专利名称：：一种矿山尾矿充填用胶结剂的制作方法
技术领域：
：本发明专利涉及一种矿山尾矿充填用胶结剂。采用高炉水淬渣经简单加工后，与生石灰及氯化钙按一定比例配合得到可在一定程度上提高充填体早期强度、且保水性好的矿山尾矿充填用胶结剂。
背景技术：
：尾矿胶结充填是充填采矿作业的重要环节。目前，国内矿山采用使用的胶结剂一般为普通硅酸盐水泥、双浆料、单浆料。普通硅酸盐水泥是目前应用最广泛的老牌胶结材料，应用最广，用量最大。所用水泥一般为425tf普通硅酸盐水泥，用量为180_240kg/m3。胶结剂成本占充填总成本的60%左右。普通硅酸盐水泥作为胶结材料时，用量大，成本高，且凝结时间长、早期强度低，析水严重。.双浆料虽然具有速凝、早强、吸水量大等特点，但它成本高、胶结体后期易风化致强度降低、返水等缺点。胶结作业时，需要铺设双输送管道，胶结设备及工艺复杂，不易控制工艺条件。单浆料具有快硬、早强、吸水量大等特点，且充填工艺简单，对设备要求不复杂，但其最大缺点是价格偏高，为普通硅酸盐水泥的1.5-2.0倍。本发明专利的矿山充填用胶结剂原料成本低廉，制造方法简单，胶结体早期强度高，且后期抗风化性能良好。本发明的意义在于既开发了一种新型成本低廉、性能良好的矿山尾矿充填用胶结材料，解决了尾矿堆存产生的占地及污染问题，又实现了工业废弃物高炉水淬渣的资源化利用。
发明内容本发明专利的目的是提供一种矿山尾矿充填用胶结剂，它原料成本低廉，制造方法简单，胶结体具有理想的早期抗压强度，且后期抗风化性能良好。高炉水淬渣主要是玻璃体结构]，同时在玻璃体中存在少量硅酸盐、铝酸盐微晶体，形成了网络-微晶结构。玻璃体主要以含硅酸盐为主，四配位体SiO,作为其主要结构单元。由于形成粒化高炉水淬渣的特定过程决定了硅氧四面体聚合度低，Si-O键的相对数量少，化学活性较高，同时在硅酸盐玻璃体中，还有部分由AP+替代S产而形成的比Si044—四面体活性更高的Al45—铝氧四面体；在网络体之外，还存在比四配位体活性更高的"六配位体"，在网络空隙中另存有活性也很高的A10+复合离子。所以，这种玻璃体是聚合度很低的不完整的网络体，具有活性。由于不同地区的水淬渣中各种氧化物的含量不同，因此水淬渣有碱性、中性、酸性之分，以水淬渣中碱性氧化物和酸性氧化物含量的比值M大小来区分若M>1为碱性水淬渣；M<1为酸性水淬渣；M=l为中性水淬渣，其中M=(CaO+MgO)%/(Si02+Ti02)%。酸性水淬渣的胶凝性差，而碱性水淬渣的胶凝性好。因此，制备水淬渣胶凝材料应选用碱性水淬渣，M值越大，说明其活性越好。本发明专利的目的是这样实现的将高炉水淬渣粉碎至-325目后，按一定比例添加已粉碎至-200目的生生石灰，并添加一定量的氯化钙。高炉水淬渣、生石灰和氯化钙重量比为100:5-30:0.025-0.6。将上述三者按比例混匀即得矿山充填用胶结剂。施工时，视情况加入适量水即可下井充填，与一般的胶结充填法相同。本发明所需高炉水淬渣来源于高炉炼铁厂。我国的炼铁厂数量多，分布广，因此原材料来源广泛，供应量有保证，且有专门从事高炉水淬渣磨细加工作业的企业可提供磨细水淬渣成品。生石灰为工业品，一般生石灰窑产品即可。生石灰包装运输方便，加工方法亦简单，普通的破碎设备(如冲击磨、雷蒙磨)即将其加工至-200目(-0.074mm)。氯化钙添加量少，工业品易得，化学试剂厂有售。总之，本发明的技术路线可行，原材料来源广泛，具有良好的工业推广前景。具体实施例方式实施例1配方组成高炉水淬渣生石灰氯化钙=100:15:0.225。此实验为净浆实验，不添加尾矿。实验时己经磨细至-325目的高炉水淬渣粉、磨细至-200目的生石灰、氯化钙按照上述比例混合，加水(浓度调至70%，即水/(高炉水淬渣+生石灰+氯化钙)=70%)搅拌均匀，浇筑成4cn^4cmH6cm的三联试块，置于恒温(20°C)恒湿(相对湿度95%)培养箱中养护至规定龄期，测定胶结体单轴抗压强度，结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>实施例2配方组成高炉水淬渣生石灰氯化钙=100:10:0.1;灰砂比20%。此实验为砂浆试验。按上述比例配合胶结剂，取灰砂比(灰砂比=(高炉水淬渣+生石灰+氯化钙)/干尾砂)为20%，尾矿浓度70%(尾矿浓度=水/(水+干尾砂))用于胶结-200目占57%的铁矿尾矿。将砂浆搅拌均匀后浇筑成4cm*4cm*16cm的三联试块，置于恒温(20°C)恒湿(相对湿度95%)培养箱中养护至规定龄期，测定胶结体单轴抗压强度，结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例3配方组成高炉水淬渣生石灰氯化钙=100:10:0.1;灰砂比10%。此实验为砂浆试验。按上述比例配合胶结剂，取灰砂比(灰砂比=(高炉水淬渣+生石灰+氯化钙)/干尾砂)为10%，尾矿浓度70%(尾矿浓度=水/(水+干尾砂))用于-200目占57%的铁矿尾矿。将砂浆搅拌均匀后浇筑成4cm*4cm*16cm的三联试块，置于恒温(20°C)恒湿(相对湿度95%)培养箱中养护至规定龄期，测定胶结体单轴抗压强度，结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例4配方组成高炉水淬渣生石灰氯化钙=100:25:0.125;灰砂比20%。此实验为砂浆试验。按上述比例配合胶结剂，取灰砂比(灰砂比=(高炉水淬渣+生石灰+氯化钙)/干尾砂)为20%，尾矿浓度70%(尾矿浓度=水/(水+干尾砂))用于胶结-200目占15.4%的分级铁矿尾矿。将砂浆搅拌均匀后浇筑成4cn^4cmq6cm的三联试块，置于恒温(2(TC)恒湿(相对湿度95%)培养箱中养护至规定龄期，测定胶结体单轴抗压强度，结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例5配方组成高炉水淬渣生石灰氯化钙=100:30:0.3;灰砂比20%。此实验为砂浆试验。按上述比例配合胶结剂，取灰砂比(灰砂比=(高炉水淬渣+生石灰+氯化钙)/干尾砂)为20%，尾矿浓度70%(尾矿浓度=水/(水+干尾砂))用于胶结-200目占15.4%的分级铁矿尾矿。将砂浆搅拌均匀后浇筑成4cr^4cmn6cm的三联试块，置于恒温(2(TC)恒湿(相对湿度95%)培养箱中养护至规定龄期，测定胶结体单轴抗压强度，结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例6配方组成高炉水淬渣生石灰氯化钙=100:5:0.05;灰砂比20%。此实验为砂浆试验。按上述比例配合胶结剂，取灰砂比(灰砂比=(高炉水淬渣+生石灰+氯化钙)/干尾砂)为20%，尾矿浓度70%(尾矿浓度=水/(水+干尾砂))用于胶结-200目占15.4%的分级铁矿尾矿。将砂浆搅拌均匀后浇筑成4cn^4cmn6cm的三联试块，置于恒温(20°C)恒湿(相对湿度95%)培养箱中养护至规定龄期，测定胶结体单轴抗压强度，结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1、一种矿山尾矿充填用胶结剂，其特征在于胶结剂的组分包括高炉水淬渣、石灰和氯化钙。2、根据权禾,求1所述的胶结剂的制备方法，其特征在于将高炉水淬渣粉碎至一325目，生石灰粉碎至—200目。3、根据权禾l,求l和2所述的胶结剂，其特征在于高炉水淬渣、石灰和氯化躬重量比为100:530:0.0250.6。全文摘要本发明涉及一种矿山尾矿充填用胶结剂。将高炉水淬渣粉碎至-325目后，按一定比例添加已粉碎至-200目的生石灰，并添加一定量的氯化钙。高炉水淬渣、石灰和氯化钙重量比为100∶5～30∶0.025～0.6。将上述三者按比例混匀即得矿山充填用胶结剂。利用该胶结剂进行矿山充填，工艺简单，施工方便，能耗低，充填总成本低。氯化钙可提高充填体早期强度，满足特殊工况要求。且该胶结剂胶结性能好，与尾砂、碎石、河砂等的结合力强，对尾矿适应性强。文档编号C04B7/17GK101618953SQ20081013760公开日2010年1月6日申请日期2008年6月30日优先权日2008年6月30日发明者吕宪俊,崔学奇,帅张,胡术刚,俊邱,平陈申请人:山东科技大学