1.本发明属于固废废物综合利用及煤炭绿色开采技术领域，特别涉及一种高游离氧化钙固废基胶凝材料及其制备和应用。
背景技术：
2.充填开采技术作为煤矿绿色开采技术的重要组成部分，其能够把固体废物利用与地表沉陷控制结合起来，具有“高安全性、高采出率、环境友好”的基本特征，能够实现地表破坏程度低、煤炭资源采出率高、固体废弃物资源化利用、保护矿区生态环境，已成为实现绿色采矿的根本途径之一，是缓解资源、能源、大宗固废、环境和安全的瓶颈制约与应对我国西部生态脆弱区矿产资源开发的重要举措。
3.水泥是充填开采技术实践过程中使用最为广泛的胶凝材料，同时水泥也是世界上最大宗的商品之一，巨大的水泥产量和使用量也伴随着非常显著的环境代价，在水泥生产过程中导致的全球二氧化碳排放量至少增加5％～8％。
4.在矿山的充填开采过程中所需的充填体强度要求较低，一般为2～6mpa左右，这一强度要求与建筑上常用的35mpa、45mpa甚至更高强度混凝土有较大区别，使用水泥来配制低强度的充填体实际上是一种浪费，且使用高成本的水泥造成了充填生产成本的增高，而充填的高成本是目前限制充填开采技术推广的主要原因。
5.为了降低成本，充填开采过程中将部分普通粉煤灰、钢渣等工业废渣掺加使用替代部分水泥，但是掺加量有限，成本仍然较高。
6.在以煤炭为主的电力能源中，每燃烧1吨原煤，产生粉煤灰250
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300kg，其中大量游离氧化钙含量高的粉煤灰，由于安定性差，会导致混凝土膨胀开裂，其利用问题尤其突出。
7.钢渣是钢铁企业的主要固体废物，经过高温冶炼后淬冷而形成。钢渣中含有硅酸二钙、硅酸三钙以及少量游离氧化钙、游离氧化镁等。因此具有一定的胶凝性能，但钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁含量较高，应用在建筑材料中时会由于后期水化，使建筑开裂，影响建筑的安定性，严重制约了钢渣的资源化利用。
8.金属镁的生产主要采用皮江法，每生产1吨镁产渣6.5
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8.0吨。由于镁渣中有大量的游离氧化钙和氧化镁，导致镁渣易膨胀，安定性差，综合利用率低。
9.现有技术中，部分粉煤灰、钢渣可掺入水泥中使用，但对粉煤灰、镁渣的游离氧化钙和游离氧化镁有严格限制。根据国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gb/t 1596
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2017)的要求，f类和c类粉煤灰的游离氧化钙质量分数分别不能超过1％和4％。国家标准《镁渣硅酸盐
声明：
“高游离氧化钙固废基胶凝材料及其制备和应用的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色网
来源：西安西矿能源研究院有限公司
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2025年05月16日 ~ 18日 
