一种基于煤气化渣的矿井填充用材料及其制备方法、应用

本发明属于建筑建材，具体涉及一种基于煤气化渣的矿井填充用材料及其制备方法、应用。

背景技术：

1、随着煤气化技术的大规模推广，导致气化渣的大量产生，年生产气化渣超过3300万t。煤气化渣是煤与氧气或富氧空气发生不完全燃烧生成co与h2的过程中，煤中无机矿物质经过不同的物理化学转变伴随着煤中残留的碳颗粒形成的固态残渣，可分为粗渣和细渣两类。粗渣产生于气化炉的排渣口，占60%～80%；细渣主要产生于合成气的除尘装置，占20%～40%。目前气化渣的处理方式主要为堆存和填埋，尚未大规模工业化应用，造成了严重的环境污染和土地资源浪费，对煤化工企业的可持续发展造成不利影响，气化渣的处理迫在眉睫。

2、因此，针对上述的技术问题缺陷，急需设计和开发一种基于煤气化渣的矿井填充用材料及其制备方法、应用。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术存在的不足及困难，本发明之目的在于提供一种基于煤气化渣的矿井填充用材料及其制备方法、应用。

2、本发明的第一目的在于提供一种基于煤气化渣的矿井填充用材料；

3、本发明的第二目的在于提供一种基于煤气化渣的矿井填充用材料的制备方法；

4、本发明的第三目的在于提供一种基于煤气化渣的矿井填充用材料的应用；

5、本发明的第一目的是这样实现的：所述材料由包含以下质量份数的原料组成：

6、煤矸石或建筑固废11~13份、煤气化渣5~7份、矿渣粉2~3份、粉煤灰1~2份、偏铝酸钠1~2份、添加剂a 0.05~0.1份、添加剂b0.05~0.1，添加剂c0.01~0.03份、辛基三乙氧基硅烷0.01~0.03份、三乙醇胺0.001~0.003份及水1.5~2份；

7、其中，所述添加剂a为cao和mgo的混合物， cao和mgo的质量比例为2~4:3~7；所述添加剂b为脱硫石膏和元明粉的混合物，质量比为1~3:2~4；所述添加剂c为naoh、na2sio3的组合物，质量比为1~3:2~4:2~3。

8、本发明的第二目的是这样实现的：所述方法由如下步骤组成：

9、1）按照原料质量份数配比，称取各原料；将添加剂混合均匀，依次将建筑固废和添加剂放入搅拌机中搅拌均匀，加水继续搅拌得到固废合成的填充材料；搅拌时间不超过1min；

10、2）将搅拌完的流动态填充材料注入模具中，放在振捣台振捣30秒，在填充材料表面覆盖一层保鲜膜，养护24h后将填充材料块从模具中取出，并放入湿度大于95%、温度20±2℃的养护箱中养护。

11、本发明的第三目的是这样实现的：所述材料应用于矿井填充。

12、本发明方案通过基于煤气化渣的矿井填充用材料，所述材料由包含以下质量份数的原料组成：煤矸石或建筑固废11~13份、煤气化渣5~7份、矿渣粉2~3份、粉煤灰1~2份、偏铝酸钠1~2份、添加剂a 0.05~0.1份、添加剂b0.05~0.1，添加剂c0.01~0.03份、辛基三乙氧基硅烷0.01~0.03份、三乙醇胺0.001~0.003份及水1.5~2份；其中，所述添加剂a为cao和mgo的混合物， cao和mgo的质量比例为2~4:3~7；所述添加剂b为脱硫石膏和元明粉的混合物，质量比为1~3:2~4；所述添加剂c为naoh、na2sio3的组合物，质量比为1~3:2~4:2~3。以及所述材料的制备方法，将煤气化渣作为矿井填充材料，减少煤气化渣的环境污染，制备的填充材料的28d抗压强度均大于28mpa。

技术特征：

1.一种基于煤气化渣的矿井填充用材料，其特征在于，所述材料由包含以下质量份数的原料组成：

2.根据权利要求1所述一种基于煤气化渣的矿井填充用材料，其特征在于，所述添加剂b通过在行星球磨机中球磨3h将上述组合物混合均匀，球磨机转速为300r/min。

3.根据权利要求1所述一种基于煤气化渣的矿井填充用材料，其特征在于，所述添加剂c通过在行星球磨机中球磨3h将上述组合物混合均匀，球磨机转速为300r/min。

4.根据权利要求1所述一种基于煤气化渣的矿井填充用材料，其特征在于，所述建筑固废包括填充材料块、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、泥浆或沥青块，所述建筑固废粒径大小为10~30mm。

5.根据权利要求1所述一种基于煤气化渣的矿井填充用材料，其特征在于，所述煤气化渣的粗渣和细渣的比例为6~8:1~3，其中，粗渣的粒径为0.1~4.75mm，细渣的比表面积不低于150m2/kg。

6.根据权利要求1所述一种基于煤气化渣的矿井填充用材料，其特征在于，所述粉煤灰为一级或二级粉煤灰，比表面积不低于370m2/kg；所述矿渣粉为s95或s105级矿渣粉，比表面积不低于450m2/kg。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于煤气化渣的矿井填充用材料的制备方法，其特征在于，所述方法由如下步骤组成：

8.根据权利要求7所述的一种基于煤气化渣的矿井填充用材料的制备方法，其特征在于，所述材料由包含以下质量份数的原料组成：

9.根据权利要求7所述一种基于煤气化渣的矿井填充用材料的制备方法，其特征在于，所述添加剂b通过在行星球磨机中球磨3h将上述组合物混合均匀，球磨机转速为300r/min；

10.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于煤气化渣的矿井填充用材料的应用，其特征在于，所述材料应用于矿井填充。

技术总结
本发明属于建筑建材技术领域，具体涉及一种基于煤气化渣的矿井填充用材料及其制备方法、应用。通过基于煤气化渣的矿井填充用材料，所述材料由包含以下质量份数的原料组成：煤矸石或建筑固废11~13份、煤气化渣5~7份、矿渣粉2~3份、粉煤灰1~2份、偏铝酸钠1~2份、添加剂A 0.05~0.1份、添加剂B0.05~0.1，添加剂C0.01~0.03份、辛基三乙氧基硅烷0.01~0.03份、三乙醇胺0.001~0.003份及水1.5~2份；其中，所述添加剂A为CaO和MgO的混合物，CaO和MgO的质量比例为2~4:3~7；所述添加剂B为脱硫石膏和元明粉的混合物，质量比为1~3:2~4；所述添加剂C为NaOH、Na<subgt;2</subgt;SiO<subgt;3</subgt;的组合物，质量比为1~3:2~4:2~3。以及所述材料的制备方法，将煤气化渣作为矿井填充材料，减少煤气化渣的环境污染，制备的填充材料的28d抗压强度均大于28MPa。

技术研发人员：冯晶,屈晨凯,严光茂,苏涛,汪俊
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12