一种粉煤灰、钢渣和煤矸石资源化利用方法技术

本发明专利技术公开了一种粉煤灰、钢渣和煤矸石资源化利用方法，其特征在于：将粉煤灰、钢渣和煤矸石分别磨粉、配浆，配浆以后进行过筛，过筛粒度为24-300目，再将浆料进行磁选，选出其中的铁矿，磁选后的浆料进行浮选，选出其中的有价矿物质，得到尾渣，再将尾渣制备人造浇注石。本发明专利技术的有益效果在于，针对煤矿以及矿冶地区地下矿洞多，地面洼地多，地质强度不够，以及工业废弃物粉煤灰、钢渣和煤矸石难以处理和堆放的问题，因地制宜，变废为宝，将粉煤灰、钢渣和煤矸石中的有价值成分先选取出来，再将粉煤灰、钢渣和煤矸石的残渣进行矿洞、洼地回填。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于粉煤灰、钢渣和煤矸石等矿冶废弃物回收资源化利用

技术介绍
目前，随着工业和城市建设的发展，燃煤电厂的粉煤灰、采煤筛选出来的煤矸石、城市扩展建设产生的垃圾和炼钢厂的钢渣排放量逐年增加。不但占用了大量的农田和土地，还会造成环境污染。而采矿留下的大量矿坑、巷道和采空区也会随着时间的推移发生严重的地质灾害和环境污染，如滑坡、开裂、地表沉陷、水源流失，耕地、山林、房屋毁损、地下水污染以及对人畜等生命财产的危害等。由此引发的社会矛盾也比较突出，我们人类已从根本上改变和破坏了地球，而我们的治理模式临时性、应急性特点明显，缺乏长效机制。治理措施更不完善，“三多三少”现象严重，一是搬迁安置多，生态修复少；二是地上治理多，地下治理少；三是保证金征收多，实际使用少。在采矿区连续发生的那么多地质灾害面前，我 们的治理显得那么苍白、那么软弱无力。为了生存，我们必须采取有效措施，修复地球，把地球改造成一个可持续发展的星球。而现在用于修复地球的方法一种是把采矿和工业生产中产生的垃圾和废渣简单回填至矿坑、巷道和采空区，这种方法只是找了一个地下垃圾场而已，同时还会造成地下水污染。另一种方法是用水泥和采矿废渣混合灌注，而这种方法也不能保证填充的饱满性，不能保证各接触面的紧密粘合，更不能保证顶部和原来岩石的紧密结合，而达不到彻底恢复地质结构稳定的作用，同时耗费的成本非常高。时间证明，这些修复方式在经济上不可行，在技术上不可靠。同时产煤以及钢铁冶炼工业矿冶又遗留下了大量的粉煤灰、煤矸石和钢渣等尾矿和废弃物。当前粉煤灰、煤矸石以及钢渣大部分都是堆积以及填埋处理，综合利用仅仅是做到简单的压砖等，有价成分利用率极低，同时生产周期长，工艺复杂，成本高。粉煤灰的主要成分组成为Si02、A1203、FeO、Fe2O3>CaO, TiO2, MgO, K2O, Na2O, SO3>MnO2等，此外还有P2O5等。其中氧化硅、氧化钛来自黏土，岩页；氧化铁主要来自黄铁矿；氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。煤矸石的主要成分为A1203、SiO2,另外还含有数量不等的Fe203、CaO、MgO, Na2O,K20、P205、S和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。煤矸石弃置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。针对以上原材料的分析可知，粉煤灰、钢渣和煤矸石其中仍有可回收利用的成分，如果仅仅是简单的填埋或者压砖处理，这种处理方式是一种极大的资源浪费。同时，简单填埋和压砖处理进行填充由于缝隙大，结构不紧凑，强度低，并不能对原有破坏的地表结构有所修复。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供。将粉煤灰、煤矸石和钢渣中有价矿物成分提取之后，其尾渣用于填充采矿带来的地表结构强度修复，增加可利用地面积，提高粉煤灰、钢渣和煤矸石的综合利用，并降低处理成本。本专利技术的技术方案。煤灰、钢渣和煤矸石资源化利用方法，包括下述步骤a、将粉煤灰配浆，配浆以后进行过筛，过筛粒度为24-300目，再将浆料进行磁选，选出粉煤灰中的铁矿，磁选后的粉煤灰浆料进行浮选，选出粉煤灰中的铝土矿、锌矿、铜矿、钥矿和锡矿，得到以硅、钙为主体的粉煤灰尾渣；b、将钢渣磨粉，进行配浆，过24-300目筛，进行磁选，选出钢渣中的铁矿，得到钢渣尾渣； C、将煤矸石磨粉，过24-300目筛，进行配浆，进行磁选，选出煤矸石中的铁矿，然后将浆料进行浮选，选出煤矸石中的铝土矿、锌矿、铜矿、钥矿、锡矿和碳，得到以硅、钙为主体的煤矸石尾渣。所述粉煤灰尾渣、钢渣尾渣和煤矸石尾渣，分别进行压滤烘干，再按重量组分计，将粉煤灰尾渣30-70份、钢渣尾渣10-50份、煤矸石粉尾渣10-20份、石灰1_10份、石膏粉1-10份和发泡剂O. 0001-0. 0003份兑水调匀，注入矿洞、涵洞内，凝结1-24个月，制备得到矿洞回填浇注石。所述矿洞回填浇注石，按重量组分计，由粉煤灰尾渣40-60份、钢渣尾渣22-40份、煤矸石粉尾渣12-18份、石灰2-6份、石膏粉2-6份、发泡剂O. 0001-0. 0003份制备而成。所述发泡剂为铝粉、碳酸氢无机盐、茶皂素或松香皂。所述发泡剂为铝粉。所述粉煤灰尾渣、钢渣尾渣和煤矸石尾渣，分别进行压滤烘干，再按重量组分计，将粉煤灰尾渣30-70份、钢渣尾渣10-50份、煤矸石粉尾渣10-20份、石灰1_10份和石膏粉1-10份兑水调匀，注入洼地内，凝结1-24个月，制备得到洼地用浇注石。所述洼地用浇注石，按重量组分计，由粉煤灰尾渣40-60份、钢渣尾渣22-40份、煤矸石粉尾渣12-18份、石灰2-6份和石膏粉2-6份制备而成。所述浇注石，还加入5-15份的建筑垃圾残渣。本专利技术的有益效果在于，针对煤矿以及矿冶地区地下矿洞多，地面洼地多，地质强度不够，以及工业废弃物粉煤灰、钢渣和煤矸石难以处理和堆放的问题，因地制宜，变废为宝，将粉煤灰、钢渣和煤矸石中的有价值成分先选取出来，再将粉煤灰、钢渣和煤矸石的残渣进行矿洞、洼地回填。本专利技术涉及的发泡人造浇注石原料取材丰富，制造工艺简单。粉煤灰、钢渣和煤矸石的残渣均为粉料，还可以制作成浆料后，直接用管道送入需回填的矿坑、巷道、洼地和采空区，发泡后凝结成人造浇注石，降低运输成本。而其中的发泡技术可以使矿坑、巷道和采空区各个接触面紧密结合，特别消除了顶部因为重力作用而无法与接触面紧密结合的弊端，彻底固化后的终极强度相当于50— 200标号水泥混凝土强度，从而彻底恢复地质结构的稳定性。而且整个工艺过程中没有可溶于水的可溶性物质污染地下水体。另外，这种发泡人造浇注石中有大量的孔隙，具有透水性，不会改变地下水走向，不会因为地下水的走向改变而造成人为的新的地质灾害。最重要的是本专利技术中所涉及的粉煤灰、煤矸石、建筑垃圾和钢渣可以得到全部有效利用，做到物尽其用，没有一点废弃物，给社会带来极大的社会效益和经济效益。能有效地恢复原有地质结构的稳定性。本专利技术的浇注石配比方案，将各原料制粉、兑成浆料之后，注入矿洞、涵洞中凝结，可以缓慢生成水硬性胶凝材料，其主要成分为硅酸钙，铝酸盐和铁铝酸盐。对于配方中各成分的比例，申请人研究发现，钢渣添加越多，凝结的浇注石强度越大，但钢渣过多，会造成浇注石开裂。通过发泡剂，使得浇注石能够膨胀，将未灌入浇注石的空间填充满，同时不会污染地下水层和土质。该粉煤灰、钢渣和煤矸石综合利用的浇注石能够减少原石开采，并大大提高粉煤灰、钢渣和煤矸石的利用面和利用率，带动粉煤灰的资源化利用。本专利技术配方中的发泡剂选用铝粉和碳酸氢钠等混凝土发泡剂，优选是铝粉，铝粉发泡过程稳定、发泡时间方便控制，浇注石凝结的时间通常在一个月至两年，通过原料中钢渣和石膏含量的配比来进行调控。对于洼地，由于不需要发泡膨胀，不使用发泡剂即可。 经申请人试验，将粉煤灰、钢渣和煤矸石中的铁矿选出后，不仅是回收了其有价值的成本，还降低了浇注石内的铁含量，能提高浇注石的强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉煤灰、钢渣和煤矸石资源化利用方法，其特征在于：包括下述步骤：a、将粉煤灰配浆，配浆以后进行过筛，过筛粒度为24？300目，再将浆料进行磁选，选出粉煤灰中的铁矿，磁选后的粉煤灰浆料进行浮选，选出粉煤灰中的铝土矿、锌矿、铜矿、钼矿和锡矿，得到以硅、钙为主体的粉煤灰尾渣；b、将钢渣磨粉，进行配浆，过24？300目筛，进行磁选，选出钢渣中的铁矿，得到钢渣尾渣；c、将煤矸石磨粉，过24？300目筛，进行配浆，进行磁选，选出煤矸石中的铁矿，然后将浆料进行浮选，选出煤矸石中的铝土矿、锌矿、铜矿、钼矿、锡矿和碳，得到以硅、钙为主体的煤矸石尾渣。

【技术特征摘要】
1.一种粉煤灰、钢渣和煤矸石资源化利用方法，其特征在于包括下述步骤 a、将粉煤灰配浆，配浆以后进行过筛，过筛粒度为24-300目，再将浆料进行磁选，选出粉煤灰中的铁矿，磁选后的粉煤灰浆料进行浮选，选出粉煤灰中的铝土矿、锌矿、铜矿、钥矿和锡矿，得到以硅、钙为主体的粉煤灰尾渣； b、将钢渣磨粉，进行配浆，过24-300目筛，进行磁选，选出钢渣中的铁矿，得到钢渣尾渣； C、将煤矸石磨粉，过24-300目筛，进行配浆，进行磁选，选出煤矸石中的铁矿，然后将浆料进行浮选，选出煤矸石中的铝土矿、锌矿、铜矿、钥矿、锡矿和碳，得到以硅、钙为主体的煤矸石尾渣。2.根据权利要求I所述的粉煤灰、钢渣和煤矸石资源化利用方法，其特征在于所述粉煤灰尾渣、钢渣尾渣和煤矸石尾渣，分别进行压滤烘干，再按重量组分计，将粉煤灰尾渣30-70份、钢渣尾渣10-50份、煤矸石粉尾渣10-20份、石灰1_10份、石膏粉1_10份和发泡剂O. 0001-0. 0003份兑水调匀，注入矿洞、涵洞内，凝结1-24个月，制备得到矿洞回填浇注O3.根据权利要求2所述的粉煤灰、钢渣和煤矸石资源化利用方法，其特征在于所述矿洞回填浇注石，按重量组...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹建明，阮正林，高宏，刘钊，赵高华，魏长春，苏向东，
申请(专利权)人：贵州绿水青山环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：