[發明專利]復合膠結充填材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910922658.0
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110482966B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 趙慶朝;李偉光;朱陽戈;楊航;申士富;劉海營;王金玲;鄭學杰;駱有發
• 申請（專利權）人: 北京礦冶科技集團有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B28/14;C04B28/10;E21F15/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉蘭

本發明涉及固體廢棄物應用領域，具體而言，提供了一種復合膠結充填材料及其制備方法和應用。該復合膠結充填材料主要由以下原料制備而成：硫酸鈣渣、選礦尾礦和膠凝材料。該材料選用硫酸鈣渣和選礦尾礦共同作為復合膠結充填材料的原料，能夠將硫酸鈣渣和選礦尾礦進行有效利用，具有凝結時間可控、充填料漿流動度好、泌水率低和強度均衡的優點，避免產生環境污染，經濟效益和社會效益高。

技術領域

本發明涉及固體廢棄物應用領域，具體而言，涉及一種復合膠結充填材料及其制備方法和應用。

背景技術

含酸廢水是冶煉過程中的主要污染物之一，一般呈酸性并含有微量的重金屬元素，工業生產中，通常會向含酸廢水中加入去除重金屬離子的藥劑，在投加藥劑后，廢水中會殘留大量由中和作用產生的廢渣。目前，國內主要采用碳酸鈣和氧化鈣作為中和劑，其價廉且易取材、易脫水，但會產生大量的硫酸鈣渣，壓濾之后硫酸鈣渣的含水率通常為28.0-50.0％，其中固含量的主要成分是CaSO₄·2H₂O，即二水石膏，另含微量的砷、汞、鉛、鋅、鎘等重金屬元素以及由于氧化鈣摻加過量而生成的Ca(OH)₂和其他可溶性鹽等。

國內外學者對該類廢渣的綜合處理已做出了大量研究，并就此類工業固廢帶來的污染問題提出了一系列的治理措施與方法，但綜合考慮硫酸鈣渣的各種利用途徑，其綜合利用量遠小于產出量。因此，硫酸鈣渣一直未進行有效的綜合利用，硫酸鈣渣堆存量會越來越多，占據大量土地，造成嚴重的環境污染，硫酸鈣渣的堆存還有可能使廢渣中的重金屬發生遷移，導致污染。

在我國，95％的能源和85％的原材料來自礦產資源，礦產資源在開發利用的同時，會產生大量的尾礦。目前，我國尾礦累計堆存量大約120多億噸，在現有技術條件下，這些尾礦大部分堆放在尾礦庫中。利用尾礦化學成分與建筑材料相近的特點，將尾礦代替部分粘土制備燒結磚、免燒磚，用做水泥生料的原材料，尾礦中的粗砂、廢石用作混凝土的集料，雖然可以大規模的消納尾礦，但仍有一多半的尾礦無法處理，只能排放至尾礦庫。隨著社會環保意識增強，在環境保護壓力高壓態勢下，尾礦庫的審批和建設變得幾乎不再可能，因此，如何有效利用尾礦也是行業內的研究重點。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種復合膠結充填材料，該材料選用硫酸鈣渣和選礦尾礦共同作為復合膠結充填材料的原料，能夠將硫酸鈣渣和選礦尾礦進行有效利用，具有凝結時間可控、充填料漿流動度好、泌水率低和強度均衡的優點，避免產生環境污染，經濟效益和社會效益高。

本發明的第二目的在于提供一種上述復合膠結充填材料的制備方法。

本發明的第三目的在于提供一種上述復合膠結充填材料在充填采空區、空區頂板、采礦巷道或充填區圍擋中的應用。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種復合膠結充填材料，主要由以下原料制備而成：硫酸鈣渣、選礦尾礦和膠凝材料。

作為進一步優選的技術方案，硫酸鈣渣的體積平均粒徑小于選礦尾礦的體積平均粒徑；

優選地，硫酸鈣渣的體積平均粒徑為5-7μm，優選為5.2-6.8μm；

優選地，選礦尾礦的體積平均粒徑為150-160μm，優選為150-155μm。

作為進一步優選的技術方案，硫酸鈣渣的質量百分含量為24％-45％，選礦尾礦的質量百分含量為45％-62％，余量為膠凝材料；

優選地，硫酸鈣渣的質量百分含量為25％-40％，選礦尾礦的質量百分含量為48％-60％，余量為膠凝材料；

優選地，硫酸鈣渣的質量百分含量為30％-40％，選礦尾礦的質量百分含量為50％-55％，余量為膠凝材料。