一种掺有赤泥的充填材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114163177A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111499380.4(22)申请日2021.12.09(71)申请人辽宁工程技术大学地址123000辽宁省阜新市中华路47号(72)发明人孙琦李波涛齐春晓赵洪业王谷剑陈肖肖(51)Int.Cl.C04B28/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种掺有赤泥的充填材料及其制备方法(57)摘要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。CN114163177ACN114163177A权利要求书1/1页1.一种含有碱渣、电石渣、赤泥的充填材料及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将块状碱渣和赤泥放入烘干箱烘干，之后利用小型粉磨机进行磨细，转动20‑30次，磨细至0.1‑1000μm；(2)碱渣10％～30％，电石渣10％～30％，赤泥40％～80％，尾砂/胶凝材料为1～3，固体质量/(固体质量+水)为81％～85％；(3)将赤泥、碱渣、电石渣粉体混合搅拌均匀，然后加入自来水搅拌制备胶凝材料，之后将尾砂加入胶凝材料浆体中进行搅拌，就可以制成充填体料浆。2.根据权利1所述的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。3.根据权利1所述的碱渣进行烘干，然后进行磨细。4.根据权利1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。5.根据权利1所述的尾砂为未经处理的尾砂。2CN114163177A说明书1/4页一种掺有赤泥的充填材料及其制备方法技术领域[0001]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[0002]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。[0003]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。[0004]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[0005]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。[0006]技术方案：本发明需要对赤泥和碱渣进行烘干磨细处理。[0007]一种掺有赤泥的充填体及其制备方法，包括以下步骤：[0008](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；[0009](2)尾砂作为骨料，尾砂和胶凝材料比例为1‑3；[0010](3)质量浓度变化范围为81％～85％；3CN114163177A说明书2/4页