一種工業(yè)廢渣固凝劑及使用其的采空區(qū)充填料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種工業(yè)廢渣固凝劑，包括硫酸鈉3～20wt%，石膏10～80wt%，微硅粉0～20wt%，快硬水泥0～30wt%，明礬5～75wt%，生石灰2～10wt%；在各組分的協(xié)同作用下，在不加或少加水泥類膠凝材料的情況下，通過激發(fā)工業(yè)廢渣的活性，利用工業(yè)廢渣中的有效組分，就可以完成工業(yè)廢渣的膠結(jié)過程，形成滿足采空區(qū)充填體強(qiáng)度需求的固結(jié)體，成本低廉，而且也不會(huì)造成廢棄物的間接排放。本發(fā)明所述的一種采空區(qū)充填料，包括質(zhì)量比為3:1～15:1的工業(yè)廢渣和所述的工業(yè)廢渣固凝劑，所述工業(yè)廢渣固凝劑使用量少、成本低廉，而且不會(huì)造成廢棄物的間接排放，可有效并合理利用工業(yè)廢渣，保證工業(yè)產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
【專利說明】—種工業(yè)廢渣固凝劑及使用其的采空區(qū)充填料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于膠凝材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種激發(fā)工業(yè)廢渣活性，并膠結(jié)工業(yè)廢渣充填采空區(qū)的固凝劑及使用其的采空區(qū)充填料。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)以來，資源與能源的有限性和經(jīng)濟(jì)發(fā)展無限性的矛盾日益突出。將廢棄的資源回收利用，降低污染和排放成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。工業(yè)廢渣(尾砂、?；郀t礦渣、脫硫石膏、排濕粉煤灰等)作為我國(guó)最大宗的固體廢棄物之一，是否能得到有效和合理的利用，是節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)成功與否的重要標(biāo)志之一。
[0003]近年來，國(guó)內(nèi)進(jìn)行了很多與工業(yè)廢渣回收利用相關(guān)的研究工作，但總體利用率不高，工業(yè)廢渣仍然是我國(guó)目前產(chǎn)出量最大、堆存量最多、綜合利用率最低的固體廢棄物，其引起的嚴(yán)重環(huán)境問題和存在的巨大安全隱患，已成為我國(guó)礦業(yè)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)和城市可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。
[0004]采用膠凝材料將工業(yè)廢渣膠結(jié)固化后用于采礦場(chǎng)采空區(qū)的充填，既可以控制采場(chǎng)地壓，限制圍巖變形，將地表沉降控制在允許的范圍內(nèi)，避免地表塌陷和不均勻沉降破壞農(nóng)田和毀壞建筑物；又可以減少工業(yè)廢渣占用土地，避免工業(yè)廢渣庫(kù)垮壩造成泥石流災(zāi)害，達(dá)到保護(hù)礦區(qū)環(huán)境，根治地質(zhì)災(zāi)害的目的。
[0005]但現(xiàn)有的工業(yè) 廢渣充填技術(shù)尚存在許多不足之處，例如，中國(guó)專利CN1291631A公開了一種礦用充填膠結(jié)材料，其組分及含量為:普通水泥熟料62~78wt%、煤矸石6~15wt%、尾砂11~22wt%、石膏2.4~3wt%、芒硝0.4~0.5wt%>明帆石I~1.25wt%、石灰
0.2~0.25wt%。上述膠結(jié)材料以普通水泥熟料為主，含量高達(dá)62~78wt%，使用時(shí)通過普通水泥熟料和石膏混合后形成水泥起主要的膠凝作用，將工業(yè)廢渣牢固地膠結(jié)在一起，形成采空區(qū)充填材料；所述礦用充填膠結(jié)材料在消化工業(yè)廢渣尾礦的同時(shí)，大量使用水泥熟料從而導(dǎo)致資源的消耗和廢棄物的間接排放，而且，作為膠凝材料的水泥熟料的使用量大，原料成本和運(yùn)輸成本均較高。更重要的是，工業(yè)礦渣中含有大量的二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣等膠凝劑活性組分，在此未能得到有效的利用，造成了巨大的資源浪費(fèi)。另外，所述礦用充填膠結(jié)材料使用了一定量的煤矸石和尾砂，盡管可以利用少量的廢棄物，但是不同礦區(qū)或同一礦區(qū)不同時(shí)間出產(chǎn)的煤矸石和尾砂的組分及含量可能會(huì)存在較大差異，易造成所述礦用充填膠結(jié)材料性能不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為此，本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有工業(yè)廢渣充填技術(shù)中，膠結(jié)材料未能利用工業(yè)廢渣中的有效組分，大量使用水泥類膠凝材料，造成資源消耗量大、廢棄物大量排放，以及成本高的問題，提供一種使用量少、成本低廉的工業(yè)廢渣膠固凝劑及使用其的采空區(qū)充填料。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種工業(yè)廢渣固凝劑，包括如下重量份的組分:[0009]硫酸鈉3~20份
[0010]石膏10~80份
[0011]微硅粉O~20份
[0012]快硬水泥O~30份
[0013]明帆5~75份
[0014]生石灰2~10份。
[0015]所述硫酸鈉為無水硫酸鈉。
[0016]所述石膏是天然二水石膏，其中CaSO4.2H20的含量大于等于85wt%。
[0017]所述微娃粉的比表面積為400~16000m2/kg,粒徑為0.1~0.15 μ m。
[0018]所述微硅粉中二氧化硅含量大于50wt%。
[0019]所述快硬水泥為快硬硫鋁酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥或快硬氟鋁酸鈉水泥中的一種或多種的組合。
[0020]所述快硬水泥的3天強(qiáng)度大于或等于30MPa。
[0021]所述明礬為熟明礬石粉，其中二氧化硅含量大于或等于40wt%，氧化鋁含量大于或等于15wt%。
[0022]所述生石灰為工業(yè)級(jí)生石灰，氧化鈣含量大于或等于95wt%。
[0023]一種采空區(qū)充填料，所述充填料包括質(zhì)量比為3:1~15:1的工業(yè)廢渣和上述工業(yè)廢渣固凝劑。
[0024]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]1、本發(fā)明所述的一種工業(yè)廢洛固凝劑，包括硫酸鈉3~20wt%,石膏10~80wt%,微娃粉O~20wt%,快硬水泥O~30wt%,明帆5~75wt%,生石灰2~10wt% ;其中，合理配比的Na2SO4能與固凝劑、工業(yè)廢渣中的生石灰反應(yīng)生成高分散性的CaSO4，再與固凝劑以及工業(yè)廢渣中的生石灰和明礬進(jìn)一步反應(yīng)生成膨脹性鈣礬石(3Ca0.Al2O3.3CaS04.32H20)，作為膠凝體系以提供工業(yè)廢渣膠結(jié)后形成的固結(jié)體的早期強(qiáng)度；更重要的是，所述工業(yè)廢渣固凝劑中還包含有大量的石膏和明礬，所述固凝劑中的石膏和明礬、以及工業(yè)廢渣中的明礬或石膏反應(yīng)后得到的鈣礬石不但能夠提供工業(yè)廢渣膠結(jié)后形成的固結(jié)體的早期強(qiáng)度，還大量消耗工業(yè)廢渣中的自由水，進(jìn)一步提高所述固結(jié)體的強(qiáng)度，可有效調(diào)整膠凝材料的水化進(jìn)程，縮短膠凝材料體系的凝結(jié)時(shí)間，并減小固結(jié)體的收縮值，以達(dá)到采空區(qū)充填料強(qiáng)度的要求；這就使得所述工業(yè)廢渣固凝劑中只需使用少量或者不使用水泥類膠凝材料就能達(dá)到有效膠結(jié)工業(yè)廢渣并提供一定強(qiáng)度的目的，而且所述固凝劑原料易得、成本低廉。
[0026]另外，所述工業(yè)廢渣固凝劑中的Na2SO4與生石灰反應(yīng)還會(huì)生成強(qiáng)堿NaOH，增加了固結(jié)體的堿性，增強(qiáng)了堿性介質(zhì)對(duì)工業(yè)廢渣活性的激發(fā)能力；而且，生石灰可以提高固結(jié)體溫度，達(dá)到加速提高強(qiáng)度的目的。
[0027]綜上，本發(fā)明所述工業(yè)廢渣固凝劑在不加或少加水泥類膠凝材料的情況下，通過激發(fā)工業(yè)廢渣的活性，利用工業(yè)廢渣中的有效組分，就可以完成工業(yè)廢渣的膠結(jié)過程，形成滿足采空區(qū)充填體強(qiáng)度需求的固結(jié)體，不但成本低廉而且也不會(huì)造成廢棄物的間接排放。
[0028]2、本發(fā)明所述的一種工業(yè)廢渣固凝劑中微硅粉可提供超細(xì)二氧化硅，這些二氧化硅填充于工業(yè)廢渣和固凝劑中其它細(xì)顆粒之間，使工業(yè)廢渣膠結(jié)后形成的固結(jié)體結(jié)構(gòu)致密并增加固結(jié)體毛細(xì)孔中液體的收縮能力；同時(shí)微硅粉水化后形成富硅凝膠，包裹于所述工業(yè)廢渣固凝劑所形成的膨脹性鈣礬石粒子周圍，并與固凝劑中形成的Ca(OH)2反應(yīng)，可大量消耗晶體定向排列且對(duì)強(qiáng)度不利的Ca(OH)2，從而顯著提高鈣礬石膠凝體系強(qiáng)度。
[0029]3、本發(fā)明所述的一種工業(yè)廢渣固凝劑，由于快硬水泥燒成溫度較低，因此水化較快，生成的氫氧化鋁凝膠較多，水化硅酸鈣凝膠和氫氧化鋁凝膠填充于所述工業(yè)廢渣固凝劑所形成的膨脹性鈣礬石中間，加固和致密了水泥石結(jié)構(gòu)，從而保證了本發(fā)明所述工業(yè)廢渣固凝劑所形成的鈣礬石膠凝體系早期強(qiáng)度的快速增長(zhǎng)和后期強(qiáng)度的穩(wěn)定增長(zhǎng)。
[0030]4、本發(fā)明所述的一種采空區(qū)充填料，包括質(zhì)量比為3:1~15:1的工業(yè)廢渣和所述的工業(yè)廢渣固凝劑，所述工業(yè)廢渣固凝劑使用量少、成本低廉，而且不會(huì)造成廢棄物的間接排放，可有效并合理利用工業(yè)廢渣，保證工業(yè)產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明提供的一種工業(yè)廢渣固凝劑及使用其的采空區(qū)充填料，可以激發(fā)不同類型的工業(yè)廢渣，如?；郀t礦渣、脫硫石膏、濕排粉煤灰等的活性，并與工業(yè)廢渣混合，可以對(duì)尾礦采空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填。
[0032]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0033]下述實(shí)施例和對(duì)比例中所述的無水硫酸鈉、元明粉(98%)購(gòu)自江蘇嘉源元明粉有限公司、天然二水石膏購(gòu)自安徽省皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司含山恒泰非金屬材料分公司、微硅粉購(gòu)自甘肅三遠(yuǎn)硅材料有限公司、快硬硫鋁酸鹽水泥購(gòu)自鄭州市中泰水泥有限公司、快硬硅酸鹽水泥購(gòu)自安徽海螺水泥股份有限公司、快硬氟鋁酸鹽水泥購(gòu)自中國(guó)長(zhǎng)城鋁業(yè)公司水泥廠、熟明礬石粉購(gòu)自安徽廬江遠(yuǎn)太明礬有限公司、工業(yè)級(jí)生石灰購(gòu)自安徽來皇鈣業(yè)有限公司、普通硅酸鹽水泥購(gòu)自安徽海螺水泥股份有限公司。
[0034]下述實(shí)施例和對(duì)比例中每一重量份為0.1kg0
[0035]實(shí)施例1
[0036]本實(shí)施例提供一種工業(yè)廢渣固凝劑，包括如下重量份的組分:
[0037]硫酸鈉10份
[0038]石膏80份
[0039]明礬5份
[0040]生石灰5份；
[0041]其中，硫酸鈉采用無水硫酸鈉；石膏采用天然二水石膏，二水硫酸鈣含量≥85wt%，細(xì)度200目；明礬采用熟明礬石粉，細(xì)度為180目，其中，SiO2含量為45wt%，Al203含量為22wt% ;生石灰采用工業(yè)級(jí)生石灰，CaO含量> 95wt%。
[0042]所述工業(yè)廢渣膠固凝劑的制備方法為:將上述重量份的各組分置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0043]本實(shí)施例還提供一種使用所述工業(yè)廢渣固凝劑的采空區(qū)充填料，其中工業(yè)廢渣為?；郀t礦渣。所述?；郀t礦渣購(gòu)自武漢鋼鐵廠，其中，SiO2含量約為33.8wt%，Al203含量約為20.lwt%, CaO含量約為34.4wt%, MgO含量約為9.6wt%, SiO2含量約為0.04wt%。所述?；郀t礦渣與所述工業(yè)廢渣固凝劑的質(zhì)量比為6:1。所述采空區(qū)充填料的制備方法為，首先將所述?；郀t礦渣破碎、粉末至200目，再將上述重量份的所述?；郀t礦渣與所述工業(yè)廢渣固凝劑置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0044]實(shí)施例2
[0045]本實(shí)施例提供一種工業(yè)廢渣固凝劑，包括如下重量份的組分:
[0046]硫酸鈉20份
[0047]石膏35份
[0048]快硬水泥30份
[0049]明礬5份
[0050]生石灰10份；
[0051]其中，硫酸鈉采用無水硫酸鈉；快硬水泥采用快硬硫鋁酸鹽水泥，3d強(qiáng)度為30MPa;石膏采用天然二水石膏，二水硫酸鈣含量≥85wt%，細(xì)度200目；明礬采用熟明礬石粉，細(xì)度180目，SiO2含量為45wt%，Al2O3含量為22wt% ;生石灰采用工業(yè)級(jí)生石灰，CaO含量 > 95wt%0
[0052]所述工業(yè)廢渣膠固凝劑的制備方法為:將上述重量份的各組分置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0053]本實(shí)施例還提供一種使用所述工業(yè)廢渣固凝劑的采空區(qū)充填料，其中工業(yè)廢渣為脫硫石膏；所述脫硫石膏購(gòu)自華電宿州電廠，其中，CaO含量約為31.6wt%、SO2含量約為40.7wt%、含水量約為13wt%。所述脫硫石膏與所述工業(yè)廢洛固凝劑的質(zhì)量比為10:1。所述采空區(qū)充填料的制備方法為，首先將所述脫硫石膏破碎、粉末至200目，再將上述重量份的所述脫硫石膏與所述工業(yè)廢渣固凝劑置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0054]實(shí)施例3
[0055]本實(shí)施例提供一種工業(yè)廢渣固凝劑，包括如下重量份的組分:
[0056]硫酸鈉10份
[0057]石膏37份
[0058]微硅粉20份
[0059]快硬水泥18份
[0060]明礬10份
[0061]生石灰5份；
[0062]其中，硫酸鈉采用無水硫酸鈉；石膏采用天然二水石膏，二水硫酸鈣含量> 85%，細(xì)度200目；微硅粉的比表面積為16000m2/kg，粒徑為0.1 μ m，二氧化硅含量為90wt% ;快硬水泥采用快硬硅酸鹽水泥，3d強(qiáng)度為43.2MPa ;明礬采用熟明礬石粉，細(xì)度180目，SiO2含量為45wt%，Al2O3含量為22wt% ;生石灰采用工業(yè)級(jí)生石灰，CaO含量> 95wt%。
[0063]所述工業(yè)廢渣膠固凝劑的制備方法為:將上述重量份的各組分置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0064]本實(shí)施例還提供一種使用所述工業(yè)廢渣固凝劑的采空區(qū)充填料，其中工業(yè)廢渣為濕排粉煤灰；所述濕排粉煤灰購(gòu)自宿州匯源電廠，其中，SiO2含量50.lwt%、Al2O3含量29.6wt%、Fe2O3含量6.20wt%,細(xì)度為120目。所述排濕粉煤灰與所述工業(yè)廢渣固凝劑的質(zhì)量比為15:1。所述采空區(qū)充填料的制備方法為，將上述重量份的所述濕排粉煤灰與所述工業(yè)廢渣固凝劑置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0065]實(shí)施例4[0066]本實(shí)施例提供一種工業(yè)廢渣固凝劑，包括如下重量份的組分:
[0067]硫酸鈉3份
[0068]石膏60份
[0069]微娃粉5份
[0070]快硬水泥10份
[0071]明礬20份
[0072]生石灰2份；
[0073]其中，硫酸鈉采用無水硫酸鈉；石膏采用天然二水石膏，二水硫酸鈣含量> 85%，細(xì)度200目；微硅粉的比表面積為400m2/kg，粒徑為0.12μπι，二氧化硅含量為50wt%;快硬水泥采用快硬硅酸鹽水泥與快硬氟鋁酸鹽水泥的混合物，重量比為1:1，3d強(qiáng)度為48.7MPa ；明礬采用熟明礬石粉，細(xì)度180目，SiO2含量為45wt%，Al2O3含量為22wt% ;生石灰采用工業(yè)級(jí)生石灰，CaO含量> 95%。
[0074]所述工業(yè)廢渣膠固凝劑的制備方法為:將上述重量份的各組分置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0075]本實(shí)施例還提供一種使用所述工業(yè)廢渣固凝劑的采空區(qū)充填料，其中工業(yè)廢渣為煤矸石粉；所述煤矸石粉購(gòu)自山東曹莊煤礦，SiO2含量3L 9wt%、Al2O3含量28.0wt%、Fe2O3含量0.92wt%，細(xì)度為200目。所述排濕粉煤灰與所述工業(yè)廢渣固凝劑的質(zhì)量比為12:1。所述采空區(qū)充填料的制備方 法為，將上述重量份的所述?；郀t礦渣與所述工業(yè)廢渣固凝劑置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0076]實(shí)施例5
[0077]本實(shí)施例提供一種工業(yè)廢渣固凝劑，包括如下重量份的組分:
[0078]硫酸鈉10份
[0079]石膏62份
[0080]微硅粉7份
[0081]快硬水泥3份
[0082]明礬13份
[0083]生石灰5份；
[0084]其中，硫酸鈉采用無水硫酸鈉；石膏采用天然二水石膏，二水硫酸鈣含量> 85%，細(xì)度200目；微硅粉的比表面積為15000m2/kg，粒徑為0.15 μ m，二氧化硅含量為90wt% ;快硬水泥采用快硬硅酸鹽水泥，3d強(qiáng)度為43.2MPa ;明礬采用熟明礬石粉，細(xì)度180目，SiO2含量為45wt%，Al2O3含量為22wt% ;生石灰采用工業(yè)級(jí)生石灰，CaO含量> 95%。
[0085]所述工業(yè)廢渣膠固凝劑的制備方法為:將上述重量份的各組分置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0086]本實(shí)施例還提供一種使用所述工業(yè)廢渣固凝劑的采空區(qū)充填料，其中工業(yè)廢渣為粒化高爐礦渣；所述?；郀t礦渣購(gòu)自武漢鋼鐵廠，其中，SiO2含量約為33.8wt%, Al2O3含量約為20.lwt%, CaO含量約為34.4wt%, MgO含量約為9.6wt%, SiO2含量約為0.04wt%。所述粒化高爐礦渣與所述工業(yè)廢渣固凝劑的質(zhì)量比為8:1。
[0087]所述采空區(qū)充填料的制備方法為，首先將所述?；郀t礦渣破碎、粉末至200目，再將上述重量份的所述粒化高爐礦渣與所述工業(yè)廢渣固凝劑置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0088]實(shí)施例6
[0089]本實(shí)施例提供一種工業(yè)廢渣固凝劑，包括如下重量份的組分:
[0090]硫酸鈉3份
[0091]石膏10份
[0092]微硅粉2份
[0093]快硬水泥5份
[0094]明礬75份
[0095]生石灰5份；
[0096]其中，硫酸鈉采用無水硫酸鈉；石膏采用天然二水石膏，二水硫酸鈣含量≥85%，細(xì)度200目；微硅粉的比表面積為15000m2/kg，粒徑為0.12 μ m，二氧化硅含量為90wt% ;快硬水泥采用快硬硫招酸鹽水泥、快硬娃酸鹽水泥和快硬氟招酸鹽水泥的混合物，重量比為l:l:l，3d強(qiáng)度為54.5MPa;明礬采用熟明礬石粉，細(xì)度180目，SiO2含量為45wt%, Al2O3含量為22wt% ;生石灰采用工業(yè)級(jí)生石灰，CaO含量≥ 95wt%。
[0097]所述工業(yè)廢渣膠固凝劑的制備方法為:將上述重量份的各組分置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0098]本實(shí)施例還提供一種使用所述工業(yè)廢渣固凝劑的采空區(qū)充填料，其中工業(yè)廢渣為?；郀t礦渣。所述?；郀t礦渣購(gòu)自武漢鋼鐵廠，其中，SiO2含量約為33.8wt%，Al203含量約為20.lwt%, CaO含量約為34.4wt%,MgO含量約為9.6wt%, SiO2含量約為0.04wt%。所述粒化高爐礦渣與所述工業(yè)廢渣固凝劑的質(zhì)量比為3:1。
[0099]所述采空區(qū)充填料的制備方法為，首先將所述?；郀t礦渣破碎、粉末至200目，再將上述重量份的所述?；郀t礦渣與所述工業(yè)廢渣固凝劑置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0100]對(duì)比例1
[0101]本實(shí)施例提供一種工業(yè)廢渣固凝劑，包括如下重量份的組分:
[0102]石膏27份
[0103]微娃粉25份
[0104]快硬水泥30份
[0105]生石灰18份
[0106]其中，石膏采用天然二水石膏，二水硫酸鈣含量≥85%，細(xì)度200目；微硅粉的比表面積為15000m2/kg，粒徑為0.12 μ m，二氧化硅含量為90wt% ;快硬水泥采用快硬硫鋁酸鹽水泥，3d強(qiáng)度為38.6MPa ;生石灰采用工業(yè)級(jí)生石灰，CaO含量≥95wt% ;所述工業(yè)廢渣膠固凝劑的制備方法為:將上述重量份的各組分置于攪拌機(jī)中混合均勻即可制得。
[0107]本實(shí)施例還提供一種使用所述工業(yè)廢渣固凝劑的采空區(qū)充填料，其中工業(yè)廢渣為?；郀t礦渣。所述?；郀t礦渣購(gòu)自武漢鋼鐵廠，其中，SiO2含量約為33.8wt%，Al203含量約為20.lwt%, CaO含量約為34.4wt%, MgO含量約為9.6wt%, SiO2含量約為0.04wt%。所述粒化高爐礦渣與所述工業(yè)廢渣固凝劑的質(zhì)量比為6:1。所述采空區(qū)充填料的制備方法同實(shí)施例1。
[0108]對(duì)比例2[0109]本對(duì)比例提供一種工業(yè)廢渣膠結(jié)充填采空區(qū)的采空區(qū)充填料，其中工業(yè)廢渣為?；郀t礦渣(同實(shí)施例1)，所述固凝劑為普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)P042.5，所述工業(yè)廢渣膠固凝劑與所述工業(yè)廢渣的質(zhì)量比為1:6 ;制備方法同實(shí)施例1。
[0110]對(duì)比例3
[0111]本對(duì)比例提供一種工業(yè)廢渣膠結(jié)充填采空區(qū)的采空區(qū)充填料，其中工業(yè)廢渣為脫硫石膏(同實(shí)施例2)，所述固凝劑為快硬硫鋁酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)42.5，所述工業(yè)廢渣膠固凝劑與所述工業(yè)廢渣的質(zhì)量比為1:10 ;制備方法同實(shí)施例2。
[0112]對(duì)比例4
[0113]本對(duì)比例提供一種工業(yè)廢渣膠結(jié)充填采空區(qū)的采空區(qū)充填料，其中工業(yè)廢渣為濕排粉煤灰(同實(shí)施例3)，所述固凝劑為現(xiàn)有技術(shù)常用固凝劑，具體為元明粉與快硬硫鋁酸鹽水泥的混合物，質(zhì)量比為1:22，所述工業(yè)廢渣固凝劑與所述工業(yè)廢渣的質(zhì)量比為1:15 ;制備方法同實(shí)施例3。
[0114]對(duì)上述實(shí)施例1-6、對(duì)比例1-4中所提供的所述采空區(qū)充填料進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試方法為:分別取上述實(shí)施例和對(duì)比例中的采空區(qū)充填料，與尾礦漿混合均勻后制備試塊，試塊尺寸為IOOmmX IOOmmX IOmm,所述采空區(qū)充填料與所述尾礦衆(zhòng)的質(zhì)量比為1:6,所述尾礦漿購(gòu)自武鋼集團(tuán)金山店鐵礦，為全尾砂，固含量64.5%。作為本發(fā)明的其他實(shí)施例，所述采空區(qū)充填料還可以與其他尾礦漿或水進(jìn)行水化反應(yīng)，用于采空區(qū)的充填，所述采空區(qū)填料與所述尾礦漿中所含水量或水的質(zhì)量比為滿足1:1~1:20即可。
[0115]尾礦漿中含有大量的礦石廢料和水，利用尾礦漿與所述采空區(qū)充填料進(jìn)行水化反應(yīng)進(jìn)行采空區(qū)的充填，不但可以有效利用采礦廢棄物，實(shí)現(xiàn)采礦區(qū)無廢料排放，有效緩解資源和環(huán)境壓力；而且，尾礦漿中所含的礦石廢料可以作為骨料，增加所述采空區(qū)充填料的強(qiáng)度；因此，本發(fā)明優(yōu)選尾礦漿與所述采空區(qū)充填料進(jìn)行水化反應(yīng)進(jìn)行采空區(qū)的充填。
[0116]對(duì)上述試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試，所述抗壓強(qiáng)度測(cè)試實(shí)驗(yàn)參照GB/T50081-2002混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn),測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示:
[0117]
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)廢渣固凝劑，其特征在于，包括如下重量份的組分: 硫酸鈉3~20份 石骨10~80份 微娃粉O~20份 快硬水泥O~30份 明帆5~75份 生石灰2~10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢渣固凝劑，其特征在于，所述硫酸鈉為無水硫酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種工業(yè)廢渣固凝劑，其特征在于，所述石膏是天然二水石膏，其中CaSO4.2H20的含量大于等于85wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種工業(yè)廢渣固凝劑，其特征在于，所述微硅粉的比表面積為400~16000m2/kg,粒徑為0.1~0.15 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種工業(yè)廢渣固凝劑，其特征在于，所述微硅粉中二氧化娃含量大于50wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種工業(yè)廢渣固凝劑，其特征在于，所述快硬水泥為快硬硫鋁酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥或快硬氟鋁酸鈉水泥中的一種或多種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種工業(yè)廢渣固凝劑，其特征在于，所述快硬水泥的3天強(qiáng)度大于或等于30MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的一種工業(yè)廢渣固凝劑，其特征在于，所述明礬為熟明礬石粉，其中二氧化硅含量大于或等于40wt%，氧化鋁含量大于或等于15wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的一種工業(yè)廢渣固凝劑，其特征在于，所述生石灰為工業(yè)級(jí)生石灰，氧化鈣含量大于或等于95wt%。
10.一種采空區(qū)充填料，其特征在于，所述充填料包括質(zhì)量比為3:1~15:1的工業(yè)廢渣和權(quán)利要求1~9任一所述的工業(yè)廢渣固凝劑。
【文檔編號(hào)】C04B28/14GK103723979SQ201310556787
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】陳愛愛 申請(qǐng)人:陳愛愛