专利名称：：矿山充填用胶结料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种胶结料及其制备方法，尤其是涉及一种矿山充填用胶结料及其制备方法。
背景技术：
：矿山胶结充填是保护矿区生态环境和提高矿产资源利用率的有效手段，符合两型社会的要求，因此其应用范围越来越广泛。矿山胶结充填需要采用胶结料将选矿尾砂、废石或其他类型的砂、石等松散集料固结成具有一定承载能力的胶结体。采用的胶结料通常为一是水泥，二是以水泥为主料添加粉煤灰、火山灰或磨细的冶炼炉渣等细磨添加料的胶结料。水泥是应用最为普遍的矿山充填用胶结料，但水泥是建筑行业的通用胶结料，用作矿山充填用胶结料的应用成本高，对于含硫较高的选矿尾砂充填集料的胶结效果差，吸附水能力低；以水泥为主料加入添加料作为矿山充填用胶结料可以降低应用成本，可以部分地提高对高硫尾砂的适应性和部分地提高吸附水能力，但主料为水泥，故改善的效果受到制约。适用于矿山充填集料特性的成本低廉的胶结料，对于推广应用矿山充填技术具有重大意义。
发明内容本发明的目的在于提供一种能使废料资源化、抗硫酸盐侵蚀能力强、胶结能力好、成本低的矿山充填用胶结料及其制备方法。本发明提供的这种矿山充填用胶结料，按重量比计包括如下原料经水急冷处理的炼铁水淬渣7585%、激化剂1522%、增强剂05%，所述激化剂包括生石灰或熟石灰，其中CaO含量占干料重量比例的7080%，所述增强剂包括石膏，所述原料的磨细粒度为+0.071mm所占比例不超过12%。本发明提供的一种制备上述矿山充填用胶结料的方法，包括如下步骤(1)将炼铁水淬渣、生石灰和增强剂烘干，按重量比为7585%的炼铁水淬渣、1522%的生石灰和05%的增强剂进行配料、干磨制备成胶结料干料，或者将炼铁水淬渣、生石灰和增强剂分别干磨，再将磨细后的物料按重量比7585%的炼铁水淬渣、1522%的生石灰和05%的增强剂配制成胶结料干料；(2)将所述胶结料干料贮存备用。本发明提供的另一种制备上述矿山充填用胶结料的方法，包括如下步骤(1)将炼铁水淬渣、生石灰或熟石灰和石膏按干重比例配料，其中炼铁水淬渣7585%、激化剂1522%、增强剂05%，加水湿磨成为矿山充填用胶结料浆料；(2)将所述胶结料浆料立即使用。本发明的优点在于(1)炼铁水淬渣是炼铁过程中排弃的废料，将其利用作为胶结料的主要原材料可以节约成本，实现废料的高效资源化。(2)本发明矿山充填用胶结料与金属矿浮选尾砂拌制而成的胶结充填料料浆，具有力学强度较高的特点和吸附保水能力强、料浆不需要脱水的临界浓度低和料浆流平性好等优良的工作特性。(3)硫酸盐的侵蚀可导致胶结充填料强度的损失。本发明的水淬渣胶结料的水化所生成的硅酸钙凝胶较多，浆体密实性好，从而抗硫酸盐侵蚀能力强。因此，采用水淬渣胶结料与高含硫尾砂物料相结合，较普通硅酸盐水泥具有更好的胶结能力，在矿山充填中是一种比水泥胶结料更为理想的胶结料。(4)本发明矿山充填用胶结料的制备方法不需要对原料进行煅烧，简化了制备工艺，节省了能源和制造成本。具体实施例方式通过下面给出的具体实施例说明本发明的具体实施方式。实施例一采用炼铁水淬渣为主要原材料，采用生石灰作为激化剂，采用石膏作为增强剂，分别烘干后干磨成粉料；将炼铁水淬渣粉料、生石灰粉料、石膏粉料分别按0.85:0.15:0;0.82:0.15:0.03;0.80:0.17:O.03和0.75:0.22:O.05的比例配料，并按O.600.75的水灰比制备成胶结料料浆，可以获得3天的单轴抗压强度为2.232.56MPa;7天强度为10.7811.9證a;28天强度为19.8621.30MPa;60天强度为23.6727.42MPa(见表l)。其中0.82:0.15:0.03的原料配比以及0.65的水灰比配合成的胶结料所获得的单轴抗压强度值最高。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>实施例二分别采用三家不同钢厂生产的三种炼铁水淬渣R"R2、R3，均按0.82:0.15:0.03的干重比例配合炼铁水淬渣主料与生石灰激化剂及石膏增强剂，进行混合、烘干、磨细和搅拌，获得以不同钢厂生产的炼铁水淬渣作为主要原料的胶结料。按O.65的水灰比制备三种胶结料的料浆，分别获得胶结料试块的单轴抗压强度(见表2)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例四采用炼铁水淬渣&作为主要原料，按0.82:0.15:0.03的重量比配合炼铁水淬渣主料、生石灰激化剂、石膏增强剂，将生石灰和石膏制备成浆料，并与水淬渣混合后湿磨成为胶结料。采用本发明的胶结料与铜矿分级尾砂搅拌混合制备成胶结充填料，其重量浓度为6875%，灰砂比为1:412。获得的分级尾砂胶结充填料试块的单轴抗压强度较高，能够满足充填采矿工艺的要求(见表4)。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例五采用炼铁水淬渣13作为主要原料，按0.82:0.15:0.03的重量比配合炼铁水淬渣主料、生石灰激化剂、石膏增强剂，将生石灰和石膏制备成浆料，并与水淬渣混合后湿磨成为胶结料。采用本发明的胶结料、325#硅酸盐水泥分别与铜矿分级尾砂搅拌混合制备成胶结充填料。分级尾砂胶结充填料浆的重量浓度为72%，灰砂比为1:425。采用本发明的胶结料制备的分级尾砂胶结充填料的单轴抗压强度(见表5)，比采用325#硅酸盐水泥制备的分级尾砂胶结充填料的单轴抗压强度(见表6)大幅度提高。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例六采用炼铁水淬渣Rd乍为主要原料，按0.82:0.15:0.03的重量比配合炼铁水淬渣主料、生石灰激化剂、石膏增强剂，将生石灰和石膏制备成浆料，并与水淬渣混合后湿磨成为胶结料。采用本发明的胶结料与铜矿全尾砂搅拌混合制备成胶结充填料，其重量浓度为68%、72%，灰砂比为1:4、1:8。获得的全尾砂胶结充填料的试块单轴抗压强度比分级尾砂胶结充填料的强度有所降低，但仍能够满足充填采矿工艺的要求(见表7)。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例七采用炼铁水淬渣12作为主要原料，按0.82:0.15:0.03的重量比配合炼铁水淬渣主料、生石灰激化剂、石膏增强剂，将生石灰和石膏制备成浆料，并与水淬渣混合后湿磨成为胶结料。采用本发明的胶结料与铜矿全尾砂搅拌混合制备成胶结充填料，其重量浓度为68%、72%，灰砂比为1:4、1:8。获得的全尾砂胶结充填料的试块单轴抗压强度仍较高，比分级尾砂胶结充填料的强度有所降低，但能够满足充填采矿工艺的要求(见表8)。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例八采用炼铁水淬渣13作为主要原料，按0.82:0.15:0.03的重量比配合炼铁水淬渣主料、生石灰激化剂、石膏增强剂，将生石灰和石膏制备成浆料，并与水淬渣混合后湿磨成为胶结料。采用本发明的胶结料、325#硅酸盐水泥分别与铜矿全尾砂搅拌混合制备成胶结充填料，其重量浓度为6872%，灰砂比为1:48。采用本发明的胶结料制备的全尾砂胶结充填料的试块单轴抗压强度(见表9)，比采用325#硅酸盐水泥制备的全尾砂胶结充填料的单轴抗压强度(见表10)大幅度提高。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表10<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求一种矿山充填用胶结料，其特征在于按重量比例计包括如下原料经水急冷处理的炼铁水淬渣75～85％、激化剂15～22％、增强剂0～5％，所述激化剂包括生石灰或熟石灰，其中CaO含量占干料重量比例的70～80％，所述增强剂包括石膏。2.根据权利要求1所述的矿山充填用胶结料，其特征在于所述增强剂为石膏，所述原料的磨细粒度为+0.071mm所占比例不超过12%。3.—种制备权利要求1或2所述矿山充填用胶结料的方法，其特征在于包括如下步骤(1)将炼铁水淬渣、生石灰和增强剂烘干，按重量比为7585%的炼铁水淬渣、1522%的生石灰和05%的增强剂进行配料、干磨制备成胶结料干料，或者将炼铁水淬渣、生石灰和增强剂分别干磨，再将磨细后的物料按重量比7585%的炼铁水淬渣、1522%的生石灰和05%的增强剂配制成胶结料干料；(2)将所述胶结料干料贮存备用。4.一种制备权利要求1或2所述矿山充填用胶结料的方法，其特征在于包括如下步骤(1)将炼铁水淬渣、生石灰或熟石灰和石膏按干重比例配料，其中炼铁水淬渣7585%、激化剂1522%、增强剂05%，加水湿磨成为矿山充填用胶结料浆料；(2)将所述胶结料浆料立即使用。全文摘要本发明公开了一种矿山充填用胶结料及其制备方法，该胶结料按重量比计包括如下原料经水急冷处理的炼铁水淬渣75～85％、激化剂15～22％、增强剂0～5％，所述激化剂包括生石灰或熟石灰，其中CaO含量占干料重量比例的70～80％，所述增强剂包括石膏，所述原料的磨细粒度为+0.071mm所占比例不超过12％。制备方法是将原料烘干，按比例配料后干磨制备成矿山充填用胶结料干料；或者将原料烘干后分别干磨，再按比例配合成干料；或者将原料按干重比例配料，加水湿磨制备成矿山充填用胶结料浆料。本发明能节约成本，实现废料的高效资源化；采用本发明的胶结料制备而成的尾砂胶结充填料具有力学强度较高、吸附水能力强、抗硫酸盐侵蚀能力强的优点，在矿山胶结充填中是一种比水泥更为理想的胶结料。文档编号C04B28/08GK101781111SQ201019060030公开日2010年7月21日申请日期2010年3月1日优先权日2010年3月1日发明者周爱民,姚中亮申请人:长沙矿山研究院