用于充填含硫金属矿山的胶凝材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种用于充填含硫金属矿山的胶凝材料，包括充填物和碱性激发剂，碱性激发剂为充填物的质量的1.4％～1.6％；其中，充填物以重量份计包括：矿渣微粉35～45份、冶炼渣28～32份、脱硫石膏13～17份、石灰13～17份；冶炼渣为炼铁产生的废渣。在碱性条件下，Ca(OH)2、冶炼渣中的SiO2、冶炼渣中的A12O3和脱硫石膏反应生成钙矾石，填充到矿渣微粉的空隙中，使得胶凝材料整体形成密实性和强度高的充填体。上述的用于充填含硫金属矿山的胶凝材料，充填效果好，且组成不包括水泥熟料，降低了成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
用于充填含硫金属矿山的胶凝材料、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及矿山充填
，尤其涉及一种用于充填含硫金属矿山的胶凝材料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]解决这一重大难题的有效途径是采用充填采矿法——采用尾砂胶结充填。一方面可将尾砂大量充填于井下，从而大幅度减少尾砂排放，减少土地占用和保护环境；另一方面高质量的充填体可对井下采空区起到良好的支撑，避免采空区围岩的塌落，从而使矿区地表得到切实有效的保护。
[0003]为了实现充填采矿法的上述目标，必须采用胶结充填工艺，即必须在充填料中添加胶凝材料以使充填料进入井下采空区后凝结硬化并具有一定的强度。目前国内外充填用胶凝材料主要为普通硅酸盐水泥。然而由于水泥生产成本较高，导致充填成本高昂、一些矿山企业难以承担。同时水泥的生产过程要消耗大量的石灰石、黏土、煤炭、电力、运输、金属材料等资源，不利于节减排。水泥充填还普遍存在严重的离析现象，导致充填体局部(尤其是顶部)凝结缓慢、强度严重偏低等问题。
[0004]因此，研制成本低、性能良好、高强度、绿色环保、节能利废的新型矿山充填胶凝材料十分必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提供一种用于充填含硫金属矿山的胶凝材料、制备方法及应用，以解决含硫金属矿山的充填的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种用于充填含硫金属矿山的胶凝材料，包括充填物和碱性激发剂，碱性激发剂为充填物的质量的1.4％～1.6％；
[0007]其中，充填物以重量份计包括：矿渣微粉35～45份、冶炼渣28～32份、脱硫石膏13～17份、石灰13～17份；冶炼渣为炼铁产生的废渣，。
[0008]根据本申请的实施方式，碱性激发剂为充填物的质量的1.5％；充填物包括矿渣微粉40份、冶炼渣30份、脱硫石膏15份、石灰15份。
[0009]根据本申请的实施方式，碱性激发剂以质量百分计包括：Na2SiO3：27％～33％、KAl(SO4)2·
12H2O：27％～33％、Na2SO4：18％～22％以及NaCl：18％～22％。
[0010]根据本申请的实施方式，碱性激发剂以质量百分计包括：Na2SiO3：30％、KAl(SO4)2·
12H2O：30％、Na2SO4：20％以及NaCl：20％。
[0011]根据本申请的实施方式，矿渣微粉、冶炼渣、脱硫石膏、石灰的粒径均小于300目。
[0012]本专利技术第二方面提供一种用于充填含硫金属矿山的胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将充填物和碱性激发剂混合均匀，碱性激发剂为充填物的质量的1.4％～1.6％；其中，充填物以重量份计包括：矿渣微粉35～45份、冶炼渣28～32份、脱硫石膏13～17份、石
灰13～17份；冶炼渣为炼铁产生的废渣。
[0014]本专利技术第三方面提供上述胶凝材料在充填含硫金属矿山中的应用。
[0015]根据本申请的实施方式，将胶凝材料和尾矿和按1：5～10的质量比混合，回填至所述含硫金属矿山的矿洞内。
[0016]上述的用于充填含硫金属矿山的胶凝材料中，矿渣微粉的主要成分为CaO、SiO2、A12O3、MgO等化合物。在化学成分方面，矿渣微粉与硅酸盐水泥相似，但是CaO的含量略低，而且碱度较低，其中共价键较多，而离子键较少。因此，选择相对较大量的石灰以及碱性激发剂与矿渣微粉配合。CaO与尾矿中的水生成Ca(OH)2。在碱性条件下，Ca(OH)2、矿渣微粉中的SiO2、矿渣微粉的A12O3和脱硫石膏反应生成钙矾石，此外，冶炼渣作为骨料，共同填充到尾矿的空隙中，整体形成密实性和强度高的充填体。上述的用于充填含硫金属矿山的胶凝材料，初期强度和中期强度较高，充填效果好，且组成不包括水泥熟料，降低了成本。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施5例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述
[0018]中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0019]图1是本申请一实施方式的胶凝材料在充填含硫金属矿山中的应用的流程示意图。
[0020]0本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进5行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施方
[0022]式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]需要说明，本专利技术实施方式中所有方向性指示(诸如上、下
……
)仅用于0解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况
[0024]等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0025]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由
[0026]此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。5并且，本专利技术各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以
[0027]本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0028]本申请提供了一种用于充填含硫金属矿山的胶凝材料，包括充填物和碱性激发剂，碱性激发剂为充填物的质量的1.4％～1.6％。
[0029]其中，充填物以重量份计包括：矿渣微粉35～45份、冶炼渣28～32份、脱硫石膏13～17份、石灰13～17份；冶炼渣为炼铁产生的废渣。
[0030]含硫金属矿山其有用的金属都是以非常微小的化合物形式在岩层中。因此提炼有用金属，必须把矿石通过磨机碾磨得非常非常细，然后通过化学药剂加以提炼，提炼后，剩下的物质即尾矿(也可以称为尾砂)。尾矿有3大处理难点，太细，吸水率高，有化学药剂。这个处理特点导致尾砂处理一直世界级难题，目前通用的处理方法就是固化后回填。
[0031]含硫金属矿山的尾矿的硫含量相对较高。在相关技术中，当含硫金属矿山的尾矿进行胶结固化时，其尾矿中的硫矿物经空气和水的作用生成SO
42
‑
离子，SO
42
‑
离子与水泥浆体中的矿物组份发生化学反应，形成膨胀性产物或将浆体中的C
‑
S
‑
H(硅酸钙凝胶)等强度组份分解，对水泥或其他胶凝材料产生破坏作用，直接影响充填体的质量。矿渣微粉为炼铁的高炉炉渣粉碎得到的粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于充填含硫金属矿山的胶凝材料，其特征在于，包括充填物和碱性激发剂，所述碱性激发剂为所述充填物的质量的1.4％～1.6％；其中，所述充填物以重量份计包括：矿渣微粉35～45份、冶炼渣28～32份、脱硫石膏13～17份、石灰13～17份；所述冶炼渣为炼铁产生的废渣。2.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述碱性激发剂为所述充填物的质量的1.5％；所述充填物包括矿渣微粉40份、冶炼渣30份、脱硫石膏15份、石灰15份。3.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述碱性激发剂以质量百分计包括：Na2SiO3：27％～33％、KAl(SO4)2·
12H2O：27％～33％、Na2SO4：18％～22％以及NaCl：18％～22％。4.根据权利要求3所述的胶凝材料，其特征在于，所述碱性激发剂以质量百分计包括：Na2SiO3：30...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭敏，肖锦云，黄翔，殷豪，郭伟，张露，孙悦，黄显浪，
申请(专利权)人：湖南国晟环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：