[發明專利]一種利用生物質材料制備煤礦充填膏體的方法

有效

• 申請號: 201610335922.7
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN106007569B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 戚庭野;宋凱歌;馮國瑞;劉國艷;杜獻杰;郭育霞;白錦文
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種利用生物質材料制備煤礦充填膏體的方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）制備生物質粉體：

對收集的生物質材料采用薄層裹覆的方法進行預處理，即向秸稈表面均勻噴淋配制好的質量濃度為3.8%-4.7%的硅酸鈉水溶液，邊噴淋邊翻動，保證原材料的均勻潤濕；然后，將預濕的秸稈投入攪拌機中進行攪拌，并將攪拌物自然養護24-26 h制成薄層裹殼秸稈，最后用振動篩將制成的薄層裹殼秸稈破碎成1mm以下的生物質粉體；

所述生物質材料為在農業生產過程中谷物的秸稈；

（2）處理煤矸石：

收集煤矸石原料，并對煤矸石進行破碎處理，然后依次用網眼為15mm、5mm和1mm的振動篩將其篩分，得到粒徑為5~15mm的粗骨料、1~5mm的細骨料和1mm以下的粉體；大于15mm的顆粒將其返回振動篩重新進行破碎處理；

（3）將上述步驟（2）中得到的1mm以下的煤矸石粉體與步驟（1）得到的生物質粉體、粉煤灰混合，其中各組分的質量配比為：

生物質粉體：43%~53%，

小于1mm煤矸石粉體：15%~25%，

粉煤灰：30%~35%；

三者進行充分混合后球磨25-30分鐘，球磨后的混合粉體顆粒的比表面積應≥ 325m²/kg，

（4）將Na₂SO₄、生石灰及石膏固體與上述步驟（3）制得的混合粉體顆粒混合球磨，其中各組分的質量配比為：

Na₂SO₄：5%~10%，

混合粉體顆粒：62%~75%；

生石灰固體：10%-19%

石膏固體：6%~13%；

球磨時間為25-70分鐘，所得超細粉體的比表面積≥ 335m²/kg，即為充填膏體的摻和料；

（5）取上述步驟（4）制得的摻和料與水泥、煤矸石的粗、細骨料攪拌均勻后加入水和調節劑，其中各組分的質量配比為：

粗骨料：26%~36% ；

細骨料：13%~23%；

摻和料：25%~40%；

水泥：5%~10%；

水：10%~28%；

調節劑：0.8%~5.2%；

均勻混合，即得到質量濃度為77%~82% 的煤礦充填膏體。

2.根據權利要求1所述的利用生物質材料制備煤礦充填膏體的方法，其特征在于：所述的自然養護是指：根據外界氣溫在混凝土材料配制完畢后3~12h用草簾、蘆席、麻袋、鋸末、濕土和濕砂材料將混凝土覆蓋，并經常澆水保持濕潤。

3.根據權利要求1所述的利用生物質材料制備煤礦充填膏體的方法，其特征在于：所述步驟（5）中的水泥為普通硅酸鹽425#水泥。

4.根據權利要求1所述的利用生物質材料制備煤礦充填膏體的方法，其特征在于：所述步驟（5）中的調節劑由減水劑、早強劑、膨脹劑和緩凝劑組成。

5.根據權利要求4所述的利用生物質材料制備煤礦充填膏體的方法，其特征在于：所述減水劑為三聚氰胺高效減水劑、早強劑為氯化鈣、膨脹劑為氧化鈣-硫鋁酸鈣、緩凝劑為木質碘酸鈣，各組分的質量配比為：

三聚氰胺高效減水劑：18%-32%

氯化鈣：40%-55%

氧化鈣一硫鋁酸鈣：20%-35%

木質碘酸鈣：0.7%-3.9%。