一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料

摘要

本发明公开了一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料，由碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、水泥、全尾砂、水混合而成，其质量配比为：碱性激发剂∶含玻璃体的工业废渣∶水泥∶全尾砂∶水=10～30∶10～70∶0～20∶880～980∶150～350。本发明中，碱性激发剂可以使含玻璃体的工业废渣粉和全尾砂中天然硅铝酸盐矿物粉的硅铝解聚、迁移、再聚合，可以大大提高充填体强度，从而使水泥掺量大幅度降低或不掺水泥即可达到矿山充填材料的性能要求，从而降低充填材料成本；本发明可以充分利用粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、铜渣粉、粉煤灰等含玻璃体工业废渣，变废为宝，减少废渣污染，利于环保。

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料。

背景技术

矿山全尾砂胶结充填方法是一种新型的采矿技术，即将矿山开采出的矿石，经过提炼出有用金属后的废料（即全尾砂）加上固化剂（即水泥），再充填到采空区的方法。目前，矿山全尾砂胶结充填材料是由全尾砂、通用硅酸盐水泥、水按比例混合均匀后，通过管道自流或加压泵送到地下采矿场地。目前矿山全尾砂胶结充填材料要达到输送条件和强度要求（28d抗压强度≧2MPa），水泥掺量太大（每1立方米充填材料中水泥掺量约200kg，即水泥占固含量13%以上），充填材料成本高。

发明目的

本发明的目的是提供一种成本低的一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料，由碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、水泥、全尾砂、水混合而成，其质量配比为：碱性激发剂∶含玻璃体的工业废渣∶水泥∶全尾砂∶水=10～30∶10～70∶0～20∶880～ 980∶150～350。

所述碱性激发剂是由碱金属氢氧化物和其可溶性硅酸盐组成的混合物。

所述含玻璃体的工业废渣是由粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、铜渣粉、粉煤灰含玻璃体工业废渣中的一种或几种混合而成，细度为300～450m²/kg。

所述水泥是硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥中任意一种。

全尾砂为矿山硅质全尾砂、硅铁质全尾砂、铝质全尾砂或硫质全尾砂中任意一种。

本发明中，胶结充填材料由碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、水泥、全尾砂、水混合而成，碱性激发剂是由碱金属氢氧化物和其可溶性硅酸盐组成的混合物，碱性激发剂可以使含玻璃体的工业废渣粉和全尾砂中天然硅铝酸盐矿物粉的硅铝解聚、迁移、再聚合，可以大大提高充填体强度，从而使水泥掺量大幅度降低或不掺水泥即可达到矿山充填材料的性能要求，从而降低充填材料成本；本发明可以充分利用粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、铜渣粉、粉煤灰等含玻璃体工业废渣，变废为宝，减少废渣污染，利于环保。

具体实施方式

实施例1：

一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料，由碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、全尾砂、水混合而成，其质量配比为：碱性激发剂∶含玻璃体的工业废渣∶全尾砂∶水=10∶10∶980∶150；碱性激发剂是由碱金属（钠、钾）氢氧化物和其可溶性硅酸盐的混合物；所述的含玻璃体的工业废渣为含含玻璃体的粒化高炉矿渣粉，细度为450m²/kg；所述水为城市自来水或不影响充填材料性能的水。将碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、全尾砂和水按上述配比搅拌均匀即是一种矿山全尾砂复合碱胶凝材料胶结充填材料。

按照相应的标准对具有上述配方的矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料的各项性能进行了测试，结果参见表1。

表1

检测项目单位性能指标测试标准湿密度kg/m3≤2200JG/T230—2007稠度mm≥50JG/T230—2007凝结时间h≥3JG/T230—200728d抗压强度MPa≥2JG/T230—2007

实施例2：

一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料，由碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、全尾砂、水混合而成，其质量配比为：碱性激发剂∶含玻璃体的工业废渣∶全尾砂∶水=20∶30∶950∶250；碱性激发剂是由碱金属（钠、钾）氢氧化物和其可溶性硅酸盐的混合物；含玻璃体的工业废渣为含玻璃体的钢渣粉、铜渣粉和粉煤灰按任意比例混合而成，细度为400m²/kg；全尾砂为硅铁质全尾砂；水为城市自来水或不影响充填材料性能的水。将碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、全尾砂和水按上述配比搅拌均匀即是一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料。

按照相应的标准对具有上述配方的矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料的各项性能进行了测试，结果参见表2。

表2

检测项目单位性能指标测试标准湿密度kg/m3≤2200JG/T230—2007稠度mm≥80JG/T230—2007凝结时间h≥3JG/T230—200728d抗压强度MPa≥2JG/T230—2007

实施例3：

一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料，由碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、水泥、全尾砂、水混合而成，其质量配比为：碱性激发剂∶含玻璃体的工业废渣∶水泥∶全尾砂∶水=30∶70:20∶880∶350；所述碱性激发剂是由碱金属（钠、钾）氢氧化物和其可溶性硅酸盐的混合物；所述的含玻璃体的工业废渣为由粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、铜渣粉、粉煤灰等含玻璃体工业废渣中按任意比例混合而成，细度为300m²/kg；所述水泥是中国六大通用硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥中任意一种；所述全尾砂是矿山铝质全尾砂；所述水为城市自来水或不影响充填材料性能的水。将碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、水泥、全尾砂和水按上述配比搅拌均匀即是一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料。

按照相应的标准对具有上述配方的矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料的各项性能进行了测试，结果参见表3。

表3

检测项目单位性能指标测试标准湿密度kg/m3≤2200JG/T230—2007稠度mm≥90JG/T230—2007凝结时间h≥3JG/T230—200728d抗压强度MPa≥2JG/T230—2007

实施例4

    一种矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料，由碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、水泥、全尾砂、水混合而成，其质量配比为：碱性激发剂∶含玻璃体的工业废渣∶水泥∶全尾砂∶水=10∶10∶10∶970∶150；所述碱性激发剂是由碱金属（钠、钾）氢氧化物和其可溶性硅酸盐的混合物；所述的含玻璃体的工业废渣由粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、铜渣粉、粉煤灰等含玻璃体工业废渣中的一种或几种的任意比例混合而成，细度为450m²/kg；所述水泥是中国六大通用硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥中任意一种；所述全尾砂是矿山硫质全尾砂中任意一种；所述水为城市自来水或不影响充填材料性能的水。将碱性激发剂、含玻璃体的工业废渣、水泥、全尾砂和水按上述配比搅拌均匀即是一种矿山全尾砂复合碱胶凝材料胶结充填材料。

按照相应的标准对具有上述配方的矿山全尾砂碱胶凝材料胶结充填材料的各项性能进行了测试，结果参见表4。

表4

检测项目单位性能指标测试标准湿密度kg/m3≤2200JG/T230—2007稠度mm≥75JG/T230—2007凝结时间h≥3JG/T230—200728d抗压强度MPa≥2JG/T230—2007