[发明专利]一种掺有赤泥的充填材料及其制备方法

说明书

一种掺有赤泥的充填材料及其制备方法，属于充填材料技术领域。充填材料为碱渣10％‑30％，电石渣10％‑30％，赤泥40％‑80％，骨胶比为3，质量浓度为83％。将水倒入材料中可得到充填料浆。本发明利用碱渣、赤泥、电石渣制备胶凝材料完全替代水泥并加入尾砂制备充填体，满足矿山充填的强度和流动性要求，提高了固废的利用率，降低了生产成本，解决了矿山开采引起的地表沉陷问题，实现了绿色矿山的目的。该充填料浆应用到矿山充填当中，具有一定的实用意义。

技术领域

本发明涉及充填材料技术领域，尤其涉及一种掺有赤泥的充填材料及其制备方法。

背景技术

矿山开采是采空区产生的主要原因，采空区的存在会引起地表塌陷，严重影响矿业的正常生产。矿业和工业生产过程中产生了碱渣、赤泥、电石渣、尾砂等大量固体废弃物，这些固废大量堆存于地表占用了大量土地资源，固废中含有的硫化物、金属、类金属矿物等通过渗透作用进入地下水，给生态环境安全带来严重威胁。利用固体废弃物制备膏体充填材料，不仅能有效解决固废大量存在带来的土地资源浪费和环境污染问题，而且可以有效解决采空区引起的地表塌陷问题，实现可持续发展的目的。本发明利用碱渣、赤泥、电石渣和尾砂制备膏体充填材料，实现了全固废利用的目的，具有制备简单、成本低、保护环境等优点。

碱渣是纯碱(Na₂CO₃)生产过程中产生的废渣，主要成分为CaCO₃，常用于污水处理、烟气脱硫、改善土壤。电石渣是乙炔生产过程中产生的废渣，主要成分为Ca(OH)₂，常用于电厂脱硫和改善土壤。拜耳法赤泥生产氧化铝中存在大量未完全反应的苛性钠，碱性强，难以利用，常用于金属回收、土壤修复、建筑材料、水处理及废气处理。尾砂年产量在6亿吨以上，利用率较低。四种材料均为产量大且利用率低的固体废弃物，在制备充填体方面相关研究逐渐增多，研究发现，使用四种材料制备充填体具有良好的性能，能较好满足充填的强度及流动性要求。

水泥是制备充填体的的良好的胶凝材料，但水泥生产过程中会产生大量二氧化碳，且成本较高。于是，人们开始把目光放在矿渣、粉煤灰、脱硫石膏等固废制备胶凝材料替代水泥，但制备过程中往往需要加入碱、酸或盐以激发胶凝材料活性，制备的胶凝材料成本较高，且比较危险。选用碱渣、赤泥、电石渣制备胶凝材料可以充分利用几种材料之间协同作用形成强度，将几种材料混合加水即可，制备简单，适用性较强。

发明内容

发明目的：针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种掺有赤泥的充填材料及其制备方法，本发明是对固废绿色化利用，解决采空区地面沉陷问题。

技术方案：本发明需要对赤泥和碱渣进行烘干磨细处理。

一种掺有赤泥的充填体及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将制作所需材料按比例称量相应质量，固定碱渣、赤泥和电石渣组成的胶凝材料总质量及碱渣和电石渣的比例不变，改变胶凝材料中赤泥的比例，分析赤泥掺量变化对充填体单轴抗压强度的影响；

(2)尾砂作为骨料，尾砂和胶凝材料比例为1-3；

(3)质量浓度变化范围为81％～85％；

进一步的，所述赤泥放入烘干箱中以105±5℃的温度烘干3个小时，之后放入小型粉磨机进行磨细处理，转动20-30次后取出。

进一步的，所述的碱渣进行烘干，然后进行磨细处理。

进一步的，所述的电石渣先与赤泥及碱渣进行搅拌混合，加水制备胶凝材料。

进一步的，所述的尾砂为未经处理的尾砂。

进一步的，所述的尾砂加入制备好的胶凝材料中进行充分搅拌，使得充填体各种材料充分混合，之后放入模具中，利用振动台振动去除充填体内起泡。