利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法及搅拌装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法及搅拌装置；所述方法包括：将胶凝材料和充填材料输送至搅拌装置中；向所述搅拌装置中加入的水，向所述搅拌装置内注入含二氧化碳的废气，并检测所述搅拌装置内气压，待所述搅拌装置内气压达到设定值后，停止注入含二氧化碳的废气；所述搅拌装置密闭搅拌以使所述搅拌装置内容纳的胶凝材料、充填材料、水和含二氧化碳的废气混合形成碳化充填料浆；检测所述搅拌装置内的所述碳化充填料浆的流动性能，待所述碳化充填料浆的流动性能达到泵送要求后，停止搅拌并排出所述搅拌装置内多余的废气。本发明专利技术提出的技术方案旨在提出一种利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法。利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法。利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法。

【技术实现步骤摘要】
利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法及搅拌装置


[0001]本专利技术涉及及矿山井下充填和二氧化碳矿物封存一体化
，具体涉及一种利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法及搅拌装置。

技术介绍

[0002]我国已进入矿产资源消耗的高峰期，采矿业面临着深部岩爆、冲击地压等地质灾害难，以及地表塌陷、废物污染等生态环境问题，使得人们开始关注如何加强矿山环境保护和矿产资源综合利用，同时地下开采开发过程能源消耗的增加、深度加长的运输途径也会带来的额外的废气排放。充填采矿工艺便是绿色采矿的主体支撑技术，胶结充填可以有效改善地表变形及下沉、降低综合采矿成本，实现低贫损开采和远景资源保护。目前，我国矿山开采和选洗矿石过程中产生的矿业固体废物(采掘废石和选矿尾砂)堆存量已超过600亿吨，尾矿和废石作为一种高钙镁、低水化活性的复合硅酸盐/碳酸盐矿物，具有潜在的碳化固结特性；至2015年底我国金属非金属地下矿山共有采空区12.8亿m3，作为二氧化碳地质封存场所具有相当大的潜力。因此，可以将矿山采空区有效处理、二氧化碳就地封存与矿业固废的综合利用进行协同考虑，使得在满足采空区充填要求的同时，实现安全稳定的二氧化碳地质封存和绿色矿山建设。
[0003]现有技术中常将充填材料混合后填充进采空区，再向采空区内注入含二氧化碳的气体，通过填充材料的矿化反应吸收二氧化碳，这种方法矿化反应时效率较低。因此，有必要提出一种利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法及搅拌装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供一种利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法及搅拌装置。
[0005]本专利技术提出的一种利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法，其特征在于，所述胶结充填料浆包括胶凝材料和充填材料；
[0006]所述方法，包括以下步骤：
[0007]将胶凝材料和充填材料输送至搅拌装置中；
[0008]向所述搅拌装置中加入水，向所述搅拌装置内注入含二氧化碳的废气，并检测所述搅拌装置内气压，待所述搅拌装置内气压达到设定值后，停止注入含二氧化碳的废气；
[0009]所述搅拌装置密闭搅拌以使所述搅拌装置内容纳的胶凝材料、充填材料、水和含二氧化碳的废气混合形成碳化充填料浆；
[0010]检测所述搅拌装置内的所述碳化充填料浆的流动性能，待所述碳化充填料浆的流动性能达到泵送要求后，停止搅拌并排出所述搅拌装置内多余的废气。
[0011]优选地，所述的利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法，还包括：
[0012]将制得的所述碳化充填料浆输送至采空区进行分层充填形成充填体，将井下污风通入采空区以对所述充填体进行碳化养护，并测量所述充填体强度；
[0013]待所述充填体经碳化养护达到设定强度后，停止向采空区通入井下污风，以结束充填。
[0014]优选地，所述向所述搅拌装置中加入水，向所述搅拌装置内注入含二氧化碳的废气，并检测所述搅拌装置内气压，待所述搅拌装置内气压达到设定值后，停止注入含二氧化碳的废气的步骤还包括：
[0015]根据废气中的二氧化碳浓度、胶结充填材料的性质，以及胶结充填材料中的胶凝材料与充填材料的配比参数，确定向所述搅拌装置中注入的含二氧化碳的废气的量。
[0016]优选地，向所述搅拌装置内注入的含二氧化碳的废气中二氧化碳浓度为15％至40％。
[0017]优选地，所述将井下污风引入采空区以对所述充填体进行碳化养护的步骤，包括：
[0018]所述井下污风通过风机吹动沿回风系统汇入风筒；
[0019]通过二氧化碳注入管注入采空区，以在所述充填体结构性能形成的过程中对充填体进行碳化养护，使得所述充填体达到设定的强度。
[0020]优选地，所述胶凝材料包括主要胶凝材料和辅助胶凝材料，所述主要胶凝材料为水泥。
[0021]优选地，所述充填材料包括充填骨料和充填辅料，所述充填骨料为全尾砂浆，所述充填辅料为粗颗粒分级干尾砂和碎砂石中的至少一种。
[0022]优选地，所述全尾砂浆中的全尾砂为超基性、基性、中性、酸性、超酸性尾矿中的任意一种。
[0023]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种搅拌装置，用于根据上述任一项所述的方法制备所述碳化充填料浆；所述搅拌装置包括装置主体以及设置在所述装置主体的进料口、出料口、进气口、排气口、压力表和粘度计，所述装置主体形成有用于容纳所述胶凝材料、所述充填材料以及所述含二氧化碳的废气的容纳空间，所述进料口用于向所述容纳空间内输入所述胶凝材料、充填材料和水，所述出料口用于连通充填管路以向采空区输送所述碳化充填料浆，所述进气口用于连通气体管道以向所述容纳空间内输入所述含二氧化碳的废气，所述排气口用于向外部空间排出所述容纳空间内多余的废气，所述压力表用于检测所述搅拌装置内气压，所述粘度计用于检测所述碳化充填料浆的流动性能。
[0024]优选地，所述装置主体还设置有安全阀，所述安全阀打开时形成有用于连通所述容纳空间与外部空间的开口，所述安全阀关闭时用于将所述开口封闭；所述安全阀用于在所述搅拌装置内部气压超过设定值时打开进行泄压直至所述搅拌装置内气压恢复到设定值。
[0025]本专利技术的技术方案中，将胶凝材料和充填材料输送至搅拌装置中，再将水以及收集、储存的含二氧化碳的气体注入搅拌装置内进行搅拌，二氧化碳在搅拌过程中与胶凝材料、充填材料以及水发生矿化反应，形成碳化充填料浆，搅拌作用使得各反应物处于运动的状态，微观上各反应物分子间接触机会增大，宏观上各反应物的接触面积增大，使得各反应物之间能够充分接触，从而提高了矿化反应的速率，进而提高了吸收二氧化碳的效率。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法一实施例的流程图；
[0028]图2为本专利技术利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法另一实施例的流程图。
[0029]本专利技术目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0032]另外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法，其特征在于，所述胶结充填料浆包括胶凝材料和充填材料；所述方法，包括以下步骤：将胶凝材料和充填材料输送至搅拌装置中；向所述搅拌装置中加入水，向所述搅拌装置内注入含二氧化碳的废气，并检测所述搅拌装置内气压，待所述搅拌装置内气压达到设定值后，停止注入含二氧化碳的废气；所述搅拌装置密闭搅拌以使所述搅拌装置内容纳的胶凝材料、充填材料、水和含二氧化碳的废气混合形成碳化充填料浆；检测所述搅拌装置内的所述碳化充填料浆的流动性能，待所述碳化充填料浆的流动性能达到泵送要求后，停止搅拌并排出所述搅拌装置内多余的废气。2.根据权利要求1所述的利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法，其特征在于，还包括：将制得的所述碳化充填料浆输送至采空区进行分层充填形成充填体，将井下污风通入采空区以对所述充填体进行碳化养护，并测量所述充填体强度；待所述充填体经碳化养护达到设定强度后，停止向采空区通入井下污风，以结束充填。3.根据权利要求1所述的利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法，其特征在于，所述向所述搅拌装置中加入水，向所述搅拌装置内注入含二氧化碳的废气，并检测所述搅拌装置内气压，待所述搅拌装置内气压达到设定值后，停止注入含二氧化碳的废气的步骤还包括：根据废气中的二氧化碳浓度、胶结充填材料的性质，以及胶结充填材料中的胶凝材料与充填材料的配比参数，确定向所述搅拌装置中注入的含二氧化碳的废气的量。4.根据权利要求1所述的利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法，其特征在于，向所述搅拌装置内注入的含二氧化碳的废气中二氧化碳浓度15％至40％。5.根据权利要求2所述的利用胶结充填料浆高效吸收二氧化碳的方法，其特征在于，所述将井下污风引入采空区以对所述充填体进行碳化养护的步骤，包括：所述井下污风通过风机吹动沿回...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秋松，朱黎明，冯岩，王道林，陈结，刘一锴，袁昕懿，张超，齐冲冲，蒲源源，张鹏，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：