一種礦山全尾砂膏體膠結充填材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于礦山開采充填技術領域，具體涉及一種礦山全尾砂膏體膠結充填材料。
【背景技術】
[0002]隨著全國及全球對資源的需求進一步加大，造就了國內外礦業(yè)市場的繁榮，新老金屬礦山產量逐年增大，對環(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、選取有用組分后排放的廢棄物，具有數(shù)量大、細度低和可利用性大的特點，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]隨著技術理念的發(fā)展進步，實現(xiàn)礦場無廢開采，最大限度的把固體廢物轉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。目前國內應用的此類充填方式主要有分級尾砂充填、全尾砂膠結充填、廢石膠結充填和全尾砂膏體泵送膠結充填等。其中全尾砂膏體膠結充填因其質量濃度高、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)點成為重要發(fā)展方向。但與此同時為保證充填體強度，當前技術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度的同時，降低水泥摻量，提高經濟效益成為亟需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種礦山全尾砂膏體膠結充填材料，目的是兼顧經濟效益與充填體性能，在保證充填體強度的前提下降低成本。
[0005]本發(fā)明的礦山全尾砂膏體膠結充填材料，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]所述全尾砂為娃質全尾砂、娃鐵質全尾砂或招質全尾砂中的一種。
[0008]本發(fā)明的礦山全尾砂膏體膠結充填材料在使用時各組分直接混合均勻即可。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的特點和有益效果是:
本發(fā)明的礦山全尾砂膏體膠結充填材料由硅酸鹽水泥、全尾砂、復合激發(fā)劑和水組份混合而成，其中的復合激發(fā)劑為石膏和石灰的混合物，產生堿激發(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，達到提升充填體強度的效果，從而可以在保證充填體強度的同時一定程度上減少水泥的摻量，提高經濟效益。
[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反應生成C一A一H和C一S一H并產生膠凝作用。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生成鈣礬石并產生膠凝作用。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)生反應形成膠凝性材料，雙重激發(fā)作用下，提升了膠凝效果，達到提升充填體強度，降低水泥摻量的目的。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明實施例中按照JG/T230-2007的規(guī)定對材料進行性能檢測。
[0012]下面通過實施例進一步說明本發(fā)明。
[0013]實施例1
本實施例的礦山膏體膠結充填材料由Ikg硅酸鹽水泥，8.85kg硅質全尾砂，0.15kg復合激發(fā)劑，2.5kg水組成；其中所述的復合激發(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天后的抗壓強度達0.452MPa，7天后達1.225MPa，28天后達2.463MPa，坍落度為176mm，達到了充填材料標準要求。
[0015]實施例2
本實施例的礦山膏體膠結充填材料由0.8kg娃酸鹽水泥,9.1kg娃鐵質全尾砂,0.1Okg復合激發(fā)劑，2.0kg水組成；其中所述復合激發(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天后的抗壓強度達0.405MPa，7天后達1.086MPa, 28天后達2.175MPa，坍落度為147mm，達到了充填材料標準要求。
[0017]實施例3
本實施例的礦山膏體膠結充填材料由0.8kg硅酸鹽水泥，9.05kg鋁制全尾砂，0.15kg復合激發(fā)劑，1.5kg水組成；其中所述的復合激發(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天后的抗壓強度達0.525MPa，7天后達1.424MPa，28天后達2.652MPa，坍落度為122mm，達到了充填材料標準要求。
【主權項】
1.一種礦山全尾砂膏體膠結充填材料，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)權利要求1所述的一種礦山全尾砂膏體膠結充填材料，其特征在于所述的復合激發(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)權利要求1所述的一種礦山全尾砂膏體膠結充填材料，其特征在于所述的全尾砂為娃質全尾砂、娃鐵質全尾砂或招質全尾砂中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明屬于礦山開采充填技術領域，具體涉及一種礦山全尾砂膏體膠結充填材料。發(fā)明的礦山全尾砂膏體膠結充填材料，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充填材料中的復合激發(fā)劑為石膏和石灰的混合物，產生堿激發(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，提升充填體強度，從而降低水泥的摻量。
【IPC分類】C04B18-12, C04B28-04
【公開號】CN104556911
【申請?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
【申請人】遼寧工程技術大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月28日