[发明专利]一种矿山充填材料及其制备装置和制备方法及矿山充填用胶结剂料浆

权利要求书

1.一种矿山充填用胶结剂料浆，其特征在于：该胶结剂料浆由硅铝质、钙质原料的预拌粉体和钛石膏料浆混合而成，具体的，所述胶结剂料浆干基按照重量百分比包括以下组分：粉煤灰0～15％、矿渣微粉15～70％、钢渣微粉0～15％、水泥5～20％和工业副产钛石膏25～50％。

2.根据权利要求1所述的一种矿山充填用胶结剂料浆，其特征在于：所述钛石膏料浆中干基的重量百分比为20％～50％，水的重量百分比为50～80％。

3.根据权利要求1或2所述的一种矿山充填用胶结剂料浆，其特征在于：所述胶结剂料浆干基中各组分的重量百分比优选为：粉煤灰5～7.5、矿渣微粉30％～40％、钢渣微粉5％～7.5％、水泥10～15％、工业副产钛石膏30％～40％；所述钛石膏料浆中干基的重量百分比为30％～40％，水的重量百分比为60～70％。

4.根据权利要求3所述的一种矿山充填用胶结剂料浆，其特征在于：所述的矿渣微粉为钢铁厂高炉水淬矿渣，其主要化学成分有二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化锰和氧化铁(FeO)；所述钢渣微粉为钢铁厂炼钢工业废渣经过磨细除铁和RO相后获得的粉体，其主要化学成分有氧化钙、二氧化硅、氧化镁、氧化锰和氧化铁；所述的工业副产钛石膏是钛白粉加工企业的酸水处理后的剩余污泥经过压滤后所得到的含水率≥70％的滤饼，其中的固体成分主要为CaSO₄.2H₂O。

5.一种矿山充填材料，其特征在于：该充填材料由以全尾矿砂和水组成的尾矿浆及权利要求1-4中任一项所述的胶结剂料浆搅拌混合而成。

6.根据权利要求5所述的一种矿山充填材料，其特征在于：所述尾矿浆中全尾矿砂的重量百分比为50～70％，其余为水；所述胶结剂料浆与尾矿浆中固体成分质量之比，即胶尾比为1:4～1:25。

7.根据权利要求6所述的一种矿山充填材料，其特征在于：所述胶尾比优选为1:10～1:16，所述尾矿浆中全尾矿砂的重量百分比优选为60～70％。

8.一种如权利要求5-7中任一项所述的矿山充填材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、预拌体制备：将矿渣微粉、钢渣微粉、粉煤灰、水泥按照配合比配料后，经过搅拌或球磨形成组成均匀的硅铝钙质原料混合体半成品A；

步骤二、钛石膏料浆制备：按照钛石膏料浆的需水量要求，将含水率70％以上的钛石膏滤饼和需要补充的水量一起加入泥浆搅拌机(1)中搅拌成钛石膏料浆B，并控制钛石膏料浆B中的水灰比>1；

步骤三、胶结剂料浆制备：在钛石膏料浆B的继续搅拌过程中，通过多点布料方式加入硅铝钙质原料混合体半成品A，将A、B搅拌均匀，即形成尾矿胶结剂料浆；将尾矿胶结剂料浆泵入活化库(4)中进行储存；

步骤四、胶结充填：将尾矿胶结剂料浆经过计量后，用泵送和多股流方式接到尾矿浆浓密机(7)的排料口处并通过多流股喷嘴(9)喷出，尾矿胶结剂料浆与浓密后的尾矿浆一起进入旋流管(10)，在旋转过程的紊流状态下，进行两种料浆多个流股输送中的直接对流混合，并利用矿井落差通过第三输送管道(11)自流输送至井下采空区(12)。

9.一种如权利要求5-7中任一项所述的矿山充填材料的制备装置，其特征在于：包括泥浆搅拌机(1)、活化库(4)和尾矿浆浓密机(7)，其中，泥浆搅拌机(1)的出料口通过1号泥浆泵(2)和第一输送管道(3)与活化库(4)的进料口相连，所述尾矿浆浓密机(7)的排料口与旋流管(10)的一端相连，旋流管(10)的另一端通过第三输送管道(11)连接至井下采空区(12)，所述活化库(4)的出料口通过2号泥浆泵(5)和第二输送管道(6)连接至尾矿浆浓密机(7)的排料口内，且第二输送管道(6)的输出端设有多流股喷嘴(9)。

10.根据权利要求9所述的一种矿山充填材料的制备装置，其特征在于：所述尾矿浆浓密机(7)的上部设有清水溢流管(8)。