一种含超细尾泥的自流型胶结充填料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种含超细尾泥的自流胶结充填料及其制备方法和应用，该胶结充填料的原料包括胶凝材料、骨料和水；胶凝材料按重量份数计包括：转炉钢渣40

【技术实现步骤摘要】
一种含超细尾泥的自流型胶结充填料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及矿山充填材料领域，具体涉及一种含超细尾泥的自流型胶结充填料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]矿业生产中产出大量的尾砂堆存于地面，易造成安全隐患和生态环境问题。充填采矿技术将尾砂等废弃物回填采空区，其在提高资源回收率，保护环境，保障矿山开采安全中发挥越来越重要的作用，充填采矿方法应用也日益广泛。
[0003]然而，随着矿山开采出矿品位的下降，为保证选矿指标，矿石的磨矿粒度逐渐下降，造成选厂产出尾砂粒级越来越细，这给充填系统相关的浓缩、制备、输送及充填体强度形成都带来了新的变化和要求。而且，这些超细尾矿砂及尾矿泥中的矿物组分复杂，利用价值低且利用难度大，由于环保等要求，征占排土场对于矿山企业越发困难，同时在用尾矿库数量逐年减少。如何合理利用超细尾矿砂及尾矿泥是废物回收的一个难题。
[0004]另外，一方面，随着水泥价格不断高涨，企业充填成本占采矿成本比重不断提高；另一方面，近年来对转炉钢渣、脱硫石膏和脱硫灰的利用率都很低。因此，如何合理利用超细尾泥，并且找到适合替代水泥的充填胶凝材料，以降低充填法采矿的成本，大幅度降低充填成本及环保压力，是本领域亟需解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种含超细尾泥的自流胶结充填料及其制备方法和应用，该充填料有效利用了大量超细尾泥，不掺入水泥熟料和矿渣粉，并且无需添加激发剂、早强剂等外加剂即可显示出良好的可工业应用的抗压强度，用于采矿充填料，充分利用尾泥，合理解决了超细尾泥、钢渣以及脱硫副产物等固废堆存的难题，并极大地降低了工业应用成本。
[0006]为此，第一方面，本专利技术提供一种含超细尾泥的自流型胶结充填料，所述胶结充填料的原料包括胶凝材料、骨料和水；
[0007]所述胶凝材料按重量份数计包括以下成分：转炉钢渣40
‑
80份，脱硫石膏5
‑
30份，脱硫灰0
‑
20份；
[0008]所述骨料包括超细尾泥；
[0009]所述胶凝材料与骨料的质量之比为1:4
‑
6；
[0010]所述胶结充填料的料浆浓度为55
‑
70％。
[0011]本专利技术所述的超细尾泥为粒径小于200μm的尾砂；具体指矿业生产中选厂产物尾砂，并不限来源或类型，其粒径小于200μm。
[0012]本专利技术所述的脱硫灰指半干法烧结所得脱硫灰，为半水石膏。
[0013]本专利技术所述的脱硫石膏主要成分和天然石膏类似，为二水硫酸钙CaSO4·
2H2O。
[0014]本专利技术还在以上配方基础上优化了配比及每个成分的化学组成，以更大程度改善
胶凝性能，或降低工业成本。
[0015]进一步，所述骨料仅由超细尾泥组成，所述胶凝材料由转炉钢渣、脱硫灰和脱硫石膏三种成分组成，配比如本专利技术所述，每种成分可取本专利技术所述范围内的任意值。例如，脱硫灰可取0份、5份、10份、15份、20份等；脱硫石膏可取5份、10份、15份、20份、25份、30份等；转炉钢渣可取40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份等。
[0016]在具体实施方式中，所述胶凝材料按重量份数计包括以下成分：转炉钢渣40
‑
80份，脱硫石膏5
‑
30份，脱硫灰5
‑
20份。
[0017]在另一具体实施方式中，所述胶凝材料按重量份数计包括以下成分：转炉钢渣40
‑
80份，脱硫石膏5
‑
30份。
[0018]进一步，所述超细尾泥按重量份数计包括：SiO
2 30
‑
35份，MgO 9
‑
14份，Fe2O
3 12
‑
17份，CaO 8
‑
15份，Al2O
3 5
‑
10份，P2O
5 1
‑
4份。
[0019]进一步，所述转炉钢渣按重量份数计包括：CaO 50
‑
55份，SiO
2 1
‑
2份，Al2O335
‑
40份，MgO 4
‑
6份，SO
3 1
‑
2份。
[0020]进一步，所述脱硫灰按重量份数计包括：CaO 52
‑
57份，SiO
2 0
‑
1份，Al2O
30‑
1份，MgO 0
‑
1份，SO
3 13
‑
18份，Fe2O
3 0
‑
1份。
[0021]进一步，所述脱硫石膏按重量份数计包括：CaO 42
‑
47份，SiO
2 4
‑
6份，Al2O
31‑
2份，MgO 1
‑
2份，SO
3 40
‑
45份，Cl 0
‑
1份。
[0022]本专利技术所述的超细尾泥、转炉钢渣、脱硫灰和脱硫石膏的化学组成指将各种金属或矿物元素以氧化物计的含量，并非指其在超细尾泥、钢渣、脱硫灰或脱硫石膏中以氧化物存在的化合物含量。另外，可以通过本领域现有的常规检测方法获得以上化学组成结果，例如典型的烧失后或未烧失的荧光检测方法。本专利技术所用的钢渣、脱硫灰和脱硫石膏及超细尾泥可以市购，或者自制，只要满足化学组成要求即可。
[0023]进一步，所述脱硫石膏的比表面积为300m2/kg以上；
[0024]进一步，所述转炉钢渣的比表面积为400m2/kg以上。
[0025]进一步，所述脱硫灰的比表面积为650m2/kg以上。
[0026]通过粉磨提高原料的比表面积，一方面降低水化难度，另一方面提高材料均匀性。
[0027]进一步，所述超细尾泥的粒径为2
‑
200μm，且小于20μm的含量占48wt％以上。在优选的实施方式中，所述超细尾泥中D10为2.43μm，D50为16.9μm，D90为121μm。
[0028]本专利技术的第二方面，提供本专利技术所述的胶结充填料制备方法，其包括：称取所述胶凝材料、骨料和水，混合均匀。
[0029]目前我国超细尾泥处理方式主要分为两种：地表堆存、采空区回填。根据超细尾泥的堆存沉降特性，考虑尾矿库的安全维护和后期尾矿综合利用等方面的因素，在超细尾泥处理中不适宜采用常规的尾矿库堆存。胶结充填是处理超细尾泥的重要途径，但其孔隙率高，需要较高的黏结剂用量才能保证充填强度，本专利技术利用转炉钢渣、烟气脱硫石膏、钢厂脱硫灰等工业废弃物替代常用的硅酸盐水泥黏结剂，实现工业废弃物的协同作用，以废治废。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下进步：
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含超细尾泥的自流型胶结充填料，所述胶结充填料的原料包括胶凝材料、骨料和水；所述胶凝材料按重量份数计包括：转炉钢渣40
‑
80份，脱硫石膏5
‑
30份，脱硫灰0
‑
20份；所述骨料包括超细尾泥；所述胶凝材料与骨料的质量之比为1:4
‑
6；所述胶结充填料的料浆浓度为55
‑
70％。2.如权利要求1所述的胶结充填料，其特征在于，所述超细尾泥按重量份数计包括：SiO
2 30
‑
35份，MgO 9
‑
14份，Fe2O
3 12
‑
17份，CaO 8
‑
15份，Al2O
3 5
‑
10份，P2O
5 1
‑
4份。3.如权利要求1所述的胶结充填料，其特征在于，所述转炉钢渣按重量份数计包括：CaO 50
‑
55份，SiO
2 1
‑
2份，Al2O
3 35
‑
40份，MgO 4
‑
6份，SO
3 1
‑
2份。4.如权利要求1所述的胶结充填料，其特征在于，所述脱硫灰按重量份数计包括：CaO 52
‑
57份，SiO
2 0
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铭亘，王林，张思奇，倪文，王宗森，黄威，李克庆，汪坤，滕国翔，
申请(专利权)人：北京科技大学安徽马钢嘉华新型建材有限公司广东韶钢嘉羊新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：