專利名稱：一種礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，屬于粉煤灰、鋼渣回收利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，隨著工業(yè)和城市建設(shè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰、采煤篩選出來的煤矸石、城市擴(kuò)展建設(shè)產(chǎn)生的垃圾和煉鋼廠的鋼渣排放量逐年增加。不但占用了大量的農(nóng)田和土地，還會造成環(huán)境污染。而采礦留下的大量礦坑、巷道和采空區(qū)也會隨著時間的推移發(fā)生嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境污染，如滑坡、開裂、地表沉陷、水源流失，耕地、山林、房屋毀損、地下水污染以及對人畜等生命財產(chǎn)的危害等。由此引發(fā)的社會矛盾也比較突出，我們?nèi)祟愐褟母旧细淖兒推茐牧说厍颍覀兊闹卫砟Ｊ脚R時性、應(yīng)急性特點(diǎn)明顯，缺乏長效機(jī)制。治理措施更不完善，“三多三少”現(xiàn)象嚴(yán)重，一是搬遷安置多，生態(tài)修復(fù)少；二是地上治理多，地 下治理少；三是保證金征收多，實(shí)際使用少。在采礦區(qū)連續(xù)發(fā)生的那么多地質(zhì)災(zāi)害面前，我們的治理顯得那么蒼白、那么軟弱無力。為了生存，我們必須采取有效措施，修復(fù)地球，把地球改造成一個可持續(xù)發(fā)展的星球。而現(xiàn)在用于修復(fù)地球的方法一種是把采礦和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的垃圾和廢渣簡單回填至礦坑、巷道和采空區(qū)，這種方法只是找了一個地下垃圾場而已，同時還會造成地下水污染。另一種方法是用水泥和采礦廢渣混合灌注，而這種方法也不能保證填充的飽滿性，不能保證各接觸面的緊密粘合，更不能保證頂部和原來巖石的緊密結(jié)合，而達(dá)不到徹底恢復(fù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用，同時耗費(fèi)的成本非常高。時間證明，這些修復(fù)方式在經(jīng)濟(jì)上不可行，在技術(shù)上不可靠。同時產(chǎn)煤以及鋼鐵冶煉工業(yè)礦冶又遺留下了大量的粉煤灰、煤矸石和鋼渣等尾礦和廢棄物。當(dāng)前粉煤灰、煤矸石以及鋼渣大部分都是堆積以及填埋處理，綜合利用僅僅是做到簡單的壓磚等，有價成分利用率極低，同時生產(chǎn)周期長，工藝復(fù)雜，成本高。因此，發(fā)明一種粉煤灰、鋼渣綜合利用造澆注石是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石。將冶煉鋼渣、粉煤灰和煤矸石綜合利用起來，用于填充采礦帶來的地表結(jié)構(gòu)強(qiáng)度修復(fù)，增加可利用地面積，還能將粉煤灰、煤矸石和鋼渣中有價礦物成分提取，提高粉煤灰、鋼渣和煤矸石的綜合利用，并降低處理成本。本發(fā)明的技術(shù)方案。礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，所述澆注石由粉煤灰、鋼渣、煤矸石粉、石灰、石膏粉加入發(fā)泡劑制備而成。上述的礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，按重量組分計，由粉煤灰30-70份、鋼渣10-50份、煤矸石粉10-20份、石灰1-10份、石膏粉1-10份和發(fā)泡劑0. 0001-0. 0003份制備而成。上述的礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，按重量組分計，由粉煤灰40-60份、鋼渣22-40份、煤矸石粉12-18份、石灰2-6份、石膏粉2_6份、發(fā)泡劑0. 0001-0. 0003份制備而成。上述的礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，所述發(fā)泡劑為鋁粉、碳酸氫無機(jī)鹽、茶皂素或松香皂。上述的礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，所述發(fā)泡劑為鋁粉。上述的礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，所述粉煤灰、鋼渣、煤矸石粉通過以下步驟進(jìn)行處理a、將粉煤灰配漿，配漿以后進(jìn)行過篩，過篩粒度為24-300目，再將漿料進(jìn)行磁選，選出粉煤灰中的鐵礦，磁選后的粉煤灰漿料進(jìn)行浮選，選出粉煤灰中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦和錫礦，得到以硅、鈣為主體的粉煤灰尾渣；b、將鋼渣磨粉，進(jìn)行配漿，過24-300目篩，進(jìn)行磁選，選出鋼渣中的鐵礦，得到鋼
渣尾渣；C、將煤矸石磨粉，過24-300目篩，進(jìn)行配漿，進(jìn)行磁選，選出煤矸石中的鐵礦，然后將漿料進(jìn)行浮選，選出煤矸石中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦、錫礦和碳，得到以硅、鈣為主體的煤矸石尾渣；將上述步驟得到的粉煤灰尾渣、鋼渣尾渣和煤矸石尾渣，按照所述工藝制備得到澆注石。本發(fā)明的有益效果在于，針對煤礦以及礦冶地區(qū)地下礦洞多，地面洼地多，地質(zhì)強(qiáng)度不夠，以及工業(yè)廢棄物粉煤灰、鋼渣和煤矸石難以處理和堆放的問題，因地制宜，變廢為寶，將粉煤灰、鋼渣和煤矸石進(jìn)行礦洞回填。本發(fā)明涉及的發(fā)泡人造澆注石原料取材豐富，制造工藝簡單。粉煤灰、鋼渣和煤矸石均為粉料，還可以制作成漿料后，直接用管道送入需回填的礦坑、巷道和采空區(qū)，發(fā)泡后凝結(jié)成人造澆注石，降低運(yùn)輸成本。而其中的發(fā)泡技術(shù)可以使礦坑、巷道和采空區(qū)各個接觸面緊密結(jié)合，特別消除了頂部因?yàn)橹亓ψ饔枚鵁o法與接觸面緊密結(jié)合的弊端，徹底固化后的終極強(qiáng)度相當(dāng)于150— 200標(biāo)號水泥混凝土強(qiáng)度，從而徹底恢復(fù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而且整個工藝過程中沒有可溶于水的可溶性物質(zhì)污染地下水體。另外，這種發(fā)泡人造澆注石中有大量的孔隙，具有透水性，不會改變地下水走向，不會因?yàn)榈叵滤淖呦蚋淖兌斐扇藶榈男碌牡刭|(zhì)災(zāi)害。最重要的是本發(fā)明中所涉及的粉煤灰、煤矸石、建筑垃圾和鋼渣均可以就地取材，得到全部有效利用，做到物盡其用，給社會帶來極大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。能有效地恢復(fù)原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以說，本發(fā)明在經(jīng)濟(jì)上可行，技術(shù)上可靠，環(huán)保性能優(yōu)良。本發(fā)明的澆注石配比方案，將各原料制粉、兌成漿料之后，注入礦洞、涵洞中凝結(jié)，可以緩慢生成水硬性膠凝材料，其主要成分為硅酸鈣，鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽。對于配方中各成分的比例，申請人研究發(fā)現(xiàn)，鋼渣添加越多，凝結(jié)的澆注石強(qiáng)度越大，但鋼渣過多，會造成澆注石開裂。通過發(fā)泡劑，使得澆注石能夠膨脹，將未灌入澆注石的空間填充滿，同時不會污染地下水層和土質(zhì)。該粉煤灰、鋼渣和煤矸石綜合利用的澆注石能夠減少原石開采，并大大提高粉煤灰、鋼渣的利用面和利用率，帶動粉煤灰的資源化利用。本發(fā)明配方中的發(fā)泡劑選用鋁粉、碳酸氫無機(jī)鹽、茶皂素或松香皂，優(yōu)選是鋁粉，鋁粉發(fā)泡過程穩(wěn)定、發(fā)泡時間方便控制，澆注石凝結(jié)的時間通常在I個月至兩年，通過原料中鋼渣含量與石膏含量的配比來進(jìn)行調(diào)控，如果凝結(jié)時間過短，發(fā)泡劑發(fā)泡不完全，會有澆注石無法膨脹充實(shí)，礦洞填充不滿，存在大量空隙的問題，如果凝結(jié)時間過長，會讓配比中的高鐵和高鋁成分流失，降低澆注石的強(qiáng)度。經(jīng)申請人試驗(yàn)，本發(fā)明的試驗(yàn)結(jié)果如下表
權(quán)利要求
1.一種礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，其特征在于所述澆注石由粉煤灰、鋼渣、煤矸石粉、石灰、石膏粉加入發(fā)泡劑制備而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，其特征在于按重量組分計，由粉煤灰30-70份、鋼渣10-50份、煤矸石粉10-20份、石灰1_10份、石膏粉1_10份和發(fā)泡劑0. 0001-0. 0003份制備而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，其特征在于按重量組分計，由粉煤灰40-60份、鋼禮:22-40份、煤砰石粉12-18份、石灰2_6份、石骨粉2_6份、發(fā)泡劑0. 0001-0. 0003份制備而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，其特征在于所述發(fā)泡劑為鋁粉、碳酸氫無機(jī)鹽、茶皂素或松香皂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，其特征在于所述發(fā)泡劑為鋁粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，其特征在于所述粉煤灰、鋼渣、煤矸石粉通過以下步驟進(jìn)行處理 a、將粉煤灰配漿，配漿以后進(jìn)行過篩，過篩粒度為24-300目，再將漿料進(jìn)行磁選，選出粉煤灰中的鐵礦，磁選后的粉煤灰漿料進(jìn)行浮選，選出粉煤灰中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦和錫礦，得到以硅、鈣為主體的粉煤灰尾渣； b、將鋼渣磨粉，進(jìn)行配漿，過24-300目篩，進(jìn)行磁選，選出鋼渣中的鐵礦，得到鋼渣尾渣； C、將煤矸石磨粉，過24-300目篩，進(jìn)行配漿，進(jìn)行磁選，選出煤矸石中的鐵礦，然后將漿料進(jìn)行浮選，選出煤矸石中的鋁土礦、鋅礦、銅礦、鑰礦、錫礦和碳，得到以硅、鈣為主體的煤矸石尾渣； 將上述步驟得到的粉煤灰尾渣、鋼渣尾渣和煤矸石尾渣，按照所述工藝制備得到澆注O
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石，其特征在于所述澆注石由粉煤灰、鋼渣、煤矸石粉、石灰、石膏粉加入發(fā)泡劑制備而成。本發(fā)明針對煤礦、礦冶地區(qū)礦洞多、地質(zhì)不穩(wěn)定，以及遺留大量的粉煤灰、煤矸石和鋼渣等尾礦和廢棄物的問題，提出本發(fā)明的澆注石配比方案，將各原料制粉、兌成漿料之后，注入礦洞、涵洞中凝結(jié)，可以緩慢生成水硬性膠凝材料，主要成分為硅酸鈣，鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽。通過發(fā)泡劑，使得澆注石能夠膨脹，將未灌入澆注石的空間填充滿，同時不會污染地下水層和土質(zhì)。
文檔編號C04B18/30GK102795882SQ20121030429
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者鄒建明, 阮正林, 高宏, 劉釗, 趙高華, 魏長春, 蘇向東 申請人:貴州綠水青山環(huán)保科技有限公司