一种矿井回填料浆及其制备方法与流程

本发明涉及工业固体废弃物资源化利用，具体涉及一种利用石膏渣和电石渣制备的矿井回填料浆及其制备方法。

背景技术：

1、矿井回填是矿山开采过程中对采空区进行充填的重要工艺，传统回填材料多以水泥作为胶凝材料，成本较高。随着工业化进程的加速，各类工业固体废弃物的产生量逐年增加，如何实现固废的资源化利用已成为亟待解决的技术问题。

2、石膏渣和电石渣是化工生产过程中产生的主要固体废弃物。石膏渣主要来源于湿法磷酸生产、烟气脱硫等工艺，电石渣则主要来源于聚氯乙烯生产过程中的电石水解反应。目前，大量石膏渣和电石渣以堆存方式处置，不仅占用大量土地资源，还存在环境污染风险。

3、现有技术中已有将工业固废用于矿井充填的尝试，但多以单一固废为主，或需添加大量水泥等外加剂，固废利用率有限。例如，部分方案采用粉煤灰与水泥配合作为充填材料，但水泥用量仍较高，经济效益不够显著。也有研究尝试利用电石渣的碱性激发特性制备充填材料，但往往存在强度不足、泌水率高等问题。

4、因此，开发一种能够充分利用石膏渣和电石渣两种固废协同效应、无需添加水泥即可满足矿井回填强度要求的料浆制备方法，具有重要的经济价值和环保意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供及一种矿井回填料浆及其制备方法。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种矿井回填料浆，由石膏渣、电石渣、沙石和水组成；所述石膏渣与电石渣的质量比为26～30:1；所述石膏渣与电石渣的混合渣与沙石的质量比为1:2～3.5；所述水的添加量为混合渣与沙石总质量的25%～50%。

4、优选地，所述石膏渣与电石渣的质量比为30:1。

5、优选地，所述混合渣与沙石的质量比为1:3。

6、优选地，所述水的添加量为混合渣与沙石总质量的35%。

7、进一步地，所述石膏渣与电石渣的混合渣的ph值为6～9。

8、优选地，所述混合渣的ph值为6～9时，所述石膏渣与电石渣的质量比为26～30:1。

9、一种矿井回填料浆的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、将石膏渣和电石渣分别在105℃条件下干燥8小时，然后用5mm筛网过筛，得到干燥后的石膏渣粉料和电石渣粉料；

11、s2、将步骤s1所得石膏渣粉料和电石渣粉料按质量比26～30:1混合均匀，得到混合渣；

12、s3、将步骤s2所得混合渣与沙石按质量比1:2～3.5混合均匀，得到干混料；

13、s4、向步骤s3所得干混料中加入水，水的添加量为干混料总质量的25%～50%，充分搅拌混合，即得矿井回填料浆。

14、优选地，步骤s2中所述石膏渣与电石渣的质量比为30:1。

15、优选地，步骤s3中所述混合渣与沙石的质量比为1:3。

16、优选地，步骤s4中所述水的添加量为干混料总质量的35%。

17、进一步地，所述矿井回填料浆的塌落度为180～250mm。

18、进一步地，所述矿井回填料浆养护10天后的抗压强度不低于2.0mpa，养护14天后的抗压强度不低于2.5mpa。

19、进一步地，所述矿井回填料浆养护10天后的抗折强度不低于0.5mpa，养护14天后的抗折强度不低于0.6mpa。

20、进一步地，所述矿井回填料浆的渗出液中氯离子含量和氟离子含量均符合矿井回填环保要求。

21、本发明的有益效果在于：

22、本发明首次将石膏渣与电石渣按特定比例复配，利用石膏渣中硫酸盐组分与电石渣中碱性组分的协同激发效应，在不添加任何水泥的条件下形成胶凝体系，实现了两种固废的高效协同利用。通过大量实验确定了石膏渣与电石渣的最佳配比范围，在该配比范围内混合渣的ph值处于6～9的适宜范围，既保证了胶凝反应的顺利进行，又避免了对井下环境的碱性污染。

23、本发明通过系统研究物料配比、水配比与塌落度、抗压强度、抗折强度之间的关系，确定了最优配比方案，所得回填料浆具有良好的流动性和足够的早期强度，完全满足矿井回填的工程要求。本发明方法工艺简单，操作方便，无需复杂设备，可利用现有矿山充填系统直接应用，工业化推广成本低。

24、本发明实现了石膏渣和电石渣两种固体废弃物的协同资源化利用，变废为宝，既解决了固废堆存带来的环境问题，又大幅降低了矿井回填的材料成本，具有良好的经济效益和环境效益。

25、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

1.一种矿井回填料浆，其特征在于，由石膏渣、电石渣、沙石和水组成；所述石膏渣与电石渣的质量比为26～30:1；所述石膏渣与电石渣的混合渣与沙石的质量比为1:2～3.5；所述水的添加量为混合渣与沙石总质量的25%～50%。

2.根据权利要求1所述的矿井回填料浆，其特征在于，所述石膏渣与电石渣的质量比为30:1。

3.根据权利要求1所述的矿井回填料浆，其特征在于，所述混合渣与沙石的质量比为1:3。

4.根据权利要求1所述的矿井回填料浆，其特征在于，所述水的添加量为混合渣与沙石总质量的35%。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的矿井回填料浆，其特征在于，所述石膏渣与电石渣的混合渣的ph值为6～9。

6.一种如权利要求1至5中任一项所述的矿井回填料浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述石膏渣与电石渣的质量比为30:1。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述混合渣与沙石的质量比为1:3。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中所述水的添加量为干混料总质量的35%。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述矿井回填料浆养护10天后的抗压强度不低于2.0mpa，养护14天后的抗压强度不低于2.5mpa。