【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于采空區注漿材料，尤其是涉及一種鐵尾礦基地聚物注漿材料及其制備方法。
技術介紹
1、礦產開采為工業的快速發展提供了動力，也不可避免的形成了大量的采空區。大規模的采空區會引發塌陷，對周圍地表環境造成損害。注漿技術在一定程度上可以防止地表塌陷、減緩地下采礦活動對地表環境的影響，是治理采空區空洞的有效手段。目前，水泥基材料是最常用的注漿材料，其優點在于技術成熟。然而水泥的生產過程會排放大量的co2，在我國“雙碳”目標下，傳統高能耗產業要向綠色轉型，因此亟需研究一種綠色環保型的注漿材料。
2、鐵尾礦是我國主要的礦業固廢之一，年產量達45億噸，然而其利用率僅有6.79％。近年來，鐵尾礦的存放量與日俱增，尾礦的堆存不僅會占用大量土地，而且尾礦庫存在潰壩和泄露的風險。此外，鐵尾礦中含有的重金屬元素會向地下遷移，對周圍水體、植被、土壤等造成污染。因此，有必要推動鐵尾礦的綜合利用。
3、地聚物材料是一種以工業廢渣為主要原料的膠凝材料，可以代替水泥用于制備注漿材料。目前，人們常采用高爐礦渣、粉煤灰等活性較高的固體廢棄物為原料制備地聚物注漿材料。由于鐵尾礦屬于惰性材料，反應活性較低，通常只能作為細骨料應用與工程實踐之中，這極大限制了鐵尾礦的使用價值。因此如何使鐵尾礦作為膠凝摻和料應用于地聚物體系，而不僅僅是作為細骨料使用，是需要解決的技術問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，為解決上述鐵尾礦應用范圍有限、利用低的技術問題，本專利技術提出了一種鐵尾礦基地聚物注漿材料及其制
2、為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：
3、本專利技術一方面提供了一種鐵尾礦基地聚物注漿材料，包括按重量份數計的如下組分：鐵尾礦粉30～60份、礦渣15～45份、粉煤灰10～20份、脫硫石膏5～8份、水玻璃17～33份、naoh?2～4份、水70～80份、減水劑0.8～1份。
4、在本專利技術一些優選的鐵尾礦基地聚物注漿材料的實施方式中，所述鐵尾礦為硅鋁型尾礦，sio2和al2o3的總質量分數≥70％；所述鐵尾礦經機械球磨處理，外觀呈灰黑色固體粉末狀，比表面積為700～1000m2/kg。
5、在本專利技術一些優選的鐵尾礦基地聚物注漿材料的實施方式中，所述礦渣為s95級礦粉，比表面積≥400m2/kg。
6、在本專利技術一些優選的鐵尾礦基地聚物注漿材料的實施方式中，所述粉煤灰為ⅱ級灰，比表面積≥400m2/kg。
7、在本專利技術一些優選的鐵尾礦基地聚物注漿材料的實施方式中，所述脫硫石膏為二水石膏(caso4·2h2o)，純度≥90％。
8、在本專利技術一些優選的鐵尾礦基地聚物注漿材料的實施方式中，所述水玻璃為工業水玻璃，模數為3.2，sio2含量為26.2％，na2o含量為8.3％。
9、在本專利技術一些優選的鐵尾礦基地聚物注漿材料的實施方式中，所述naoh為分析純試劑，純度≥96％。
10、在本專利技術一些優選的鐵尾礦基地聚物注漿材料的實施方式中，所述減水劑為聚羧酸高效減水劑，減水率在20％以上。
11、本專利技術另一方面提供了一種鐵尾礦基地聚物注漿材料的制備方法，包括如下步驟：
12、s1、將鐵尾礦經干燥、篩分處理后，球磨機機械球磨，得到比表面積為700～1000m2/kg的鐵尾礦粉；
13、s2、將按如下重量份數稱取的鐵尾礦粉30～60份、礦渣15～45份、粉煤灰10～20份和脫硫石膏5～8份混合均勻，得到固廢原料；
14、s3、將按如下重量份數稱取的水玻璃17～33份和naoh?2～4份混合，攪拌至naoh固體完全溶解后靜置，得到堿激發劑；
15、s4、將按如下重量份數稱取的減水劑0.8～1份和水70～80份混合均勻；
16、s5、將固廢原料、堿激發劑、減水劑和水的混合溶液混合，攪拌均勻，得到所述鐵尾礦基地聚物注漿材料。
17、相對于現有技術，本專利技術所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料及其制備方法具有以下優勢：
18、(1)本專利技術所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料中，通過對鐵尾礦機械球磨活化處理，使鐵尾礦具有火山灰活性，可作為膠凝摻和料應用于地聚物體系，而不僅僅是作為骨料使用，拓寬了鐵尾礦的應用范圍，提高了鐵尾礦的利用率，減少鐵尾礦的堆放量；
19、(2)本專利技術所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料以鐵尾礦粉、礦渣、粉煤灰和脫硫石膏為主要原料，經機械球磨活化處理的鐵尾礦與其它主要固廢原料經由水玻璃和naoh構成的復合堿激發劑激發活化，形成了具有膠凝作用的注漿材料，在堿激發劑的作用下，鐵尾礦顆粒表面的si-o鍵和al-o鍵被破壞，生成了大量的[sio4]4-、[alo4]5-四面單體，這些單體在礦渣提供的高鈣環境和脫硫石膏提供的so42-環境中重新聚合生成針狀鈣礬石(aft)和團絮狀水化硅酸鈣(c-s-h)、水化鋁酸鈣(c-a-h)凝膠，形成了具有較高強度的漿材結石體，使得注漿材料具有良好的抗壓強度；
20、(3)本專利技術所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料中，粉煤灰是細小的玻璃質球狀顆粒，可以在體系中發揮“滾珠效應”，對漿液流動性能具有一定改善作用，同時，水玻璃溶液中的[sio4]4-能降低顆粒間的相互應力，可進一步提高漿液的流動度，使得注漿材料具有良好的流動性能；
21、(4)本專利技術所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料將多種固廢作為原料，經過復配，得到抗壓強度高、流動性能好的注漿材料，同時本專利技術中不添加水泥熟料，也不采用高溫煅燒活化方式，更加低碳、綠色、環保，具有良好應用前景。
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1.一種鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于，包括按重量份數計的如下組分：鐵尾礦粉30～60份、礦渣15～45份、粉煤灰10～20份、脫硫石膏5～8份、水玻璃17～33份、NaOH?2～4份、水70～80份、減水劑0.8～1份。
2.根據權利要求1所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于：所述鐵尾礦為硅鋁型尾礦，SiO2和Al2O3的總質量分數≥70％；所述鐵尾礦經機械球磨處理，比表面積為700～1000m2/kg。
3.根據權利要求1所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于：所述礦渣為S95級礦粉，比表面積≥400m2/kg。
4.根據權利要求1所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于：所述粉煤灰為Ⅱ級灰，比表面積≥400m2/kg。
5.根據權利要求1所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于：所述脫硫石膏為二水石膏，純度≥90％。
6.根據權利要求1所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于：所述水玻璃為工業水玻璃，模數為3.2，SiO2含量為26.2％，Na2O含量為8.3％。
7.根據權利要求1所述的鐵尾
8.根據權利要求1所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于：所述減水劑為聚羧酸高效減水劑，減水率在20％以上。
9.一種鐵尾礦基地聚物注漿材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于，包括按重量份數計的如下組分：鐵尾礦粉30～60份、礦渣15～45份、粉煤灰10～20份、脫硫石膏5～8份、水玻璃17～33份、naoh?2～4份、水70～80份、減水劑0.8～1份。
2.根據權利要求1所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于：所述鐵尾礦為硅鋁型尾礦，sio2和al2o3的總質量分數≥70％；所述鐵尾礦經機械球磨處理，比表面積為700～1000m2/kg。
3.根據權利要求1所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于：所述礦渣為s95級礦粉，比表面積≥400m2/kg。
4.根據權利要求1所述的鐵尾礦基地聚物注漿材料，其特征在于：所述粉...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡建林，孟志鵬，董捷，閻杰，張會芳，張玉棟，孫婧，王愷，劉洋，高通通，董少輝，
申請(專利權)人：河北建筑工程學院，
類型：發明
國別省市：
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