權(quán)利要求

1.含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料，其特征在于，由復(fù)合膠凝材料與工程棄土或復(fù)合膠凝材料與廢漿組成，所述復(fù)合膠凝材料與工程棄土或廢漿的干料質(zhì)量比為1:8~9.5；按重量份計(jì)，所述復(fù)合膠凝材料由以下原料組成：鋼渣20~40份，精煉渣10~50份，釩鈦礦渣20~50份，廢棄加氣混凝土5~15份，脫硫石膏2.5~5.5份，氟石膏2.5~5.5份。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固廢基坑回填材料，其特征在于，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述鋼渣的組分包括：CaO 20~50%，SiO 2 10~30%，Al 2O 3 1~10%，F(xiàn)e 2O 3 5~30%，MgO 1~15%，F(xiàn)eO 1~12%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，SO 3 0~0.3%，P 2O 5 1~6%。 

3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固廢基坑回填材料，其特征在于，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述精煉渣的組分包括：CaO 45~60%，Al 2O 3 20~30%，SiO 2 5~10%，MgO 2~8%，F(xiàn)e 2O 3 1~5%，SO 3 1~4%。 

4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固廢基坑回填材料，其特征在于，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述釩鈦礦渣的組分包括：SiO 2 10~35%，Al 2O 3 10~20%，MgO 5~10%，CaO 15~30%，F(xiàn)e 2O 3 0.1~3%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，MnO 0.1~1.5%，TiO 2 10~25%，SO 3 0.1~2%。 

5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固廢基坑回填材料，其特征在于，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述氟石膏的組分包括：CaO 32~40%，SiO 2 0.1~5%，Al 2O 3 0.1~3%，MgO 0.1~1%，SO 3 35~55%，CaF 2 2~7%。 

6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固廢基坑回填材料，其特征在于，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述脫硫石膏的組分包括：CaO 40~50%，SiO 2 1~4%，Al 2O 3 0~1.5%，MgO 1~4%，SO 3 30~45%，Cl 0.01~1%。 

7.一種如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的全固廢基坑回填材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： S1 鋼渣破碎至粒徑為1~3mm后，放入碳化箱中碳化60~72h，將碳化后的鋼渣烘干，然后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為150~200m 2/kg； S2 釩鈦礦渣破碎至粒徑為1~3mm，將破碎后的釩鈦礦渣烘干；然后將S1得到的鋼渣和釩鈦礦渣混合，放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為400~700m 2/kg； S3 將精煉渣烘干，再置于球磨機(jī)中粉磨至比表面積為400~600m 2/kg； S4 廢棄加氣混凝土破碎至粒徑為1~3mm，然后烘干至恒重，再放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為300~400m 2/kg； S5 將脫硫石膏和氟石膏烘干，烘干后的脫硫石膏和氟石膏混合均勻后，放入球磨機(jī)中粉磨至350~500m 2/kg； S6 將S2、S3、S4及S5得到的粉體材料拌和，得到復(fù)合膠凝材料； S7 將復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿按干料質(zhì)量比為1:8~9.5的比例混合得到全固廢基坑回填材料。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，S1中碳化條件為：CO 2濃度15%，溫度20±1℃，濕度85%±1。 9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，S5中脫硫石膏和氟石膏的質(zhì)量比為1:1。 10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，S1、S2、S3及S5中烘干的溫度均為105℃，烘干的時(shí)間均為12h。

說明書

含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料及其制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料及其制備方法。

背景技術(shù)

城鎮(zhèn)化的快速實(shí)施推動(dòng)著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，同時(shí)也使我國面臨資源緊缺、生態(tài)環(huán)境超負(fù)荷等可持續(xù)發(fā)展問題。如何合理、安全、有效地開發(fā)二次資源，推進(jìn)固體廢棄物的資源化利用，減少對(duì)自然資源的依賴，為生態(tài)環(huán)境減負(fù)，是我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵。

隨著城市建設(shè)發(fā)展，各種地標(biāo)建筑和高層、超高層建筑拔地而起。以前房屋建設(shè)產(chǎn)生的工程槽土，施工方多以回填形式處理，現(xiàn)在高層建筑越挖越深，工程棄土數(shù)量激增。此外，由于近年來我國城市地下交通建設(shè)和地下管廊建設(shè)等各類大型地下工程發(fā)展迅猛，導(dǎo)致越來越多的開挖棄土產(chǎn)生且大量堆積，難以處理。建筑廢棄物中，工程棄土已成為“主力軍”。這些工程棄土因?yàn)閬碓磸V、特性差異大及水穩(wěn)定性差等原因，主要采取堆存或傾倒等處理方式，同樣也存在占地及污染環(huán)境等問題。與此同時(shí)，高層、超高層建筑或地鐵工程等施工中產(chǎn)生了大量的工程廢漿，它是指鉆孔樁基施工、地下連續(xù)墻施工及泥水盾構(gòu)施工等產(chǎn)生的泥漿，以鉆孔樁基施工為例，其泥漿產(chǎn)生量極大，一般為鉆孔樁體積的3～5倍，而且工程廢漿含水率通常高于200％。目前針對(duì)泥漿的處理方法主要有泥漿壓濾脫水及海洋傾倒等，這些方法不僅處理成本高且對(duì)環(huán)境破環(huán)大。

鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的廢渣，我國鋼鐵的年產(chǎn)量在上世紀(jì)末期就已經(jīng)躍居世界第一，而每年產(chǎn)生的鋼渣大約為產(chǎn)鋼量的10%～12%。鋼渣因其膠凝性弱、易磨性差、體積穩(wěn)定性不良，大大限制了鋼渣的大規(guī)模、高附加值的應(yīng)用，目前我國鋼渣利用率不足40%。大量堆棄的鋼渣既占用了大片土地，而且對(duì)環(huán)境也存在一定的危害。隨著市場(chǎng)對(duì)鋼產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，精煉比例還在不斷提高。2017年我國粗鋼產(chǎn)量83173萬噸，如果以70%的精煉比，按照一般精煉渣排出量約為所處理鋼液量的2~5%來計(jì)算，2017年全年我國的精煉渣產(chǎn)量約為2000萬噸左右。精煉渣具有易粉化、易水化的特點(diǎn)，隨著排渣量的增多，簡單的堆存處理占地多，粉塵污染嚴(yán)重，還有可能因滲濾液pH超標(biāo)導(dǎo)致水環(huán)境污染。

與此同時(shí)，在城市建設(shè)過程中，諸如建筑基坑開挖、管廊建設(shè)、管網(wǎng)改造、及地鐵施工等項(xiàng)目均涉及地下工程回填施工，且這些回填部位具有空間狹窄的特點(diǎn)，常規(guī)夯實(shí)、壓實(shí)裝備難以進(jìn)入，進(jìn)而造成回填壓實(shí)質(zhì)量差并將在后期造成不均勻沉降、塌陷等質(zhì)量通病。

因此，施工領(lǐng)域迫切的需要開發(fā)一種施工效果良好且經(jīng)濟(jì)適用的回填材料，解決城市工程地下空間施工的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有地下工程回填存在的回填壓實(shí)質(zhì)量差、后期出現(xiàn)不均勻沉降、塌陷等質(zhì)量問題，本發(fā)明提出一種含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料及其制備方法，利用精煉渣、鋼渣、釩鈦礦渣、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏、氟石膏和工程棄土或廢漿，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的，同時(shí)也能變廢為寶，使固廢產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的綠色可持續(xù)發(fā)展。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料，由復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿組成，所述復(fù)合膠凝材料與工程棄土或廢漿的干料質(zhì)量比為1:8~9.5；所述復(fù)合膠凝材料由精煉渣、鋼渣、釩鈦礦渣、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏和氟石膏六種成分組成，配比按重量份計(jì)為，鋼渣20~40份，精煉渣10~50份，釩鈦礦渣20~50份，廢棄加氣混凝土5~15份，脫硫石膏2.5~5.5份，氟石膏2.5~5.5份。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了上述含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

S1 鋼渣破碎至粒徑為1~3mm后，放入碳化箱中碳化60~72h，將碳化后的鋼渣烘干，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為150~200m 2/kg；

S2 釩鈦礦渣破碎至粒徑為1~3mm，將破碎后的釩鈦礦渣烘干；然后將S1得到的鋼渣和釩鈦礦渣按比例混合，放入球磨機(jī)中粉磨，粉磨至比表面積為400~700m 2/kg；

S3 將精煉渣烘干，再置于球磨機(jī)中粉磨至比表面積為400~600m 2/kg；

S4 廢棄加氣混凝土破碎至粒徑為1~3mm，而后烘干至恒重，再放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為300~400m 2/kg；

S5 將脫硫石膏和氟石膏烘干，烘干后的脫硫石膏和氟石膏混合均勻后，放入球磨機(jī)中粉磨至350~500m 2/kg；

S6 將S2、S3、S4及S5得到的粉體材料按比例拌和，得到復(fù)合膠凝材料；

S7 將復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿按干料質(zhì)量比為1:8~9.5的比例混合得到全固廢基坑回填材料。

可選地，所述步驟S1中所述碳化條件為：CO 2濃度15%，溫度20±1℃，濕度85%±1。

可選地，S5中脫硫石膏和氟石膏的質(zhì)量比為1:1。

可選地，S1、S2、S3及S5中烘干的溫度均為105℃，烘干的時(shí)間均為12h。

可選地，所述鋼渣的主要成分和含量為：CaO 20~50%，SiO 210~30%，Al 2O 31~10%，F(xiàn)e 2O 3 5~30%，MgO 1~15%，F(xiàn)eO 1~12%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，SO 30~0.3%，P 2O 51~6%。

可選地，所述精煉渣的主要成分和含量為：CaO 45~60%，Al 2O 3 20~30%，SiO 25~10%，MgO 2~8%，F(xiàn)e 2O 3 1~5%，SO 3 1~4%。

可選地，所述釩鈦礦渣的主要成分和含量為：SiO 2 10~35%，Al 2O 3 10~20%，MgO 5~10%，CaO 15~30%，F(xiàn)e 2O 3 0.1~3%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，MnO 0.1~1.5%，TiO2 10~25%，SO 3 0.1~2%。

可選地，所述氟石膏的主要成分和含量為：CaO 32~40%，SiO 20.1~5%，Al 2O 3 0.1~3%，MgO 0.1~1%，SO 3 35~55%，CaF 2 2~7%。

可選地，所述脫硫石膏的主要成分和含量為：CaO 40~50%，SiO 21~4%，Al 2O 3 0~1.5%，MgO 1~4%，SO 3 30~45%，Cl 0.01~1%。

本發(fā)明還包括上述含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料的應(yīng)用，將全固廢基坑回填材料放入攪拌機(jī)中，加水?dāng)嚢?0~90s，得到回填料料漿，所述水與全固廢基坑回填材料的質(zhì)量比為1:3~5；然后將回填料料漿澆注、養(yǎng)護(hù)，及完成地下工程的回填施工。

本發(fā)明的復(fù)合膠凝材料利用鋼鐵冶金渣（鋼渣、精煉渣、釩鈦礦渣）、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏和氟石膏代替?zhèn)鹘y(tǒng)膠結(jié)劑水泥，采用工程棄土或廢漿作為細(xì)骨料制備全固廢基坑回填料，從而解決工業(yè)固廢（鋼渣、釩鈦礦渣、精煉渣、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏、氟石膏）和建筑固廢（工程棄土或廢漿）無害化、減量化和資源化的難題，推進(jìn)建筑固廢和工業(yè)固廢協(xié)同利用和環(huán)境保護(hù)，為大規(guī)模替代水泥基基坑回填料提供原料，奠定工程基礎(chǔ)。

本發(fā)明所述的鋼渣經(jīng)碳化后，粉磨功指數(shù)平均值提高了20~30MJ/T，鋼渣的粉磨能耗得到了降低；鋼渣內(nèi)的f-CaO降低了30~60%，f-MgO降低了20~55%。

本發(fā)明所述的釩鈦礦渣符合GB/T18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉》的S75要求，密度≥2.8g/cm 3，活性指數(shù)7d≥55%、28d≥75%，放射性I Ra≤1.0且I r≤1.0。細(xì)化后的釩鈦礦渣依據(jù)HJ 557-2010《固體廢物 浸出毒性浸出方法水平振蕩法》測(cè)試表明，其8項(xiàng)重金屬指標(biāo)均低于GB/T 14848-2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的標(biāo)準(zhǔn)限值。

本發(fā)明所述的鋼渣、釩鈦礦渣混磨，基于粒級(jí)與活性雙重協(xié)同優(yōu)化效應(yīng)，利用易磨性相對(duì)較好的粗顆粒釩鈦礦渣和較差細(xì)顆粒鋼渣，形成微球磨效應(yīng)，由于鋼渣含鐵量高，容易團(tuán)聚，粗顆粒釩鈦礦渣形成新的研磨介質(zhì)，分散鋼渣的團(tuán)聚體，促進(jìn)鋼渣顆粒的比表面積增大和活性的提高，達(dá)到顆粒細(xì)度和活性的雙重協(xié)同優(yōu)化。

本發(fā)明所述的精煉渣礦物組成為鈣鋁石（C 12A 7）和水鈣鋁榴石（C 3AH 6），細(xì)化后的精煉渣依據(jù)HJ 557-2010《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》測(cè)試表明，其8項(xiàng)重金屬指標(biāo)均低于GB/T 14848-2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的標(biāo)準(zhǔn)限值。

本發(fā)明所中廢棄加氣混凝土的摻入，基于結(jié)構(gòu)與功能雙重協(xié)同效應(yīng)，通過加氣混凝土顆粒的微觀物相結(jié)構(gòu)、宏觀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)重金屬離子和氯離子吸附。廢棄加氣混凝土的物相組成主要為托貝莫來石和C-S-H凝膠結(jié)構(gòu)，其孔隙率在70%~80%之間，細(xì)化加工后的加氣混凝土中的物相和多孔結(jié)構(gòu)能起到對(duì)重金屬離子和氯離子的吸附，實(shí)現(xiàn)復(fù)合膠凝材料功能的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明中按1:1混合的脫硫石膏和氟石膏符合GB/T 21371-2019《用于水泥中的工業(yè)副產(chǎn)石膏》中規(guī)定的工業(yè)副產(chǎn)品石膏要求。氟石膏為濕法石膏，主要成分為，含有少量的CaF 2?；旌系氖嘀蠧aSO 4·2H 2O和CaSO 4總和≥90%，氯離子≤0.4%，pH值≥5。

本發(fā)明的全固廢基坑回填材料具有以下幾方面特點(diǎn)：

首先，與現(xiàn)有的基坑回填料用膠凝材料水泥相比，本發(fā)明中的復(fù)合膠凝材料組成簡單，且更綠色、低碳、環(huán)保，無外加劑，由鋼鐵冶金渣（鋼渣、精煉渣、釩鈦礦渣）、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏和氟石膏六種組分組成，極大的降低了回填材料用膠凝材料成本，并且對(duì)冶金渣的利用率更高。

其次，復(fù)合膠凝材料組成簡化的同時(shí)，仍能發(fā)揮協(xié)同作用，顯示出良好的膠結(jié)性能，包括抗壓強(qiáng)度和對(duì)膠凝材料中有害組分的有效固化。采用水膠比為0.3:1，根據(jù)GB17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》，將本發(fā)明的復(fù)合膠凝材料制備凈漿試塊，試塊尺寸30mm×30mm×50mm，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，顯示出良好的抗壓強(qiáng)度和浸出安全性能。

第三，本發(fā)明使用的復(fù)合膠凝材料的安全性能良好，膠凝材料中的Pb、Zn、Cu、Cr、Hg、Cd、Ti等重金屬離子長期浸出濃度低于飲用水標(biāo)準(zhǔn)；此外，復(fù)合膠凝材料中鋼渣、精煉渣、釩鈦礦渣、脫硫石膏、氟石膏的協(xié)同作用能有效的固化原料的氯離子，加氣混凝土的多空隙結(jié)構(gòu)對(duì)重金屬離子和氯離子起到吸附作用，避免對(duì)鋼筋等其他建筑材料的腐蝕。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料制備方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

一種含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料，由復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿組成，所述復(fù)合膠凝材料與工程棄土或廢漿的干料質(zhì)量比為1:8；所述復(fù)合膠凝材料由精煉渣、鋼渣、釩鈦礦渣、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏和氟石膏六種成分組成，各成分用量為：鋼渣20kg，精煉渣50kg，釩鈦礦渣20kg，廢棄加氣混凝土15kg，脫硫石膏2.5kg，氟石膏2.5kg。

如圖1所示，上述含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料的制備方法包括以下步驟：

S1 鋼渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm后，放入碳化箱中碳化60h，碳化后的鋼渣于105℃烘干12h ，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為150m 2/kg；

S2 釩鈦礦渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，將破碎后的釩鈦礦渣于105℃烘干12h；將S1得到的鋼渣和釩鈦礦渣按比例混合，放入球磨機(jī)中粉磨，粉磨至比表面積為400m 2/kg；

S3 將精煉渣置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h，再置于球磨機(jī)中粉磨至比表面積為600m 2/kg；

S4 廢棄加氣混凝土經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，而后置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h至恒重，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為300m 2/kg；

S5 將脫硫石膏和氟石膏分別于105℃烘干12h，烘干后的脫硫石膏和氟石膏按1:1的質(zhì)量比混合均勻后，放入球磨機(jī)中粉磨至350m 2/kg；

S6 將S2、S3、S4及S5中得到的粉體材料按比例拌和，得到復(fù)合膠凝材料；

S7 將復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿按干料質(zhì)量比為1:8的比例混合得到全固廢基坑回填材料。

本實(shí)施例中，步驟S1中所述碳化條件為：CO 2濃度15%，溫度20±1℃，濕度85%±1。鋼渣的主要成分和含量為：CaO 20~50%，SiO 210~30%，Al 2O 31~10%，F(xiàn)e 2O 3 5~30%，MgO 1~15%， FeO 1~12%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，SO 30~0.3%， P 2O 51~6%；精煉渣的主要成分和含量為：CaO 45~60%，Al 2O 3 20~30%，SiO 25~10%，MgO 2~8%，F(xiàn)e 2O 3 1~5%，SO 3 1~4%；釩鈦礦渣的主要成分和含量為：SiO 2 10~35%，Al 2O 3 10~20%，MgO 5~10%，CaO 15~30%，F(xiàn)e 2O 3 0.1~3%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，MnO 0.1~1.5%，TiO2 10~25%，SO 3 0.1~2%；氟石膏的主要成分和含量為：CaO 32~40%，SiO 20.1~5%，Al 2O 3 0.1~3%，MgO 0.1~1%，SO 3 35~55%，CaF 2 2~7%；脫硫石膏的主要成分和含量為：CaO 40~50%，SiO 21~4%，Al 2O 3 0~1.5%，MgO 1~4%，SO 3 30~45%，Cl 0.01~1%。

將得到的全固廢基坑回填材料放入攪拌機(jī)中，加水?dāng)嚢?0s，得到回填料料漿，水與全固廢基坑回填材料的質(zhì)量比為1:3；然后將回填料料漿澆注、養(yǎng)護(hù)，及完成地下工程的回填施工。

實(shí)施例2

一種含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料，由復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿組成，所述復(fù)合膠凝材料與工程棄土或廢漿的干料質(zhì)量比為1:9.5；所述復(fù)合膠凝材料由精煉渣、鋼渣、釩鈦礦渣、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏和氟石膏六種成分組成，各成分用量為：鋼渣40kg，精煉渣10kg，釩鈦礦渣50kg，廢棄加氣混凝土5kg，脫硫石膏5.5kg，氟石膏5.5kg。

上述含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料的制備方法包括以下步驟：

S1 鋼渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm后，放入碳化箱中碳化72h，碳化后的鋼渣于105℃烘干12h ，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為200m 2/kg；

S2 釩鈦礦渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，將破碎后的釩鈦礦渣于105℃烘干12h；將S1得到的鋼渣和釩鈦礦渣按比例混合，放入球磨機(jī)中粉磨，粉磨至比表面積為700m 2/kg；

S3 將精煉渣置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h，再置于球磨機(jī)中粉磨至比表面積為400m 2/kg；

S4 廢棄加氣混凝土經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，而后置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h至恒重，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為400m 2/kg；

S5 將脫硫石膏和氟石膏分別于105℃烘干12h，烘干后的脫硫石膏和氟石膏按1:1的質(zhì)量比混合均勻后，放入球磨機(jī)中粉磨至500m 2/kg；

S6 將S2、S3、S4及S5中粉體材料按比例拌和，得到復(fù)合膠凝材料；

S7 將復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿按干料質(zhì)量比為1:9.5的比例混合得到全固廢基坑回填材料。

本實(shí)施例中，步驟S1中碳化條件為：CO 2濃度15%，溫度20±1℃，濕度85%±1。鋼渣的主要成分和含量為：CaO 20~50%，SiO 210~30%，Al 2O 31~10%，F(xiàn)e 2O 3 5~30%，MgO 1~15%，F(xiàn)eO 1~12%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，SO 30~0.3%， P 2O 51~6%；精煉渣的主要成分和含量為：CaO 45~60%，Al 2O 3 20~30%，SiO 25~10%，MgO 2~8%，F(xiàn)e 2O 3 1~5%，SO 3 1~4%；釩鈦礦渣的主要成分和含量為：SiO 2 10~35%，Al 2O 3 10~20%，MgO 5~10%，CaO 15~30%，F(xiàn)e 2O 3 0.1~3%，Na 2O0.01~2%，K 2O 0.01~2%，MnO 0.1~1.5%，TiO2 10~25%，SO 3 0.1~2%；氟石膏的主要成分和含量為：CaO 32~40%，SiO 20.1~5%，Al 2O 3 0.1~3%，MgO 0.1~1%，SO 3 35~55%，CaF 2 2~7%；脫硫石膏的主要成分和含量為：CaO 40~50%，SiO 21~4%，Al 2O 3 0~1.5%，MgO 1~4%，SO 3 30~45%，Cl0.01~1%。

將得到的全固廢基坑回填材料放入攪拌機(jī)中，加水?dāng)嚢?0s，得到回填料料漿，水與全固廢基坑回填材料的質(zhì)量比為1:5；然后將回填料料漿澆注、養(yǎng)護(hù)，及完成地下工程的回填施工。

實(shí)施例3

一種含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料，由復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿組成，所述復(fù)合膠凝材料與工程棄土或廢漿的干料質(zhì)量比為1:8.5；所述復(fù)合膠凝材料由精煉渣、鋼渣、釩鈦礦渣、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏和氟石膏六種成分組成，各成分用量為：鋼渣30kg，精煉渣25kg，釩鈦礦渣35kg，廢棄加氣混凝土10kg，脫硫石膏4kg，氟石膏4kg。

上述含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料的制備方法包括以下步驟：

S1 鋼渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm后，放入碳化箱中碳化70h，碳化后的鋼渣于105℃烘干12h ，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為180m 2/kg；

S2 釩鈦礦渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，將破碎后的釩鈦礦渣于105℃烘干12h；將S1得到的鋼渣和釩鈦礦渣按比例混合，放入球磨機(jī)中粉磨，粉磨至比表面積為600m 2/kg；

S3 將精煉渣置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h，再置于球磨機(jī)中粉磨至比表面積為500m 2/kg；

S4 廢棄加氣混凝土經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，而后置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h至恒重，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為350m 2/kg；

S5 將脫硫石膏和氟石膏分別于105℃烘干12h，烘干后的脫硫石膏和氟石膏按1:1的質(zhì)量比混合均勻后，放入球磨機(jī)中粉磨至400m 2/kg；

S6 將S2、S3、S4及S5中得到的粉體材料按比例拌和，得到復(fù)合膠凝材料；

S7 將復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿按干料質(zhì)量比為1:8.5的比例混合得到全固廢基坑回填材料。

本實(shí)施例中，步驟S1中所述碳化條件為：CO 2濃度15%，溫度20±1℃，濕度85%±1。鋼渣的主要成分和含量為：CaO 20~50%，SiO 210~30%，Al 2O 31~10%，F(xiàn)e 2O 3 5~30%，MgO 1~15%， FeO 1~12%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，SO 30~0.3%， P 2O 51~6%；精煉渣的主要成分和含量為：CaO 45~60%，Al 2O 3 20~30%，SiO 25~10%，MgO 2~8%，F(xiàn)e 2O 3 1~5%，SO 3 1~4%；釩鈦礦渣的主要成分和含量為：SiO 2 10~35%，Al 2O 3 10~20%，MgO 5~10%，CaO 15~30%，F(xiàn)e 2O 3 0.1~3%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，MnO 0.1~1.5%，TiO2 10~25%，SO 3 0.1~2%；氟石膏的主要成分和含量為：CaO 32~40%，SiO 20.1~5%，Al 2O 3 0.1~3%，MgO 0.1~1%，SO 3 35~55%，CaF 2 2~7%；脫硫石膏的主要成分和含量為：CaO 40~50%，SiO 21~4%，Al 2O 3 0~1.5%，MgO 1~4%，SO 3 30~45%，Cl 0.01~1%。

將得到的全固廢基坑回填材料放入攪拌機(jī)中，加水?dāng)嚢?0s，得到回填料料漿，水與全固廢基坑回填材料的質(zhì)量比為1:4；然后將回填料料漿澆注、養(yǎng)護(hù)，及完成地下工程的回填施工。

實(shí)施例4

一種含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料，由復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿組成，所述復(fù)合膠凝材料與工程棄土或廢漿的干料質(zhì)量比為1:9；所述復(fù)合膠凝材料由精煉渣、鋼渣、釩鈦礦渣、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏和氟石膏六種成分組成，各成分用量為：鋼渣25kg，精煉渣30kg，釩鈦礦渣30kg，廢棄加氣混凝土8kg，脫硫石膏3kg，氟石膏3kg。

上述含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料的制備方法包括以下步驟：

S1 鋼渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm后，放入碳化箱中碳化68h，碳化后的鋼渣于105℃烘干12h ，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為190m 2/kg；

S2 釩鈦礦渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，將破碎后的釩鈦礦渣于105℃烘干12h；將S1得到的鋼渣和釩鈦礦渣按比例混合，放入球磨機(jī)中粉磨，粉磨至比表面積為500m 2/kg；

S3 將精煉渣置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h，再置于球磨機(jī)中粉磨至比表面積為450m 2/kg；

S4 廢棄加氣混凝土經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，而后置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h至恒重，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為300m 2/kg；

S5 將脫硫石膏和氟石膏分別于105℃烘干12h，烘干后的脫硫石膏和氟石膏按1:1的質(zhì)量比混合均勻后，放入球磨機(jī)中粉磨至為450m 2/kg；

S6 將S2、S3、S4及S5中得到的粉體材料按比例拌和，得到復(fù)合膠凝材料；

S7 將復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿按干料質(zhì)量比為1:9的比例混合得到全固廢基坑回填材料。

本實(shí)施例中，步驟S1中所述碳化條件為：CO 2濃度15%，溫度20±1℃，濕度85%±1。鋼渣的主要成分和含量為：CaO 20~50%，SiO 210~30%，Al 2O 31~10%，F(xiàn)e 2O 3 5~30%，MgO 1~15%， FeO 1~12%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，SO 30~0.3%， P 2O 51~6%；精煉渣的主要成分和含量為：CaO 45~60%，Al 2O 3 20~30%，SiO 25~10%，MgO 2~8%，F(xiàn)e 2O 3 1~5%，SO 3 1~4%；釩鈦礦渣的主要成分和含量為：SiO 2 10~35%，Al 2O 3 10~20%，MgO 5~10%，CaO 15~30%，F(xiàn)e 2O 3 0.1~3%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，MnO 0.1~1.5%，TiO2 10~25%，SO 3 0.1~2%；氟石膏的主要成分和含量為：CaO 32~40%，SiO 20.1~5%，Al 2O 3 0.1~3%，MgO 0.1~1%，SO 3 35~55%，CaF 2 2~7%；脫硫石膏的主要成分和含量為：CaO 40~50%，SiO 21~4%，Al 2O 3 0~1.5%，MgO 1~4%，SO 3 30~45%，Cl 0.01~1%。

將得到的全固廢基坑回填材料放入攪拌機(jī)中，加水?dāng)嚢?0s，得到回填料料漿，水與全固廢基坑回填材料的質(zhì)量比為1:3.5；然后將回填料料漿澆注、養(yǎng)護(hù)，及完成地下工程的回填施工。

實(shí)施例5

一種含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料，由復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿組成，所述復(fù)合膠凝材料與工程棄土或廢漿的干料質(zhì)量比為1:8.8；所述復(fù)合膠凝材料由精煉渣、鋼渣、釩鈦礦渣、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏和氟石膏六種成分組成，各成分用量為：鋼渣35kg，精煉渣20kg，釩鈦礦渣40kg，廢棄加氣混凝土12kg，脫硫石膏3.5kg，氟石膏3.5kg。

上述含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料的制備方法包括以下步驟：

S1 鋼渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm后，放入碳化箱中碳化65h，碳化后的鋼渣于105℃烘干12h ，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為160m 2/kg；

S2 釩鈦礦渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，將破碎后的釩鈦礦渣于105℃烘干12h；將S1得到的鋼渣和釩鈦礦渣按比例混合，放入球磨機(jī)中粉磨，粉磨至比表面積為550m 2/kg；

S3 將精煉渣置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h，再置于球磨機(jī)中粉磨至比表面積為550m 2/kg；

S4 廢棄加氣混凝土經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，而后置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h至恒重，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為400m 2/kg；

S5 將脫硫石膏和氟石膏分別于105℃烘干12h，烘干后的脫硫石膏和氟石膏按1:1的質(zhì)量比混合均勻后，放入球磨機(jī)中粉磨至為500m 2/kg；

S6 將S2、S3、S4及S5中得到的粉體材料按比例拌和，得到復(fù)合膠凝材料；

S7 將復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿按干料質(zhì)量比為1:8.8的比例混合得到全固廢基坑回填材料。

本實(shí)施例中，步驟S1中所述碳化條件為：CO 2濃度15%，溫度20±1℃，濕度85%±1。

鋼渣的主要成分和含量為：CaO 20~50%，SiO 210~30%，Al 2O 31~10%，F(xiàn)e 2O 3 5~30%，MgO 1~15%， FeO 1~12%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，SO 30~0.3%， P 2O 51~6%；精煉渣的主要成分和含量為：CaO 45~60%，Al 2O 3 20~30%，SiO 25~10%，MgO 2~8%，F(xiàn)e 2O 3 1~5%，SO 3 1~4%；釩鈦礦渣的主要成分和含量為：SiO 2 10~35%，Al 2O 3 10~20%，MgO 5~10%，CaO 15~30%，F(xiàn)e 2O 30.1~3%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，MnO 0.1~1.5%，TiO2 10~25%，SO 3 0.1~2%；氟石膏的主要成分和含量為：CaO 32~40%，SiO 20.1~5%，Al 2O 3 0.1~3%，MgO 0.1~1%，SO 3 35~55%，CaF 2 2~7%；脫硫石膏的主要成分和含量為：CaO 40~50%，SiO 21~4%，Al 2O 3 0~1.5%，MgO 1~4%，SO 330~45%，Cl 0.01~1%。

將得到的全固廢基坑回填材料放入攪拌機(jī)中，加水?dāng)嚢?0s，得到回填料料漿，水與全固廢基坑回填材料的質(zhì)量比為1:4.5；然后將回填料料漿澆注、養(yǎng)護(hù)，及完成地下工程的回填施工。

實(shí)施例6

一種含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料，由復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿組成，所述復(fù)合膠凝材料與工程棄土或廢漿的干料質(zhì)量比為1:9.2；所述復(fù)合膠凝材料由精煉渣、鋼渣、釩鈦礦渣、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏和氟石膏六種成分組成，各成分用量為：鋼渣30kg，精煉渣40kg，釩鈦礦渣35kg，廢棄加氣混凝土9kg，脫硫石膏4.5kg，氟石膏4.5kg。

上述含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料的制備方法包括以下步驟：

S1 鋼渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm后，放入碳化箱中碳化66h，碳化后的鋼渣于105℃烘干12h ，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為170m 2/kg；

S2 釩鈦礦渣經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，將破碎后的釩鈦礦渣于105℃烘干12h；將S1得到的鋼渣和釩鈦礦渣按比例混合，放入球磨機(jī)中粉磨，粉磨至比表面積為600m 2/kg；

S3 將精煉渣置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h，再置于球磨機(jī)中粉磨至比表面積為500m 2/kg；

S4 廢棄加氣混凝土經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎至粒徑為1~3mm，而后置于105℃烘箱內(nèi)烘干12h至恒重，而后放入球磨機(jī)中粉磨至比表面積為350m 2/kg；

S5 將脫硫石膏和氟石膏分別于105℃烘干12h，烘干后的脫硫石膏和氟石膏按1:1的質(zhì)量比混合均勻后，放入球磨機(jī)中粉磨至為400m 2/kg；

S6 將S2、S3、S4及S5中得到的粉體材料按比例拌和，得到復(fù)合膠凝材料；

S7 將復(fù)合膠凝材料和工程棄土或廢漿按干料質(zhì)量比為1:9.2的比例混合得到全固廢基坑回填材料。

本實(shí)施例中，步驟S1中所述碳化條件為：CO 2濃度15%，溫度20±1℃，濕度85%±1。鋼渣的主要成分和含量為：CaO 20~50%，SiO 210~30%，Al 2O 31~10%，F(xiàn)e 2O 3 5~30%，MgO 1~15%， FeO 1~12%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，SO 30~0.3%， P 2O 51~6%；精煉渣的主要成分和含量為：CaO 45~60%，Al 2O 3 20~30%，SiO 25~10%，MgO 2~8%，F(xiàn)e 2O 3 1~5%，SO 3 1~4%；釩鈦礦渣的主要成分和含量為：SiO 2 10~35%，Al 2O 3 10~20%，MgO 5~10%，CaO 15~30%，F(xiàn)e 2O 3 0.1~3%，Na 2O 0.01~2%，K 2O 0.01~2%，MnO 0.1~1.5%，TiO2 10~25%，SO 3 0.1~2%；氟石膏的主要成分和含量為：CaO 32~40%，SiO 20.1~5%，Al 2O 3 0.1~3%，MgO 0.1~1%，SO 3 35~55%，CaF 2 2~7%；脫硫石膏的主要成分和含量為：CaO 40~50%，SiO 21~4%，Al 2O 3 0~1.5%，MgO 1~4%，SO 3 30~45%，Cl 0.01~1%。

將得到的全固廢基坑回填材料放入攪拌機(jī)中，加水?dāng)嚢?0s，得到回填料料漿，水與全固廢基坑回填材料的質(zhì)量比為1:4；然后將回填料料漿澆注、養(yǎng)護(hù)，及完成地下工程的回填施工。

本發(fā)明實(shí)施例1-6中原料、復(fù)合膠凝材料、全固廢基坑回填材料的檢測(cè)結(jié)果如下：

各原料重金屬浸出濃度如表1所示。

表1 原料浸出（μg/L）

復(fù)合膠凝材料凈漿抗壓強(qiáng)度為表2所示。

表2 膠凝材料凈漿抗壓強(qiáng)度（Mpa）

復(fù)合膠凝材料根據(jù)GB17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》分別制備膠砂試樣，試樣尺寸40mm×40mm×160mm，在溫度為35℃，濕度95％以上的標(biāo)準(zhǔn)條件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。測(cè)試其不同齡期重金屬浸出濃度，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 膠凝材料養(yǎng)護(hù)28d浸出（μg/L）

耐水性實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)全固廢基坑回填材料的固化塊在水下的強(qiáng)度變化性能，用軟化系數(shù)表征。將齡期為28d的固化塊放入水中浸泡24h后測(cè)定試塊的抗壓強(qiáng)度記為P 1，未浸泡試塊的28d抗壓強(qiáng)度記為P 0：軟化系數(shù)=P 1/P 0。結(jié)果如表4所示。

表4 全固廢基坑回填材料抗壓強(qiáng)度

抗凍?融性實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)全固廢基坑回填材料的固化塊在寒冷地帶的適應(yīng)性用強(qiáng)度損失表征。將齡期為24d的試塊浸泡4d擦干后放快速凍融循環(huán)機(jī)（?17℃~5℃），每個(gè)凍融循環(huán)為8h，連續(xù)循環(huán)15次。結(jié)果如表5所示。

表5 全固廢基坑回填材料抗凍融性（15次凍融循環(huán)）

綜上所述，本發(fā)明的含大量冶金渣的全固廢基坑回填材料利用精煉渣、鋼渣、釩鈦礦渣、廢棄加氣混凝土、脫硫石膏、氟石膏和工程棄土或廢漿，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的，同時(shí)也能變廢為寶，使固廢產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的綠色可持續(xù)發(fā)展，具有極大的推廣價(jià)值。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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