一種不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥的制備方法
【專利摘要】本發明屬于建筑材料【技術領域】，具體公開了一種不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥的制備方法。該制備方法包括如下步驟：將54～80份燒結氧化鎂和20～46份磷酸二氫鹽混合，研磨后過100～180目篩，得到不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥。本發明通過在較低的溫度下煅燒，可以制成性能良好的、價格低廉的燒結氧化鎂原料，不但解決了鹽湖提鋰過程中的“鎂害”問題，還為磷酸鎂水泥的生產提供了一種低成本的新的原料途徑。
【專利說明】一種不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥的制備方法
【【技術領域】】
[0001]本發明屬于建筑材料【技術領域】，尤其涉及一種不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥的制備方法。
【【背景技術】】
[0002]磷酸鎂水泥是介于陶瓷制品和水泥之間的一種新型材料，通常是由氧化鎂與可溶性磷酸鹽、及硼砂與硼酸等緩凝劑、礦物摻合料按照一定比例，在酸性條件下通過化學反應，生成以磷酸鹽為膠凝相的無機膠凝材料。
[0003]磷酸鎂水泥具有早期強度高、與環境溫度適應性強、變形性小、與舊混凝土粘結強度高、耐磨性、抗凍性、抗鹽凍性能和防鋼筋銹蝕等耐久性能較好等優點。
[0004]專利申請200810200921.7公開了一種磷酸鹽快速修補建筑材料，其組分及重量百分比為:磷酸二氫鹽30~45%、金屬氧化物粉末5~25%、調凝材料5~10%、粉煤灰20~60%，其中，金屬氧化物粉末主要是燒結氧化鎂，調凝材料主要是硼砂、硼酸等硼酸鹽緩凝劑。燒結氧化鎂是磷酸鎂水泥制備中最主要的原材料，目前研究報道所用氧化鎂都是通過菱鎂礦經過1300~1700°C高溫煅燒所得燒結氧化鎂。從上述磷酸鎂水泥的燒結氧化鎂來源與配料組成看出，磷酸鎂水泥所用主要原料燒結氧化鎂來自菱鎂礦，其煅燒溫度高、耗能高。另外，其配料組成中還含有兩類無機鹽-磷酸二氫鹽和硼酸鹽等，因而決定了其成本昂貴，限制了其工業 化推廣與應用。不外加硼砂、硼酸等緩凝劑，上述傳統的磷酸鎂水泥的凝結時間通常在3~5分鐘以內，可操作性差，缺乏實際應用價值。
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【發明內容】
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[0005]本發明的目的在于提供一種不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥的制備方法。
[0006]本發明的目的通過以下技術方案實現:一種不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥的制備方法，包括如下步驟:將54~80份燒結氧化鎂和20~46份磷酸二氫鹽混合，研磨后過100~180目篩，得到不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥；
[0007]所述份數均為質量份數。
[0008]所述燒結氧化鎂采用以下制備方法得到:將鹽湖提鋰副產品含硼氧化鎂置于800~1400°C中煅燒，得到燒結氧化鎂。
[0009]所述鹽湖提鋰副產品含硼氧化鎂為鹽湖鹵水提取碳酸鋰工藝過程中所產生的副產品氧化鎂粉末。
[0010]所述煅燒的時間為3~6h，優選為3h。
[0011]所述磷酸二氫鹽優選為磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉的一種或至少兩種混合物。
[0012]本發明相對于現有技術具有如下的優點及有益效果:
[0013](1)國內采用鹽湖提鋰的工業化大生產以來，其副產的含硼氧化鎂因活性低、含有不溶性的硼酸鎂雜質，一直都沒有找到新的利用途徑，難以加以充分利用，在鹽湖地區形成了新的“鎂害”問題，影響了鹽湖鹵水提鋰工藝的正常生產。本發明通過在較低的溫度下煅燒，可以制成性能良好的、價格低廉的燒結氧化鎂原料，用于制備磷酸鎂水泥，不但解決了鹽湖提鋰過程中的“鎂害”問題，還為磷酸鎂水泥的生產提供了一種低成本的新的原料途徑。
[0014](2)本發明通過在較低溫度下煅燒鹽湖提鋰副產含硼氧化鎂，制成的燒結氧化鎂中含有少量的游離三氧化二硼(分子式B2O3),對磷酸鎂水泥具有良好的緩凝作用，因此，在不需要外加任何硼砂、硼酸等緩凝劑的條件下，就可以實現凝結時間的任意可調，進一步降低了磷酸鎂水泥的成本。
[0015](3)本發明制備的磷酸鎂水泥材料具有早期強度高、后期強度不倒縮的特點。
【【具體實施方式】】
[0016]下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0017]以下通過對比例和實施例進一步闡述本發明，其中實施例僅用于舉例說明的目的，并沒有限制本發明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件。
[0018]實施例1
[0019]原料鹽湖提鋰副產含硼氧化鎂來自中信國安集團公司，化學成分為:MgO含量82.63%, B2O3 含量 4.63%, Na2O 含量 1.24%, Li2O 含量 0.77%, K2O 含量 0.27%, CaO 含量 0.14%,SiO2含量0.031%，SO3含量0.76%，其主要礦物組成為:MgO含量52.25%，Mg3B2O6含量12.69%，Mg(OH)2 含量 35.05%。
[0020]將原料鹽湖提鋰副產含硼氧化鎂置于800°C煅燒3h，得到燒結氧化鎂；將69份燒結氧化鎂與31份磷酸二氫鉀混合后，研磨，過180目篩，得到不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥。
[0021]實施例2
[0022]原料鹽湖提鋰副產含硼氧化鎂來自中信國安集團公司，化學成分為:MgO含量82.63%, B2O3 含量 4.63%, Na2O 含量 1.24%, Li2O 含量 0.77%, K2O 含量 0.27%, CaO 含量 0.14%,SiO2含量0.031%，SO3含量0.76%，其主要礦物組成為:MgO含量52.25%，Mg3B2O6含量12.69%，Mg(OH)2 含量 35.05%。
[0023]將原料鹽湖提鋰副產含硼氧化鎂置于1000°C煅燒3h，得到燒結氧化鎂；將69份燒結氧化鎂與31份磷酸二氫鉀混合，研磨后過180目篩，得到不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥。
[0024]表1是實施例3~36所采用的實驗條件列表。
[0025]表1實施例3~36所 采用的實驗條件數據
[0026]
【權利要求】
1.一種不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:將54~80份燒結氧化鎂和20~46份磷酸二氫鹽混合，研磨后過100~180目篩,得到不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥；所述份數均為質量份數；所述燒結氧化鎂采用以下制備方法得到:將鹽湖提鋰副產品含硼氧化鎂置于800~1400 °C中煅燒，得到燒結氧化鎂。
2.根據權利要求1所述的不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥的制備方法，其特征在于，所述鹽湖提鋰副產品含硼氧化鎂為鹽湖鹵水提取碳酸鋰工藝過程中所產生的副產品氧化鎂粉末。
3.根據權利要求1所述的不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥的制備方法，其特征在于，所述煅燒的時間為3~6h。
4.根據權利要求1所述的不外加緩凝劑的快凝早強磷酸鎂水泥的制備方法，其特征在于，所述磷酸二氫鹽為磷酸二`氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉的一種或至少兩種混合物。
【文檔編號】C04B12/02GK103626412SQ201310514035
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年10月24日 優先權日:2013年10月24日
【發明者】余紅發, 譚永山, 董金美, 李穎, 文靜, 吳成友 申請人:中國科學院青海鹽湖研究所