[發(fā)明專利]一種鹽湖提鋰副產(chǎn)鋰渣的處理方法、混凝土堿集料反應(yīng)抑制劑及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410150737.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN103922626A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文靜;肖學(xué)英;董金美;李穎;張全有;鄭衛(wèi)新;常成功
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院青海鹽湖研究所
• 主分類號(hào): C04B22/10
• 分類號(hào): C04B22/10
• 代理公司: 北京法思騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鹽湖化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種鹽湖提鋰副產(chǎn)鋰渣的處理方法、混凝土堿集料反應(yīng)抑制劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

混凝土的堿-集料反應(yīng)（Alkali-Aggregate?Reaction，簡(jiǎn)稱AAR）是混凝土中的游離堿金屬離子（Na⁺、K⁺等）與活性骨料之間發(fā)生的一種膨脹性反應(yīng)，是導(dǎo)致混凝土耐久性下降的主要原因，一旦發(fā)生則難以阻止，更不易治理，被稱為混凝土的“癌癥”，AAR反應(yīng)已成為混凝土結(jié)構(gòu)中僅次于鋼筋銹蝕的第二大病害。

目前，防止混凝土的堿-集料反應(yīng)（AAR）的主要措施有如下措施：

（1）使用非活性骨料。使用非活性骨料是防止混凝土發(fā)生堿集料膨脹最安全可靠的措施。但是我國活性骨料特別是硅質(zhì)活性骨料相對(duì)于非活性骨料分布更為廣泛，且骨料資源不可再生、骨料資源不斷消耗以及工程造價(jià)等因素限制了骨料的選擇。此外，目前對(duì)評(píng)定骨料堿活性，特別是慢膨脹骨料潛在堿活性尚無絕對(duì)可靠的方法。因此，非活性骨料的使用會(huì)受到區(qū)域和經(jīng)濟(jì)方面的限制。

（2）控制混凝土的堿含量。AAR是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)混凝土堿含量低于一定值時(shí)，AAR反應(yīng)難于發(fā)生或反應(yīng)程度較輕，不足以使混凝土開裂破壞。限制混凝土含堿量，一般從降低水泥、外加劑、礦物摻合料堿含量著手。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定含堿量低于0.6%的水泥為低堿水泥。美國、英國、日本、新西蘭等曾也采用相同標(biāo)準(zhǔn)來降低混凝土中的堿含量，這在一定程度上緩解了AAR問題。但近年來，含堿外加劑廣泛使用，且所含堿大都為有效堿，這使得限制混凝土堿含量愈加困難。

（3）控制濕度。有研究表明，降低相對(duì)濕度，可以減少AAR膨脹。但混凝土工程所處的濕度條件是不易控制的，而且干濕循環(huán)等因素還可以導(dǎo)致混凝土中堿的遷移、并在局部富集，從而加劇AAR。一般認(rèn)為當(dāng)相對(duì)濕度低于80%時(shí)，AAR就會(huì)發(fā)生。但是美國通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，公路路面和其他公路建筑物即使在沙漠氣候條件下，也有足夠的濕氣引起AAR。研究表明混凝土中的殘余水分及外部的濕氣足以使AAR得以繼續(xù)進(jìn)行。因此，僅靠防水措施不能從根本上阻止AAR。

（4）使用礦物摻合料或化學(xué)外加劑。使用粉煤灰、硅灰和礦渣等礦物摻合料置換部分水泥，能夠延緩或抑制AAR膨脹。然而，由于礦物摻合料需要有相當(dāng)高的摻量才可能有效抑制AAR，這往往給混凝土其它性能帶來不利影響。大量研究表明，摻加少量的含堿金屬鋰的鹽類對(duì)AAR具有一定抑制作用。對(duì)于鋰鹽抑制AAR膨脹比較一致的解釋是：與Na⁺(K⁺)相比，Li⁺具有更小的離子半徑，更高的電荷密度，由此引起L-S較N-S和K-S有更強(qiáng)的離子結(jié)合力，導(dǎo)致Li⁺取代Na+(K⁺)優(yōu)先形成了非膨脹性的反應(yīng)產(chǎn)物L(fēng)-S-H，這些更致密的產(chǎn)物包裹在集料周圍，阻止了Na⁺(K⁺)對(duì)集料的進(jìn)一步侵蝕。與摻礦物摻合料相比，使用化學(xué)外加劑不必改變混凝土的施工條件，操作簡(jiǎn)單可行，摻加量少，而且在外加劑廣泛使用的當(dāng)代工程中易被接受。但是，堿金屬鋰的鹽類成本很高，主要在理論方面，實(shí)際應(yīng)用的還很少。而與此相對(duì)應(yīng)的是國內(nèi)鹽湖開發(fā)過程中產(chǎn)生的大量鋰渣無法得到充分利用。國內(nèi)采用鹽湖提鋰的工業(yè)化大生產(chǎn)以來，其副產(chǎn)的鋰渣因雜質(zhì)含量高且雜質(zhì)分離困難，一直都沒有找到新的利用途徑，難以加以充分利用，在鹽湖地區(qū)造成了資源浪費(fèi)，影響了鹽湖鹵水提鋰工業(yè)的正常生產(chǎn)。

因此，在混凝土工程技術(shù)領(lǐng)域中，為了提高混凝土的耐久性，提高混凝土的工程質(zhì)量，并延長(zhǎng)其使用壽命以及減少維護(hù)費(fèi)用，迫切需要一種價(jià)格便宜且能夠抑制混凝土堿集料反應(yīng)的外加劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、摻量少、制備方法簡(jiǎn)單、不影響混凝土力學(xué)性能、能有效抑制混凝土膨脹的抑制劑的制備方法、制備獲得的抑制劑及其應(yīng)用。

本發(fā)明的制備方法包括：一種混凝土堿集料反應(yīng)用抑制劑的制備方法，包括如下步驟：

1)將鹽湖提鋰副產(chǎn)鋰渣研磨后過篩；

2)過篩后的產(chǎn)物經(jīng)水洗、沉淀、過濾和干燥，得到混凝土堿集料反應(yīng)用的抑制劑。