Bei der Lithiumgewinnung aus Spodumen entsteht als mineralisches Nebenprodukt ausgelaugtes Spodumenkonzentrat (LSC). Frühere Studien haben dessen vielversprechendes puzzolanisches Potenzial aufgezeigt und seine Eignung als zementähnliches Zusatzmaterial (SCM) nahegelegt. Diese Studie untersucht den Einfluss der beiden Modifikationen von ausgelaugtem Spodumen (LS) in LSC auf die Entwicklung der Hydratationsphasen und die puzzolanische Reaktivität in zementähnlichen Systemen. Zwei LSC-Proben mit unterschiedlichen Anteilen an hexagonalem ausgelaugtem Spodumen (H-LS) und tetragonalem ausgelaugtem Spodumen (T-LS) wurden ausgewählt und in Mischzementmischungen mit 10, 20 und 30 Gew.-% eingearbeitet und 28 Tage lang hydratisiert. Die Phasenentwicklung wurde mittels XRD in Kombination mit einer quantitativen Rietveld-Analyse überwacht. Zusätzlich wurden thermogravimetrische Analysen in Verbindung mit Differential-Scanning-Kalorimetrie (TG-DSC) und isothermen Kalorimetriemessungen durchgeführt, um weitere Erkenntnisse über das Hydratationsverhalten und die Reaktionskinetik zu gewinnen. Synthetisch hergestellte Referenzphasen (α-, β- und γ-Spodumen sowie H-LS und T-LS) wurden ebenfalls hinsichtlich ihrer puzzolanischen Aktivität charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen keine signifikanten Unterschiede im Hydratationsverhalten der beiden LSC-Proben, was darauf hindeutet, dass sowohl H-LS als auch T-LS eine vergleichbare puzzolanische Reaktivität aufweisen. Insgesamt scheint das Verhältnis von H-LS zu T-LS nur einen geringen Einfluss auf die Hydratationsleistung und Reaktivität zu haben.
Links: Ternäres System CaO – SiO2 – (Al,Fe)2O3 mit Schlacken, OPC (Portlandzement) und LSC – Reststoff aus der Lithiumextraktion
Rechts: Gelaugter Spodumen (HAlSi2O6) (Bild: J. Woskowski, Design: R. Killian)
