一种用于充填以及固化CO2的膏体制备方法与流程

本发明涉及生态修复，具体涉及一种用于充填以及固化co2的膏体制备方法。

背景技术：

1、近年来，因二氧化碳(co2)等温室气体排放导致的全球气候变暖日益显著，造成了极端天气频发、海平面上升等一系列严重后果。因此，如何实现温室气体减排已成为当今国际社会热点议题之一。其中co2的矿物封存技术可以有效减少co2排放和缓解全球变暖，它模仿了自然界中硅酸盐矿的自然风化过程，在此过程中，co2与含金属氧化物的材料发生反应，形成稳定且不溶于水的碳酸盐，从而达到永久封存co2的目的。煤矸石是采煤和洗煤中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、坚硬的岩石。大量煤矸石在地表堆积形成矸石山，不仅侵占了大量土地资源，而且部分煤矸石在雨水作用下重金属元素析出向周围土壤扩散，造成环境污染和破坏。粉煤灰是一种煤炭燃烧的产物，由燃煤锅炉中与烟气一起排出的微粒(燃烧的燃料的细小颗粒)组成，具有潜在胶凝特性。在有水的情况下，粉煤灰(特别是c级粉煤灰)会变硬，并随着时间的推移变得更加坚固。电石渣是电石水解获取乙炔气后产生的废渣，具有较强碱性，如果就地堆放，常给对周边的环境造成严重的环境污染。这几种固废材料含有大量的金属氧化物，碱度和活性较高，因此可以将其按照一定配比，加水拌合形成膏体，在与co2充分反应后作为矿山采空区或其它地质孔洞的充填料，一方面实现对固废的综合利用，减小环境负荷与污染，同时达到固化co2的目的；另一方面，制备的膏体成本低廉，具有推广利用的价值。

技术实现思路

1、本发明提出了一种掺杂煤矸石、粉煤灰、电石渣等固体废弃物并且可用于充填以及co2固化的膏体制备方法，以显著提高煤矸石等固体废弃物的利用率，解决固体废弃物排放量大、利用效率低的难题，同时达到固化co2，减少碳排放的目的。本发明制备了一种流动性能、固化性能以及力学性能均较为良好的膏体，将膏体填入矿场采空区，从而实现支撑采空区、防止地表沉降、保护生态环境、合理利用固体废物、减少碳排放的目标。

2、本发明的技术方案为：一种用于充填以及固化co2的膏体的制备方法，包括以下步骤：按重量份取原料：5～25份水泥，5～25份电石渣，25～45份粉煤灰，25～45份煤矸石，预处理煤矸石，混合原料，按固体与水的质量比例7：3，加水搅拌，搅拌转速为80～100r/min，向搅拌后的膏体中通入高纯度co2，并通过搅拌器进行搅拌，通入co2气压为0.1mpa，搅拌转速为120～160r/min，搅拌时间为1～2.5小时。

3、优选的，所述水泥选用42.5型普通硅酸盐水泥，所述煤矸石颗粒粒径均小于或等于10mm，其中粒径小于5mm的煤矸石颗粒控制在50％以上。

4、优选的，所述原料按以下重量份称取：25份水泥，25份电石渣，25份粉煤灰，22.5煤矸石。

5、优选的，所述原料按以下重量份称取：20份水泥，20份电石渣，30份粉煤灰，30煤矸石。

6、与常规的粉煤灰、煤矸石固体充填技术相比，本发明中膏体制备的主要原料为煤矸石、粉煤灰、电石渣等固体废弃物以及从电厂等工业排放源捕集的co2，排放量大且价格低廉，制备过程简单；利用粉煤灰部分取代水泥，投资成本低但经济效益高；通过调整原料配比，可以使膏体达到不同的强度要求，材料配比灵活，应用场景多样。

技术特征：

1.一种用于充填以及固化co2的膏体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按重量份取原料：5～25份水泥，5～25份电石渣，25～45份粉煤灰，25～45份煤矸石，预粉碎煤矸石，混合原料，按固体与水的质量比例7：3，加水搅拌，搅拌转速为80～100r/min，向搅拌后的膏体中通入高纯度co2，并通过搅拌器进行搅拌，通入co2气压为0.1mpa，搅拌转速为120～160r/min，搅拌时间为1～2.5小时。

2.根据权利要求1所述的一种用于充填以及固化co2的膏体的制备方法，其特征在于，所述水泥选用42.5型普通硅酸盐水泥，所述煤矸石颗粒粒径均小于或等于10mm，其中粒径小于5mm的煤矸石颗粒控制在50％以上。

3.根据权利要求1所述的一种用于充填以及固化co2的膏体的制备方法，其特征在于，所述原料按以下重量份称取：25份水泥，25份电石渣，25份粉煤灰，22.5煤矸石。

4.根据权利要求1所述的一种用于充填以及固化co2的膏体的制备方法，其特征在于，所述原料按以下重量份称取：20份水泥，20份电石渣，30份粉煤灰，30煤矸石。

技术总结
本发明公布了一种用于充填以及固化CO2的膏体的制备方法，包括以下步骤：按重量份取原料：5～25份水泥，5～25份电石渣，25～45份粉煤灰，25～45份煤矸石，预粉碎煤矸石，混合原料，按固体与水的质量比例7：3，加水搅拌，搅拌转速为80～100r/min，向搅拌后的膏体中通入高纯度CO2，并通过搅拌器进行搅拌，通入CO2气压为0.1MPa，搅拌转速为120～160r/min，搅拌时间为1～2.5小时。本发明制备了一种流动性能、固化性能以及力学性能均较为良好的膏体，制备的膏体可填入矿场采空区，从而实现支撑采空区、防止地表沉降、保护生态环境、合理利用固体废物、减少碳排放的目标。

技术研发人员：孔佳,王翰文,赵康,张力为,王燕
受保护的技术使用者：内蒙古佳祥亨环保科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14