[发明专利]尾矿胶结剂及其制备方法、使用方法和应用

说明书

本发明提供了一种尾矿胶结剂及其制备方法、使用方法和应用，涉及矿山充填技术领域。本发明提供的尾矿胶结剂，包括按重量份数计的如下组分：矿渣30～80份、石膏5～30份、粉煤灰0～20份、水泥5～30份和激发剂0～8份；所述水泥包括复合硅酸盐水泥和/或矿渣水泥。本发明提供的尾矿胶结剂以工业废物矿渣、粉煤灰和价格低廉的石膏、水泥、激发剂为原料，成本低，能源消耗小，环境友好，能够将废物再利用，缓解了由尾矿所带来的环境问题。本发明提供的尾矿胶结剂的制备方法简单，易于操作。本发明提供的尾矿胶结剂的使用方法，将胶结剂、尾矿和水进行混合，得到的固结体均匀，强度高，无分层现象，胶结剂用量少，填充效果好，能够做到以废治废。

技术领域

本发明涉及矿山充填材料领域，尤其是涉及一种尾矿胶结剂及其使用方法和应用。

背景技术

据统计，我国现有的金属矿山堆存的尾矿高达50亿吨，且还以3亿吨/年的速率增长，尾矿产生量过大。目前尾矿的综合利用率仅为8.3％，尾矿库是重大危险源，存在溃坝隐患，解决由尾矿所带来的环境问题刻不容缓。

将尾矿与胶结剂混合用于井下充填，可提高采矿回采率，延长矿山服务年限。将尾砂全部充入井下，选矿废水循环使用，实现零排放，能够有效保护生态环境，降低尾矿库存和消除采空区危险源，且尾砂充填设备设施成本低于建设一座尾矿库成本，经济效益明显。

目前使用最多的胶结剂仍是硅酸盐水泥，能够很好地实现尾矿的井下填充，然而，其主要成分熟料的大量使用会造成能源消耗和环境污染，成本较高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种尾矿胶结剂，该尾矿胶结剂原料廉价，成本低，采用多种废弃物，以废治废，能源消耗低，无环境污染，至少解决了上述问题中的至少一种。

本发明的第二个目的在于提供一种尾矿胶结剂的制备方法，该制备方法简单，易于操作。

本发明的第三个目的在于提供一种尾矿胶结剂的使用方法，将尾矿与胶结剂混合，得到的固结体强度高，填充均匀，无分层现象，胶结剂用量少。

本发明的第四个目的在于提供一种尾矿胶结剂在矿井填充中的应用。

为了解决上述技术问题，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种尾矿胶结剂，包括按重量份数计的如下组分：矿渣30～80份、石膏5～30份、粉煤灰0～20份、水泥5～30份和激发剂0～8份；

所述水泥包括复合硅酸盐水泥和/或矿渣水泥。

作为进一步技术方案，包括按重量份数计的如下组分：矿渣40～60份、石膏10～25份、粉煤灰0～6份、水泥5～20份和激发剂0～4份；

优选地，所述尾矿胶结剂包括按重量份数计的如下组分：矿渣50～60份、石膏15～25份、粉煤灰3～6份、水泥10～20份和激发剂2～4份。

作为进一步技术方案，所述矿渣包括缓冷渣和/或急冷渣，优选为急冷渣。

作为进一步技术方案，所述石膏包括磷石膏、氟石膏、脱硫石膏和天然石膏中的至少一种；

优选地，所述石膏为80～100μm筛余量小于10％的粉末；

优选地，所述石膏为80μm筛余量小于10％的粉末。

作为进一步技术方案，所述矿渣和粉煤灰各自独立地为S95级粉末。

作为进一步技术方案，所述激发剂包括强碱和/或强碱弱酸盐；

优选地，所述强碱包括氢氧化钙、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种；