[發(fā)明專利]一種尾砂碳化膠結(jié)充填的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110559255.1 | 申請日： | 2021-05-21 |
| 公開（公告）號： | CN113213829B | 公開（公告）日： | 2022-04-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李佳潔;靳心;王成洲;朱斯陶;倪文;姜福興 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京科技大學(xué) |
| 主分類號： | C04B28/00 | 分類號： | C04B28/00;C04B40/02 |
| 代理公司： | 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237 | 代理人： | 張仲波 |
| 地址： | 100083*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 碳化 膠結(jié) 充填 方法 | ||
本發(fā)明提供一種尾砂碳化膠結(jié)充填的方法，屬于尾砂充填技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先將高鈣鎂含量、低水化活性的固體廢棄物作為膠凝材料破碎和粉磨，按比例充分混合，制成充填料漿；其次將充填料漿通過輸送管道泵送至充填采空區(qū)，采空區(qū)充滿后，封閉和阻隔充填區(qū)域；將CO2注入封閉的充填區(qū)域，對充填體進行碳化養(yǎng)護。最后，碳化養(yǎng)護過程，對充填區(qū)域頂?shù)装濉鷰r與充填體的固體、液體、氣體的狀態(tài)進行實時監(jiān)測，確保圍巖穩(wěn)定、充填效果達標(biāo)。本發(fā)明利用高鈣鎂含量、低水化活性的、難以資源化利用的固體廢棄物為膠凝材料，大大降低尾砂膠結(jié)采礦的原料成本。本發(fā)明工藝簡單，是一種成本低廉、工藝簡單、清潔環(huán)保的尾砂碳化膠結(jié)充填的方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及尾砂充填技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種尾砂碳化膠結(jié)充填的方法。
背景技術(shù)
尾砂膠結(jié)充填是我國倡導(dǎo)的綠色采礦措施之一。國內(nèi)外膠結(jié)充填所用膠結(jié)劑仍然以硅酸鹽水泥為主，其成本占整個充填成本的70％～80％。雖然近年來水淬高爐渣(礦渣)磨細(xì)粉和粉煤灰等固廢原料已經(jīng)大量用來替代部分普通硅酸鹽水泥，但這些固廢原料在我國很多地區(qū)的價格已成倍增長，充填膠結(jié)成本高的問題始終未能解決。傳統(tǒng)膠結(jié)劑的使用給膠結(jié)充填采礦帶來的巨額成本，導(dǎo)致我國地下采礦的膠結(jié)充填率長期徘徊在30％以下。
近些年，我國在固廢資源化利用方面取得了很好的成效，資源化方式主要是利用固廢替代水泥做膠凝材料。然而，有些固廢雖然具有高鈣鎂成分，如鋼渣、建筑垃圾、硅灰石等，水化反應(yīng)卻十分緩慢，基本無法替代水泥，利用率十分低。以鋼渣為例，近10年來我國累計鋼渣排放量達到了7億t，但綜合利用率僅有30％左右，大量的鋼渣堆存處置即浪費土地、礦產(chǎn)資源，又污染環(huán)境，企業(yè)還需要為此支付高昂的環(huán)保稅。因此，消納低水化活性的固廢，提升其綜合利用率是我國當(dāng)前生態(tài)環(huán)保治理工作的一大重要任務(wù)。
高鈣鎂、低水化活性的固廢具有碳化固結(jié)特性。以鋼渣為例，其主要成分包括硅酸二鈣、硅酸三鈣、RO相(CaO、MgO、MnO和FeO組成的固溶體)、鐵鋁酸鈣、游離氧化鈣、游離氧化鎂和單質(zhì)鐵等。鋼渣不但水化活性低，其中的游離氧化物還會導(dǎo)致鋼渣制品體積穩(wěn)定性差的問題。然而，鋼渣中鈣、鎂及鐵等的氧化物均可與CO2快速反應(yīng)，碳化養(yǎng)護條件下，碳化制品早強高。因此，以鋼渣、建筑垃圾等高鈣沒固廢作為碳化膠凝材料制備充填料漿，可以有效的解決其堆存造成的占用土地、污染環(huán)境等生態(tài)環(huán)境問題，還可以大大減降低礦山充填采礦的成本，提高我國礦山膠結(jié)充填率。
發(fā)明專利CN109485357A《一種基于鋼渣碳化的GRC板》公開了一種以鋼渣為主要原料制備的GRC板。其特征在于：將鋼渣、石英砂和玻璃纖維按比例混合均勻，再將干料加水?dāng)嚢杈鶆蚝笾糜诓讳P鋼碳化模具中制備成板，將制得的板立即放入碳化箱中進行鋼渣碳化，生成基于鋼渣碳化的GRC板。該專利采用純CO2進行養(yǎng)護，且碳化養(yǎng)護CO2壓強為1～3MPa，生產(chǎn)條件要求苛刻，基建和養(yǎng)護成本過高。發(fā)明專利CN109574610B《一種利用鋼渣高效制備低成本碳化磚的方法》公開了一種利用鋼渣高效制備低成本碳化磚的方法。其特征在于將鋼渣，脫硫石膏和細(xì)骨料混合制成固體混合物，然后外加水并攪拌均勻，壓制成型后在碳化室中養(yǎng)護，即得到鋼渣碳化建材。該流程養(yǎng)護成本低，但鋼渣碳化磚密度較大，不能達到建筑用磚輕質(zhì)的要求。發(fā)明專利CN109608151B《一種利用鋼渣微粉制備高強碳化建材的方法》公開了一種利用鋼渣微粉制備高強碳化建材的方法。其特征在于：將鋼渣進行級配，將70％～100％鋼渣，0％～30％脫硫石膏混合制成固體混合物，然后添加占干基質(zhì)量5％～25％的水?dāng)嚢杈鶆颍瑝褐瞥尚秃笤谔蓟抑叙B(yǎng)護，即得到鋼渣高強碳化建材。制備的高強碳材可大量消耗鋼渣，但鋼渣中的游離氧化鈣和游離氧化鎂是否100％中和并未報道，鋼渣碳化材料可能存在長期體積膨脹失穩(wěn)的隱患。
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