡后的残渣，即裡辉石在回转害中经经 950-110(TC高溫赔烧，冷却，粉磨至细粉并与足量的硫酸混合，经硫酸赔烧、水浸，加入适 量化C〇3中和调整pH，并经过滤提取碳酸裡后排出的残渣，生产一吨裡盐时大约排出8~10 吨酸法裡渣，酸法裡渣外观呈±黄色，在自然干燥下含有一定水分，烘干后呈粉末状，颗粒 较小，具有较大内比表面积的多孔结构，对水有较大吸附能力。酸法裡渣包括W下wt%的原 料:LOSS4-12%，Si〇24〇-70%，Al2〇3l2-22%，S033-10%，余量为不可避免的杂质，总质量百 分含量之和为100%，酸法裡渣与纯净水按质量比1:1的比例混合后pH值为5-8。所述杂质包 括〇3〇、]\%0、Ρθ2〇3、Κ2〇、^2〇等不可避免的杂质，其中Si〇2、A!2〇3多W W无定性形式存在，且 有活性。
[0012] 所述的碱法裡渣是采用碱法提取氨氧化裡后的残渣，即将石灰石磨细后与裡辉矿 按比例混合，经回转害般烧，再经水萃细磨、浸出过滤提取氨氧化裡后产生的滤渣，该碱法 裡渣与纯净水按1:1重量比例混合后抑值为10-14。碱法裡渣包括w下wt%的原料:CaO 40- 70%，Loss含量在5%-30%，余量为杂质，总质量百分含量之和为100%。所述杂质包括Si、 Al、Fe，Mg等不可避免的杂质。
[OOU]新型裡渣粉的制备方法，包括W下步骤:按比例称取各原料，然后将酸法裡渣和碱 法裡渣混合，混合后于120-600°C的条件下进行烘干，再进行磨细至比表面积400-1000m2/ kg，该新型裡渣粉与纯净水按1:1重量比例混合后pH值为9-13即可。
[0014] 该裡渣粉用于水泥渗合料，W质量百分含量计，其添加量为3-30%
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0016] ( -）、合理利用酸法裡渣和碱法裡渣，对保护环境、节约资源、能源具有重要的意 义。
[0017] (二）、可解决酸法裡渣内残酸的问题、修复酸法裡渣颗粒表面孔桐及内比表面积 大导致的空隙。
[0018] (Ξ)、将碱法渣（简称：陈渣）和酸法裡渣（简称:新渣）按照比例混合成复合粉体， 同时可降低酸法裡渣中S〇3，减少碱法裡渣的堆积，降低对环境的污染。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例并不限制 本发明的范围，本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，W及披露 的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
[0020] 下述实施例中的酸法裡渣和碱法裡渣均是指：
[0021] 所述酸法裡渣是采用硫酸法提取碳酸裡后的残渣，即裡辉石在回转害中经经 950-110(TC高溫赔烧，冷却，粉磨至细粉并与足量的硫酸混合，经硫酸赔烧、水浸，加入适 量化C〇3中和调整pH，并经过滤提取碳酸裡后排出的残渣，生产一吨裡盐时大约排出8~10 吨酸法裡渣，酸法裡渣外观呈±黄色，在自然干燥下含有一定水分，烘干后呈粉末状，颗粒 较小，具有较大内比表面积的多孔结构，对水有较大吸附能力。酸法裡渣包括W下wt%的原 料:Loss4-12%，Si〇24〇-70%，Al2〇3l2-22%，S033-10%，余量为不可避免的杂质，总质量百 分含量之和为100%，酸法裡渣与纯净水按质量比1:1的比例混合后pH值为5-8。所述杂质包 括化0、1旨0少62〇3、1(2〇、化2〇等不可避免的杂质，其中51化、412化多^^无定性形式存在，且 有活性。
[0022] 所述的碱法裡渣是采用碱法提取氨氧化裡后的残渣，即将石灰石磨细后与裡辉矿 按比例混合，经回转害般烧，再经水萃细磨、浸出过滤提取氨氧化裡后产生的滤渣，该碱法 裡渣与纯净水按1:1重量比例混合后抑值为10-14。碱法裡渣包括W下wt%的原料:CaO 40- 70%，Loss含量在5%-30%，余量为杂质，总质量百分含量之和为100%。所述杂质包括Si、 Al、Fe，Mg等不可避免的杂质。
[0023] W下实例中的％如无特殊说明，均表示为质量％。
[0024] 实施例1:
[0025] -种新型裡渣粉，包括酸法裡渣和碱法裡渣，W占新型裡渣粉的质量百分含量计， 酸法裡渣的含量为80%，碱法裡渣的含量为20%。
[00%]然后按比例称取各原料后将酸法裡渣和碱法裡渣混合，混合后于200°C的条件下 进行烘干，再进行磨细至比表面积750m2/kg，该混合物与纯净水按质量比1:1的比例混合后 抑值为11-13。
[0027]实施例2:
[00%] -种新型裡渣粉，包括酸法裡渣和碱法裡渣，W占新型裡渣粉的质量百分含量 计，酸法裡渣的含量为85%，碱法裡渣的含量为15%。
[0029] 然后按比例称取各原料后将酸法裡渣和碱法裡渣混合，混合后于200°C的条件下 进行烘干，再进行磨细至比表面积SOOmVkg，该混合物与纯净水按质量比1:1的比例混合后 抑值为10-11。
[0030] 实施例3:
[0031 ] -种新型裡渣粉，包括酸法裡渣和碱法裡渣，W占新型裡渣粉的质量百分含量计， 酸法裡渣的含量为90%，碱法裡渣的含量为10%。
[0032] 然后按比例称取各原料后将酸法裡渣和碱法裡渣混合，混合后于200°C的条件下 进行烘干，再进行磨细至比表面积lOOOmVkg，该混合物与纯净水按质量比1:1的比例混合 后抑值为9-10。
[0033] 将实施例1至实施例3中的新型裡渣粉添加到水泥中作为渗和料，W质量百分含量 计，其添加量为15 %，渗入碱法裡渣后，利用碱法裡渣中的Ca(0H)2中和酸法裡渣中的残余 硫酸，利用碱法裡渣中的化(0H)2与酸法裡渣中的无定型形态的Si、Al发生化学反应，生成 固态的水化娃酸巧和侣酸巧，适量的水化娃酸巧和侣酸巧填补酸法裡渣被硫酸侵蚀后留下 的表面孔桐和内比表面积大产生的微孔，解决了纯酸法裡渣做水泥渗合料加入水泥中导致 水泥初凝初凝时间延长及水泥3天强度大幅降低的问题。
[0034] 进一步实验验证：
[0035]
[0036] 按质量比计，酸法裡渣按75-97 %与碱法裡渣按3-25 %比例混合，按本方法制备 的新型裡渣粉，其做为水泥渗合料渗加30%时，其初凝时间均低于基准水泥，不会导致水泥 凝结时间延长，其做为水泥渗合料渗加30 %时，其对水泥Ξ天强度的降低幅度最大为 7.8MPa，低于纯酸法裡渣降低13.6M化的影响幅度。
【主权项】
1. 一种新型锂渣粉，其特征在于：该锂渣粉包括酸法锂渣和碱法锂渣，以占新型锂渣粉 的质量百分含量计，酸法锂渣的含量为75%-97%，碱法锂渣的含量为3%-25%，总质量百分含 量为100%。2. 根据权利要求1所述的新型锂渣粉，其特征在于所述酸法锂渣中包括以下wt%的原 料:Loss6-13%，Si0240-70%，Al 20312-22%，S033-10%，余量为不可避免的杂质，总质量百分含 量之和为100%，与纯净水按质量比1:1的比例混合后pH值为5-8。3. 根据权利要求1所述的新型锂渣粉，其特征在于所述的碱法锂渣包括以下wt%的原 料:CaO 40-70%，Loss含量在5%-30%，余量为杂质，总质量百分含量之和为100%，与纯净水按 质量比1:1的比例混合后pH值为10-14。4. 根据权利要求1-3中任意一项权利要求所述新型锂渣粉的制备方法，其特征在于:按 比例称取各原料，然后将酸法锂渣和碱法锂渣混合，混合后进行烘干，再进行磨细至比表面 积400-1000m 2/kg，该混合物与纯净水按质量比1:1的比例混合后pH值为9-13。5. 根据权利要求4所述新型锂渣粉的制备方法，其特征在于:烘干的温度为120-600°C。6. 根据权利要求1-3中任意一项权利要求所述新型锂渣粉的应用，其特征在于:该锂渣 粉用于水泥掺合料，以质量百分含量计，其添加量为3-30%。
【文档编号】C04B18/14GK106082739SQ201610407887
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】邓智林
【申请人】邓智林