[发明专利]一种用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材及其制备和使用方法

权利要求书

1.一种用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材，其特征在于，由高保水泡沫与复合浆液按照体积比1.8-2.2：1混合制备得到，其中所述复合浆液由固废物干粉原料、添加剂、水混合得到，所述固废物干粉原料由如下组分按重量百分比组成：28％-35％钢渣、38％-47％矿渣、16％-24％电石渣、9％-17％脱硫石膏，所述添加剂用量为固废物干粉原料重量的4％-6％，所述复合浆液的水胶比为0.5-0.55；所述高保水泡沫由阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、有机聚合物与水混合，再通入压缩气体物理发泡制得，所述阴离子表面活性剂与两性离子表面活性剂的质量比为3:2，所述有机聚合物的添加量为高保水泡沫重量的3.8-4‰。

2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材，其特征在于，所述钢渣为中碱度钢渣，中位径为3-5μm，碱度系数为1.91-1.95，表观密度为2.62-2.65g/cm³。

3.根据权利要求1所述的一种用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材，其特征在于，所述矿渣选用S95型，中位径为13-15μm，表观密度为2.55-2.59g/cm³。

4.根据权利要求1所述的一种用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材，其特征在于，所述电石渣中位径为18-20μm，表观密度为0.68-0.7g/cm³。

5.根据权利要求1所述的一种用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材，其特征在于，所述脱硫石膏中位径为5.6-5.8μm，表观密度为1.85-1.87g/cm³。

6.根据权利要求1所述的一种用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材，其特征在于，所述添加剂为速凝剂，所述速凝剂是由铝酸钙、碳酸钠和铝酸钠按14:1:5的质量比进行配制。

7.根据权利要求1所述的一种用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠或烷基苯磺酸钠；所述两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱或月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱。

8.根据权利要求1所述的一种用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材，其特征在于，所述有机聚合物为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、瓜尔胶、汉生胶中的一种或多种组合。

9.权利要求1至8任一项所述的用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据材料配比将固废物干粉原料放到搅拌机中以180-220r/min的转速搅拌3-4min混合均匀，然后加入一定量的水和添加剂，在280-300r/min转速下搅拌3-4min，然后在450-550r/min转速下搅拌3-5min使其搅拌均匀，得到复合浆液；

将阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、有机聚合物及水按配比均匀混合作为发泡液，在压风作用下进行物理发泡，得到高保水泡沫；

将高保水泡沫和复合浆液按照体积比为1.8-2.2：1在140-160r/min转速下搅拌2-3min混合均匀，得到的钙基固废物轻质复合浆材。

10.权利要求1至8任一项所述的用于煤矿减灾与二氧化碳封存的钙基固废物轻质复合浆材的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：将配制好的钙基固废物轻质复合浆材通过输送管道运输至采空区进行灌注充填。