胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料及其制备方法和使用其进行尾砂胶结充填的方法技术

本申请提供一种胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料及其制备方法和使用其进行尾砂胶结充填的方法。胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料，其原料以质量百分比计算，包括：水泥5％

【技术实现步骤摘要】
胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料及其制备方法和使用其进行尾砂胶结充填的方法


[0001]本申请涉及地下金属矿矿山充填领域，尤其涉及一种胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料及其制备方法和使用其进行尾砂胶结充填的方法。

技术介绍

[0002]尾砂是矿山选厂将矿石磨细提取有价元素后排放的固体废弃物，其主要矿物组成为石英和长石，是矿山固体废弃物的主要组成部分，同时也是一种潜在的二次资源。尾砂的大量堆存，一方面占用土地资源、污染环境、破坏生态平衡；另一方面由于尾矿库滑坡、溃坝等事故的发生，存在极大的安全隐患。
[0003]尾砂胶结充填是将尾砂与一定量胶凝材料和水混合制成充填料浆回填至采空区，利用充填料浆硬化形成的充填体为地下采矿提供作业平台和实现地压控制，是大宗量消纳尾砂的有效途径，有利于减少尾矿库占地、降低安全风险，具有显著的环境和经济效益。
[0004]近年来，随着选矿技术的提高导致选厂产生的尾砂粒径越来越细。超细尾砂由于本身粒径细、保水性好、渗透性差的特点，采用传统胶凝材料水泥作为胶结剂制备充填体存在充填料浆凝结硬化慢、充填体早期强度低、养护龄期长等缺陷，严重影响井下采矿作业循环。因此，矿山在采用超细尾砂胶结充填时，一般通过增大灰砂比，提高水泥的用量来保证充填体强度，这极大提高了充填成本。为此，迫切需要开发一种适宜胶结矿山超细尾砂的低成本新型充填胶凝材料。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料及其制备方法和使用其进行尾砂胶结充填的方法，以解决上述问题。<br/>[0006]为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
[0007]一种胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料，其原料以质量百分比计算，包括：
[0008]水泥5％
‑
40％、粒化高炉矿渣微粉50％
‑
80％、二水石膏5％
‑
25％、生石灰2％
‑
10％、激发剂0.5％
‑
2％。
[0009]优选地，所述水泥包括硅酸盐水泥和/或普通硅酸盐水泥。
[0010]优选地，所述粒化高炉矿渣微粉的勃氏比表面积为400
‑
700m2/kg。
[0011]优选地，所述二水石膏包括天然石膏和/或磷石膏。
[0012]优选地，所述二水石膏的比表面积为500
‑
800m2/kg。
[0013]优选地，所述激发剂包括硫酸盐、氯盐、碳酸盐、三乙醇胺、甲酸钙、硫氰酸钠、中的一种或多种。
[0014]本申请还提供一种所述的胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料的制备方法，包括：
[0015]将原料干燥，混合，得到所述胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料。
[0016]本申请还提供一种使用所述的胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料进行尾砂胶结
充填的方法，包括：
[0017]将矿山超细尾砂、所述胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料和水混合，搅拌。
[0018]优选地，所述混合得到的物料的含水量为25％
‑
35％。
[0019]优选地，所述胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料和所述矿山超细尾砂的质量比为1:(4
‑
8)。
[0020]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
[0021]本申请提供的胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料，水化早期，在生石灰、二水石膏及激发剂作用下粒化高炉矿渣微粉内部玻璃体解聚并生成钙矾石，有利于充填体早期强度的提高。同时，水泥水化作用生成水化硅酸钙，保证了充填体后期强度的持续稳定发展。该胶凝材料成本低、早期强度高以及长期强度稳定增长，可以有效胶结矿山超细尾砂，且充填体强度发展快，可以实现井下采空区的高效连续充填，在矿山充填、软弱地基加固等领域应用具有广阔的市场前景。
[0022]本申请提供的胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料的制备方法，生产工艺简单，仅需烘干、混合即可生产；
[0023]本申请提供的使用胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料进行尾砂胶结充填的方法，可以实现粒化高炉矿渣、磷石膏等大宗固体废弃物的资源化综合利用，变废为宝。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
[0025]图1为使用实施例4材料进行充填采场物理相似模拟试验浇筑过程起始照片；
[0026]图2为使用实施例4材料进行充填采场物理相似模拟试验浇筑完成照片；
[0027]图3为使用实施例4材料进行充填采场物理相似模拟试验试样取芯过程照片；
[0028]图4为使用实施例4材料进行充填采场物理相似模拟试验取芯试样照片；
[0029]图5为实施例1至实施例4所得胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料净浆试块照片；
[0030]图6为实施例和对比例实验室浇筑照片；
[0031]图7为实施例和对比例实验室浇筑成型养护28天试块照片；
[0032]图8为对比例3充填采场原位取芯试样照片；
[0033]图9为实施例4所得测试试样的SEM照片；
[0034]图10为对比例3所得测试试样的SEM照片。
具体实施方式
[0035]如本文所用之术语：
[0036]“由
……
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0037]连接词“由
……
组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，
此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由
……
组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0038]当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0039]在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
[0040]“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料，其特征在于，其原料以质量百分比计算，包括：水泥5％
‑
40％、粒化高炉矿渣微粉50％
‑
80％、二水石膏5％
‑
25％、生石灰2％
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10％、激发剂0.5％
‑
2％。2.根据权利要求1所述的胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料，其特征在于，所述水泥包括硅酸盐水泥和/或普通硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料，其特征在于，所述粒化高炉矿渣微粉的勃氏比表面积为400
‑
700m2/kg。4.根据权利要求1所述的胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料，其特征在于，所述二水石膏包括天然石膏和/或磷石膏。5.根据权利要求4所述的胶结矿山超细尾砂的充填胶凝材料，其特征在于，所述二水石膏的比表面积为500
‑
800m2/kg。6.根据权利要求1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永纯，杨小聪，翟会超，郭利杰，张雷，许文远，李文臣，魏晓明，孙长坤，罗正良，张增庆，李凡，方林，董志富，
申请(专利权)人：保山金厂河矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：