[发明专利]一种低活性酸性水淬渣制备的充填凝胶材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种采矿用充填凝胶材料，具体涉及一种低活性酸性水淬渣制备的充填凝胶材料。

背景技术

高炉水淬渣是熔融的高炉渣经水淬急冷后产生的一种具有潜在活性的粒状固体废弃物。水淬渣的主要化学成分是CaO、SiO₂、Al₂O₃、FeO、MgO，其含量达到水淬渣的95%以上。一般情况下，CaO和Al₂O₃含量高，SiO₂含量低，水淬渣的活性越好，质量越高。通常采用水淬渣的质量系数                                                、碱度系数和活性系数3个指标来评价水淬渣的质量。当水淬渣碱性系数M₀<1.0时为酸性渣，质量系数1.2<M<1.6属于低质量矿渣，活性系数M_a<0.3属于低活性矿渣。

由于钢铁厂的冶炼工艺及其原材料的不同，水淬渣的化学成分、活性系数与质量系数也不同，甚至存在较大差异。我国很多钢铁厂的水淬渣为质量不高的低活性酸性渣，例如我国酒钢、宝钢、内江、曲靖等水淬渣均为酸性渣；酒钢、曲靖、内江和江苏等水淬渣质量系数均小于1.6，属于低质量的水淬渣。酒钢矿渣的活性系数仅为0.29，为典型的低活性、低质量的酸性水淬渣。

目前对质量系数大于1.6的高活性碱性矿渣的开发利用已经取得成功，并且已经广泛应用于水泥掺合料以及制备矿用充填胶凝材料。但对于低活性、低质量的酸性渣应用目前仍存在问题，尤其利用低活性、低质量的酸性渣制备充填胶凝材料目前尚无成功案例。因此，在当前节能减排和环境保护的形势下，开发利用低质量酸性矿渣制备矿用充填胶凝材料，由此替代水泥用于充填法采矿，对固体废弃物资源化利用具有重要的实际意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种低活性酸性水淬渣制备的充填凝胶材料，使用本发明的充填胶凝材料制备的充填砂浆流动性好，充填体强度高，制备成本低。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种低活性酸性水淬渣制备的充填凝胶材料，其特征在于，该充填凝胶材料以重量百分比计包括：16％—18％电厂烟气脱硫石膏、4％—6％生石灰、1%—3%工业芒硝、1%—2%亚硫酸钠和71％—78％水淬渣。

根据上述的充填凝胶材料，其特征在于，所述电厂烟气脱硫石膏中SO₃重量百分含量大于37%，粒度分布为：d₁₀＝13.35—15.46μm、d₅₀＝38.3—40.01μm、d₉₀＝72.68—80.25μm，d_av＝42.17—44.19μm，比表面积为2326.46—2435.96cm²/cm³。

根据上述的充填凝胶材料，其特征在于，所述生石灰中CaO重量百分含量大于71%，粒度分布为：d₁₀＝3.97—5.06μm、d₅₀＝8.06—13.68μm、d₉₀＝22.19—42.21μm，d_av＝11.09—24.55μm，比表面积5720.68—8377.99cm²/cm³。

根据上述的充填凝胶材料，其特征在于，所述水淬渣的粒度分布为：d₁₀＝3.65—4.48μm、d₅₀＝7.26—12.13μm、d₉₀＝29.99—61.68μm，d_av＝12.26—24.31μm；水淬渣的碱性系数M₀<1.0，质量系数1.2<M<1.6，活性系数M_a<0.3。

本发明的有益效果：