一种铁矿矿坑回填用胶固粉及其制备方法及用途技术

本申请涉及矿坑回填材料领域，具体公开了一种铁矿矿坑回填用胶固粉及其制备方法及用途。包含以下重量份的原料:水硬性原料：124～144；碱性激发剂：43～85；颗粒聚合固化剂:11～23；水硬性原料包括矿渣粉和钢渣粉；所述碱性激发剂包括氟石膏、水泥熟料和生石灰；颗粒聚合固化剂包括硫酸铝、动物胶和热固性树脂胶粘剂；其制备方法为：将水泥熟料、氟石膏、生石灰三种原料送入球磨机研磨；将研磨好的原料与钢渣粉、矿渣粉进行搅拌混合；混合物中加入硫酸铝、明胶和脲醛树脂胶粘剂进行搅拌混合。本申请的一种铁矿矿坑回填用胶固粉可用于铁矿矿坑回填，其具有增加胶凝材料对尾砂的固结性能，降低水泥消耗量的优点；本申请的制备方法具有制备简单的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种铁矿矿坑回填用胶固粉及其制备方法及用途
本申请涉及矿坑回填材料的领域，更具体地说，它涉及一种铁矿矿坑回填用胶固粉及其制备方法及用途。
技术介绍
在煤炭和各种矿产资源的开采过程中，会产生大大小小的矿坑，而这些矿坑如果不能进行及时的回填，在降雨后会产生蓄水，由于蓄水可能带来塌方、渗水、泥石流等多种自然灾害，不仅破坏了原有的地质风貌，而且还可能危及人身和财产安全。在对铁矿矿坑回填过程中,通常使用水泥作为胶凝材料与铁矿尾砂加入是凉水搅拌混合均匀,然后通过管道输送到充填区进行固化后，达到填实采空区防止渗水塌陷的目的。针对以上相关技术，专利技术人认为：尾砂为细粒级材料，而水泥作为胶凝材料对细粒级材料固结性能差，充填体要达到设计强度对水泥消耗量很大。
技术实现思路
为了增加胶凝材料对尾砂的固结性能，降低水泥消耗量，本申请提供一种铁矿矿坑回填用胶固粉及其制备方法及用途。第一方面，本申请提供一种铁矿矿坑回填用胶固粉，采用如下的技术方案：一种铁矿矿坑回填用胶固粉，包含以下重量份的原料:水硬性原料：124～144；碱性激发剂：43～85；颗粒聚合固化剂:11～23；所述水硬性原料包括矿渣粉和钢渣粉，所述矿渣粉与钢渣粉重量份之比为（117～131）:（7～13）；所述碱性激发剂包括氟石膏、水泥熟料和生石灰，所述氟石膏、水泥熟料和生石灰三者重量份之比为（26～42）：（9～23）：（8～20）；所述颗粒聚合固化剂包括硫酸铝、动物胶和热固性树脂胶粘剂，所述硫酸铝、动物胶和热固性树脂胶粘剂三者重量份之比为（5～9）：（3～7）:（3～7）。通过采用上述技术方案，当将胶固粉、铁矿尾砂和水混合搅拌时，氟石膏、水泥熟料和生石灰作为碱性激发剂从而使矿渣粉和钢渣粉产生胶凝性能，碱性激发剂和水硬性原料结合生成胶凝材料；动物胶溶于水形成胶状物能对细粒级尾砂进行粘结吸附，从而形成动物胶-尾砂吸附胶粒，硫酸铝溶于水形成氢氧化铝絮状物对细粒级的尾砂进行吸附的同时促进动物胶-尾砂吸附胶粒之间交联凝聚，从而进一步对尾砂进行吸附，增加尾砂所在胶粒体积，提高胶凝材料对尾砂的固结性能，从而减少水泥消耗量。优选的，所述矿渣粉和钢渣粉型号均为S95。通过采用上述技术方案，选用该型号的矿渣粉和钢渣粉，可以有效增强矿渣粉和钢渣粉的活性，从而使矿渣粉和钢渣粉胶凝性能更容易激发。优选的，所述水泥熟料、氟石膏和生石灰目数为300目。通过采用上述技术方案，水泥熟料、氟石膏和生石灰选用300目的颗粒在保持填充强度的同时保证制浆渗水速率。优选的，所述动物胶为骨胶、皮胶和明胶中的一种或几种。优选的，所述热固性树脂胶粘剂为酚醛树脂胶粘剂、脲醛树脂胶粘剂、环氧树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂中的一种或几种。优选的，所述动物胶为明胶，所述热固性树脂胶粘剂为脲醛树脂胶粘剂。通过采用上述技术方案，硫酸铝溶于水后形成氢氧化铝絮状物有效增加明胶水溶物的交联度，从而增加尾砂所在胶粒体积；脲醛树脂胶粘剂水溶液对胶粒之间进行粘结，水泥水化过程中放热，温度升高脲醛树脂胶粘剂开始固化，硫酸铝促进脲醛树脂胶粘剂固化，减少水泥使用量的同时保持填充强度。优选的，所述硫酸铝、明胶和脲醛树脂胶粘剂三者重量份之比为3:2:2。通过采用上述技术方案，选用该比例可以增加颗粒聚合固化剂性能。第二方面，本申请提供一种铁矿矿坑回填用胶固粉的制备方法，采用如下的技术方案：一种铁矿矿坑回填用胶固粉的制备方法，包括以下步骤：S1、将水泥熟料、氟石膏、生石灰三种原料输送入球磨机内研磨，研磨至粒度为300目后送入料仓备用；S2、将S1中研磨好的原料与钢渣粉、矿渣粉送入搅拌机内进行搅拌混合，其中搅拌混合速度为120r/min,搅拌时间为10秒；S3、向S2混合物中加入硫酸铝、明胶和脲醛树脂胶粘剂以同样速度进行搅拌混合，搅拌时间为10秒。通过采用上述技术方案，通过该制备方案制得一种铁矿矿坑回填用胶固粉，操作简单方便。第三方面，本申请提供一种铁矿矿坑回填用胶固粉的用途，包括以下步骤：一种铁矿矿坑回填用胶固粉的用途，包括以下步骤：S1、将胶固粉、铁矿尾砂和水搅拌混合均匀，制得泥浆；S2、通过管道将泥浆输送到充填区固化。通过采用上述技术方案，胶固粉与尾砂以及水混合搅拌后，动物胶溶于水形成胶状物能对细粒级尾砂进行粘结吸附，硫酸铝溶于水形成氢氧化铝絮状物促进动物胶-尾砂吸附胶粒之间交联凝聚，从而进一步增加尾砂所在胶粒体积，提高胶凝材料对尾砂的固结性能。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用氟石膏、水泥熟料和生石灰作为碱性激发剂从而使矿渣粉和钢渣粉产生胶凝性能，碱性激发剂和水硬性原料结合生成胶凝材料，减少水泥使用量；脲醛树脂胶粘剂水溶液对胶粒之间进行粘结，水泥水化过程中放热，温度升高脲醛树脂胶粘剂开始固化，硫酸铝促进脲醛树脂胶粘剂固化，减少水泥使用量的同时保持填充强度。2、本申请的制备方法，通过将各种原料搅拌混合制得胶固粉，操作简单方便。3、本申请的胶固粉用途，通过胶固粉与尾砂以及水的混合，使泥浆固化后符合填充强度。具体实施方式以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。水泥熟料采购自北京海岩兴业混凝土外加剂销售有限公司、氟石膏采购自洛阳氟钾科技股份公司、生石灰采购自济宁国昂石材有限公司、钢渣粉采购自灵寿县晨鑫矿产品加工有限公司、矿渣粉采购自上海谐康新材料科技有限公司、硫酸铝采购自淄博佳森水环境设备有限公司、明胶采购自衡水乾龙明胶科技有限公司、脲醛树脂胶粘剂采购自郑州宏播利化工产品有限公司、铁矿尾砂来自莱新铁矿。实施例实施例1制备胶固粉：S1、将9kg水泥熟料、26kg氟石膏、8kg生石灰三种原料输送入球磨机内研磨，研磨至粒度为300目后送入料仓备用；S2、将S1中研磨好的原料与7kg钢渣粉、117kg矿渣粉送入搅拌机内进行搅拌混合，其中搅拌混合速度为120r/min,搅拌时间为10秒；S3、向S2混合物中加入5kg硫酸铝、3kg明胶和3kg脲醛树脂胶粘剂以同样速度进行搅拌混合，搅拌时间为10秒。制备泥浆：S1、将1196g胶固粉、299g铁矿尾砂和704g水搅拌混合均匀，制得泥浆；S2、通过管道将泥浆输送到充填区固化。实施例2制备胶固粉：S1、将16kg水泥熟料、42kg氟石膏、8kg生石灰三种原料输送入球磨机内研磨，研磨至粒度为300目后送入料仓备用；S2、将S1中研磨好的原料与10kg钢渣粉、117kg矿渣粉送入搅拌机内进行搅拌混合，其中搅拌混合速度为120r/min,搅拌时间为10秒；S3、向S2混合物中加入7kg硫酸铝、7kg明胶和7kg脲醛树脂胶粘剂以同样速度进行搅拌混合，搅拌时间为10秒。制备泥浆：S1、将1196g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁矿矿坑回填用胶固粉，其特征在于，包含以下重量份的原料:水硬性原料：124～144；碱性激发剂：43～85；颗粒聚合固化剂:11～23；所述水硬性原料包括矿渣粉和钢渣粉，所述矿渣粉与钢渣粉重量份之比为（117～131）:（7～13）；所述碱性激发剂包括氟石膏、水泥熟料和生石灰，所述氟石膏、水泥熟料和生石灰三者重量份之比为（26～42）：（9～23）：（8～20）；所述颗粒聚合固化剂包括硫酸铝、动物胶和热固性树脂胶粘剂，所述硫酸铝、动物胶和热固性树脂胶粘剂三者重量份之比为（5～9）：（3～7）:（3～7）。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁矿矿坑回填用胶固粉，其特征在于，包含以下重量份的原料:水硬性原料：124～144；碱性激发剂：43～85；颗粒聚合固化剂:11～23；所述水硬性原料包括矿渣粉和钢渣粉，所述矿渣粉与钢渣粉重量份之比为（117～131）:（7～13）；所述碱性激发剂包括氟石膏、水泥熟料和生石灰，所述氟石膏、水泥熟料和生石灰三者重量份之比为（26～42）：（9～23）：（8～20）；所述颗粒聚合固化剂包括硫酸铝、动物胶和热固性树脂胶粘剂，所述硫酸铝、动物胶和热固性树脂胶粘剂三者重量份之比为（5～9）：（3～7）:（3～7）。


2.根据权利要求1所述的一种铁矿矿坑回填用胶固粉，其特征在于：所述矿渣粉和钢渣粉型号均为S95。


3.根据权利要求1所述的一种铁矿矿坑回填用胶固粉，其特征在于，所述水泥熟料、氟石膏和生石灰目数为300目。


4.根据权利要求1所述的一种铁矿矿坑回填用胶固粉，其特征在于，所述动物胶为骨胶、皮胶和明胶中的一种或几种。


5.根据权利要求4所述的一种铁矿矿坑回填用胶固粉，其特征在于，所述热固性树脂胶粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉军，陈笑，李传霞，李绪杰，贾琦，郭学瑞，
申请(专利权)人：济南市先科建材有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37