一种充填材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种充填材料及其制备方法。一种充填材料，包括以下质量份的固体组分：50

【技术实现步骤摘要】
一种充填材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及固体废弃物处理领域，具体涉及一种充填材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前矿山采用的胶结料主要为普通硅酸盐水泥，成本占整个充填采矿工艺的70％以上，成本高是阻碍充填采矿技术发展的一大难题。随着现阶段环保力度的加大与对水泥等重污染企业的管制，水泥的成本逐渐提升，使充填的成本进一步提升。寻找合适的胶凝材料替代水泥作为胶结剂生产强度高、能自流、不离析的充填材料是矿山胶结充填的一个重要的研究和发展方向。
[0003]铅锌冶炼渣既是一种固体废物，也是一种有价资源。根据对铅锌冶炼渣工艺矿物学研究分析可知：铅锌冶炼渣中主要含有铁氧化物、铅锌氧化物以及硅酸盐；铁主要是由强磁性的金属Fe、磁性铁以及弱磁性的赤褐铁矿组成，其中弱磁性褐铁矿含铁约占全铁的60％以上，因此铅锌冶炼渣具有金属提取利用价值。此外，铅锌冶炼渣经过高温冶炼和快速冷却过程，其化学组成与晶体结构含有大量玻璃体，具有潜在的胶凝活性。
[0004]铅锌冶炼渣本身虽然具备较好的活性，经过一定的激发改性后可用作矿山充填料浆原材。但存在料浆泌水分层，影响充填的接顶率，影响采空区回填的质量，同时，由于铅锌冶炼渣高含铁量使其密度较高，一般在3.6
‑
4.0，常规充填材料密度一般在2.7
‑
3.0。铅锌冶炼渣在充填料浆中根据密度作用会迅速下沉，如流动性不好，导致下部浆液富集冶炼渣，整体料浆活性释放不均匀的问题。

技术实现思路

[0005]为了克服现有的矿山采空区充填材料存在泌水分层以及流动性不好的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种充填材料，本专利技术的目的之二在于提供这种充填材料的制备方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种充填材料，包括以下质量份的固体组分：50
‑
70份冶炼渣复合微粉、10
‑
28份第一激发剂、8
‑
22份第二激发剂、2
‑
12份减水剂和350
‑
450份铅锌矿尾砂；
[0008]冶炼渣复合微粉由铅锌冶炼渣和水泥熟料组成；
[0009]第一激发剂由膨润土、硅酸铝和氯化钠组成；
[0010]第二激发剂由硫酸钠、硫酸铝和尿素组成。
[0011]优选的，这种充填材料，包括以下质量份的组分：52
‑
68份冶炼渣复合微粉、11
‑
27份第一激发剂、9
‑
21份第二激发剂、3
‑
10份减水剂和380
‑
420份铅锌矿尾砂；进一步优选的，包括以下质量份的组分：55
‑
65份冶炼渣复合微粉、12
‑
26份第一激发剂、10
‑
20份第二激发剂、3
‑
10份减水剂和390
‑
410份铅锌矿尾砂。
[0012]优选的，这种充填材料，冶炼渣复合微粉中铅锌冶炼渣和水泥熟料的质量比为(3
‑
5)：1；进一步优选的，铅锌冶炼渣和水泥熟料的质量比为(3.5
‑
4.5)：1，再进一步优选的，铅锌冶炼渣和水泥熟料的质量比为4：1。
[0013]优选的，这种充填材料，冶炼渣复合微粉的粒径≤80μm；进一步优选的，冶炼渣复合微粉的粒径≤78μm；再进一步优选的，冶炼渣复合微粉的粒径≤76μm；更进一步优选的，冶炼渣复合微粉的粒径≤75μm。
[0014]优选的，这种充填材料，第一激发剂中膨润土、硅酸铝和氯化钠的质量比为1：(0.3
‑
0.4)：(0.1
‑
0.2)；进一步优选的，膨润土、硅酸铝和氯化钠的质量比为1：(0.3
‑
0.35)：(0.15
‑
0.2)；再进一步优选的，膨润土、硅酸铝和氯化钠的质量比为3：1：0.5。
[0015]优选的，这种充填材料，第二激发剂中硫酸钠、硫酸铝和尿素的质量比为1：(0.4
‑
0.6)：(0.4
‑
0.6)；进一步优选的，硫酸钠、硫酸铝和尿素的质量比为1：(0.45
‑
0.55)：(0.45
‑
0.55)；再进一步优选的，硫酸钠、硫酸铝和尿素的质量比为2：1：1；本专利技术采用特定组分范围的第一激发剂和第二激发剂协同激发处理铅锌冶炼渣和铅锌冶尾砂，提高了充填材料的强度、稳定性和流动性。
[0016]优选的，这种充填材料，铅锌冶炼渣包括以下质量百分比的成分：15
‑
26％SiO2、35
‑
50％Fe2O3、5
‑
12％Al2O3、12
‑
21％CaO、0.5
‑
4.5％MgO、0.4
‑
7％PbO2、0.5
‑
7％ZnO、0.1
‑
2.5％SO3；进一步优选的，铅锌冶炼渣包括以下质量百分比的成分：16
‑
25％SiO2、38
‑
48％Fe2O3、6
‑
11％Al2O3、13
‑
20％CaO、0.7
‑
4.0％MgO、0.5
‑
6.5％PbO2、1.0
‑
6.5％ZnO、0.2
‑
2.0％SO3；再进一步优选的，铅锌冶炼渣包括以下质量百分比的成分：17
‑
24％SiO2、39
‑
47％Fe2O3、7
‑
10％Al2O3、14
‑
19％CaO、0.9
‑
3.0％MgO、0.5
‑
6.0％PbO2、1.0
‑
6.0％ZnO、0.25
‑
1.3％SO3；更进一步优选的，铅锌冶炼渣包括以下质量百分比的成分：18
‑
23％SiO2、40
‑
46％Fe2O3、7
‑
9％Al2O3、15
‑
18％CaO、1.0
‑
2.6％MgO、0.5
‑
5.5％PbO2、1.0
‑
5.5％ZnO、0.25
‑
1.3％SO3。
[0017]优选的，这种充填材料，铅锌冶炼渣的硅酸盐玻璃体含量为86
‑
90wt％；进一步优选的，铅锌冶炼渣的硅酸盐玻璃体含量为87
‑
89wt％；再进一步优选的，铅锌冶炼渣的硅酸盐玻璃体含量为87.5
‑
88.5wt％；更进一步优选的，铅锌冶炼渣的硅酸盐玻璃体含量为88.1wt％。
[0018]优选的，这种充填材料，铅锌冶炼渣的锌尖晶石含量为2
‑
3w本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种充填材料，其特征在于，包括以下质量份的固体组分：50
‑
70份冶炼渣复合微粉、10
‑
28份第一激发剂、8
‑
22份第二激发剂、2
‑
12份减水剂和350
‑
450份铅锌矿尾砂；所述冶炼渣复合微粉由铅锌冶炼渣和水泥熟料组成；所述第一激发剂由膨润土、硅酸铝和氯化钠组成；所述第二激发剂由硫酸钠、硫酸铝和尿素组成。2.根据权利要求1所述的充填材料，其特征在于，所述冶炼渣复合微粉中铅锌冶炼渣和水泥熟料的质量比为(3
‑
5)：1。3.根据权利要求2所述的充填材料，其特征在于，所述冶炼渣复合微粉的粒径≤80μm。4.根据权利要求1所述的充填材料，其特征在于，所述第一激发剂中膨润土、硅酸铝和氯化钠的质量比为1：(0.3
‑
0.4)：(0.1
‑
0.2)。5.根据权利要求1所述的充填材料，其特征在于，所述第二激发剂中硫酸钠、硫酸铝和尿素的质量比为1：(0.4
‑
0.6)：(0.4
‑
0.6)。6.根据权利要求1所述的充填材料，其特征在于，所述铅锌冶炼渣包括以下质量百分比的成分：15
‑
26％SiO2、35
‑
50％Fe2O3、5
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：田志刚，陈忠平，黄沛生，欧阳仕元，杜向红，邓波，江皇义，周科华，梁德义，钟杰，崔国伟，郑国雄，卢海珠，陈锡麟，冯波宇，余匡迪，
申请(专利权)人：深圳市中金岭南有色金属股份有限公司固岩科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：