[发明专利]脱硫灰渣替代石膏制备的充填胶凝材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种充填胶凝材料，具体涉及一种脱硫灰渣替代石膏制备的采矿用充填胶凝材料。 

背景技术

为了减少电厂烟气中二氧化硫的排放量，电厂的烟气采用脱硫工艺进行二氧化硫回收。目前我国大部分烟气脱硫采用湿法脱硫工艺，脱硫的副产品是二水脱硫石膏。由于干法或半干法脱硫工艺简单、设备占用空间小、投资省，见效快，在国外发达国家得到广泛应用。近年来，我国烟气脱硫也开始越来越多地采用半干法脱硫工艺。半干法脱硫产生大量的脱硫灰或脱硫渣。灰渣为细小颗粒和含水量极小的粉状物，其化学成分与湿法脱硫石膏存在的主要区别是含有亚硫酸钙和飞灰，具有膨胀特性，因此限制了灰渣的水泥中掺量，在其他领域中的资源化利用，导致大量堆放污染环境。 

目前在采矿生产中，普遍采用胶结充填法对采空区进行充填，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。充填材料为水泥等胶凝材料和砂石、炉渣或尾砂等配制的浆状胶结物料，凝固后有一定强度，用管道借水力或机械输送至采场。但由于水泥成本较高，因此，开发了多种新型胶凝材料。石膏是新型矿山充填胶凝材料中一种主要激发剂材料，利用石膏、石灰和其他外加剂开发充填胶凝材料替代水泥，已经用于矿山胶结充填法采矿，由此获得了显著的经济效益和社会效益。目前矿山充填胶凝材料中所用石膏多为湿法脱硫石膏或天然石膏矿。由于脱硫石膏含水量大，颗粒粗，不仅需要烘干处理，而且还要研磨，既增加材料成本，又污染环境。而天然石膏的开采、加工与运输成本也较高，并且矿石储量随着逐渐开采而日趋枯竭。 

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种脱硫灰渣替代石膏制备的充填胶凝材料，不仅解决脱硫灰渣的资源化利用难题，而且还能够进一步降低矿山充填胶凝材料成本，从而提高充填采矿的经济效益和社会效益。 

上述目的是通过下述方案实现的： 

 一种充填胶凝材料，其特征在于，该充填胶凝材料的化学成分以质量百分比计包括：4%—6%生石灰，15%—18%的脱硫灰渣，2%—3%芒硝，70%—78%矿渣微粉，该充填胶凝材料还包括质量百分比为0.5%—1.5%的亚硫酸钠或氢氧化钠。

根据上述的充填胶凝材料，其特征在于，所述生石灰中CaO的质量百分比含量76%~80%，所述生石灰粉磨的粉状粒度分布为d₁₀＝3.97μm—5.06μm、d₅₀＝8.06μm—13.68μm、d₉₀＝22.19μm—42.21μm，d_av＝11.09μm—24.55μm，比表面积为5720.68 cm²/cm³—8377.99cm²/cm³。 

根据上述的充填胶凝材料，其特征在于，所述脱硫灰渣中SO₃的质量百分比含量为36%—42%，脱硫灰渣的粒度分布为d₁₀＝13.5μm—15.5μm、d₅₀＝38.3μm—40.01μm、d₉₀＝72.68μm—80.25μm，d_av＝42.17μm—44.19μm，比表面积为2326.5cm²/cm³—2435.96cm²/cm³。 

根据上述的充填胶凝材料，其特征在于，所述矿渣微粉的碱度系数小于1，质量系数≥1.9，活性系数≥1.1。 

根据上述的充填胶凝材料，其特征在于，所述矿渣微粉的粒度分布为d₁₀＝4.53μm，d₅₀＝10.67μm，d₉₀＝43.81μm，d_av＝18.13μm。 

一种使用上述充填胶凝材料制备的充填料浆，其特征在于，所述填充料浆种还包括棒磨砂与全尾砂混合充填料和自来水，所述胶凝材料与所述棒磨砂与全尾砂混合充填料的质量比为1:4，所述自来水水的质量百分比为22%。 

根据上述的充填料浆，其特征在于，所述棒磨砂与全尾砂混合充填料中棒磨砂与全尾砂的质量比为1:0—7:3。