[发明专利]一种盐湖提锂副产锂渣的处理方法、混凝土碱集料反应抑制剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于盐湖化学领域，具体涉及一种盐湖提锂副产锂渣的处理方法、混凝土碱集料反应抑制剂及其应用。

背景技术

混凝土的碱-集料反应（Alkali-Aggregate Reaction，简称AAR）是混凝土中的游离碱金属离子（Na⁺、K⁺等）与活性骨料之间发生的一种膨胀性反应，是导致混凝土耐久性下降的主要原因，一旦发生则难以阻止，更不易治理，被称为混凝土的“癌症”，AAR反应已成为混凝土结构中仅次于钢筋锈蚀的第二大病害。

目前，防止混凝土的碱-集料反应（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发生碱集料膨胀最安全可靠的措施。但是我国活性骨料特别是硅质活性骨料相对于非活性骨料分布更为广泛，且骨料资源不可再生、骨料资源不断消耗以及工程造价等因素限制了骨料的选择。此外，目前对评定骨料碱活性，特别是慢膨胀骨料潜在碱活性尚无绝对可靠的方法。因此，非活性骨料的使用会受到区域和经济方面的限制。

（2）控制混凝土的碱含量。AAR是一个化学反应，当混凝土碱含量低于一定值时，AAR反应难于发生或反应程度较轻，不足以使混凝土开裂破坏。限制混凝土含碱量，一般从降低水泥、外加剂、矿物掺合料碱含量着手。我国标准规定含碱量低于0.6%的水泥为低碱水泥。美国、英国、日本、新西兰等曾也采用相同标准来降低混凝土中的碱含量，这在一定程度上缓解了AAR问题。但近年来，含碱外加剂广泛使用，且所含碱大都为有效碱，这使得限制混凝土碱含量愈加困难。

（3）控制湿度。有研究表明，降低相对湿度，可以减少AAR膨胀。但混凝土工程所处的湿度条件是不易控制的，而且干湿循环等因素还可以导致混凝土中碱的迁移、并在局部富集，从而加剧AAR。一般认为当相对湿度低于80%时，AAR就会发生。但是美国通过现场测试表明，公路路面和其他公路建筑物即使在沙漠气候条件下，也有足够的湿气引起AAR。研究表明混凝土中的残余水分及外部的湿气足以使AAR得以继续进行。因此，仅靠防水措施不能从根本上阻止AAR。

（4）使用矿物掺合料或化学外加剂。使用粉煤灰、硅灰和矿渣等矿物掺合料置换部分水泥，能够延缓或抑制AAR膨胀。然而，由于矿物掺合料需要有相当高的掺量才可能有效抑制AAR，这往往给混凝土其它性能带来不利影响。大量研究表明，掺加少量的含碱金属锂的盐类对AAR具有一定抑制作用。对于锂盐抑制AAR膨胀比较一致的解释是：与Na⁺(K⁺)相比，Li⁺具有更小的离子半径，更高的电荷密度，由此引起L-S较N-S和K-S有更强的离子结合力，导致Li⁺取代Na+(K⁺)优先形成了非膨胀性的反应产物L-S-H，这些更致密的产物包裹在集料周围，阻止了Na⁺(K⁺)对集料的进一步侵蚀。与掺矿物掺合料相比，使用化学外加剂不必改变混凝土的施工条件，操作简单可行，掺加量少，而且在外加剂广泛使用的当代工程中易被接受。但是，碱金属锂的盐类成本很高，主要在理论方面，实际应用的还很少。而与此相对应的是国内盐湖开发过程中产生的大量锂渣无法得到充分利用。国内采用盐湖提锂的工业化大生产以来，其副产的锂渣因杂质含量高且杂质分离困难，一直都没有找到新的利用途径，难以加以充分利用，在盐湖地区造成了资源浪费，影响了盐湖卤水提锂工业的正常生产。

因此，在混凝土工程技术领域中，为了提高混凝土的耐久性，提高混凝土的工程质量，并延长其使用寿命以及减少维护费用，迫切需要一种价格便宜且能够抑制混凝土碱集料反应的外加剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、掺量少、制备方法简单、不影响混凝土力学性能、能有效抑制混凝土膨胀的抑制剂的制备方法、制备获得的抑制剂及其应用。

本发明的制备方法包括：一种混凝土碱集料反应用抑制剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将盐湖提锂副产锂渣研磨后过筛；

2)过筛后的产物经水洗、沉淀、过滤和干燥，得到混凝土碱集料反应用的抑制剂。