专利名称：：矿业充填用早强胶固粉的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种矿业充填胶结材料，尤其涉及一种矿业充填用早强型胶固粉。
背景技术：
：本人于1998年8月15日作为申请人申请了一件名称为"矿业充填封堵低水胶固粉"发明专利，其申请号为98110406.1，申请日为1998年8月15日，授权公告日为2000年12月20日。该专利说明书摘要为"矿业充填封堵低水胶固粉，主要适用于金属矿业开采全尾沙充填封堵。要发明以钢厂冶炼忘废渣——矿渣为主要原料，以硅酸盐水泥熟料作为激化材料。硅酸盐水泥熟料强度42.552.5MPa，重量百分比含量为矿渣8195%，硅酸盐水泥熟料519%。经球磨机混合粉磨成粉，细度达0.08mm孔筛余量小于8即为成品。生产制造简单，可自产自用。用水量低，充填密度高，质量稳定，不碳化，老化慢，强度持续年限长。"其权利要求为"一种矿业充填封堵低水胶固粉，其特征在于以钢厂冶炼矿渣为主要原料，以硅酸盐水泥熟料作为激化材料，硅酸盐水泥熟料强度为42.552.5Mpa;矿业充填封堵低水胶固粉的原料重量配比为矿渣8195%，硅酸盐水泥熟料519%;经混合粉磨成粉，细度为0.08mm，孔筛余量小于8。"本人作为申请人另申请了一件名称为"缓凝慢膨胀充填粉"发明专利，其专利号为200510042288.X，申请日为2005年4月7日，公开日为2005年11月09日。其摘要为一种缓凝慢膨胀充填粉，适用于矿业、水利、隧道、公路等工程注浆、封隙或胶结其他细物料(沙灰)充填。按照下述原料的重量百分比进行配制，经粉磨制成矿渣295%;石膏080%;石灰598%。本发明以矿渣(钢冶水淬渣)、石膏(二水石膏或硬石膏)、石灰为原料，按一定比例配制后粉磨成粉状物。在受水或潮湿的条件下体积缓慢膨胀，膨胀比例为1.012倍。其水化成浆后形成固体物，可以固定硬化。其强度随着体积膨胀系数的增长而降低，强度为lMPa15MPa。可以通过调整原料配比来调节膨胀比例和强度。本发明利用工业废渣作原料，制造成本低，适用范围广。无毒无害，不污染环境。该专利权利要求为"一种缓凝慢膨胀充填粉，其特征在于按照包括下述原料的重量百分比进行配制，经粉磨制成矿渣295%，石膏080%，石灰598%。"4第一项第对比文献中的矿业充填封堵低水胶固粉，其成份中水泥熟料成份较多，成本相对较高但强度并不高。第二项对比文献中的缓凝慢膨胀充填粉，其具有明显膨胀性，用于膨胀类的封水、矿业釆矿充填体膨胀承压接顶，阻隔空气和水。这种充填粉由于具有膨胀性，其强度较低，不能用于支护性充填。
发明内容本发明的目的是提供一种用胶结金属矿业尾砂、河砂、河泥、工业固体垃圾进行矿业采空区充填的矿业充填用早强胶固粉。它也可以用于胶结制造砌块砖以及矿业、水利注浆封堵裂隙水。为实现上述目的，本发明矿业充填用早强胶固粉，其特征在于按照包括下述原料的重量百分比进行配制，经脱水磨制而成矿渣4090%石灰050%脱硫石膏050%钛石膏060%。根据上述的矿业充填用早强胶固粉，其特征在于所述原料的重量百分比为矿渣6082%石灰520%脱硫石膏415%钛石膏515%。本发明的矿业充填用早强胶固粉的主要原料是矿渣、石灰、电厂脱硫石膏和钛石膏。以此四种原料经过一定比例的配比后粉磨成粉状。主要用于胶结金属矿业尾砂、河砂、河泥、工业固体垃圾进行矿业采空区充填。充填物的早期强度高、凝固时间短、胶结适应性强。它还可用于制造砌块砖，矿业、水利注浆封堵裂隙水。抗压强度〉30MPa，抗折强度〉5MPa。本发明的主要机理是矿渣属于活性材料；石灰(氧化钙)属于强碱性材料；脱硫石膏和钛石膏均为含硫较高的工业废渣。经合理配比后，碱性物质和硫性物质结合会生成硫酸钙，作用于矿渣会形成钙矾石，经水化和养护会生成水泥石。本发明属于中鈣中硫型粉状材料，适用于胶结含泥比例大的各类尾矿砂，物理性能明显优于普通硅酸盐水泥。3天及7天时早期胶结强度比普硅32.5水泥高2030%;28天时的强度比普硅32.5水泥高1520%。原料主要化学成份(重量百分比)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>相对于
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中所引用的两篇对比文献，本发明的技术存在着明显的不同及优点。一、相对于对比文件1:矿业充填封堵低水胶固粉(专利号98110406.1)，主要区别在于对比文献由水泥熟料和矿渣两种材料组成；本发明由矿渣、石灰、脱硫石膏、钛石膏四种材料组成，并不使用，材料配比区别很大，且由于强度、终凝时间不同导致其用途不同。二、相对于对比文件2:缓凝慢膨胀充填粉，(专利号200510042288.X)主要区别在于1、原料及其配比不同。对比文献的主要原料为矿渣、石灰、石膏三种，其中石灰、石膏为工业产品。本发明由四种原料构成，其中增加的脱硫石膏为电厂工业废渣、对比文献中的石膏为人工开采的矿物产品；另外增加的钛石膏为化工尾泥作为原料之一，其性能作用较为重要。2、材料性能及用途不同。对比文献的主要性能是注浆封水，本发明的主要目的是矿业胶结充填。3、材料质量特点差异很大。对比文献的技术特征为"缓凝慢膨胀"，本发明的技术特点是早凝、高强度。对比文献的终凝强度《20MPa;本发明的终凝强度》30MPa，技术指标悬殊很大，是不同类型的材料。通过上述的陈述和对比，可以看出本发明有以下优点1、工业废渣利用率高。四种原料中三种为工业废渣矿渣即钢厂废渣、电厂脱硫石膏即电厂脱硫废渣、钛石膏即钛白粉尾废泥，累计利用率》85%。2、绿色环保。不烧结，无废气排放；干法生产，无废水排放；粉磨制品，无废渣排放。3、制造简单。将四种原料按比例混合晒干，经球磨机粉磨成粉即为成品。4、材料性能好该材料凝结时间初凝〉lh，终凝〈8h。材料的抗压强度〉30MPa，抗折强度〉5MPa,统合强度相当于国标矿渣水泥。5、本发明胶结尾砂性能明显优于水泥，因此特别适用于胶结各类尾矿泥砂进行矿业充填。具体实施例方式矿业充填用早强胶固粉，其特征在于按照包括下述原料的重量百分比进行配制，经脱水磨制而成矿渣4090%石灰050%脱硫石膏050%钛石膏060%。根据上述的矿业充填用早强胶固粉，其特征在于所述原料的重量百分比为-矿渣6082%石灰520%脱硫石膏415%钛石膏515%。实施例1(重量百分比)矿渣80%石灰8%脱硫石膏4%钛石膏8%。本实施例为最佳实施例，以下其它实施例均与本实施例相对比。本实施例的技术特点终凝时间约46h，强度高，适应性强。实施例2(重量百分比)矿渣80%石灰10%脱硫石膏5%钛石膏5%。本实施例的技术特点该实施例较实施例1初期凝结时间慢，早期强度有所下降，后期强度低于实施例l，成本略高于实施例l。实施例3(重量百分比)矿渣70%石灰15%脱硫石膏8%钛石膏7%。本实施例的技术特点该实施例较实施例1初期凝结时间慢，早期强度有所下降，后期强度生成较慢，成本高于实施例l。实施例4(重量百分比)矿渣82%石灰7%脱硫石膏11%钛石膏0%。本实施例的技术特点该实施例较实施例1初期凝结时间快，但后期强度低，同等胶结强度标准，胶结材料用量过多，造成浪费。实施例5(重量百分比)矿渣82%石灰7%脱硫石膏0%钛石膏11%。本实施例的技术特点该实施例较实施例l早强效果较为明显，后期强度低于实施例1。实施例6(重量百分比)矿渣70%石灰20%脱硫石膏5%钛石膏5%。本实施例的技术特点该实施例较实施例1早期凝结时间长，难以满足早强要求，制造成本相对偏高。后期强度较实施例1有所提高。实施例7(重量百分比)矿渣75%石灰5%脱硫石膏5°/。钛石膏15%。8本实施例的技术特点该实施例较实施例1凝结时间较慢，早期强度低于实施例l。实施例8(重量百分比)矿渣60%石灰5%脱硫石膏10%钛石膏25%本实施例的技术特点该实施例较实施例1净浆体积开始膨胀，胶结强度下降，成品适合水利注浆封堵岩石裂隙。实施例9(重量百分比)矿渣60%石灰5%脱硫石膏0%钛石膏35%本实施例的技术特点该实施例较实施例1强度降低，初期凝结时间稍快，后期强度低。实施例10(重量百分比)矿渣60%石灰5%脱硫石膏35%钛石膏0%本实施例的技术特点该实施例较实施例1凝结时间较慢，强度降低幅度较大，后期体积膨胀明显，胶结体会出现松软现象。实施例11(重量百分比)矿渣85%石灰5%脱硫石膏5%钛石膏5%本实施例的技术特点该实施例较实施例1凝结时间稍慢，强度明显降低。实施例12(重量百分比)矿渣50%石灰40%脱硫石膏5%钛石膏5%本实施例的技术特点该实施例较实施例1强度降低，成本增加。实施例13(重量百分比)矿渣50%石灰10%脱硫石膏40%钛石膏0%本实施例的技术特点该实施例较实施例1强度降低，膨胀增加。实施例14(重量百分比)矿渣45%石灰10%脱硫石膏5%钛石膏40%本实施例的技术特点该实施例较实施例1强度降低，膨胀增加。实施例15(重量百分比)矿渣60%石灰10%脱硫石膏15%钛石膏15%本实施例的技术特点该实施例较实施例l强度降低，膨胀低于实施例13。实施例13、14、15净浆体积30小时后开始膨胀，胶固体后期强度低，适合注浆封水及减沉充填，不适合胶结支护充填。本发明的制造方法比较简单，根据工程要求确定原料的配比。将四种原料配比后混合晒干，经球磨机粉磨成粉即为成品。10权利要求1、一种矿业充填用早强胶固粉，其特征在于按照包括下述原料的重量百分比进行配制，经脱水磨制而成矿渣40～90％石灰0～50％脱硫石膏0～50％钛石膏0～60％。2、根据权利要求1所述的矿业充填用早强胶固粉，其特征在于所述原料的重量百分比为矿渣6082%石灰520%脱硫石膏415%钛石膏515%。3、根据权利要求1所述的矿业充填用早强胶固粉，其特征在于所述原料的重量百分比为矿渣80°/0石灰8%脱硫石膏4%钛石膏8%。4、根据权利要求1所述的矿业充填用早强胶固粉，其特征在于所述原料的重量百分比为矿渣80%石灰10%脱硫石膏5%钛石膏5%。5、根据权利要求1所述的矿业充填用早强胶固粉，其特征在于所述原料的重量百分比为矿渣70%石灰15%脱硫石膏8%钛石膏7%。6、根据权利要求1所述的矿业充填用早强胶固粉，其特征在于所述原料的重量百分比为矿渣82%石灰7%脱硫石膏11%钛石膏0%。7、根据权利要求1所述的矿业充填用早强胶固粉，其特征在于所述原料的重量百分比为矿渣82%石灰7%脱硫石膏0%钛石膏1118、根据权利要求1所述的矿业充填用早强胶固粉，其特征在于所述原料的重量百分比为矿渣60%石灰5%脱硫石膏10%钛石膏15%。全文摘要矿业充填用早强胶固粉，按照包括下述原料的重量百分比进行配制，经脱水磨制而成矿渣40～90％，石灰0～50％，脱硫石膏0～50％，钛石膏0～60％。本发明主要用于胶结金属矿业尾砂、河砂、河泥、工业固体垃圾进行矿业采空区充填。本发明有以下优点1.工业废渣利用率高。2.绿色环保。3.制造简单。4.材料性能好该材料凝结时间初凝＞1h，终凝＜8h，材料的抗压强度＞30MPa，抗折强度＞5MPa，统合强度相当于国标矿渣水泥。文档编号C04B7/14GK101486533SQ20091001416公开日2009年7月22日申请日期2009年2月16日优先权日2009年2月16日发明者刘兴才申请人:刘兴才