[发明专利]一种能吸收二氧化碳的充填材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种能吸收二氧化碳的充填材料及其制备方法。主要是解决现有胶结充填体存在的不具备二氧化碳吸收能力的技术问题。本发明的技术方案是：一种能吸收二氧化碳的充填材料，它由粉煤灰、水泥和玄武岩组成，所述水泥：粉煤灰：玄武岩的质量比为1：2‑4：8‑20。其制备方法的步骤为：1)首先选择氧化钙、氧化镁和氧化亚铁含量高，且其余元素含量与煤矸石所含元素含量相近的玄武岩；2)对选择的玄武岩进行二氧化碳吸收能力的测试；3)配制不同比例的物料；4)制成能吸收二氧化碳的不同比例的胶结充填体并养护；5)对养护后的胶结充填体进行力学强度测试，若测试结果符合工程所要求力学强度，则确定该胶结充填体的配比为制备充填材料的配比。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种能吸收二氧化碳的充填材料及其制备方法。

背景技术

目前，在采空区的充填体中使用的胶结充填体，主要采用粉煤灰、水泥等材料搅拌制作而成，其本身并不具备二氧化碳吸收能力。随着国家“碳达峰”、“碳中和”目标的提出，碳封存成为了实现“碳达峰”、“碳中和”的重要手段。为此，研究一种既可以满足对充填材料的力学要求，又能增加吸收二氧化碳功能的胶结充填材料是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是解决现有胶结充填体存在的不具备二氧化碳吸收能力的技术问题，提供一种能吸收二氧化碳的充填材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种能吸收二氧化碳的充填材料，它由粉煤灰、水泥和玄武岩组成，所述水泥：粉煤灰：玄武岩的质量比为1：2-4：8-20。

一种对所述的能吸收二氧化碳的充填材料的制备方法，其制备步骤为：

1)首先选择氧化钙含量为7％-10％、氧化镁含量为6％-8％、氧化亚铁含量为7％-10％，且其余元素含量与煤矸石所含元素含量相近的玄武岩；

2)对选择的玄武岩进行二氧化碳吸收能力的测试，检测玄武岩是否满足长期吸收大量二氧化碳的能力，若在50℃、8MPa条件下的二氧化碳水溶液中封存91天后能生成大于0.94g沉淀则满足长期吸收大量二氧化碳的能力，则选用；

3)将选用的玄武岩粉碎后，按水泥：粉煤灰：玄武岩的质量比1：2-4：8-20配制不同比例的物料；

4)将步骤3)中配制的不同比例的物料逐一进行混合搅拌，制成能吸收二氧化碳的不同比例的胶结充填体并养护；

5)对养护后的不同比例的胶结充填体进行力学强度测试，若测试结果符合工程所要求力学强度，则确定该胶结充填体的配比为制备能吸收二氧化碳的充填材料的配比，若测试结果不符合工程所要求力学强度，则放弃。

进一步地，所述养护的期限为1天、7天和28天。

本发明的有益效果是：

本发明首先选择氧化钙含量为7％-10％、氧化镁含量为6％-8％、氧化亚铁含量为7％-10％，且其余元素和含量与煤矸石所含元素和含量相近的玄武岩代替煤矸石，并采用水泥、粉煤灰与玄武岩相结合方式，通过测定不同配比的胶结充填体，最终选出符合工程所要求力学强度的配比，使选出的胶结充填材料具备长期吸收大量二氧化碳的能力。本发明制备的胶结充填材料，不仅减少井下二氧化碳排放量，又能解决胶结充填材料的来源问题，同时其力学强度和二氧化碳吸收能力均符合要求，具有广泛的适用性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细描述。

本实施例中的一种能吸收二氧化碳的充填材料，它由粉煤灰、水泥和玄武岩组成，所述水泥：粉煤灰：玄武岩的质量比为1：2-4：8-20。所述水泥为硅酸盐水泥。

一种对上述能吸收二氧化碳的充填材料的制备方法，其制备步骤为：