一種提高礦山充填料漿流動度的添加劑及其製備方法
2023-04-29 22:54:31
一種提高礦山充填料漿流動度的添加劑及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種提高礦山充填料漿流動度的添加劑及其製備方法，由按重量百分比計的下列原料製備而成：β-萘磺酸鹽甲醛縮合物35%~45%，聚乙烯醇2%~5%，葡萄糖酸鈣4%~10%，硫酸鋁1%~2%，檸檬酸15%~18%，水20%~42%。本發明的添加劑能夠同時滿足流動性和早期強度要求，由於摻量低，還可減少充填體水泥的用量。
【專利說明】一種提高礦山充填料漿流動度的添加劑及其製備方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及礦山充填材料中的一種新型添加劑，具體涉及一種用於提高礦山充填料漿流動度的添加劑。
【背景技術】
[0003]充填採礦技術在礦山開採中應用越來越廣，在實際充填過程中，充填料漿在一定的泵壓下由管道輸送到空區，由於充填料漿的泌水性，往往易堵塞泵送管道。改善充填料漿的輸送性能(提高料漿的流動度)，顯得十分重要。一般充填料漿體主要成分是尾砂或廢石、水泥、水，為改善其流動性，往往需要調節加入的水泥和水的量。但在應用過程中，水泥和水的摻量大小對充填強度和流動性的影響是相互矛盾的。
[0004]要同時滿足強度和流動性要求，必須加入合適的添加劑。由於充填料漿存在體積大、濃度低、水泥摻量低等特點。針對充填體的這些特性，現有的添加劑存在摻量大，成本高，雖然能夠提高其流動性，但是充填料漿早期強度不理想等缺點。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種用於礦山充填料漿、能夠同時滿足流動性和早期強度要求的添加劑。 [0006]本發明提供的提高礦山充填料漿流動度的添加劑，由按重量百分比計的下列原料製備而成:β -萘磺酸鹽甲醛縮合物35%~45%，聚乙烯醇2%~5%，葡萄糖酸鈣4%~?Ο%，硫酸鋁1%~2%，檸檬酸15%~18%，水20%~42%，合計100%。
[0007]上述添加劑的製備方法，包括下述步驟:
(1)按照所述重量百分比，將水加入反應釜，再加入β-萘磺酸鹽甲醛縮合物、聚乙烯醇和葡萄糖酸鈣，攪拌反應；
(2)緩慢添加硫酸鋁，攪拌溶解、反應；
(3)加入檸檬酸進行反應，冷卻製得所述添加劑；所述步驟(1)、(2)和(3)的反應保持溫度為80°C~85°C。
[0008]步驟(1)攪拌反應優選20-40分鐘。步驟(2)攪拌溶解、反應優選0.8~1.2小時。步驟(3)反應優選3飛小時。
[0009]上述添加劑在提高礦山充填料漿流動度中的應用，添加劑的加入質量為水泥用量的 0.2%~0.5%O
[0010]β-萘磺酸鹽甲醛縮合物是一種陰離子型表面活性劑，加入到尾砂水泥漿中後，能吸附在水泥顆粒表面，形成憎水基向內，親水基向外的一層吸附層，由於親水基帶負電荷，相當於漿體中每個水泥顆粒表面帶相同的電荷，由於同性電荷相互排斥使原本不穩固的漿體結構解體，釋放出包裹的自由水，從而大幅度增加其流動性。聚乙烯醇可通過橋連作用使充填料漿不產生沉降和泌水現象。通過以上作用，可有效改善充填料漿的輸送性能，提高料漿的流動度。
[0011]本發明添加劑是褐色液體，在配置充填料漿時加入，加入質量為水泥用量的
0.2%~Ο.5%。具體摻量根據充填料漿流動性的增加值和充填體強度決定。使用本發明添加劑後，可提高料漿濃度，同時減小灰砂比，提高充填體的早期強度，使充填料漿能夠快速達到強度要求。此外，本發明添加劑由於摻量低，還可減少充填體水泥的用量。據估算，每噸料漿可減少水泥用量60kg，經濟效益可觀。
【具體實施方式】
[0012]本發明所用萘磺酸鹽甲醛縮合物(固態)可市購，優選重均分子量為5000^20000 ;對所述鹽的種類沒有特殊限制，例如可以為鈉鹽。本發明對聚乙烯醇的分子量沒有特殊要求，一般分子量的範圍可以為:110000-130000。以下通過具體實施例對本發明進行詳細的說明。
[0013]實施例一
按重量百分比準備原料:β -萘磺酸鹽甲醛縮合物35%、聚乙烯醇2%、葡萄糖酸鈣5%、硫酸鋁1%、檸檬酸15%、水42% ;先將水加入反應釜，再將β -萘磺酸鹽甲醛縮合物、聚乙烯醇、葡萄糖酸鈣加入，一直保持溫度80°C，攪拌反應30分鐘，緩慢加入硫酸鋁攪拌溶解、反應I小時後，再加檸檬酸反應3小時，冷卻得到本發明的添加劑。
[0014]採用下述方法測試本實施例製備的添加劑的性能，結果見表1、表2。
[0015]:丨￡;流動度測試:用水泥膠砂流動度測定儀(型號NLD-3)測定其流動度，測定方法如下:
I)將拌好的膠砂試樣分兩層裝入試模，第一層高度為2/3，用小刀在兩個方向各劃5次，用小刀劃10次均勻搗壓10次，完畢刮平試模；。
[0016]2)將試模垂直輕輕提起，開動跳桌，30 ± Is內完成30次跳動；
3)跳動完畢，用卡尺測量膠砂底面直徑及與其垂直方向的直徑，計算平均值即為該樣品的流動度，該試驗須在5min內完成。測定結果見表1。
[0017]②抗壓強度測試:
採用尾砂、PC32.5水泥，按表2的灰砂比進行配合。按表2質量比在料漿中摻入不同量的實施例1製備的添加劑。攪勻並將它們澆築在7.07cmX7.07 cmX 7.07cm三聯試模，保證試塊澆築過程中料漿不發生沉澱，採用邊攪拌、邊注模的澆築方式。最後用壓力機測得試塊3天、7天、28天強度，得到單軸抗壓強度見表2。
[0018]表1流動度測試結果
【權利要求】
1.一種提高礦山充填料漿流動度的添加劑，其特徵在於由按重量百分比計的下列原料製備而成:β -萘磺酸鹽甲醛縮合物35%~45%，聚乙烯醇2%~5%，葡萄糖酸鈣4%~?Ο%，硫酸鋁1%~2%，檸檬酸15%~18%，水20%~42%，合計100%。
2.根據權利要求1所述的添加劑，其特徵在於萘磺酸鹽甲醛縮合物的重均分子量為 5000^20000 ο
3.—種權利要求1或2所述添加劑的製備方法，包括下述步驟: (1)按照所述重量百分比，將水加入反應釜，再加入萘磺酸鹽甲醛縮合物、聚乙烯醇和葡萄糖酸鈣，攪拌反應； (2)緩慢添加硫酸鋁，攪拌溶解、反應； (3)加入檸檬酸進行反應，冷卻製得所述添加劑； 所述步驟(1)、(2)和(3)的反應保持溫度為80°C~85°C。
4.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於步驟(1)攪拌反應20-40分鐘。
5.根據權利要求3或4所述的製備方法，其特徵在於步驟(2)攪拌溶解、反應0.8^1.2小時。
6.根據權利 要求5所述的製備方法，其特徵在於步驟(3)反應3飛小時。
7.—種權利要求1或2所述添加劑在提高礦山充填料漿流動度中的應用，添加劑的加入質量為水泥用量的0.2%~Ο.5%。
【文檔編號】C04B24/26GK104016613SQ201410275390
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】周愛民, 宋嘉棟, 張友軒, 宋興, 袁雪梅, 王長軍, 詹進 申請人:長沙礦山研究院有限責任公司