檸檬酸渣是食品化工業(yè)采用石灰法制取檸檬酸時的一種化學沉積物，渣量與產(chǎn)品量基本相當，因此產(chǎn)生的工業(yè)廢渣較多，對于沒有其它方法利用廢渣的地方和企業(yè)是一個比較嚴重的環(huán)保問題。有些水泥企業(yè)只是在水泥粉磨系統(tǒng)摻入微量檸檬酸渣代替部分石膏；也有水泥企業(yè)把檸檬酸渣作為復合礦化劑的一部分摻入到生料中。由于各方面的技術問題，效果不十分理想?；谶@種情況，我們開發(fā)利用檸檬酸渣代替石膏作水泥緩凝劑并獲得成功。
1 檸檬酸渣的性質
1.1物理性質
水分20%～40%，細度4900孔篩篩余量25%～40%。相對密度1.542g/cm3，熔點153℃(失水)，檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆?；虬咨Y晶性粉末，無臭、味極酸，易溶于水和乙醇，水溶液顯酸性。檸檬酸結晶形態(tài)因結晶條件不同而不同，有無水檸檬酸C6H8O7。也有含結晶水的檸檬酸2C6H8O7·H2O C6H8O7·H2O或C6H8O7·2H20。在干燥空氣中微有風化性，在潮濕空氣中有潮解性，175℃以上分解放出水及二氧化碳。溶解性：溶于水、乙醇、乙醚，不溶于苯，微溶于氯仿，水溶液顯酸性。
1.2化學性質
檸檬酸是種較強的有機酸，有3個H+可以電離：加熱可以分解成多種產(chǎn)物，與酸、堿、甘油等發(fā)生反應。其化學組成如表1。
表1? 檸檬酸渣化學組成(%)
|
Loss |
SiO2 |
Fe203 |
Al203 |
CaO |
MgO |
K2O |
Na2O |
S03 |
附著水 |
|
20.95 |
微 |
微 |
1.05 |
31.96 |
微 |
0.02 |
0.03 |
45.95 |
0.14 |
2? 檸檬酸渣代替石膏實驗
通過對檸檬酸渣化學性質的分析，決定用檸檬酸渣l00％替代石膏進行水泥的大生產(chǎn)試驗。試驗使用純熟料、無混合材、適量檸檬酸渣生產(chǎn)普通42．5R水泥300噸左右，共用檸檬酸渣l0噸，試驗數(shù)據(jù)如表2。
表2? 檸檬酸渣替代石膏生產(chǎn)水泥試驗數(shù)據(jù)
|
細度/% |
初凝/(h：min) |
終凝/(h：min) |
S03/% |
抗折強度/MPa |
抗胨強度/MPa | ||||||
|
1d |
3d |
7d |
28d |
ld |
3d |
7d |
28d | ||||
|
2.8 |
6：36 |
7：38 |
1.59 |
0.7 |
1.3 |
4.9 |
8.1 |
2.8 |
9.6 |
22.9 |
49.2 |
從以上數(shù)據(jù)得出以下結論：
(1)摻加量。在相同S03控制指標條件下，檸檬酸渣比石膏的用量小得多，因為檸檬酸渣中S03含量在45%左右，而石膏中S03含量僅為35%左右。
(2)凝結時間。相同S03的檸檬酸渣水泥比石膏水泥的凝結時間平均2h30min左右。
(3)強度。檸檬酸渣水泥比石膏水泥的早期強度要低得多，3天抗折強度平均低3.5MPa、抗壓強度平均低10MPa，而后期強度沒有太大區(qū)別。由此可以得出，檸檬酸渣對水泥的影響主要表現(xiàn)在凝結時間和早期強度上。
原因分析：經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)造成這種影響的主要原因是檸檬酸渣的弱酸性，檸檬酸渣的PH值在5～6，顯弱酸性，而我公司普通水泥PH值>7，顯弱堿性。要想消除這種影響首先就要消除檸檬酸渣的弱酸性。
