一種鋰渣協同活化壓榨細泥制備的路基水穩層及制備方法技術

本發明專利技術提供一種鋰渣協同活化壓榨細泥制備的路基水穩層，按照重量份計，所述的路基水穩層由如下原料制備：鋰渣15

【技術實現步驟摘要】
一種鋰渣協同活化壓榨細泥制備的路基水穩層及制備方法


[0001]本專利技術屬于固體廢棄物處理與資源化利用
，具體涉及一種鋰云母選礦壓榨細泥活化激發后協同鋰渣制備路基水穩層的方法。

技術介紹

[0002]鋰云母制備碳酸鋰產業產生了大量的副產壓榨細泥和鋰渣，具有規模數量大、堆存污染嚴重、硫堿含量高等問題。鋰渣中硫酸根離子含量較高，難以大規模開發利用，大量長期堆存導致有害離子溶出和滲漏等問題嚴重危害周邊生態安全，造成土壤、水流的污染和生態環境的破壞。在嚴格的環保壓力下嚴重制約了鋰電行業的有序發展和地方的經濟發展，因此大力開發和利用鋰渣及副產尾泥具有重要的經濟價值和生態環保效應。
[0003]隨著城鎮化和新農村建設的迅猛發展以及地方生態文明建設的需要，開展低碳綠色生態建筑材料是必然需求。因此，低強度要求的道路工程鋪設工程材料更趨于采用固廢材料替代天然砂土及水泥來制備。然而各類渣土都具有不同的物理化學特征和危害性，鋰渣和副產壓榨細泥具有多硅鋁酸鹽礦物特征，鋰云母經硫酸鹽焙燒后浸出，產生大量鋰渣，因此鋰渣具有硫酸鹽含量較高的特征。采用傳統的強堿化學激發方法可提升硅鋁酸鹽礦物的膠凝活性，但容易出現硫酸鹽析晶長毛現象和硬化構件膨脹開裂現象。
[0004]CN114031341A中公開的是使用鋰渣和鋰云母選礦壓榨細泥制備免燒免蒸固化磚的方案，采用了傳統的堿激發成分（如：水玻璃、硫酸鈉等）對鋰渣進行活性激發，針對鋰渣中富含硫酸根的問題，采用了碳養護的方式減少免燒免蒸固化磚表面泛堿（即硫酸鹽析晶）的問題。該方案的局限性在于，提高了養護要求、增加了養護成本、對固化磚內部的硫酸根難以實現有效固化。
[0005]為進一步有效提高鋰渣制品的膠凝性并從根本上解決硫酸鹽析晶長毛帶來的環境污染和硬化構件膨脹開裂等問題，有必要提出一種新的應用鋰渣和壓榨細泥制備建筑材料的方法。

技術實現思路

[0006]為更好的解決上述問題，本專利技術采用的主要手段包括：調整鋰渣和壓榨細泥同時用作原料的摻用比例，適當降低鋰渣的摻量而提高壓榨細泥摻量，同時控制摻入的鋰渣中三氧化硫的含量，即從源頭上控制原料中硫酸根的含量；在此基礎上使用含鈣堿激發劑在高溫條件下活化摻量較大的壓榨細泥，充分提高壓榨細泥的硅酸鹽水化反應活性。本專利技術采用上述手段最終可穩定固化硫酸鹽，防止長毛鹽析現象，實現鋰渣和壓榨細泥在水泥基水穩層的有價利用，制備低碳工程建筑材料，解決固廢的污染問題和資源利用問題。
[0007]基于上述思路，本專利技術采取了如下技術方案：首先，提供一種鋰渣協同活化壓榨細泥制備的路基水穩層，按照重量份計，所述的路基水穩層由如下原料制備：鋰渣15
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20份，活化壓榨細泥20
?
30份，級配骨料45
?
55份，調節劑0
?
5份，水9
?
13份；優選由如下原料制備：鋰渣15
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18份，活化壓榨細泥20
?
26份，級配骨料
45
?
55份，調節劑2
?
4份，水9
?
10份。
[0008]本專利技術所述的路基水穩層中，所述鋰渣為鋰云母采用硫酸鹽焙燒工藝提鋰所得尾渣，具體講，是鋰云母精礦粉加入硫酸鹽、固氟劑混合均勻，經焙燒
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粉磨
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浸出
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過濾后剩下的浸出渣。如圖1所示，所述鋰渣中主要物相是藍方石、半水石膏、石英、螢石和鈉長石。所述鋰渣主要化學成分及含量為：SiO2含量28
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47%、Al2O3含量16
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22%、CaO含量11
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14%、SO3含量15
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20%、Na2O和K2O含量1
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12%，具有高硫高堿特征。所述鋰渣中的SO3主要以半水石膏和硫酸鈉形式存在，Na2O和K2O主要以長石礦物形式存在，藍方石為鋰渣焙燒產生的高硫酸鹽產物(Na,Ca)4?8[AlSiO4]6(SO4)1?2。
[0009]本專利技術優選的路基水穩層中，所述鋰渣的比表面積為100
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500m2/kg；進一步優選的鋰渣是比表面積為200
?
300m2/kg的粗渣與比表面積為300
?
500m2/kg的細渣的混合物；更進一步優選的鋰渣中，所述粗渣與所述細渣的摻量比為6:2至2:6，更優選5:3至2:5。
[0010]本專利技術所述的路基水穩層中，所述活化壓榨細泥為選鋰云母精礦副產尾泥與偏高嶺土混合后在經高溫下經含鈣堿激發活化及粉磨后得到，經活化處理后壓榨細泥形成了新生活性反應膠凝組分硅酸鈣、硅酸鈉和硅鋁酸鹽。
[0011]所述的選鋰云母精礦副產尾泥以石英、鈉長石和云母為主要礦物特征，其主要化學成分及含量為：SiO2含量68
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72%、Al2O3含量16
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18%、CaO含量1
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3%、Na2O和K2O含量7
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10%，具有高硅鋁低鈣特征。
[0012]本專利技術優選的路基水穩層中，所述活化壓榨細泥的活化步驟為：按照重量份計，將選鋰云母精礦副產尾泥70
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77份與偏高嶺土15
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20份混合均勻得到固體混合物，將氫氧化鈣5
?
10份和氫氧化鈉3
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5份配成懸濁液，與固體混合物混合均勻，加熱至400
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600℃保溫90min后冷卻、粉磨。
[0013]本專利技術進一步優選的路基水穩層中，所述活化壓榨細泥的比表面積為400
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700m2/kg。
[0014]本專利技術優選的路基水穩層中，所述級配骨料粒徑為0.075
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31.5mm。
[0015]本專利技術所述的路基水穩層中，所述調節劑可以是減水劑或固化劑中的任意一種或兩種的混合物；所述的減水劑為聚羧酸水劑，所述的固化劑為水泥或礦粉的一種。
[0016]在此基礎上，本專利技術還提供一種大摻量利用鋰渣和壓榨細泥制備路基水穩層的方法，包括如下步驟：（1）按照重量份計，將選鋰云母精礦副產尾泥70
?
77份與偏高嶺土15
?
20份混合均勻得到固體混合物，將氫氧化鈣5
?
10份和氫氧化鈉3
?
5份配成懸濁液，與固體混合物混合均勻，加熱至400
?
600℃保溫90min后冷卻、粉磨得到含有硅酸鈣、硅鋁酸鈣、硅鋁礦物等新物相的活化壓榨細泥；（2）按照重量份計，將鋰渣15
?
20份和（1）所得活化壓榨細泥20
?
30份混合后充分攪拌均勻，再與級配骨料45
?
55份、調節劑0
?
5份和水9
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13份混合后，強力攪拌均勻，使料漿和鋰渣完全包裹在骨料外，得到混合料；（3）使用（2）所得混合料鋪設路本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種鋰渣協同活化壓榨細泥制備的路基水穩層，其特征在于，按照重量份計，所述的路基水穩層由如下原料制備：鋰渣15
?
20份，活化壓榨細泥20
?
30份，級配骨料45
?
55份，調節劑0
?
5份，水9
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13份；優選由如下原料制備：鋰渣15
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18份，活化壓榨細泥20
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26份，級配骨料45
?
55份，調節劑2
?
4份，水9
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10份；所述活化壓榨細泥為選鋰云母精礦副產尾泥與偏高嶺土混合在經高溫下經含鈣堿激發活化及粉磨后得到的含有新生活性反應膠凝組分硅酸鈣、硅酸鈉和硅鋁酸鹽的粉料。2.權利要求1所述的路基水穩層，其特征在于，所述鋰渣含有以下百分含量的化學成分：SiO2含量28
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47%、Al2O3含量16
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22%、CaO含量11
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14%、SO3含量15
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20%、Na2O和K2O含量1
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12%；所述鋰渣的比表面積為100
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500m2/kg；進一步優選的鋰渣是比表面積為200
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300m2/kg的粗渣與比表面積為300
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500m2/kg的細渣的混合物；更進一步優選的鋰渣中，所述粗渣與所述細渣的摻量比為6:2至2:6，更優選5:3至2:5。3.權利要求1所述的路基水穩層，其特征在于，所述的選鋰云母精礦副產尾泥含有以下百分含量的化學成分：SiO2含量68
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72%、Al2O3含量16
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18%、CaO含量1
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3%、Na2O和K2O含量7
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10%。4.權利要求1所述的路基水穩層，其特征在于，所述活化壓榨細泥是按照以下步驟活化得到的：按照重量份計，將選鋰云母精礦副產尾泥70
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77份與偏高嶺土15
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20份混合均勻得到固體混合物，氫氧化鈣5
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10份和氫氧化鈉3
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5份配成懸濁液，與固體混合物混合均勻，加熱至400
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600℃保溫90min后冷卻、粉磨。5.權利要求1所述的路基水穩層，其特征在于，所述活化壓榨細泥的比表面積為400<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：施麟蕓，魯亞，魏琦，陳忠發，徐偉，
申請(專利權)人：江西省建材科研設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：