一种用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料及制备方法技术

一种用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料及制备方法，属于金属矿山井下充填技术领域。以质量百分比计，其组成为：矿渣粉：40～65%，钢渣粉：15～40.5%，脱硫石膏：3～9%，电石渣：3～7.5%，粉煤灰：0～10%，干法脱硫灰：0～25%，复合添加剂1～2%。该多固废胶结充填材料制备方法简单，低碳环保，可规模化化使用钢渣而无需添加泥熟料，没有减水剂和早强剂，解决了金属矿山超细尾矿充填强度低难题，也实现了多种工业固废资源化处理。多种工业固废资源化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料及制备方法


[0001]本专利技术属于金属矿山井下充填
，涉及一种用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料及制备方法。

技术介绍

[0002]矿产资源开发属于工业领域重要组成部分。为保护自然生态环境，地下金属矿山井下开采多用充填采矿方法。在实际充填过程中，金属矿山一般使用选矿尾矿作为骨料。由于选矿磨选工艺日益进步，部分矿山尾矿含泥量大，
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200目尾砂粒度占70%以上，属于超细全尾砂范围。经过实际，这些超细全尾砂与常规胶凝材料制备成的充填料浆浓度低，材料成本高，高灰砂比1:4充填体28天抗压强度不足0.9MPA，无法达到矿山资源安全有序回采的要求。同时，我国其它工业领域在生产活动过程中，也产生对环境和安全影响较大的固体废弃物，如矿渣、钢渣、工业副产石膏和电石渣等。如利用这些固体废弃物协同制备成适用于超细全尾砂胶结充填材料，既可满足金属矿山超细全尾砂对充填材料的要求，又实现了工业固体废弃物高价值利用。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料及制备方法，在规模化利用钢渣粉前提下，可解决超细全尾砂与常规胶凝材料制备成的充填料浆浓度低，材料成本高，充填体强度低，无法达到矿山资源安全有序回采的问题。同时，实现国内其他工业固体废弃物大规模资源化、高价值利用。
[0004]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案是：用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料，以质量百分比计，其组成为：矿渣粉：40～65%，钢渣粉：15～40.5%，脱硫石膏：3～9%，电石渣：3～7.5%，粉煤灰：0～10%，干法脱硫灰：0～25%，复合添加剂1～2%。
[0005]所述矿渣粉等级为S95级及以上，勃式比表面积≥350m2/kg。
[0006]所述钢渣粉碱度≥2.4，勃式比表面积≥400m2/kg。钢渣粉具有类似水泥矿物组成，主要为硅酸三钙和水泥硅酸二钙，具有自身水化胶凝特性；同时，该钢渣粉可为矿渣粉和粉煤灰活化Al、Si溶解提供特定碱性激发环境，与其它硫化物协同生成水化硅酸钙和钙矾石晶体。
[0007]所述脱硫石膏含水率≤2%，CaSO4·
2H2O的质量百分含量≥80%。
[0008]所述电石渣含水率≤3％，Ca(OH)2的质量百分含量≥92％。电石渣为电石法生产聚氯乙烯过程中电石反应后的产物。
[0009]所述干法脱硫灰中CaSO3的质量百分含量≥30%，且CaO的质量百分含量≥15%。该干法脱硫灰主要为钢厂烧结或球团脱硫之后的产物。
[0010]所述复合添加剂按质量百分比计，其组成为硫酸钠15～19%、氯化钠1～7%、硅灰77～82%。
[0011]上述用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将硫酸钠、氯化钠以及硅灰按配比混合均匀，制备成复合添加剂；（2）电石渣、脱硫石膏分别经烘干、磨粉，得到勃式比表面积350～400m2/kg的电石渣粉和脱硫石膏粉；（3）将矿渣粉、钢渣粉、脱硫石膏粉、电石渣粉、粉煤灰、干法脱硫灰和复合添加剂按照设定的配比，分别输送至干混搅拌机内，经干混搅拌机混合，即可得到多固废胶结充填材料。
[0012]所述多固废胶结充填材料使用时与超细全尾砂按照质量配比1:4～8混合作为矿山固化充填料浆；所述充填料浆的质量浓度为58～60%。
[0013]所述超细全尾砂中
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200目尾砂颗粒的质量百分含量≥70%，且化学成分中含S量＜1wt%。
[0014]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术多固废胶结充填材料无需添加泥熟料，没有减水剂和早强剂，采用多种工业固体废弃物为原料，实现了工业固废的资源化、高价值利用，且制备方法简单，低碳环保。解决了超细全尾砂与常规胶凝材料制备成的充填料浆浓度低，材料成本高，充填体强度低，无法达到矿山资源安全有序回采的问题。本专利技术多固废胶结充填材料按照胶砂比（重量比）1:8，与超细全尾砂料浆混合制作矿山固化充填料浆。充填料浆质量浓度为58～60%，使用7.07
×
7.07
×
7.07cm模具浇筑试样，按照GB/T 17671
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1999水泥胶砂强度检验方法养护及性能检测，在养护3d、28d后，其单轴抗压强度分别达到了0.5MPa、2MPa及以上。
具体实施方式
[0015]下面将结合具体实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域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例，都属于本专利技术保护的范围。
实施例1
[0016]本实施例用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料，由以下质量百分含量的原料构成：矿渣粉45.6%，钢渣粉25%，脱硫石膏8.2%，电石渣5%，粉煤灰7%，干法脱硫灰8%；复合添加剂（硫酸钠19%、氯化钠3%和硅灰78%）1.2%。
[0017]上述各原料的指标如下：矿渣粉等级为S105级，勃式比表面积350m2/kg；钢渣粉碱度3，勃式比表面积400m2/kg；脱硫石膏含水率1.2%，CaSO4·
2H2O的质量百分含量80%；电石渣含水率2％，Ca(OH)2的质量百分含量95％；干法脱硫灰中CaSO3的质量百分含量33%，CaO的质量百分含量17%。
[0018]本实施例用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将硫酸钠、氯化钠以及硅灰按配比混合均匀，制备成复合添加剂；（2）电石渣、脱硫石膏分别经烘干、磨粉，得到勃式比表面积350～400m2/kg的电石
渣粉和脱硫石膏粉；（3）将矿渣粉、钢渣粉、脱硫石膏粉、电石渣粉、粉煤灰、干法脱硫灰和复合添加剂分别储存在不同原料仓内；原料仓底部螺旋给料机将上述料粉按照设定的配比输送至干混搅拌机内；经干混搅拌机强力混合，连续生产出多固废胶结充填材料成品。
[0019]本实施例所用的超细全尾砂
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200目尾砂颗粒占比74%，且化学成分含中的S量为0.8%。
实施例2
[0020]本实施例用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料，由以下质量百分含量的原料构成：矿渣粉52.8%，钢渣粉15%，脱硫石膏8.7%，电石渣7%，粉煤灰10%，干法脱硫灰4.5%，复合添加剂（硫酸钠18%、氯化钠2%和硅灰80%）2%。
[0021]上述各原料的指标如下：矿渣粉等级为S95级，勃式比表面积400m2/kg；钢渣粉碱度2.7，勃式比表面积450m2/kg；脱硫石膏含水率2%，CaSO4·
2H2O的质量百分含量85%；电石渣含水率2％，Ca(OH)2的质量百分含量92％；干法脱硫灰中CaSO3的质量百分含量30%，CaO的质量百分含量20%。
[0022]本实施例用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将硫酸钠、氯化钠以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料，其特征在于，以质量百分比计，其组成为：矿渣粉：40～65%，钢渣粉：15～40.5%，脱硫石膏：3～9%，电石渣：3～7.5%，粉煤灰：0～10%，干法脱硫灰：0～25%，复合添加剂1～2%。2.基于权利要求1所述的用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料，其特征在于，所述矿渣粉等级为S95级及以上，勃式比表面积≥350m2/kg。3.基于权利要求1所述的用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料，其特征在于，所述钢渣粉碱度≥2.4，勃式比表面积≥400m2/kg。4.基于权利要求1所述的用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料，其特征在于，所述脱硫石膏含水率≤2%，CaSO4·
2H2O的质量百分含量≥80%。5.基于权利要求1所述的用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料，其特征在于，所述电石渣含水率≤3％，Ca(OH)2的质量百分含量≥92％。6.基于权利要求1所述的用于超细全尾砂的多固废胶结充填材料，其特征在于，所述干法脱硫灰中CaSO3的质量百分含量≥30%，且CaO的质量百分含量≥15%。7.基于权利要求1所述的用于超细全尾砂的多固废胶结充...

【专利技术属性】
技术研发人员：田欣，胡亚军，郑卫民，张子祥，陈彦亭，向伟华，李胜辉，李晓东，马有力，荣辉，白学勇，曾莉，陈拓，李燕芬，谢安铭，马金生，王社光，张永坤，
申请(专利权)人：河北钢铁集团矿山设计有限公司，
类型：发明
国别省市：