專利名稱：一種尾砂基多元復合礦山充填膠結(jié)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種礦山充填膠結(jié)劑，尤其涉及一種尾砂基多元復合礦山充填膠結(jié)劑，廣泛應用于礦山充填工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在礦床地下開采過程中，一方面必然產(chǎn)生大量采空區(qū)，另一方面由于礦石品位低必須排棄大量廢棄物，主要是選礦廠尾砂及掘進廢石。采空區(qū)的大量累積，存在著大規(guī)模地壓活動的可能性，從而嚴重威脅著礦山自身的安全，同時將對礦區(qū)地表產(chǎn)生破壞。而尾砂大量堆存于地表不但占用農(nóng)田和耕地，而且對周邊環(huán)境破壞嚴重。所以在對礦石進行開發(fā)利用的同時，怎樣保護好礦區(qū)周邊環(huán)境及土地資源、保障國家財產(chǎn)及人民生命安全是目前急需_解決的重大難題。解決這一重大難題的有效途徑是采用充填采礦法——采用尾砂膠結(jié)充填。一方面可將尾砂大量充填于井下，從而大幅度減少尾砂排放，減少土地占用和保護環(huán)境；另一方面高質(zhì)量的充填體可對井下采空區(qū)起到良好的支撐，避免采空區(qū)圍巖的塌落，從而使礦區(qū)地表得到切實有效的保護。為了實現(xiàn)充填采礦法的上述目標，必須采用膠結(jié)充填工藝，即必須在充填料中添加膠結(jié)劑以使充填料進入井下采空區(qū)后凝結(jié)硬化并具有一定的強度。目前國內(nèi)外充填用膠結(jié)劑主要為普通硅酸鹽水泥。然而由于水泥生產(chǎn)成本較高，導致充填成本高昂、一些礦山企業(yè)難以承擔。同時水泥的生產(chǎn)過程要消耗大量的石灰石、黏土、煤炭、電力、運輸、金屬材料等資源，不利于節(jié)能減排。水泥充填還普遍存在嚴重的泌水和離析現(xiàn)象。泌水不但降低充填體強度，而且破壞充填環(huán)境，增加排水費用。離析則使充填體出現(xiàn)凝結(jié)緩慢、強度差的薄弱層，破壞了充填體的均一性，降低了其整體強度。
因此,研制生產(chǎn)成本低、 充填強度高、充填性能良好、方便施工、節(jié)能利廢的新型礦山充填膠結(jié)劑十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種充填成本低、強度高、性能優(yōu)良、利于施工的一種尾砂基多元復合礦山充填膠結(jié)劑。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種尾砂基多元復合礦山充填膠結(jié)劑，其生產(chǎn)原料質(zhì)量百分比為:尾砂25-45%、水渣10-35%、熟料5-30%、粉煤灰0-20%、石膏5_7%、外加劑2_4%。所述的尾砂選自鐵礦石尾砂、銅礦石尾砂、金礦石尾砂、鋅礦石尾砂、鋁礦石尾砂中的一種。所述的石膏選自二水石膏、硬石膏、脫硫石膏中的一種。所述的外加劑主要成份為有機醇胺類和無機鹽類。所述的膠結(jié)劑的生產(chǎn)方法如下:生產(chǎn)原料經(jīng)高產(chǎn)高細球磨機粉磨至綜合比表面積達到400m2/kg以上，并均勻混合即可。本發(fā)明是根據(jù)現(xiàn)代混凝土理論研制而成?，F(xiàn)代混凝土理論認為，膠結(jié)劑的水化、混凝土的孔結(jié)構(gòu)、混凝土的濃度、混凝土的保水性和離析對混凝土的強度都有重要影響。膠結(jié)劑的水化越快，混凝土的孔結(jié)構(gòu)中有害孔(孔徑小于200埃)越少、正常流動度下混凝土的濃度越低、離析越少，則混凝土的強度越高。首先，本發(fā)明對生產(chǎn)原料進行高細粉磨，使其顆粒微集料化，能夠有效地改善硬化混凝土漿體的結(jié)構(gòu)，大孔減少、微細孔增加，從而提高混凝土強度。其次，高細粉磨后的原料，在外加劑的激發(fā)下，其潛在的水化活性得以發(fā)揮，水化速度極大提高，從而形成高強度的混凝土 ；再次，本發(fā)明具有良好的減水作用。與普通水泥比較，在相同的充填濃度時可提高坍落度4-6cm，在實際施工中，可以提高充填濃度5-10%。因而，在保持強度不降低的前提下，每立方充填體膠結(jié)劑用量減少20-50%，從而可以大幅降低充填成本。最后，本發(fā)明還具有良好的保水，可明顯減少混凝土泌水及離析，提高充填體質(zhì)量、有利于充填現(xiàn)場施工。本發(fā)明的優(yōu)點是:
1、本發(fā)明大量利用尾砂生產(chǎn)膠結(jié)劑，生產(chǎn)成本只有普通水泥的70-80%，加上完全代替普通水泥后,每立方充填體膠結(jié)劑用量可減少20-50%，因此可以大幅降低充填成本；
2、本發(fā)明充填性能良好，充填體強度高、水化熱和膨脹率低；
3、本發(fā)明流動性好，坍落度高、抗離析、泌水少,利于施工；
4、本發(fā)明利用尾砂生產(chǎn)膠結(jié)劑，可以達到變廢為寶，以廢治廢、利國利民的目的。應用本發(fā)明于全尾砂充填，提高了充填體中尾砂的利用率，降低了處理尾砂的費用?？偠灾?，本發(fā)明是成本低廉、性能優(yōu)良、利于施工、節(jié)能利廢、具有良好社會經(jīng)濟效益的新一代礦山充填膠結(jié)劑。
具體實施方式
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下面結(jié)合實例對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細的說明。實施例1
原料配比:鐵礦石尾砂25%、水渣32%、熟料25%、粉煤灰10%、二水石膏5%、外加劑3%。用高產(chǎn)高細球磨機對原料進行混合粉磨，出磨物料比表面積經(jīng)檢測為457 m2 / kg。強度檢測結(jié)果如下:
標準砂強度(試驗方法采用國標GB175— 2007):
權(quán)利要求
1.一種尾砂基多元復合礦山充填膠結(jié)劑，其特征在于:其生產(chǎn)原料質(zhì)量百分比為:尾砂25-45%、水渣10-35%、熟料5_30%、粉煤灰0_20%、石膏5_7%、外加劑2_4%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尾砂基多元復合礦山充填膠結(jié)劑，其特征在于:所述的尾砂選自鐵礦石尾砂、銅礦石尾砂、金礦石尾砂、鋅礦石尾砂、鋁礦石尾砂中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尾砂基多元復合礦山充填膠結(jié)劑，其特征在于:所述的石膏選自二水石膏、硬石膏、脫硫石膏中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尾砂基多元復合礦山充填膠結(jié)劑，其特征在于:所述的外加劑主要成份為有機醇胺類和無機鹽類。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的一種尾砂基多元復合礦山充填膠結(jié)劑，其特征在于:所述的膠結(jié)劑的生產(chǎn)方法如下:生產(chǎn)原料經(jīng)高產(chǎn)高細球磨機粉磨至綜合比表面積達到400m2/kg以上，并均勻混合即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種尾砂基多元復合礦山充填膠結(jié)劑。該膠結(jié)劑生產(chǎn)原料質(zhì)量百分比為尾砂25-45%、水渣10-35%、熟料5-30%、粉煤灰0-20%、石膏5-7%、外加劑2-4%。本發(fā)明用于礦山充填，具有充填成本低、強度高、充填體質(zhì)量好、抗離析、膨脹率低、利于施工、充填體尾砂利用率高、節(jié)能利廢等優(yōu)點。
文檔編號C04B7/21GK103172285SQ20131010112
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者楊春保, 陳賢樹, 朱春啟, 成建 申請人:楊春保, 陳賢樹, 朱春啟, 成建