一種具有微膨脹效應的礦山充填用膠凝材料的製作方法
2023-09-22 23:20:40
專利名稱：一種具有微膨脹效應的礦山充填用膠凝材料的製作方法
技術領域：
本發明屬於環保和礦山充填領域，提供了一種利用鋼渣、水淬高爐礦渣等工業廢渣為主要原料完全替代水泥生產具有微膨脹效應的礦山膠結充填膠凝材料的方法。
背景技術：
隨著高濃度膠結充填工藝的進一步完善和膏體充填工藝、高水充填技術的發展，以全尾砂或全尾砂為主的各類膏體充填料或高濃度的充填料在礦山充填中得到廣泛應用。目前膠結充填的膠結劑仍以水泥為主，其消耗量大，成本高是困擾礦山的一大難題，或是用水淬高爐礦渣、粉煤灰、赤泥等代替部分水泥做膠結劑，但由於其充填體強度低並不能完全 替代水泥。而且由於混凝土的泌水和收縮性的原因，還容易存在接頂不良的缺陷。如公開號CN1186899中提供的一種礦山充填膠結劑，是以赤泥和石灰為基本組成，並可在此基礎上添加粉煤灰，礦渣或(和)石膏。利用該膠結劑進行充填施工工藝簡單，能耗低，成本低，強度高，保水性好。不足是由於赤泥為氧化鋁廠的廢料，只能在氧化鋁廠附近的礦山使用，受地域限制。公開號CN101781111A中利用經水急冷處理的煉鐵水淬渣75 85%、激化劑15 22%、增強劑O 5%，按比例配料粉磨完全替代水泥作為膠結材料，其75%濃度，灰砂比I :4條件下，28天抗壓強度最高為7. 02MPa，不能適應所有礦山對充填體強度的要求。而鋼渣和礦渣作為冶金工業的主要廢渣，一直以來都是固體廢棄物資源化研究的重點對象。我國每年的鋼渣排放量達1900萬噸，現有堆積量超過3億噸。現今鋼渣的生產量佔鋼產量的10%-25%，伴隨鋼鐵產業的發展，鋼渣的排放量也會不斷增加。極低的利用率造成鋼渣大量堆積，佔用良田，汙染環境，而且降低了鋼鐵企業的經濟效益。
發明內容
本發明目的是在不用水泥或水泥熟料的前提下，利用鋼渣摻與適量礦渣粉和少量脫硫石膏作為激發劑，經混合完全替代水泥作為礦山充填用膠凝材料，使用這種膠凝材料與大量尾礦和適量水充入礦山井下生成的硬化體具有較高的強度、微膨脹性和良好的流動性。技術方案如下
1.經破碎機破碎後的鋼渣、礦渣、石膏分別粉磨至比表面積400— 800 m2/Kg，400 -1000 m2/Kg 和 200-500 m2/Kg ；
2.按照鋼渣30%- 80%,礦渣15% - 60%，石膏5%_15%，外加聚羧酸系或萘系減水劑O. 5% - 1%的配比混合製成礦山充填用膠凝材料。所述成分百分比為重量百分比。鋼渣中含有與矽酸鹽水泥熟料相似的矽酸二鈣和矽酸三鈣，是水泥的良好替代品。但是，鋼渣中含有游離氧化鈣(f-CaO)是導致鋼渣礦渣水泥體積安定性不良的主要因素。本發明利用鋼渣摻與適量礦渣粉和少量脫硫石膏作為激發劑，經混合製成的水硬性膠凝材料，在激發劑和水化介質的作用下進行反應，生成的硬化體具有較高的強度和穩定性，完全替代水泥作為膠結劑，同時加入大量的尾礦作為骨料製備鋼渣-礦渣系全尾砂礦山充填料。這種充填料具有微膨脹性、良好的流動性，28天抗壓強度最高能達到14. 3MPa，能夠滿足礦山充填、接頂對抗壓強度的性能要求。
具體實施例方式實施例I :
一種具有微膨脹效應的礦山充填材料，其原料組成及重量百分比為
權利要求
1 一種具有微膨脹效應的礦山充填用膠凝材料，特徵在於完全不用水泥或水泥熟料，其原料的組成及重量百分比為鋼渣30% - 80%,並控制其比表面積在400-800 m2/Kg;礦渣15% - 60%,並控制其比表面積在400-1000 m2/Kg ；石膏為脫硫石膏，建築石膏或天然石膏，配比在5%-15% ；外加聚羧酸系或萘系減水劑0. 5% — 1%。
全文摘要
一種利用鋼渣、水淬高爐礦渣等工業廢渣為主要原料生產具有微膨脹效應的礦山膠結充填材料的方法，屬於環保和礦山充填領域。針對目前膠結充填所需水泥量大，充填成本高，易泌水，難結頂的難題，本發明提出利用30%－80%的鋼渣摻與15%－60%的礦渣和5%－15%脫硫石膏作為激發劑，混合製成水硬性膠凝材料，完全替代水泥作為膠結劑。使用這種膠凝材料所製備的鋼渣-礦渣系全尾砂礦山充填料具有微膨脹性、良好的流動性，28天抗壓強度最高能達到14.3MPa，能夠滿足礦山充填、接頂對抗壓強度的性能要求。
文檔編號C04B18/30GK102924005SQ20121046630
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者倪文, 張靜文, 胡文 申請人:北京科技大學