CN115353360A - 一种利用废弃玻璃制备的全固废复合充填胶凝材料及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用废弃玻璃制备的全固废复合充填胶凝材料及方法，属于金属矿床地下充填开采技术领域；解决了资源化利用废弃玻璃的问题；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣、脱硫石膏和水，按质量配比，增钙热活化废弃玻璃：超细矿渣：脱硫石膏=20：75：5；所述增钙热活化废弃玻璃为白云岩与废弃玻璃高温煅烧而成，按质量配比，白云岩：废弃玻璃=（20~35）：（80~65），煅烧温度为800°C~1000°C；所述水的添加量为固体复合粉体添加量的45~50%；本发明应用于废弃玻璃再利用。
Description
技术领域
本发明涉及金属矿床地下充填开采领域，具体涉及一种利用废弃玻璃制备的全固废复合充填胶凝材料及方法。
背景技术
自1900年玻璃吹制实现机械化以来，全球玻璃和玻璃制品的产量迅速增长。玻璃逐渐成为生活的各个角落中最为常用的材料之一，从容器、窗户、屏风到医疗、电子仪器等。玻璃不仅给人们的生活带来了方便，但其后续也造成了许多问题。最主要的问题就是如何有效且环保的处理废玻璃。根据官方统计数据，2014年中国生产了约17.51亿吨废弃玻璃，回收量约为8.55亿吨，利用率为48.33%。到2020年中国年废弃玻璃的产量达到了22.12亿吨，而仅有9.44亿吨被资源化利用，利用率为44.48%。由于废弃玻璃在颜色和化学成分上存在差异，只有部分可以进行回收，经过特定的筛选和清洗后生产新的玻璃产品、玻璃纤维产品和陶瓷，而大部分废弃玻璃则直接进行填埋处理。然而，废弃玻璃是一种在自然状态下不能分解，且难以焚烧的无机非金属材料，简单的掩埋处理会导致土地占用、环境问题和资源浪费。因此，需要开发新的途径提高废弃玻璃的资源化利用率。
胶结充填采矿工艺应具有矿石损失贫化小、减少地表尾砂堆积和维持地下空区稳定等优点而被广泛应用。大范围的地下采空区充填体消耗了大量的水泥等胶凝材料，显著增加了采矿成本，给矿山企业带来了一定的经济负担。废弃玻璃的主要氧化物组成为SiO2、CaO和Al2O3，使其成为可用于制备充填胶凝材料潜在的矿物添加剂。然而，单纯的废弃玻璃活性较低，需要对其进行改性提高水化反应活性，再与多种固废材料进行配合制备胶凝材料。本发明对降低充填采矿成本及提高固废资源化利用率具有重要意义。因此，本发明的目的是研究一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种利用废弃玻璃制备的全固废复合充填胶凝材料结构的改进及其制备方法的改进。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种利用废弃玻璃制备的全固废复合充填胶凝材料，包括增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣、脱硫石膏和水，按质量配比，增钙热活化废弃玻璃：超细矿渣：脱硫石膏=20：75：5；
所述增钙热活化废弃玻璃为白云岩与废弃玻璃高温煅烧而成，按质量配比，白云岩：废弃玻璃=（20~35）：（80~65），煅烧温度为800°C~1000°C；
所述水的添加量为固体复合粉体添加量的45~50%。
所述白云岩为研磨机研磨制成，比表面积为700~800m2/kg；
所述废弃玻璃为研磨机研磨制成，比表面积为300~500m2/kg；
所述超细矿渣为研磨机研磨制成，比表面积为3100~3200m2/kg；
所述脱硫石膏的比表面积为600~700m2/kg。
一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，包括如下步骤：
步骤1，废弃玻璃-白云岩混合：
按配比，取废弃玻璃粉末和白云岩放入搅拌机中混合均匀，形成复合粉体；
步骤2，废弃玻璃-白云岩煅烧：
将步骤1搅拌的复合粉体放入马弗炉中进行煅烧，然后研磨，形成增钙热活化废弃玻璃；
所述的增钙热活化废弃玻璃比表面积为500~600m2/kg；
步骤3，配制全固废复合充填体胶凝材料粉体：
按配比，取增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣和脱硫石膏放入搅拌机中搅拌均匀，形成全固废复合充填体胶凝材料粉体；
步骤4，半成品制备：
按配比，向步骤3中的全固废复合充填体胶凝材料粉体中加入水，搅拌均匀后，注入圆柱形模具中，振动后，形成半成品；
步骤5，养护：
将半成品放入养护箱中进行密闭养护3~28天，获取全固废复合充填体胶凝材料水化样品。
所述步骤1中，搅拌机的转速为80±2r/min；
所述步骤1中，搅拌机的搅拌时间为3~4min。
所述步骤2中，煅烧温度范围为800°C~1000°C；
所述步骤2中，升温速率为15°C/min；
所述步骤2中，保温时间为1h；
所述步骤2中，研磨机转速为200r/min，球料比为4：1，研磨时间为5min。
所述步骤3中，搅拌机的转速为80±2r/min；
所述步骤3中，搅拌机的搅拌时间为3~4min。
所述步骤4中，搅拌机的转速为100±5r/min；
所述步骤4中，搅拌机的搅拌时间为4~5min；
所述步骤4中，圆柱形模具的尺寸为50mm×100mm，且模具上下口均为密封处理，防止水分蒸发；
所述步骤4中，浆体注入模具后，在振动台上振动时间为1~2min。
步骤6，样品性能评估：
待样品达到预定的养护时间后，进行脱模，进行微观测试和力学性能测试。
所述步骤6中，预定的养护时间为3天、7天和28天；
所述步骤6中，脱模采用的气压枪脱模，保证样品的完整性；
所述步骤6中，微观测试为XRD水化产物物相分析、TG-DTA水化产物综合热分析、SEM电镜扫描和重金属离子浸出测试。
所述步骤6中，力学性能测试为单抽抗压强度测试。
所述步骤6中，制得的全固废复合充填体胶凝材料水化样品养护3天抗压强度达到21～24MPa，养护7天抗压强度达到26～28MPa，养护28天抗压强度达到39~47MPa。
所述步骤3中，增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣和脱硫石膏按质量配比为20：75：5。
所述步骤1中，按质量配比，白云岩：废弃玻璃=（20~35）：（80~65）。
本发明相对于现有技术具备的有益效果为：
（1）本发明中的全固废复合充填胶凝材料采用的废弃玻璃、白云岩、高炉矿渣和脱硫石膏均为固体废弃物，原料来源容易，整体成本低，且固体废弃物资源化利用后，能够缓解其堆积带来的环境问题；
（2）全固废复合充填胶凝材料能大幅降低水泥的需求，节省能源并降低CO2排放，节能减排；
（3）本发明的全固废复合充填胶凝材料在预定养护期内强度达标，符合现场充填需求，早期水化速度快，凝结时间短，3天强度较高，后期强度继续稳定增加；
（4）发明的全固废复合充填胶凝材料的流动性可根据加入的超细矿渣量进行微调节，提高料浆管道输送效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明实例中采用的废弃玻璃化学成分质量百分数如下：CaO 11.67%，SiO275.66%， Al2O3 7.08%，MgO 1.53%，Fe2O3 0.57%，Na2O 1.34%，K2O 1.47%，SO3 0.23%；
本发明实例中采用的白云岩化学成分质量百分数如下：CaO 63.71%，SiO2 4.55%，Al2O3 0.31%，MgO 31.26%，Fe2O3 0.17%，Na2O 0.18%，K2O 20.016%，SO3 0.0033%；
本发明实例中采用的超细矿渣化学成分质量百分数如下：CaO 42.69%，SiO233.73%， Al2O3 10.37%，MgO 8.8%，Fe2O3 0.31%，Na2O 0.42%，K2O 0.41%，SO3 0.08%；
本发明实例中采用的脱硫石膏化学成分质量百分数如下：CaO 50.89%，SiO21.62%， Al2O3 0.71%，MgO 0.35%，Fe2O3 0.47%，Na2O 0.0087%，K2O 0.11%，SO3 45.58%。
实施例1
一种利用废弃玻璃制备的全固废复合充填胶凝材料，包括增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣、脱硫石膏和水，按质量配比，增钙热活化废弃玻璃：超细矿渣：脱硫石膏=20：75：5；
所述增钙热活化废弃玻璃为白云岩与废弃玻璃高温煅烧而成，按质量配比，白云岩：废弃玻璃=20：80，煅烧温度为800°C；
所述水的添加量以复合胶凝材料的质量为基准，为复合胶凝材料质量的45~50%，本实施例取谁的添加量为固体复合粉体添加量的50%。
所述白云岩为研磨机研磨20min制成，比表面积为700~800m2/kg；
所述废弃玻璃为研磨机研磨20min制成，比表面积为300~500m2/kg；
所述矿渣为研磨机研磨60min制成，比表面积为3100~3200m2/kg；
所述脱硫石膏比表面积为600~700m2/kg。
一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，包括以下步骤：
步骤1，废弃玻璃-白云岩混合：
按配比，取废弃玻璃与白云岩放入搅拌机中以80r/min搅拌3min，形成复合粉体；
步骤2，废弃玻璃-白云岩煅烧：
将复合粉体放入马弗炉中进行煅烧，然后研磨，形成增钙热活化废弃玻璃；
步骤3，配制全固废复合充填体胶凝材料粉体：
按配比，取增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣和脱硫石膏放入搅拌机中以80r/min搅拌3min，形成全固废复合充填体胶凝材料粉体；
步骤4，半成品制备：
按配比，向全固废复合充填体胶凝材料粉体中加入水，以80r/min的转速搅拌3min后，注入尺寸为50mm×100mm且上下口封闭的圆柱形模具中，在振动台上振实1min，形成半成品；
步骤5，养护：
将半成品放入养护箱中进行密闭养护3~28天，养护温度为20°C，养护湿度为95%，获取废弃玻璃全固废复合充填胶凝材料水化样品。
步骤6，样品性能评估：
待样品达到预定的养护时间后，脱模后进行力学性能测试，3天强度为23.68MPa，7天强度为27.45MPa，28天强度为46.41MPa。
实施例2
一种利用废弃玻璃制备的全固废复合充填胶凝材料，包括增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣、脱硫石膏和水，按质量配比，增钙热活化废弃玻璃：超细矿渣：脱硫石膏=20：75：5；
所述增钙热活化废弃玻璃为白云岩与废弃玻璃高温煅烧而成，按质量配比，白云岩:废弃玻璃=35：65，煅烧温度为800°C；
所述水的添加量为固体复合粉体添加量的50%。
一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，包括以下步骤：
步骤1，废弃玻璃-白云岩混合：
按配比，取废弃玻璃与白云岩放入搅拌机中以80r/min搅拌3min，形成复合粉体；
步骤2，废弃玻璃-白云岩煅烧：
将复合粉体放入马弗炉中进行煅烧，然后研磨，形成增钙热活化废弃玻璃；
步骤3，配制全固废复合充填体胶凝材料粉体：
按配比，取增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣和脱硫石膏放入搅拌机中以80r/min搅拌3min，形成全固废复合充填体胶凝材料粉体；
步骤4，半成品制备：
按配比，向全固废复合充填体胶凝材料粉体中加入水，以80r/min的转速搅拌3min后，注入尺寸为50mm×100mm且上下口封闭的圆柱形模具中，在振动台上振实1min，形成半成品；
步骤5，养护：
将半成品放入养护箱中进行密闭养护3~28天，养护温度为20°C，养护湿度为95%，获取废弃玻璃全固废复合充填胶凝材料水化样品。
步骤6，样品性能评估：
待样品达到预定的养护时间后，脱模后进行力学性能测试，3天强度为22.05MPa，7天强度为27.04MPa，28天强度为44.37MPa。
实施例3
一种利用废弃玻璃制备的全固废复合充填胶凝材料，包括增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣、脱硫石膏和水，按质量配比，增钙热活化废弃玻璃：超细矿渣：脱硫石膏=20：75：5；
所述增钙热活化废弃玻璃为白云岩与废弃玻璃高温煅烧而成，按质量配比，白云岩:废弃玻璃=35：65，煅烧温度为1000°C；
所述水的添加量为固体复合粉体添加量的50%。
一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，包括以下步骤：
步骤1，废弃玻璃-白云岩混合：
按配比，取废弃玻璃与白云岩放入搅拌机中以80r/min搅拌3min，形成复合粉体；
步骤2，废弃玻璃-白云岩煅烧：
将复合粉体放入马弗炉中进行煅烧，然后研磨，形成增钙热活化废弃玻璃；
步骤3，配制全固废复合充填体胶凝材料粉体：
按配比，取增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣和脱硫石膏放入搅拌机中以80r/min搅拌3min，形成全固废复合充填体胶凝材料粉体；
步骤4，半成品制备：
按配比，向全固废复合充填体胶凝材料粉体中加入水，以80r/min的转速搅拌3min后，注入尺寸为50mm×100mm且上下口封闭的圆柱形模具中，在振动台上振实1min，形成半成品；
步骤5，养护：
将半成品放入养护箱中进行密闭养护3~28天，养护温度为20°C，养护湿度为95%，获取废弃玻璃全固废复合充填胶凝材料水化样品。
步骤6，样品性能评估：
待样品达到预定的养护时间后，脱模后进行力学性能测试，3天强度为21.17MPa，7天强度为26.09MPa，28天强度为40.35MPa。
本发明主要解决的问题是通过化学增钙煅烧对废弃玻璃进行改性，调整煅烧温度和化学增钙量，优化增钙热活化废弃玻璃的水化反应活性，将其与超细矿渣及脱硫石膏按一定配比制备充填胶凝材料，实现其在胶结充填体中的应用，达到资源化利用废弃玻璃的目的。
关于本发明具体结构需要说明的是，本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本发明提出的技术问题，本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种利用废弃玻璃制备的全固废复合充填胶凝材料，其特征在于：包括增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣、脱硫石膏和水，按质量配比，增钙热活化废弃玻璃：超细矿渣：脱硫石膏=20：75：5；
所述增钙热活化废弃玻璃为白云岩与废弃玻璃高温煅烧而成，按质量配比，白云岩：废弃玻璃=（20~35）：（80~65），煅烧温度为800°C~1000°C；
所述水的添加量为固体复合粉体添加量的45~50%。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃玻璃制备的全固废复合充填胶凝材料，其特征在于：所述白云岩为研磨机研磨制成，比表面积为700~800m2/kg；
所述废弃玻璃为研磨机研磨制成，比表面积为300~500m2/kg；
所述超细矿渣为研磨机研磨制成，比表面积为3100~3200m2/kg；
所述脱硫石膏的比表面积为600~700m2/kg。
3.一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，废弃玻璃-白云岩混合：
按配比，取废弃玻璃粉末和白云岩放入搅拌机中混合均匀，形成复合粉体；
步骤2，废弃玻璃-白云岩煅烧：
将步骤1搅拌的复合粉体放入马弗炉中进行煅烧，然后研磨，形成增钙热活化废弃玻璃；
所述增钙热活化废弃玻璃的比表面积为500~600m2/kg；
步骤3，配制全固废复合充填体胶凝材料粉体：
按配比，取增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣和脱硫石膏放入搅拌机中搅拌均匀，形成全固废复合充填体胶凝材料粉体；
步骤4，半成品制备：
按配比，向步骤3中的全固废复合充填体胶凝材料粉体中加入水，搅拌均匀后，注入圆柱形模具中，振动后，形成半成品；
步骤5，养护：
将半成品放入养护箱中进行密闭养护3~28天，获取全固废复合充填体胶凝材料水化样品。
4.根据权利要求3所述的一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，其特征在于：
所述步骤1中，搅拌机的转速为80±2r/min；
所述步骤1中，搅拌机的搅拌时间为3~4min。
5.根据权利要求3所述的一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，其特征在于：
所述步骤2中，煅烧温度范围为800°C~1000°C；
所述步骤2中，升温速率为15°C/min；
所述步骤2中，保温时间为1h；
所述步骤2中，研磨机转速为200r/min，球料比为4：1，研磨时间为5min。
6.根据权利要求3所述的一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，其特征在于：
所述步骤3中，搅拌机的转速为80±2r/min；
所述步骤3中，搅拌机的搅拌时间为3~4min。
7.根据权利要求3所述的一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，其特征在于：
所述步骤4中，搅拌机的转速为100±5r/min；
所述步骤4中，搅拌机的搅拌时间为4~5min；
所述步骤4中，圆柱形模具的尺寸为50mm×100mm，且模具上下口均为密封处理，防止水分蒸发；
所述步骤4中，浆体注入模具后，在振动台上振动时间为1~2min。
8.根据权利要求3所述的一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，其特征在于：所述全固废复合充填体胶凝材料水化样品养护3天抗压强度达到21～24MPa，养护7天抗压强度达到26～28MPa，养护28天抗压强度达到39~47MPa。
9.根据权利要求3所述的一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，其特征在于：所述步骤3中，增钙热活化废弃玻璃、超细矿渣和脱硫石膏按质量配比为20：75：5。
10.根据权利要求3所述的一种利用废弃玻璃制备全固废复合充填胶凝材料的方法，其特征在于：所述步骤1中，按质量配比，白云岩：废弃玻璃=（20~35）：（80~65）。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030041783A1 (en) * | 2001-04-12 | 2003-03-06 | Zstone Technologies, Llc | Cementitious composition containing glass powder as a pozzolan |
| CN106630700A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-05-10 | 河海大学 | 一种以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料及其制备方法 |
| CN108203251A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-06-26 | 东北大学 | 一种碱激发高炉矿渣胶凝材料及其制备方法 |
| CN111233395A (zh) * | 2020-01-18 | 2020-06-05 | 杭州申华混凝土有限公司 | 一种高强透水混凝土及其制备方法 |
| CN112279605A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-29 | 湖北工业大学 | 一种地下充填胶凝材料及其制备方法与应用 |
| CN113149477A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-23 | 安徽工业大学 | 一种全固废胶凝材料及其制备方法和应用 |
-
2022
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030041783A1 (en) * | 2001-04-12 | 2003-03-06 | Zstone Technologies, Llc | Cementitious composition containing glass powder as a pozzolan |
| CN106630700A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-05-10 | 河海大学 | 一种以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料及其制备方法 |
| CN108203251A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-06-26 | 东北大学 | 一种碱激发高炉矿渣胶凝材料及其制备方法 |
| CN111233395A (zh) * | 2020-01-18 | 2020-06-05 | 杭州申华混凝土有限公司 | 一种高强透水混凝土及其制备方法 |
| CN112279605A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-29 | 湖北工业大学 | 一种地下充填胶凝材料及其制备方法与应用 |
| CN113149477A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-23 | 安徽工业大学 | 一种全固废胶凝材料及其制备方法和应用 |
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