一种尾矿胶结剂制造技术

本发明专利技术提供了一种尾矿胶结剂，由原料干基和水混合而成，其特征在于所述干基按照重量百分比为矿渣5％～12％、粉煤灰1％～5％，炉渣4％～6％，石灰渣3％～6％、水泥熟料％5～20％、工业副产石膏2％～10％、尾矿砂75％～90％；原料干基和水重量百分比为：原料干基65％～75％，水25～35％。该种尾矿胶结剂，强度较高；工艺简单，流动度大，适用于自流充填；充填料浆组分中水泥或水泥熟料较少，尾矿砂的利用率高，生产成本非常低廉；尾矿砂未经分级处理，不限于单一尾矿，适用范围广，这不仅部分解决了尾矿的堆积和污染问题，还使得其他的工业废渣如钢渣、矿渣和工业副产石膏得以资源化利用，环保效果非常显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于采矿工程和建筑材料
，具体涉及一种一种尾矿胶结剂及其制备方法。
技术介绍
2011年我国产生尾矿15.8亿吨，其中铁尾矿8.06亿吨(51％)，铜尾矿3.07亿吨(19.4％)，黄金尾矿2.01亿吨(12.7％)，而且还在逐年增加，无废采矿是采矿发展的必然趋势，尤其是能充分利用矿山固体废弃物的矿山胶结填充工艺、充填材料。充填采矿法不但能在复杂的条件下充分回采矿产资源，而且能够减少矿山固体废弃物的排放并保护地表不受破坏。采矿工业在索取资源的同时，形成大量的采空区，采空区的失稳塌陷或崩塌，使大量的土地和植被遭受破坏，甚至造成安全事故。同时采矿产生的大量尾矿砂，颗粒极细，成分波动大，难以利用，这些得不到利用的尾矿砂堆积成尾矿山，不仅是资源的极大浪费，而且对环境造成了极大的污染。采用充填法开采矿床，能够保护地表不发生塌陷，实现采矿工业与环境的协调发展。而将廉价的矿山废料尾矿砂大量应用于矿山充填，不但提供了矿山充填料的原料，还解决了矿山工业废料污染环境和占用耕地的问题。目前我国适用于矿山充填的专用水泥还不多见，近期有几项关于矿山充填材料的专利技术专利。专利申请号为：201010129082.1的“尾砂胶结材料”的专利文献中，申请人介绍了一种尾砂胶结材料， 其组分及各组分的质量百分比分别为：硫铝酸盐水泥20％～60％、矿渣15％～55％、无水石膏5％～15％、生石灰5％～10％。按照上述配比混合制成的胶结材料，加入一定量的尾砂和水搅拌均匀使用。专利申请号为：200810137604.5的“一种矿山尾矿充填用胶结剂”的专利文献中，申请人介绍的充填胶结剂是将高炉水淬渣粉碎至325目后，按一定比例添加已粉碎至200目的生石灰，并添加一定量的氯化钙。高炉水淬渣、石灰和氯化钙重量比为100:5～30:0.025～0.6。将上述三者按比例混匀即得该胶结剂。专利申请号为：201210008744.9的“一种充填采矿法的充填料浆及其制备方法”的专利文献中，申请人介绍的充填料浆及其制备方法，由下列材料组成：尾矿、超微粉、水泥和采矿废渣；所述尾矿是浓度约为20％的选矿尾矿，将其浓缩为浓度65％以上的高浓度尾矿；所述超微粉是热法制黄磷或其他对磷矿石煅烧后作为废渣外排的磷渣经细磨为与水泥细度相当的粉体，水泥与超细微粉共同作为胶结剂；所述采石废渣破碎成小于2cm的颗粒。各材料按重量份计的配方为：水泥:超微粉＝0.8～0.3:0.2～0.7，砂灰比为4～12，采矿废渣与尾矿之比不确定，充填料浆浓度等于或大于70％。专利申请号为：201210006550.5的“一种铁尾矿胶结充填方法”的专利文献中，申请人介绍的主要是一种新型充填方法，分为底层和面层，底层和面层掺入不同比例的固化剂，共同组成充填体，其使用的固化剂是将矿渣、硅酸盐水泥熟料、化工废石膏、粉煤灰和生石灰先分别进行干燥、筛分、破碎成尺寸小于10mm的颗粒，然后混合均匀，自然陈化6小时以上再磨，粉体细度控制为过0.08mm筛余量小于10％；将外加剂先破碎成粒度小于1mm的 粉末，再与上述粉体材料混匀为固化剂，其中各组分的质量百分比为：矿渣40％～62％、化工废石膏为3％～5％、硅酸盐水泥熟料20％～30％、粉煤灰10％～15％、生石灰3.5％～9.6％、外加剂0.4％～1.5％。上述专利中介绍的充填材料，虽然有些早强较高，有些有特殊针对性，但是胶结剂中都掺入了水泥或水泥熟料，且掺量较高，或者也掺入了外加剂，生产成本较高，部分专利中尾矿砂使用的是分级尾矿，充填材料制备方法也较为复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种尾矿胶结剂，由原料干基和水混合而成，其特征在于所述干基按照重量百分比为矿渣5％～12％、粉煤灰1％～5％，炉渣4％～6％，石灰渣3％～6％、水泥熟料％5～20％、工业副产石膏2％～10％、尾矿砂75％～90％；原料干基和水重量百分比为：原料干基65％～75％，水25～35％。在某些实施方式中，所述的尾矿胶结剂中还包括膨润土、多元醇和早强剂。在某些实施方式中，所述多元醇包括三乙醇胺、乙二醇和丙三醇；其中，三乙醇胺在尾矿胶结剂中的重量百分比为1.56％，乙二醇在尾矿胶结剂中的重量百分比为0.34％，丙三醇在尾矿胶结剂中的重量百分比为0.10％。在某些实施方式中，所述的尾矿胶结剂中还包括质量分数为20％的硫酸钠或者芒硝，质量分数为0.15％的工业盐，质量分数为0.5％的片碱、质量分数为0.4％的木钙和质量分数为0.1％的柠檬 酸。在某些实施方式中，所述的钢渣为钢铁厂炼钢工业废渣，其主要化学成分有二氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化锰、氧化铁。在某些实施方式中，所述的矿渣为钢铁厂高炉水淬矿渣，其主要的化学成分有二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化锰、氧化铁。在某些实施方式中，所述的工业副产石膏可以是磷石膏、脱硫石膏或氟石膏的任意一种或其按任意配比的混合物；其主要成分为二水石膏的含水粉状物料。在某些实施方式中，所述的尾矿砂为金属或非金属尾矿砂，选自铜尾矿砂、铁尾矿砂、硫铁尾矿砂、金尾矿砂和铅锌尾矿砂中的任意一种。在某些实施方式中，各尾矿砂粒径小于2mm，包括未经分级或其他细分处理的尾矿砂。本专利技术还提供了一种尾矿胶结剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)烘干：分别将矿渣、石灰渣、工业副产石膏烘干备用；2)粉磨：分别将已烘干的矿渣、石灰渣、工业副产石膏分别粉磨至：矿渣粉比表面积大于380m2/Kg，钢渣粉比表面积大于380m2/Kg，工业副产石膏比表面积大于380m2/Kg；3)混料：按照原料干基的各组分重量百分比例配合混匀，加水调至料浆所需质量浓度，经搅拌机搅拌制成矿山充填胶结料浆。在某些实施方式中，步骤2)中将已经烘干的矿渣、石灰渣和工业副产石膏配料混合之后一起磨至比表面积大于380m2/Kg制 成胶凝料，再用来与尾矿砂配料。本专利技术提供的尾矿胶结剂优点在于：本专利技术的有益效果是：强度较高；工艺简单，流动度大，适用于自流充填；充填料浆组分中水泥或水泥熟料较少，尾矿砂的利用率高，生产成本非常低廉；尾矿砂未经分级处理，不限于单一尾矿，适用范围广，这不仅部分解决了尾矿的堆积和污染问题，还使得其他的工业废渣如钢渣、矿渣和工业副产石膏得以资源化利用，环保效果非常显著。具体实施方式下面结合具体实施例的方式对本专利技术的权利要求做进一步的详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。实施例1：矿渣粉来自内蒙古包头市钢铁有限公司，测定渤氏比表面积为445m2/Kg；工业副产石膏，选取磷石膏，来自安徽铜陵化工集团，烘干后粉磨至比表面积为456m2/Kg；尾矿砂选取铜尾矿砂，呼各琦苏木西部铜矿，颗粒粒径小于2mm，未经分级或其他处理。粉煤灰来自内蒙古巴彦淖尔市陕坝电厂；炉渣来自内蒙古乌拉特后旗紫金矿业有限公司。将准备好的各原料按照表1的配比混合配料，加水后用搅拌机将其搅拌均匀制成料浆(见表1中的“质量浓度”)，参照GB/T8077—2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》，采用“微型坍落度仪法”测定料浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尾矿胶结剂，由原料干基和水混合而成，其特征在于所述干基按照重量百分比为矿渣5％～12％、粉煤灰1％～5％，炉渣4％～6％，石灰渣3％～6％、水泥熟料％5～20％、工业副产石膏2％～10％、尾矿砂75％～90％；原料干基和水重量百分比为：原料干基65％～75％，水25～35％。

【技术特征摘要】
1.一种尾矿胶结剂，由原料干基和水混合而成，其特征在于所述干基按照重量百分比为矿渣5％～12％、粉煤灰1％～5％，炉渣4％～6％，石灰渣3％～6％、水泥熟料％5～20％、工业副产石膏2％～10％、尾矿砂75％～90％；原料干基和水重量百分比为：原料干基65％～75％，水25～35％。2.如权利要求1所述的尾矿胶结剂，其特征在于：所述的尾矿胶结剂中还包括膨胀珍珠岩、多元醇和早强剂。3.如权利要求2所述的尾矿胶结剂，其特征在于：所述多元醇包括三乙醇胺、乙二醇和丙三醇；其中，三乙醇胺在尾矿胶结剂中的重量百分比为1.56％，乙二醇在尾矿胶结剂中的重量百分比为0.34％，丙三醇在尾矿胶结剂中的重量百分比为0.10％。4.如权利要求1所述的尾矿胶结剂，其特征在于：所述的尾矿胶结剂中还包括质量分数为20％的硫酸钠或者芒硝，质量分数为0.15％的工业盐，质量分数为0.5％的片碱、质量分数为0.4％的木钙和质量分数为0.1％的柠檬酸。5.如权利要求1所述的尾矿胶结剂，其特征在于：所述的矿渣为钢铁厂高炉水淬矿渣，其主要的化学成分有二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化锰、氧化铁。6.如权利要求1所述的尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾志奎，
申请(专利权)人：贾志奎，乌后旗祺祥工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15