[發明專利]一種全固廢高流態似膏體充填材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910611543.X
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN110228990A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 李召峰;高益凡;張健;劉超;齊延海
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明涉及一種全固廢高流態似膏體充填材料的制備方法，利用硅鋁鐵基固廢和硫酸鈣基固廢作為原材料，分別經過原粉磨、均化、燒成、熟料粉磨等工藝，可制得基體材料，最后將基體材料與充填骨料、細粒級物料、調節劑和廢水配制成似膏體充填材料。該方法實現工業固廢再利用制備似膏體充填材料。該材料由A、B液兩種組分制成，其中A組分由基體材料與廢水組成，攪拌混合成漿料，B組分由充填骨料、細粒級物料、調節劑和廢水組成，攪拌混合成漿料。本發明利用多固廢制備似膏體充填材料具有高流態、早強快硬、泌水率低等優良性能。本發明合理利用了工業廢棄物，能大量消耗工業固廢，減少對環境的影響，建設環境友好型社會，且易于制備。

技術領域

本發明屬于膠結充填技術領域，涉及膠結充填材料可用于工作面采空區充填和沿空留巷領域，具體涉及一種全固廢高流態似膏體充填材料的制備方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

隨著我國礦山開采深度的增加和開采條件日益復雜，資源開采的地下安全問題、資源回收率提高的問題以及地表生態環境的保護問題得到世人的重視。充填采礦技術得到了長足的發展和廣泛的應用。

隨著我國經濟發展迅速,大量的能源消耗產生了大量的工業固體廢棄物，工業固廢主要包括赤泥、脫硫石膏、冶煉渣、尾礦砂和煤矸石等。目前，我國工業固廢排放量超過30億噸/年，有效處置率只有60％左右。隨著我國工業化進程的不斷加快，這些工業固廢占大量土地同時存在隨時污染環境的危險。同時，隨著我國人口數量的增加,城市化進程的加快，工業的迅速發展和工業規模的不斷擴大,有機廢水呈現數量多、濃度高、毒性大的趨勢。所以最大限度的減少工業固廢的產量和危害，實現多渠道、大數量的資源化已迫在眉睫。

近十幾年,充填材料開始在國內新興,出現了一批相關技術發明,如發明專利CN103396066 A、CN 103553489 A、CN 103613349 A、CN 104446296 A、CN 106587789 A、CN106699078 A、CN 106699092 A、CN 107337412 A、CN 1291631 A等,這些專利基本都是以水泥為主要膠凝材料,輔助摻加一些粉煤灰和其他砂類細骨料,以及一些輔助添加劑，實現整個體系良好的和易性、流動性、凝結效果和強度指標。部分專利還使用到特種水泥，使用量較大,不利于節能減排、綜合利廢。目前已有部分學者致力于似膏體充填材料研發，以實現其大規模應用。目前僅有中國專利文獻CN 1424275公開了一種似膏體充填用的膠凝材料、料漿及制備充填工藝。中國專利文獻CN 101008315公開了一種煤礦采場似膏體自流充填工藝及其使用的似膏體，該方法充填工藝包括將水泥、粉煤灰攪拌混合后加水形成漿體，再加入煤研石形成煤研石懸浮似膏體，通過管道向井下充填區自流輸送充填采場。中國專利文獻CN 103964798 A公開了一種風積砂似膏體煤礦充填材料，該方法采用粉煤灰、輔料、水泥、風積砂和水制備似膏體充填材料。

不論膏體膠結充填還是水力膠結充填，一般都是用水泥作膠結材料進行充填。在國內外充填采礦中，傳統的低濃度膠結充填和近幾十年出現的高濃度全尾砂充填、塊石砂漿膠結充填和膏體泵壓輸送膠結充填，其膠結劑主要是普通硅酸鹽水泥，這直接造成了充填成本過高。據統計，充填成本占采礦成本的1/3左右,充填成本中充填材料又占80％以上，而水泥在膠結充填成本中占80％以上，而水泥在膠結充填成本中占30～60％。因膠凝材料(水泥)用量較大，使礦山充填成本偏高，而且嚴重制約了充填采礦技術的應用和發展。