[发明专利]一种造纸污泥灰基高流态采空区充填材料及其制备方法

摘要

本发明提出一种造纸污泥灰基高流态采空区充填材料及其制备方法，解决了造纸污泥大规模无害化处理及固体废弃物资源化利用的技术问题。所述充填材料包括以下重量份的原料：硫铝酸盐水泥熟料30‑40份、硅酸盐水泥熟料20‑30份、造纸污泥灰40‑50份、羟乙基纤维素或甲基纤维素0.15‑0.3份、亚甲基双萘磺酸钠0.05‑0.1份、九水硅酸钠2‑3份、脱硫石膏3‑5份、碳酸钠1‑2份、四硼酸钠0.2‑0.6份、酒石酸0.05‑0.1份以及水120‑140份。本申请的充填材料流动性及保水性能好、早期强度高、成本低廉、凝结时间可控制，并实现了造纸污泥灰的大规模资源化利用。

主权项

1.一种造纸污泥灰基高流态采空区充填材料，其特征在于，所述充填材料包括以下重量份的原料：硫铝酸盐水泥熟料30‑40份、硅酸盐水泥熟料20‑30份、造纸污泥灰40‑50份、羟乙基纤维素或甲基纤维素0.15‑0.3、亚甲基双萘磺酸钠0.05‑0.1份、九水硅酸钠2‑3份、脱硫石膏3‑5份、碳酸钠1‑2份、四硼酸钠0.2‑0.6份、酒石酸0.05‑0.1份以及水120‑140份。

2.如权利要求1所述的造纸污泥灰基高流态采空区充填材料，其特征在于：所述羟乙基纤维素或甲基纤维素的粘度为4×10⁴‑20×10⁴mpa·s、比表面积≥200 m²/kg。

3.如权利要求1所述的造纸污泥灰基高流态采空区充填材料，其特征在于：所述亚甲基双萘磺酸钠比表面积≥250 m²/kg。

4.如权利要求1所述的造纸污泥灰基高流态采空区充填材料，其特征在于：所述九水硅酸钠、碳酸钠、四硼酸钠以及酒石酸中的有效成分在95%以上、比表面积≥300 m²/kg。

5.如权利要求1所述的造纸污泥灰基高流态采空区充填材料，其特征在于：所述脱硫石膏中的二水石膏含量在90%以上、比表面积≥300 m²/kg。

6.如权利要求1‑5任一项所述的造纸污泥灰基高流态采空区充填材料的制备方法，其特征在于，步骤为：

（1）将机械脱水后的造纸污泥灰破碎成1cm以下的造纸污泥灰小块，在100‑110℃温度下烘干至恒重，将烘干后的造纸污泥灰小块放入850‑950℃高温炉中煅烧30‑120min，将煅烧后的造纸污泥灰小块放入水中急冷，之后取出，在100‑110℃下第二次烘干至恒重，将第二次烘干后的造纸污泥灰小块放入球磨机中粉磨至造纸污泥灰小块比表面积为400‑600m²/kg；

（2）将硫铝酸盐水泥熟料、硅酸盐水泥熟料放入球磨机中粉磨，用200目筛筛分，取筛过后的粉末备用；

（3）按重量份数称取步骤（1）、（2）制备的造纸污泥灰、硫铝酸盐水泥熟料以及硅酸盐水泥熟料和脱硫石膏，将四种干料混合后搅拌均匀，得干料混合物；

（4）按重量份数称取羟乙基纤维素或甲基纤维素、亚甲基双萘磺酸钠、九水硅酸钠、碳酸钠、四硼酸钠和酒石酸以及水，将九水硅酸钠、碳酸钠、四硼酸钠、亚甲基双萘磺酸和酒石酸同时加入水中，80‑140r/min搅拌20‑40min，再将羟乙基纤维素加入水中，80‑140r/min搅拌10‑30min制得混合液；

（5）将步骤（3）得到的干料混合物与步骤（4）制得的混合液再次混合，100‑140r/min搅拌20‑40min制得高流态充填材料。

7.如权利要求6所述的造纸污泥灰基高流态采空区充填材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法使用的原料的重量份数为硫铝酸盐水泥熟料30‑40份、硅酸盐水泥熟料20‑30份、造纸污泥灰40‑50份、羟乙基纤维素或甲基纤维素0.15‑0.3份、亚甲基双萘磺酸钠0.05‑0.1份、九水硅酸钠2‑3份、脱硫石膏3‑5份、碳酸钠1‑2份、四硼酸钠0.2‑0.6份、酒石酸0.05‑0.1份以及水120‑140份。