一种矿坑回填材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种矿坑回填材料、制备方法及其应用，所述矿坑回填材料，由以下重量份的原料组成：工业固废25

【技术实现步骤摘要】
一种矿坑回填材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及工业固体废弃物处理
，具体涉及一种矿坑回填材料、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着全球工业化进程，化石燃料的过度使用导致大量温室气体排放，如二氧化碳、甲烷等。其中，增加大气中CO2浓度对全球变暖的影响最大，带来了很多极端天气和环境灾害，如洪水，干旱，海平面上升等。为实现二氧化碳减排，人们正在开发新能源利用包括太阳能、风能和氢能在内的能源来替代化石能源，但短期内仍难以实现。因此CO2捕获、封存是目前碳减排的主要路径。
[0003]CO2矿化(碳酸化)是模拟岩石加速自然风化的过程，CO2通过和钙、镁等反应生成碳酸钙、碳酸镁实现永久封存。工业高炉矿渣、电石渣、废石膏、粉煤灰等固体废物均可用于CO2矿化封存。上述工业固体废物每年排放量较大，如电石渣、废石膏和粉煤灰分别约为26Mt、220Mt和1000Mt，分布广泛，难以处理且存在污染当地水源等问题，是目前工业生产中的又一难题。
[0004]地下煤矿开采完后，留下很大的矿坑，易引发坍塌、水土流失等自然灾害，对当地生态环境和人类社会生活造成不良影响。
[0005]寻求有效的技术手段解决上述环境问题具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种矿坑回填材料及其制备方法，该矿坑回填材料以碱性固体废弃物为原料，利用固体废气物碳酸化反应后的产物与水泥混合制备而成，可用于煤矿坑的回填，减少了回填成本，同时，本专利技术具有减少二氧化碳排放和解决工业废弃物排放问题的双重优点。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种矿坑回填材料，由以下重量份的原料组成：
[0009]工业固废25
‑
30份，水170
‑
210份，十二烷基苯磺酸钠1
‑
3份，聚乙烯醇1
‑
5份和水泥8
‑
12份。
[0010]优选地，所述回填材料，由以下重量份的原料组成：
[0011]工业固废26
‑
29份，水165
‑
205份，十二烷基苯磺酸钠1.8
‑
2.8份，聚乙烯醇1.5
‑
4.5份和水泥8.5
‑
11份。
[0012]优选地，所述工业固废为工业高炉矿渣、电石渣、废石膏和粉煤灰中的至少一种。
[0013]本专利技术还提供了上述矿坑回填材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]S1、工业固废进行粉化处理，得到原材料；
[0015]S2、将步骤S1得到的原材料与部分水进行水合煅烧，得到样品；
[0016]S3、将步骤S2得到的样品与十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇和剩余量的水搅拌，形成
浆料后，注入二氧化碳进行矿化，得到矿化样；
[0017]S4、将步骤S3得到的矿化样与水泥混合，得到所述矿坑回填材料。
[0018]优选地，步骤S1中所述原材料的粒径为20
‑
400微米。
[0019]优选地，步骤S2中所述水合煅烧的处理条件为：25
‑
50℃搅拌2
‑
5h，干燥处理，400
‑
800℃煅烧1
‑
3h。
[0020]优选地，步骤S3中所述矿化的条件为：30
‑
100％CO2注入，矿化反应5
‑
10h。
[0021]本专利技术还提供了上述矿坑回填材料或制备方法在碳减排中的应用。
[0022]本专利技术还提供了上述矿坑回填材料或制备方法在工业固废处理中的应用。
[0023]本专利技术还提供了上述矿坑回填材料在矿坑回填修复中的应用。
[0024]本专利技术的有益效果为：
[0025]本专利技术通过粉化、水合煅烧等预处理，加入十二烷基苯磺酸钠，聚乙烯醇提升固废中钙、镁等离子的提取率，进而提升了二氧化碳矿化效率，矿化后样品与水泥反应形成稳固的回填材料，可用于矿坑回填。相比现有技术，本专利技术的回填成本低，且具有减少二氧化碳排放和解决工业废弃物排放问题的双重优点。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术的技术方案做进一步详述。
[0027]当实施例给出数值范围时，应理解，除非本专利技术另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同意义。
[0028]本专利技术对原料的来源没有特殊限制，如无特殊说明，本专利技术所采用的原料均为普通市售产品。所述工业固废为碱性工业废气物，具体为工业高炉矿渣、电石渣、废石膏和粉煤灰中的至少一种，实施例中的工业固废为电石渣；实施例中二氧化碳的浓度为体积百分数。
[0029]实施例1一种矿坑回填材料及制备方法
[0030]一种矿坑回填材料，由以下重量份的原料组成：
[0031]工业固废25份，水170份，十二烷基苯磺酸钠1份，聚乙烯醇1份和水泥8份。
[0032]所述矿坑回填材料的制备方法，包括以下步骤：
[0033]S1、工业固废进行粉化处理，得到粒径为20微米的原材料；
[0034]S2、将步骤S1得到的原材料与100份水进行水合煅烧，得到样品；
[0035]所述水合煅烧的处理条件为：25℃搅拌5h，干燥处理，400℃煅烧3h；
[0036]S3、将步骤S2得到的样品与十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇和剩余量的水搅拌，形成浆料后，注入30％二氧化碳，矿化反应10h，得到矿化样；
[0037]S4、将步骤S3得到的矿化样与水泥混合，得到所述矿坑回填材料。
[0038]实施例2一种矿坑回填材料及制备方法
[0039]一种矿坑回填材料，由以下重量份的原料组成：
[0040]工业固废30份，水210份，十二烷基苯磺酸钠3份，聚乙烯醇5份和水泥12份。
[0041]所述矿坑回填材料的制备方法，包括以下步骤：
[0042]S1、工业固废进行粉化处理，得到粒径为400微米的原材料；
[0043]S2、将步骤S1得到的原材料与120份水进行水合煅烧，得到样品；
[0044]所述水合煅烧的处理条件为：50℃搅拌2h，干燥处理，800℃煅烧1h；
[0045]S3、将步骤S2得到的样品与十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇和剩余量的水搅拌，形成浆料后，注入100％二氧化碳，矿化反应5h，得到矿化样；
[0046]S4、将步骤S3得到的矿化样与水泥混合，得到所述矿坑回填材料。
[0047]实施例3一种矿坑回填材料及制备方法
[0048]一种矿坑回填材料，由以下重量份的原料组成：
[0049]工业固废29份，水200份，十二烷基苯磺酸钠2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿坑回填材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：工业固废25
‑
30份，水170
‑
210份，十二烷基苯磺酸钠1
‑
3份，聚乙烯醇1
‑
5份和水泥8
‑
12份。2.根据权利要求1所述的矿坑回填材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：工业固废26
‑
29份，水165
‑
205份，十二烷基苯磺酸钠1.8
‑
2.8份，聚乙烯醇1.5
‑
4.5份和水泥8.5
‑
11份。3.根据权利要求1所述的矿坑回填材料，其特征在于，所述工业固废为工业高炉矿渣、电石渣、废石膏和粉煤灰中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的矿坑回填材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、工业固废进行粉化处理，得到原材料；S2、将步骤S1得到的原材料与部分水进行水合煅烧，得到样品；S3、将步骤S2得到的样品与十二烷基苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨京林，代元元，解荣永，牛强，
申请(专利权)人：鄂尔多斯市瀚博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：