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膏体充填泵

bob体育官网网站:一种掺有赤泥的充填材料及其制备方法

  发布时间:2022-09-07 18:23:36 来源:bob体育官网平台 作者:bob官方网站
  

  (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 (43)申请公布日 (21)申请号 0.4(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.C04B 28/00 (2006.01) (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...

  (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 (43)申请公布日 (21)申请号 0.4(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.C04B 28/00 (2006.01) (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。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 114163177 A2022.03.11CN 114163177 A 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0.1‑1000m;(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1055℃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。权利要求书1/1 页2CN 114163177 A2 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(Na 2 CO 3 )生产过程中产生的废渣,主要成分为CaCO 3 ,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%;说明书1/4 页3CN 114163177 A3 [0011]进一步的,所述赤泥放入烘干箱中以1055℃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。[0012]进一步的,所述的碱渣进行烘干,然后进行磨细处理。[0013]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。[0014]进一步的,所述的尾砂为未经处理的尾砂。[0015]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。[0016]进一步的,对所述的经过12小时养护箱中养护的充填体进行拆模处理,标准条件下养护至规定龄期,测试其单轴抗压强度。[0017]有益效果:经烘干磨细处理的碱渣和赤泥比表面积显著降低,强度显著提高,掺入赤泥的充填体各龄期强度明显改善,由于赤泥中存在大量未反应的苛性钠物质为充填体内材料反应提供良好的碱性环境,制备的充填体强度满足充填的要求。本材料未使用水泥,所用碱渣、赤泥、电石渣和尾砂均为利用率低、产量大、污染环境的固体废弃物,且不使用碱、酸和盐对胶凝材料进行激发,制备简单,成本极低,有利于大批量生产,对解决环境污染、实现固体废弃物资源化利用提供理论支持,具有重要的研究意义。[0018]表1充填体配比。[0019]附图说明[0020]图1为掺有赤泥的充填体各龄期单轴抗压强度折线]本发明的一种掺有赤泥的充填材料是将碱渣、电石渣、赤泥、尾砂按照质量百分比混合而成。其制备方法是先将碱渣、电石渣、赤泥组成的胶凝材料在未加入水前搅拌均匀,然后加入水与胶凝材料进行混合,然后将尾砂加入搅拌好的胶凝材料中,使得胶凝材料和骨料充分混合后制得充填料浆。[0022]表2赤泥的化学成分(%)。[0023]说明书2/4 页4CN 114163177 A4 [0024]烘干磨细: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0.1‑1000m。[0025]表3碱渣的化学成分(%)。[0026][0027]表4电石渣的化学成分(%)。[0028][0029]尾砂用作骨料。[0030]表5尾砂的化学成分(%)。[0031][0032]实施例1:[0033]本实施例提供一种掺有赤泥的充填体,具体的配比为:二份碱渣,二份电石渣,十六份赤泥,六十份尾砂,质量浓度为83%。[0034]实施例2:[0035]本实施例提供一种掺有赤泥的充填体,具体的配比为:三份碱渣,三份电石渣,十四份赤泥,六十份尾砂,质量浓度为83%。[0036]实施例3:[0037]本实施例提供一种掺有赤泥的充填体,具体的配比为:四份碱渣,四份电石渣,十二份赤泥,六十份尾砂,质量浓度为83%。[0038]实施例4:[0039]本实施例提供一种掺有赤泥的充填体,具体的配比为:五份碱渣,五份电石渣,十份赤泥,六十份尾砂,质量浓度为83%。[0040]实施例5:[0041]本实施例提供一种掺有赤泥的充填体,具体的配比为:六份碱渣,六份电石渣,八份赤泥,六十份尾砂,质量浓度为83%。[0042]有益效果:[0043]赤泥的加入能有效提升充填体强度,为充填体内材料反应提供碱性环境。[0044]赤泥细度越高,胶凝材料反应越好,充填体强度越高。[0045]赤泥作用机理分析:说明书3/4 页5CN 114163177 A5 赤泥为水化反应提供良好的碱性环境,生成的水化硅酸钙、水化硅铝酸钙、钙矾石等产物填充骨料间孔隙,使充填体内部结构更加致密,提升了充填体强度。[0046]电石渣作用机理分析:电石渣提供碱性环境,为生成水化硅酸钙和水化硅铝酸钙等产物提供充足的钙源。[0047]碱渣作用机理分析:碱渣为钙矾石的生成提供硫酸根离子,同时协同赤泥为水化硅酸钙和水化硅铝酸钙提供铝源,协同电石渣提供钙源。说明书4/4 页6CN 114163177 A6 图1说明书附图1/1 页7CN 114163177 A7


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