[發(fā)明專利]一種大摻量粉煤灰制備礦用早強(qiáng)充填膠凝材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310731946.0
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103803826A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊志強(qiáng);高謙;陳得信;程少逸;張光存;李茂輝;王有團(tuán);何建元
• 申請（專利權(quán)）人: 金川集團(tuán)股份有限公司;北京科技大學(xué)
• 主分類號: C04B7/345
• 分類號: C04B7/345;C04B7/26;C04B28/08
• 代理公司: 中國有色金屬工業(yè)專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種充填膠凝材料，具體涉及一種大摻量粉煤灰制備的下向分層膠結(jié)充填法采礦用膠凝材料。

背景技術(shù)

粉煤灰是發(fā)電廠和熱電廠鍋爐燃燒煙煤所產(chǎn)生的粉狀廢渣，分為脫硫粉煤灰和未脫硫粉煤灰兩種。脫硫粉煤灰是脫硫產(chǎn)物和粉煤灰的混合物。與未脫硫粉煤灰相比，脫硫灰渣的化學(xué)組成中硫和鈣元素含量比粉煤灰高得多，且這兩種元素的礦物形式比較復(fù)雜。在爐內(nèi)噴鈣的干法脫硫工藝中，脫硫粉煤灰的含硫物相既有CaSO₄也有CaSO₃；另外還有一部分未完全反應(yīng)的游離CaO。而在噴霧干燥的半干法低溫脫硫工藝中，脫硫產(chǎn)物中的含硫物相則以CaSO₃為主，CaSO₄含量很少；未完全反應(yīng)的鈣元素一般以Ca(OH)₂的形式存在；并且由于煙氣中存在大量CO₂，脫硫同時(shí)產(chǎn)生CaCO₃。

脫硫粉煤灰的成分特性大大限制了其在粉煤灰傳統(tǒng)領(lǐng)域的利用。首先，作水泥混合材料或混凝土摻和料原本是粉煤灰利用量最大的途徑之一，然而，過高的硫含量使脫硫粉煤灰不能再像未脫硫粉煤灰一樣直接作為水泥混合材使用，或者摻加量只能相當(dāng)少。因?yàn)樵谄胀ㄋ嗟膰覙?biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，水泥中SO₃的含量不能超過3.5%。其次，固化于亞硫酸鈣中的硫如果利用得不合理，還有可能使SO₂釋放出來，造成二次污染，使脫硫工藝前功盡棄。例如用脫硫粉煤灰在高溫下生產(chǎn)磚瓦材料就會造成這種現(xiàn)象。再有，脫硫粉煤灰中的游離氧化鈣含量高，則會在長期水化過程中不斷生成Ca(OH)₂，體積不斷膨脹，進(jìn)而在使用中造成安定性不良問題，因此這也是脫硫粉煤灰在建材領(lǐng)域利用存在的最大問題。

目前，用于下向分層膠結(jié)充填法采礦的膠凝材料時(shí)，粉煤灰摻量通常不超過10%。目前提高粉煤灰在膠凝材料中的摻量的主要途徑是將粉煤灰與水泥一起研磨，通過研磨破壞覆蓋在粉煤灰細(xì)顆粒上的一層熔融煙灰的薄膜，從而提高粉煤灰的活性。但研磨工序必然會增加膠凝材料制備成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對棒磨砂充填料，發(fā)明一種大摻量粉煤灰的充填膠凝材料，可用于下向分層膠結(jié)充填法采礦，其中粉煤灰無需研磨。使用本發(fā)明提供的充填膠凝材料與棒磨砂充填料和自來水制備的充填料漿，不僅使膠凝材料中粉煤灰的摻加量接近40%，而且棒磨砂膠結(jié)充填體早期強(qiáng)度高，能夠滿足下向分層膠結(jié)充填法采礦對早期強(qiáng)度的要求。

上述目的是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的：

一種大摻量粉煤灰充填膠凝材料，其特征在于，該膠凝材料的成分以質(zhì)量百分比計(jì)包括：4%—6%高鈣石灰，17%—18%脫硫粉煤灰，19%—20%未脫硫粉煤灰，3%—5%早強(qiáng)劑，51%—57%礦渣微粉。

根據(jù)上述的充填膠凝材料，其特征在于，所述高鈣石灰中CaO的質(zhì)量百分比含量77%~80%，高鈣石灰研磨的粉狀粒度分布為d₁₀＝4μm—5μm、d₅₀＝8μm—13μm、d₉₀＝22μm—42μm，d_av＝11μm—24μm，比表面積為5720cm²/cm³—8378cm²/cm³。

根據(jù)上述的充填膠凝材料，其特征在于，所述脫硫粉煤灰的成分以質(zhì)量百分比計(jì)為：26%—30%SiO₂，16%—18%?Al₂O₃，3%—4%?Fe₂O₃，28%—30%?CaO，1%—2%?MgO，1%—2%SO₃，5%—7%SO₂，燒失量為7%—20%。

????根據(jù)上述的充填膠凝材料，其特征在于，所述未脫硫粉煤灰的成分以質(zhì)量百分比計(jì)為：45%—48%SiO₂，25%—28%?Al₂O₃，0%—1%?Fe₂O₃，8%—10%?CaO，1%—2%?MgO，燒失量為11%—21%。