一種礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦山開采充填技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全國及全球?qū)Y源的需求進(jìn)一步加大，造就了國內(nèi)外礦業(yè)市場(chǎng)的繁榮，新老金屬礦山產(chǎn)量逐年增大，對(duì)環(huán)境與資源的影響主要表現(xiàn)在地表塌陷和排放尾砂。尾礦砂是選礦廠將礦石磨細(xì)、選取有用組分后排放的廢棄物，具有數(shù)量大、細(xì)度低和可利用性大的特點(diǎn)，具有污染環(huán)境和二次資源的雙重特性。而地表塌陷是由礦山開采后大量采空區(qū)的出現(xiàn)所導(dǎo)致的，具有巨大安全隱患。因此采空區(qū)的治理成為可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。
[0003]隨著技術(shù)理念的發(fā)展進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)礦場(chǎng)無廢開采，最大限度的把固體廢物轉(zhuǎn)變成二次資源被重新利用和抑制地表塌陷，從根本上解決礦區(qū)安全與生態(tài)問題成為了主流方案。目前國內(nèi)應(yīng)用的此類充填方式主要有分級(jí)尾砂充填、全尾砂膠結(jié)充填、廢石膠結(jié)充填和全尾砂膏體泵送膠結(jié)充填等。其中全尾砂膏體膠結(jié)充填因其質(zhì)量濃度高、膏體充填體壓縮率低、料漿基本不泌水、不沉淀、不離析等優(yōu)點(diǎn)成為重要發(fā)展方向。但與此同時(shí)為保證充填體強(qiáng)度，當(dāng)前技術(shù)條件下充填材料中水泥摻量約為200kg/m3，即水泥占固含量13%，較大的水泥摻量致使充填材料成本太高，于是在保證充填體強(qiáng)度的同時(shí)，降低水泥摻量，提高經(jīng)濟(jì)效益成為亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料，目的是兼顧經(jīng)濟(jì)效益與充填體性能，在保證充填體強(qiáng)度的前提下降低成本。
[0005]本發(fā)明的礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料，其固體成分按照重量百分比，由8~10%硅酸鹽水泥、88.5~91%全尾砂和1~1.5%復(fù)合激發(fā)劑組成，三種固體組分之和為百分之百；填充材料的含水率為15~25%。
[0006]所述的復(fù)合激發(fā)劑按照重量百分比由75~85%石骨和15~25%石灰組成。
[0007]所述全尾砂為娃質(zhì)全尾砂、娃鐵質(zhì)全尾砂或招質(zhì)全尾砂中的一種。
[0008]本發(fā)明的礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料在使用時(shí)各組分直接混合均勻即可。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是:
本發(fā)明的礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料由硅酸鹽水泥、全尾砂、復(fù)合激發(fā)劑和水組份混合而成，其中的復(fù)合激發(fā)劑為石膏和石灰的混合物，產(chǎn)生堿激發(fā)和硫酸鹽激發(fā)的雙重效果，用于激發(fā)尾砂的潛在活性，達(dá)到提升充填體強(qiáng)度的效果，從而可以在保證充填體強(qiáng)度的同時(shí)一定程度上減少水泥的摻量，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0010]在堿性環(huán)境下，膠凝材料水化放出的Ca(OH)2與尾礦砂中的天然硅鋁酸鹽礦物Al2O3和3;102反應(yīng)生成C一A一H和C一S一H并產(chǎn)生膠凝作用。而在硫酸鹽的作用下，膠凝材料水化放出的Ca (OH) 2遇到Al 203和石膏溶解放出的離子反應(yīng)生成鈣礬石并產(chǎn)生膠凝作用。使尾砂中的硅鋁酸鹽溶解出來，在石膏硫酸鹽的作用下，再次發(fā)生反應(yīng)形成膠凝性材料，雙重激發(fā)作用下，提升了膠凝效果，達(dá)到提升充填體強(qiáng)度，降低水泥摻量的目的。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明實(shí)施例中按照J(rèn)G/T230-2007的規(guī)定對(duì)材料進(jìn)行性能檢測(cè)。
[0012]下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0013]實(shí)施例1
本實(shí)施例的礦山膏體膠結(jié)充填材料由Ikg硅酸鹽水泥，8.85kg硅質(zhì)全尾砂，0.15kg復(fù)合激發(fā)劑，2.5kg水組成；其中所述的復(fù)合激發(fā)劑由0.1275kg石膏和0.225kg石灰組成，將各組分原材料混合均勻，即可得到本實(shí)施例的充填材料。
[0014]充填材料在自然狀態(tài)下3天后的抗壓強(qiáng)度達(dá)0.452MPa，7天后達(dá)1.225MPa，28天后達(dá)2.463MPa，坍落度為176mm，達(dá)到了充填材料標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0015]實(shí)施例2
本實(shí)施例的礦山膏體膠結(jié)充填材料由0.8kg娃酸鹽水泥,9.1kg娃鐵質(zhì)全尾砂,0.1Okg復(fù)合激發(fā)劑，2.0kg水組成；其中所述復(fù)合激發(fā)劑由0.075kg石膏和0.025kg石灰組成，將各組分原材料混合均勻，即可得到本實(shí)施例的充填材料。
[0016]充填材料在自然狀態(tài)下3天后的抗壓強(qiáng)度達(dá)0.405MPa，7天后達(dá)1.086MPa, 28天后達(dá)2.175MPa，坍落度為147mm，達(dá)到了充填材料標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0017]實(shí)施例3
本實(shí)施例的礦山膏體膠結(jié)充填材料由0.8kg硅酸鹽水泥，9.05kg鋁制全尾砂，0.15kg復(fù)合激發(fā)劑，1.5kg水組成；其中所述的復(fù)合激發(fā)劑由0.12kg石膏和0.03kg石灰組成，將各組分原材料混合均勻，即可得到本實(shí)施例的充填材料。
[0018]充填材料在自然狀態(tài)下3天后的抗壓強(qiáng)度達(dá)0.525MPa，7天后達(dá)1.424MPa，28天后達(dá)2.652MPa，坍落度為122mm，達(dá)到了充填材料標(biāo)準(zhǔn)要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料，其特征在于其固體成分按照重量百分比，由8-10%硅酸鹽水泥、88.5~91%全尾砂和1~1.5%復(fù)合激發(fā)劑組成，三種固體組分之和為百分之百；填充材料的含水率為15~25%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料，其特征在于所述的復(fù)合激發(fā)劑按照重量百分比由75~85%石骨和15~25%石灰組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料，其特征在于所述的全尾砂為娃質(zhì)全尾砂、娃鐵質(zhì)全尾砂或招質(zhì)全尾砂中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明屬于礦山開采充填技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料。發(fā)明的礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料，其固體成分按照重量百分比，由8~10% 硅酸鹽水泥、88.5~91%全尾砂和1~1.5%復(fù)合激發(fā)劑組成，三種固體組分之和為百分之百；填充材料的含水率為15~25%。發(fā)明礦山全尾砂膏體膠結(jié)充填材料中的復(fù)合激發(fā)劑為石膏和石灰的混合物，產(chǎn)生堿激發(fā)和硫酸鹽激發(fā)的雙重效果，能夠激發(fā)尾砂的潛在活性，提升充填體強(qiáng)度，從而降低水泥的摻量。
【IPC分類】C04B18-12, C04B28-04
【公開號(hào)】CN104556911
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510042699
【發(fā)明人】金佳旭, 梁冰, 左勝浩, 楊柏, 周宇彬, 周克林, 周宏源, 徐崗
【申請(qǐng)人】遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日