[发明专利]一种全固废高流态似膏体充填材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种全固废高流态似膏体充填材料的制备方法，利用硅铝铁基固废和硫酸钙基固废作为原材料，分别经过原粉磨、均化、烧成、熟料粉磨等工艺，可制得基体材料，最后将基体材料与充填骨料、细粒级物料、调节剂和废水配制成似膏体充填材料。该方法实现工业固废再利用制备似膏体充填材料。该材料由A、B液两种组分制成，其中A组分由基体材料与废水组成，搅拌混合成浆料，B组分由充填骨料、细粒级物料、调节剂和废水组成，搅拌混合成浆料。本发明利用多固废制备似膏体充填材料具有高流态、早强快硬、泌水率低等优良性能。本发明合理利用了工业废弃物，能大量消耗工业固废，减少对环境的影响，建设环境友好型社会，且易于制备。

技术领域

本发明属于胶结充填技术领域，涉及胶结充填材料可用于工作面采空区充填和沿空留巷领域，具体涉及一种全固废高流态似膏体充填材料的制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着我国矿山开采深度的增加和开采条件日益复杂，资源开采的地下安全问题、资源回收率提高的问题以及地表生态环境的保护问题得到世人的重视。充填采矿技术得到了长足的发展和广泛的应用。

随着我国经济发展迅速,大量的能源消耗产生了大量的工业固体废弃物，工业固废主要包括赤泥、脱硫石膏、冶炼渣、尾矿砂和煤矸石等。目前，我国工业固废排放量超过30亿吨/年，有效处置率只有60％左右。随着我国工业化进程的不断加快，这些工业固废占大量土地同时存在随时污染环境的危险。同时，随着我国人口数量的增加,城市化进程的加快，工业的迅速发展和工业规模的不断扩大,有机废水呈现数量多、浓度高、毒性大的趋势。所以最大限度的减少工业固废的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

近十几年,充填材料开始在国内新兴,出现了一批相关技术发明,如发明专利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,这些专利基本都是以水泥为主要胶凝材料,辅助掺加一些粉煤灰和其他砂类细骨料,以及一些辅助添加剂，实现整个体系良好的和易性、流动性、凝结效果和强度指标。部分专利还使用到特种水泥，使用量较大,不利于节能减排、综合利废。目前已有部分学者致力于似膏体充填材料研发，以实现其大规模应用。目前仅有中国专利文献CN 1424275公开了一种似膏体充填用的胶凝材料、料浆及制备充填工艺。中国专利文献CN 101008315公开了一种煤矿采场似膏体自流充填工艺及其使用的似膏体，该方法充填工艺包括将水泥、粉煤灰搅拌混合后加水形成浆体，再加入煤研石形成煤研石悬浮似膏体，通过管道向井下充填区自流输送充填采场。中国专利文献CN 103964798 A公开了一种风积砂似膏体煤矿充填材料，该方法采用粉煤灰、辅料、水泥、风积砂和水制备似膏体充填材料。

不论膏体胶结充填还是水力胶结充填，一般都是用水泥作胶结材料进行充填。在国内外充填采矿中，传统的低浓度胶结充填和近几十年出现的高浓度全尾砂充填、块石砂浆胶结充填和膏体泵压输送胶结充填，其胶结剂主要是普通硅酸盐水泥，这直接造成了充填成本过高。据统计，充填成本占采矿成本的1/3左右,充填成本中充填材料又占80％以上，而水泥在胶结充填成本中占80％以上，而水泥在胶结充填成本中占30～60％。因胶凝材料(水泥)用量较大，使矿山充填成本偏高，而且严重制约了充填采矿技术的应用和发展。