【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固废资源化处理，具体为一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料及制备方法。
技术介绍
1、随着新能源汽车产业的迅速发展，锂电池作为其关键组成部分，其生产过程中产生的锂渣废弃物问题日益突出。这种锂渣主要包含两种类型，一种是经过一次处理的锂渣，由于含有活性材料，常被作为粉煤灰的替代原料进行利用，不存在明显的利用问题。然而，另一种是经过再处理的锂渣，这种锂渣中含有大量的碱、硫酸盐和氟化物，这些成分在建材中的利用过程中可能带来一系列问题。
2、具体来说，碱在建材中的存在可能会导致碱骨料反应，特别是在大量加入时，可能会导致建材制品表面析碱，从而影响建材制品的性能；硫酸盐在少量存在时，可以提升建材制品的性能，但在大量存在时，会在建材制品中结晶，造成建材制品结构的破坏；氟化物的存在则会抑制建材制品中水泥基材料的水化反应，从而降低水泥制品的早期强度。
3、由于以上所述的问题，现阶段产生的高硫高碱锂渣在水泥及建材制品中的应用尚未得到广泛的开发和利用。因此，如何有效地利用这种高硫高碱锂渣，将其转化为新型胶凝材料，以实现其资源化利用，对于锂电行业的健康发展和水泥建材行业原料来源的多样化具有重要的现实意义和需求。
4、因此，本专利技术提出一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料及制备方法，来解决现有技术的不足。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料及制备方法，以消除含硫碱锂渣难以利用的难题，并且制备新型的胶凝材料，使
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，所述胶凝材料包括以下按质量百分数计的原料：
3、高硫高碱锂渣：2.0wt%-8.0wt%；
4、活性玻璃体材料：50wt%-85wt%；
5、石膏基材料：5wt%-20wt%；
6、高活性钙质材料：2wt%-15wt%；
7、外加剂：0.01wt%-1wt%。
8、优选的，所述活性玻璃体的主要原料为矿渣、粉煤灰、硅灰中的一种或者两种以上的混合物。
9、优选的，所述石膏基材料的主要原料为磷石膏、钛石膏、脱硫石膏、无水硫酸钙、半水硫酸钙、二水硫酸钙中的一种或者两种以上的混合物。
10、优选的，所述高活性钙质材料的主要原料为水泥、氧化钙、电石渣中的一种或者两种以上的混合物。
11、优选的，所述外加剂主要为萘基减水剂、聚羧酸高性能减水剂中的一种或两种混合物。
12、优选的，所述胶凝材料还可以包括粉煤灰，其质量百分数为8wt%-10.0wt%，该粉煤灰来源于燃煤电厂的副产品，用于改善胶凝材料的性能。
13、优选的，一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
14、s1、称取一定量的高硫高碱锂渣、活性玻璃体材料、石膏基材料、高活性钙质材料进行烘干处理；
15、s2、取特定含量s1步骤中的高硫高碱锂渣、活性玻璃体材料、石膏基材料、高活性钙质材料进行粉磨处理，得到样品；
16、s3、将步骤s2步骤中粉磨后的高硫高碱锂渣、活性玻璃体材料、石膏基材料、高活性钙质材料、外加剂进行充分混合，得到混合物a；
17、s4、将步骤s3步骤制备的混合物a与水和砂混合，按照水泥标准gb/t 17671-2021制备标准砂浆，得到新型胶凝材料标准砂浆b。
18、优选的，所述烘干处理的温度范围为100-150℃、烘干时长为1-3小时。
19、优选的，所述s2步骤中样品的比表面积控制在400-450 m2/kg。
20、优选的，所述粉磨处理的时间范围为1-3小时，粒径为10-50微米。
21、本专利技术提供了一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料及制备方法。具备以下有益效果：
22、1、本专利技术提供的胶凝材料可以通过利用锂渣中的氟化物抑制活性钙质材料的超早期反应，从而优化了工程施工的流程并提升了性能调控的灵活性。其次，锂渣中的硫酸盐和碱元素可以分别激发活性玻璃体并与钙质活性材料反应，形成氢氧化钠，这一过程可以迅速提升体系碱度，促进活性玻璃体材料的解聚再聚合反应，进而形成高强度的凝胶，显著提升了材料的整体性能。此外，新型胶凝材料还可以有效地吸附锂渣中的重金属，从而扩大了其应用范围和场景。
23、2、与传统的过硫水泥（采用氢氧化钙和硫酸钙共同催化）相比，本专利技术采用了更多元化的催化方式，这使得锂渣在反应过程中既起到了缓凝作用，又能快速形成氢氧化钠，有效提高了体系的碱度，激发了活性玻璃体的活性，从而快速增强了体系的强度。因此，锂渣在这里既发挥了缓凝剂的效果，又具有了早强剂的效果。
24、3、本专利技术高效地利用了传统建材中可能产生有害影响的碱和硫元素，通过将其纳入新型胶凝材料中，不仅消除了锂渣的有害影响，还有效提升了新型胶凝材料的性能。这些有益效果充分体现了本专利技术的实用性、环保性和创新性，为新型胶凝材料的研发和应用带来了新的可能性。
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1.一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料包括以下按质量百分数计的原料：
2.根据权利要求1所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述活性玻璃体的主要原料为矿渣、粉煤灰、硅灰中的一种或者两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述石膏基材料的主要原料为磷石膏、钛石膏、脱硫石膏、无水硫酸钙、半水硫酸钙、二水硫酸钙中的一种或者两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述高活性钙质材料的主要原料为水泥、氧化钙、电石渣中的一种或者两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述外加剂主要为萘基减水剂、聚羧酸高性能减水剂中的一种或两种混合物。
6.根据权利要求1所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料还可以包括粉煤灰，其质量百分数为8wt%-10.0wt%，该粉煤灰来源于燃煤电厂的副产品，用于改善胶凝材料的性能。>
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中样品的比表面积控制在400-450 m2/kg。
9.根据权利要求7所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述烘干处理的温度范围为100-150℃、烘干时长为1-3小时。
10.根据权利要求7所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料的制备方法，其特征在于，所述粉磨处理的时间范围为1-3小时，粒径为10-50微米。
...【技术特征摘要】
1.一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料包括以下按质量百分数计的原料：
2.根据权利要求1所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述活性玻璃体的主要原料为矿渣、粉煤灰、硅灰中的一种或者两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述石膏基材料的主要原料为磷石膏、钛石膏、脱硫石膏、无水硫酸钙、半水硫酸钙、二水硫酸钙中的一种或者两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述高活性钙质材料的主要原料为水泥、氧化钙、电石渣中的一种或者两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种基于高硫高碱锂渣的新型胶凝材料，其特征在于，所述外加剂主要为萘基减水剂、聚羧酸高性能减水剂中的一种或两种混合物。
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【专利技术属性】
技术研发人员：马兵，周昊，张后虎，严小飞，康国栋，林晓晨，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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