[发明专利]一种CaO固磷制备磷石膏基胶凝充填材料的方法

说明书

本发明提供了一种CaO固磷制备磷石膏基胶凝充填材料的方法，包括以下步骤：1)将磷石膏、黄磷炉渣以及粉煤灰分别进行干燥、研磨和筛分，并进行一定比例的干混；2)干混后的物料、粘结剂和CaO固磷剂均匀混合后陈化；3)陈化后的物料和水按一定的水灰比进行搅拌制成浆料并灌注到模具中，在水泥振实台上振实后置于养护箱中养护至规定龄期，制得磷石膏基胶凝充填材料。该发明充填原材料选用磷石膏等固体废弃物为主要原材料，变废为宝，在一定程度上降低了充填的资金投入，同时工艺简单易行，制得的充填材料性能优越，浸出毒性满足相关标准要求。

技术领域

本发明涉及一种CaO固磷制备磷石膏基胶凝充填材料的方法，涉及固废利用环保领域。

背景技术

我国是矿产资源的生产大国和消耗大国，工业的快速发展伴随着对矿产资源的大量开采，由此造成采空区面积的不断扩大，地表沉陷。充填采矿工艺在防止大面积地表沉陷等方面的优势愈加突显，而目前充填材料主要还是以硅酸盐水泥充当胶凝材料，以破碎后的煤矸石充当骨料，不仅价格昂贵，而且输送性能不稳定，严重制约着矿山充填的向前发展。随着矿山充填技术的进步和对生态环境保护意识的加强，要求矿山充填技术在满足最大限度的高效回采矿产资源的同时，还能协同处置其他固体废物。

磷石膏是湿法制磷酸的副产物，每生产1吨磷酸大约产生含游离水20％左右的磷石膏7吨，副产物产量极大，每年由磷肥类化工企业及其它企业合计约为2000多万吨。由于各种原因，目前我国磷石膏资源化利用率不足15％，未利用的磷石膏被作为固体废弃物堆积或者填埋，既占用大量储存空间，又会给周边环境带来严重污染。因此，磷石膏的回收及资源化利用必不可少。

本发明选用磷石膏等固体废弃物为主要原材料、其他固废为辅助材料、以CaO作为固磷剂制备充填胶凝材料。固体废物的掺入量大，为变废为宝，在一定程度上降低了充填的资金投入，同时工艺简单易行，制得的充填材料性能优越，浸出毒性满足相关标准要求，有利于建设环境友好型社会。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种CaO固磷制备磷石膏基胶凝充填材料的方法，该方法充填原材料选用磷石膏等固体废弃物为主要原材料，变废为宝，在一定程度上降低了充填的资金投入，同时工艺简单易行，制得的充填材料性能优越，浸出毒性满足相关标准要求。

本发明通过下述方案实现：一种CaO固磷制备磷石膏基胶凝充填材料的方法，胶凝充填材料按质量百分比由以下的原料组成：60％～80％磷石膏、5％～15％粉煤灰、5％～15％黄磷炉渣、5％～10％固磷剂、5％～20％粘结剂、25％～40％水。

所述磷石膏中CaSO₄·2H₂O的质量分数≥80％。

所述固磷剂为CaO。

所述粉煤灰中SiO2 CaSO4·2H2O的质量分数≥50％，容重为0.6～1.2kg·L-1，孔隙度为50％～70％，比表面积为3000～4000cm2·g-1，黄磷炉渣主要成分中CaO的质量分数≥40％。

其按照以下步骤进行：

步骤一：将磷石膏、黄磷炉渣以及粉煤灰分别进行干燥、研磨，过60～80目分样筛，并在混料机中干混10～15min；

步骤二：将CaO固磷剂以及粘结剂灰分别进行干燥、研磨，过270～325目分样筛；

步骤三：按质量百分比称取步骤一中的干混物料和步骤二的固体粉末物料，均匀混合后陈化2h；

步骤四：按质量百分比称取一定量的水，并加入到步骤三中所得的干混物料，在搅拌机中以一定速度搅拌，得到浆料；

步骤五：将步骤四的浆料注入模具中，并在水泥振动台上振实；

步骤六：将步骤五中的样品在常温下静置初凝，拆模后放入标准养护箱中养护3d、7d、28d。