【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，特别涉及一种锂渣基地聚物填充材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，随着新能源汽车及锂电子产品的快速发展，锂的需求量大幅增加，相应的工业提锂产业产生的工业废锂渣的产量也逐年增加，通常每生产1t锂盐将产生8～10吨锂渣。据计算，每年排出的锂渣达到超过125万吨，加上历年累计，国内锂渣堆存量可达数千万吨，锂渣的堆积将造成大量的土地浪费与环境污染，锂渣的排放还会造成镉、铊、铅等重金属的浸出。为了尽量避免资源浪费以及降低锂渣带来的危害，对锂渣进行无害化处理及资源化利用是目前的研究热点，由于目前技术中对锂渣进行处理后难以同时兼顾锂渣复合材料的重金属浸出、抗硫酸盐侵蚀性能、流动性及高力学性能均满足要求。因此目前亟需开发一种在消纳锂渣的同时能够满足重金属浸出符合标准、流动性高、强度高且能够抗侵蚀的复合材料。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术提出了一种锂渣基地聚物填充材料及其制备方法和应用。
2、本专利技术提供一种锂渣基地聚物填充材料，按重量份计，包括如下组分：锂渣30-60份，如30、35、40、45、50、55、60份；粉煤灰10-20份，如10、12、14、16、18、20份；矿渣10-30份，如10、15、20、25、30份；磷石膏10-25份，如10、12、14、16、18、20、22、25份；沸石5-10份，如5、6、7、8、9、10份；黄磷渣5-20份，如5、8、10、12、14、16、18、20份；激发剂5-10份，如5
3、由于锂渣中含有一定量的sio2和al2o3，可通过碱激发的方式，提高锂渣的活性，再通过特定配方及比例调节，能够配制成锂渣基地质物填充材料，实现锂渣基的资源化利用同时满足材料的各项性能。
4、为了能够消纳更多固废，本申请还通过各组分之间的相互作用，对配方进行合理搭配，实现同时消纳锂渣、粉煤灰、磷石膏、矿渣和黄磷渣等固废，同时通过磷石膏对黄磷渣起到的激发作用，对磷石膏及黄磷渣之间的配比进行筛选，显著提升材料早期强度，得出能够满足多项性能的复合材料。
5、进一步地，所述锂渣的比表面积为400-600kg/m3，特定比表面积锂渣通过100-110℃烘干22-24h后，冷却至室温，放入300-350r/min的球磨机里球磨10-30min得到。通过粉碎粗大颗粒增加比表面积，能够改善颗粒级配，破坏玻璃体的表面致密结构，使内部sio2和al2o3溶出，提高锂渣的活性，比表面积通过gb/t 8074-2008《水泥比表面积测定方法勃氏法》进行测试。
6、进一步地，所述粉煤灰的比表面积为300-500kg/m3，特定比表面积的粉煤灰通过100-110℃烘干2-4h后，冷却至室温，放入300-350r/min的球磨机里球磨30-60min得到，比表面积通过gb/t 8074-2008《水泥比表面积测定方法勃氏法》进行测试。粉煤灰同样通过物理活化方式，通过粉碎粗大颗粒增加比表面积以改善颗粒级配，破坏玻璃体的表面致密结构，使内部sio2和al2o3溶出。
7、进一步地，所述矿渣的比表面积为450-550kg/m3，特定比表面积的矿渣通过100-110℃烘干4-12h后，冷却至室温，在立磨中粉磨280～380min后，再在球磨中粉磨10～40min得到，比表面积通过gb/t 8074-2008《水泥比表面积测定方法勃氏法》进行测试。为了确保矿渣具有高活性，采用28天活性指数满足s105级标准的矿渣粉，活性指数根据gb/t 18046-2017进行测试。
8、进一步地，所述磷石膏与黄磷渣的质量比为(2-3)：1。
9、进一步地，所述外加剂为木质素磺酸钠、萘系减水剂或聚羧酸系减水剂中的至少一种，优选木质素磺酸钠或萘系减水剂中的至少一种。
10、进一步地，所述外加剂为木质素磺酸钠及萘系减水剂按质量比为(0.5-1.5):1复配得到。
11、进一步地，所述沸石为天然沸石，粒径为28-74μm，如28、30、35、40、46、48、50、55、60、65、70、74μm，天然沸石含有大量的al2o3和sio2，由硅-氧和铝-氧四面体构成三维骨架，具有高孔隙和空腔网络及较强的离子交换能力，沸石越细，反应活性越高，相同龄期下水化产物越多，反应越快，但是沸石粒径过小，吸水率会增加，容易造成填充材料泌水，影响材料的力学性能，优选沸石粒径为48-74μm。沸石的特定粒径通过烘干后再进行球磨得到，球磨还能起到改善其球形度的作用。
12、进一步地，所述黄磷渣的比表面积为450-550m2/kg，特定比表面积的黄磷渣通过100-110℃烘干4-12h后，冷却至室温，在立磨中粉磨240-360min后，再在球磨中粉磨30～60min得到，比表面积通过gb/t 8074-2008《水泥比表面积测定方法勃氏法》进行测试。黄磷渣通过激发剂激发能够生成c-(a)-s-h凝胶，但黄磷渣中的al2o3含量较少，加入磷石膏后，在特定激发剂的作用下，能够较好地发挥潜在活性，提高其水化程度。
13、进一步地，所述磷石膏在体系主要起缓凝作用，还起到激发黄磷渣活性的作用，可通过烘干至半水石膏状态，经球磨机粉磨破碎。
14、本申请还提供所述的锂渣基地聚物填充材料的制备方法，包括如下步骤：
15、按重量份称取锂渣、粉煤灰、矿渣、磷石膏、沸石、黄磷渣、激发剂、外加剂和水，参照《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》gb/t17671-2021的实验步骤搅拌混合均匀后成型，得到锂渣基地聚物填充材料。
16、本申请还提供所述锂渣基地聚物填充材料作为建筑工程中注浆材料的应用。
17、本申请中的比表面积若未进行特别说明，均表示的是原料球形模型的比表面积。
18、综上，与现有技术相比，本专利技术达到了以下技术效果：
19、(1)本专利技术提供的锂渣基地聚物填充材料具有高强度；
20、(2)本专利技术提供的锂渣基地聚物填充材料具有适宜的流动性，易于施工；
21、(3)本专利技术提供的锂渣基地聚物填充材料同时解决了锂渣固废重金属浸出及放射性的问题；
22、(4)本专利技术提供的锂渣基地聚物填充材料能够抗硫酸盐侵蚀；
23、(5)本专利技术提供的锂渣基地聚物填充材料具有低泌水率；
24、(6)本专利技术采用工艺简便且低成本的方式实现了固废的资源化利用，实现了环保要求。
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1.一种锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述锂渣的比表面积为400-600kg/m3。
3.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述粉煤灰的比表面积为300-500kg/m3。
4.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述矿渣的比表面积为450-550kg/m3。
5.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述磷石膏与黄磷渣的质量比为(2-3)：1。
6.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述外加剂为木质素磺酸钠或萘系减水剂中的任意一种或两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述沸石粒径为48-74μm。
8.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述黄磷渣的比表面积为450-550kg/m3。
9.权利要求1-8任一项所述的锂渣基地聚物填充材料的制备方法，其特征在于，包括如下
10.权利要求1-8任一项所述锂渣基地聚物填充材料作为建筑工程中注浆材料的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述锂渣的比表面积为400-600kg/m3。
3.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述粉煤灰的比表面积为300-500kg/m3。
4.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述矿渣的比表面积为450-550kg/m3。
5.根据权利要求1所述的锂渣基地聚物填充材料，其特征在于，所述磷石膏与黄磷渣的质量比为(2-3)：1。
...【专利技术属性】
技术研发人员：张作泰，郭俊理，颜枫，许继云，吴昊，
申请(专利权)人：贵州深碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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