礦山充填膠結劑的製作方法

2023-05-20 09:20:41 3

專利名稱：：礦山充填膠結劑的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種礦山充填用的膠結劑。目前，礦山井下充填採用膠結充填法較多。所用的膠結劑一般為水泥，而水泥的成本高，約佔採礦總成本的10-25％。另一方面，我國氧化鋁的生產採用燒結法和聯合法生產。在氧化鋁的生產過程中伴有赤泥廢料的產生。隨著我國氧化鋁產量的不斷增加，赤泥的排放量也逐年增長。目前全國排放赤泥約350萬噸，累計堆放4000萬噸。赤泥的排放嚴重汙染了環境，佔用大量場地，同時赤泥中含有的大量β型矽酸二鈣，鋁酸三鈣及鐵鋁酸四鈣等水硬性膠凝礦物沒有得到利用。國外的鋁土礦性質不同，生產氧化鋁的工藝不同，因而赤泥廢料的性質也迥異，所以未開展此方面的研究。國內經多年的研究，在綜合利用赤泥方面取得了一定的成果，例如替代生產水泥的原料，煉鋼保護渣，塑料填充劑等利用途徑。其中的以赤泥替代粘土作生產矽酸鹽水泥的原料，是在水泥原料中摻入20-30％的赤泥。其生產工藝為溼法生產。由於赤泥中含鹼較高，約為2.6％，並且在鹼含量高時能與骨料發生反應，使混凝土開裂，因此，限制了赤泥的加入量。雖然現在已在赤泥的利用途徑上取得了一定的成果，但目前赤泥的利用率僅為30％左右，有必要進一步對赤泥進行開發利用。本發明的目的是提供一種利用赤泥廢料製得的礦山充填膠結劑，以降低採礦成本，減少氧化鋁生產廢料赤泥的排放量。本發明提供的礦山充填膠結劑的基本配方是含有赤泥和石灰，其重量比為1∶(0.15-0.25)。在上述基本配方的基礎上，可進一步添加粉煤灰，礦渣或(和)石膏組成如下配方1.添加粉煤灰；赤泥，石灰和粉煤灰的重量比為1∶(0.15-0.30)∶(0.3-0.8)；2.添加礦渣；赤泥，石灰和礦渣的重量比為1∶(0.4-0.6)∶(0.5-1.5)；3.添加石膏；赤泥，石灰和石膏的重量比為1∶(0.05-0.15)∶(0.1-0.25)；4.添加粉煤灰和礦渣；赤泥，石灰，粉煤灰和礦渣的重量比為1∶(0.4-0.6)∶(0.3-0.8)∶(0.5-1.5)；5.添加粉煤灰和石膏；赤泥，石灰，粉煤灰和石膏的重量比為1∶(0.02-0.10)∶(0.3-0.8)∶(0.15-0.25)；6.添加礦渣，石膏和粉煤灰；赤泥，石灰，礦渣，石膏和粉煤灰的重量比為1∶(0.02-0.10)∶(0.5-1.5)∶(0.15-0.25)∶(0.3-0.8)。從氧化鋁生產中得到的赤泥廢料經一般處理後，其中的含水率為75％-80％。因此上述配方中的赤泥重量份數是指其淨重量份數。使用本發明提供的礦山充填膠結劑的施工過程非常簡單，只需將計量的各組分混合，並視施工情況加入適量的水後攪拌均勻，即可下井填充，與一般的膠結充填法相同。本發明提供的以赤泥為主要原料的礦山充填膠結劑，其生產原料除石灰和石膏外都是廢料。利用該膠結劑進行充填施工工藝簡單，能耗低，成本僅為水泥的1/3-1/5，但該膠結劑性能好，強度高，保水性好。實施例1配方組成∶赤泥∶石灰＝1∶0.2用普通強度壓力機測定單軸抗壓強度(下同)結果如下實施例2配方組成赤泥∶石灰∶礦渣(高爐水淬渣)＝1∶0.4∶1強度測定結果如下實施例3配方組成赤泥∶石灰∶礦渣(高爐水淬渣)∶石膏∶粉煤灰＝1∶0.04∶0.66∶0.2∶0.5強度測定結果如下實施例4配方組成赤泥∶石灰∶粉煤灰＝1∶0.25∶0.4強度測定結果如下實施例5配方組成赤泥∶石灰∶粉煤灰＝1∶0.25∶0.5強度測定結果如下實施例6配方組成赤泥∶石灰∶粉煤灰＝1∶0.25∶0.6強度測定結果如下實施例7配方組成赤泥∶石灰∶粉煤灰＝1∶0.25∶0.8強度測定結果如下實施例8配方組成赤泥∶石灰∶礦渣∶粉煤灰＝1∶0.5∶1∶0.5，28天強度3.48MPa實施例9配方組成赤泥∶石灰∶粉煤灰∶石膏＝1∶0.05∶0.5∶0.2，28天強度為4.2MPa。實施例10配方組成赤泥∶石灰∶石膏＝1∶0.1∶0.2，28天強度為3.32MPa。權利要求1.礦山充填膠結劑，含有赤泥和石灰，其重量比為1∶(0.15-0.25)。2.根據權利要求1所述的礦山充填膠結劑，其特徵在於還含有粉煤灰；赤泥，石灰和粉煤灰的重量比為1∶(0.15-0.3)∶(0.3-0.8)。3.根據權利要求1所述的礦山充填膠結劑，其特徵在於還含有礦渣；赤泥，石灰和礦渣的重量比為1∶(0.4-0.6)∶(0.5-1.5)。4.根據權利要求1所述的礦山充填膠結劑，其特徵在於還含有石膏；赤泥，石灰和石膏的重量比為1∶(0.05-015)∶(0.1-0.25)。5.根據權利要求2所述的礦山充填膠結劑，其特徵在於還含有礦渣；赤泥、石灰粉煤灰和礦渣的重量比為1∶(0.4-0.6)∶(0.3-0.8)∶(0.5-1.5).6.根據權利要求2所述的礦山充填膠結劑，其特徵在於還含有石膏；赤泥，石灰，粉煤灰和石膏的重量比為1∶(0.02-0.10)∶(0.3-0.8)∶(0.15-0.25)。7.根據權利要求6所述的礦山充填膠結劑，其特徵在於還含有礦渣；赤泥，石灰，礦渣，石膏和粉煤灰的重量比為1∶(0.02-0.10)∶(0.5-1.5)∶(0.15-0.25)∶(0.3-0.8)。全文摘要本發明提供一種礦山充填膠結劑,它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,成本僅為水泥的1/3—1/5,但該膠結劑性能好,強度高,保水性好。文檔編號E21D5/00GK1186899SQ9710790公開日1998年7月8日申請日期1997年1月3日優先權日1997年1月3日發明者姚中亮,周小光申請人:長沙礦山研究院