檸檬酸渣是食品化工業采用石灰法制取檸檬酸時的一種化學沉積物，渣量與產品量基本相當，因此產生的工業廢渣較多，對于沒有其它方法利用廢渣的地方和企業是一個比較嚴重的環保問題。有些水泥企業只是在水泥粉磨系統摻入微量檸檬酸渣代替部分石膏；也有水泥企業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。基于這種情況，我們開發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粒或白色結晶性粉末，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物，與酸、堿、甘油等發生反應。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試驗。試驗使用純熟料、無混合材、適量檸檬酸渣生產普通42．5R水泥300噸左右，共用檸檬酸渣l0噸，試驗數據如表2。
表2? 檸檬酸渣替代石膏生產水泥試驗數據
|
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 |
從以上數據得出以下結論：
(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別。由此可以得出，檸檬酸渣對水泥的影響主要表現在凝結時間和早期強度上。
原因分析：經檢驗發現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。