一種利用固體廢棄物制備的早強(qiáng)充填凝膠材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采礦用早強(qiáng)充填凝膠材料，具體涉及一種利用固體廢棄物制備的早強(qiáng)充填凝膠材料。
【背景技術(shù)】
[0002]資源開采與冶金工業(yè)生產(chǎn)過程中會排放出大量的礦渣、脫硫石膏、脫硫灰渣、電石渣和粉煤灰等固體廢棄物。一方面，廢棄物堆放占用了大量土地，污染環(huán)境；另一方面，工業(yè)廢棄物可作為二次資源，不加以利用的大量堆放必然造成資源浪費(fèi)。因此，利用固體廢棄物制備礦山所需要的充填凝膠材料，不僅可以實現(xiàn)固體廢棄物的資源化利用，減少廢棄物堆放占用土地，而且還能夠降低充填采礦成本，提高采礦經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]對于礦渣、脫硫石膏、粉煤灰等固體廢棄物的資源化利用，目前大多仍局限于水泥摻合料，成本高，固廢的資源利用附加值低。充填礦山對充填凝膠材料的需求量大，水泥添加的充填凝膠材料已不能滿足使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種用固體廢棄物制備的早強(qiáng)充填凝膠材料，該凝膠材料采用電石渣和脫硫石膏作為主要復(fù)合激發(fā)劑，對具有潛在活性的礦渣微粉和粉煤灰混合料進(jìn)行高效激發(fā)，通過少量外加劑來提高充填凝膠材料的早期強(qiáng)度，用于下向分層膠結(jié)充填法采礦。
[0005]上述目的是通過下述方案實現(xiàn)的。
[0006]一種利用固體廢棄物制備的早強(qiáng)充填凝膠材料，其特征在于，該充填凝膠材料的成分以重量百分比計包括:電石渣4% —6%、脫硫石膏16% —18%、工業(yè)芒硝2% — 3%、五水亞硫酸鈉1% — 2%、粉煤灰5% —15%和礦渣微粉62% — 72%。
[0007]根據(jù)上述的利用固體廢棄物制備的早強(qiáng)充填凝膠材料，其特征在于，所述電石渣的化學(xué)成分以重量百分比計包括:65% — 68%CaO，2% — 3%A1203，4% — 5%Si02，SO3〈0.15%，F(xiàn)e0〈0.5%，燒失量〈26%，余量為雜質(zhì)。
[0008]根據(jù)上述的利用固體廢棄物制備的早強(qiáng)充填凝膠材料，其特征在于，所述脫硫石膏化學(xué)成分以重量百分比計包括:32 % —34%CaO, 1% — 2%A1203，7% — 8%MgO，3% — 4%Si02，45% — 47%S03，F(xiàn)e0<0.1%，燒失量〈10%，余量為雜質(zhì)。
[0009]根據(jù)上述的利用固體廢棄物制備的早強(qiáng)充填凝膠材料，其特征在于，所述粉煤灰化學(xué)成分以重量百分比計包括:37 % — 39%CaO, 15% — 16%A1203，10% — ll%MgO，31%—33%Si02，SO3〈0.1%，F(xiàn)e0〈0.1%，Μη203〈0.5%，余量為雜質(zhì)。
[0010]根據(jù)上述的利用固體廢棄物制備的早強(qiáng)充填凝膠材料，其特征在于，所述礦渣微粉的化學(xué)成分以重量百分比計包括:37 % —39%CaO, 15% — 16%A1203，10% — ll%MgO，31%—33%Si02，SO3〈0.1%，F(xiàn)e0〈0.1%，Μη203〈0.5%，余量為雜質(zhì)。
[0011]根據(jù)上述的利用固體廢棄物制備的早強(qiáng)充填凝膠材料，其特征在于，所述充填凝膠材料為粉體，粉體的粒度分布為:d1(l= 4.0—5.0 ym、d5(l= 10.0—12.0 ym、d9(l= 42.0—44.0 μ m, dav= 17.0—19.0 μ m，粉體的比表面積為 410—430m 2/kg。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明以電石渣和脫硫石膏作為復(fù)合激發(fā)劑，采用芒硝和亞硫酸鈉作為早強(qiáng)外加劑，對具有潛在活性的水淬渣粉和粉煤灰進(jìn)行高效激發(fā)，從而產(chǎn)生水化凝膠作用，在水化反映過程中結(jié)石硬化，形成具有強(qiáng)度較高的膠結(jié)充填體。本發(fā)明所制備的充填凝膠材料的原材料主要為廢棄的電石渣、脫硫石膏、水淬渣和粉煤灰，含量為95%以上，材料來源廣，易粉磨，制備凝膠材料的成本低、工藝簡單。此外，固體廢棄物的有效利用科減少固體廢棄物的對方，提高其利用率，節(jié)能環(huán)保。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明的充填凝膠材料適用于棒磨砂充填骨料，其粒度分布為:d1(l= 0.14-0.16mm、d50= 0.75—0.95mm、d60= 1.25—1.43mm、d90= 3.1—3.3mm，dav= 0.55—0.75mm0
[0014]本發(fā)明的利用固體廢棄物制備的早強(qiáng)充填凝膠材料為粉體，粉體的粒度分布為:d10= 4.0—5.0 μ m、d 50= 10.0—12.0 μ m、d 90= 42.0—44.0 μ m，d av= 17.0—19.0 μ m，粉體的比表面積為410—430m2/kg。充填凝膠材料的成分按重量百分比計包括:電石渣4% —6 %、脫硫石膏16 % —18 %、工業(yè)芒硝2% — 3%、五水亞硫酸鈉1% — 2%、粉煤灰5% —15%和礦渣微粉62% — 72%。其中電石渣的化學(xué)成分以重量百分比計包括:65% — 68%CaO，2%—3%A1203，4% — 5%Si02，SO3〈0.15%，F(xiàn)e0〈0.5%，燒失量〈26%，余量為雜質(zhì)；脫硫石膏化學(xué)成分以重量百分比計包括:32 % — 34%Ca0，1% — 2%A1203，7% — 8%Mg0，3% — 4%Si02，45% — 47%S03，F(xiàn)e0<0.1%，燒失量〈10%，余量為雜質(zhì)；粉煤灰化學(xué)成分以重量百分比計包括:1% — 2%Ca0、12% — 14%A1203、2% — 4%Mg0、30% — 34%Si02，其他46% — 55% ;礦渣微粉的化學(xué)成分以重量百分比計包括:37 % —39%Ca0，15% — 16%A1203，10% — ll%MgO，31% — 33%Si02，SO3〈0.1%，F(xiàn)e0〈0.1%，Μη203<0.5%，余量為雜質(zhì)。
[0015]下面用具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0016]實施例1
充填膠凝材料的化學(xué)成分按重量百分比計包括:電石渣4%、脫硫石膏16%、工業(yè)芒硝2%、五水亞硫酸鈉1%、粉煤灰5%和礦渣微粉72 %?；旌虾螅们蚰C(jī)將原材料研磨成粉體，粉體的粒度分布為:d1(l= 4.0 μπκ d 50= 10.0 μπκ d 90= 42.0 μπι，d av= 17.0 μ m，粉體的比表面積為430m2/kg。
[0017]其中，電石渣的化學(xué)成分以重量百分比計包括:65% Ca0，3%Al203，5%Si02，SO3〈0.15%，F(xiàn)e0<0.5%，燒失量25%，余量為雜質(zhì)；脫硫石膏化學(xué)成分以重量百分比計包括:32%Ca0，2%Al203，8%Mg0，4%Si02，47%S03，F(xiàn)e0<0.1%，燒失量6%，余量為雜質(zhì)；粉煤灰化學(xué)成分以重量百分比計包括:1% Ca0、12%Al203、2%Mg0、30%Si02，其他55% ;礦渣微粉的化學(xué)成分以重量百分比計包括:37% CaO, 15%A1203，10%Mg0，31%Si02，SO3〈0.1%，F(xiàn)e0〈0.1%，Μη2