[发明专利]一种改善流动性的充填料浆及其制备方法

说明书

本发明属于矿山充填料浆的技术领域，具体涉及一种改善流动性的充填料浆及其制备方法。所述充填料浆的组分包括细粒级尾砂、煤泥、改性羧酸基减水剂、碱金属硫酸盐、碱性激发剂、聚丙烯纤维、膨润土、矿渣、石膏、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂以及水；通过加入改性聚羧酸减水剂，降低充填料浆的敏感度，改善料浆的流变特性，调控充填体的流动度，从而促进料浆的流动性和稳定性，以及利用阴离子、阳离子表面活性剂等，通过表面电荷与空间位阻，实现减阻输送以及高浓度输送，降低泌水率，消除对填充系统的堵管风险，改善填充能力，实现充填料浆的稳定和经济地输送。

技术领域

本发明属于矿山充填料浆的技术领域，具体涉及一种改善流动性的充填料浆及其制备方法。

背景技术

目前国内外采用充填采矿法的矿山，大多都是采用硅酸盐水泥作为胶结材料，但是硅酸盐水泥的成本价格持续不断地上涨，在胶结材料的成本占比越来越大，与此同时，实际上采用硅酸盐水泥与尾砂作为充填料浆，存在着水泥对尾砂的固结能力差，充填强度低，水化热高等问题，当水泥与尾砂的凝结能状态较差时，便会造成充填料浆形成的泌水率较高，且在运输过程中，会出现运输过程流动性差、充填系统堵塞、运输效率低下的问题。

后有研究采用添加絮凝剂对尾砂进行絮凝沉降处理，依次提高对尾砂的固结能力等等，但由于絮凝剂也有增加液体渗流阻力的作用，同时也会存在充填料浆的流动性降低的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种改善流动性的充填料浆及其制备方法，采用改性羧酸基减水剂改善料浆的流变特性，提高减水率，提高料浆的流动性。

本发明的技术内容如下：

本发明提供了一种改善流动性的充填料浆，所述充填料浆的组分包括细粒级尾砂、煤泥、改性羧酸基减水剂、碱金属硫酸盐、碱性激发剂、聚丙烯纤维、膨润土、矿渣、石膏、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂以及水；

按质量分数计，所述细粒级尾砂占25~30%，煤泥占8~9%，改性羧酸基减水剂占0~1.5%，碱金属硫酸盐占10~14%，碱性激发剂占20~25%，聚丙烯纤维占1~2%，膨润土占5~8%，矿渣占5~8%，石膏占6~8%，阴离子表面活性剂占2~3%，阳离子表面活性剂占2~3%，水补足至100%；

所述改性羧酸基减水剂包括磷酸基改性聚羧酸减水剂，具有较强的亲和力，对充填料浆具有分散作用，以及可以延迟料浆颗粒的水化和团聚，可以保持较好的坍落度，通过磷酸基基团改性的聚羧酸减水剂，能够降低减水剂对硫酸根的敏感性，从而提高减水剂的饱和吸附量；

所述碱金属硫酸盐包括硫酸钠、硫酸钾的一种；

所述碱性激发剂包括A剂和B剂，所述A剂包括氢氧化钙、氢氧化钠以及氢氧化钾的一种，所述B剂包括碳酸钠、硅酸钙、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钾以及硅酸钾的一种或以上，碱性激发剂与聚羧酸减水剂的结合，能够形成选择性吸附以提高颗粒分散效率，吸收不同物相的聚合物；

所述阴离子表面活性剂包括A-烯烃磺酸盐、高分子聚磷酸酯、硅氧烷磷酸酯、烷基醇酰胺磷酸酯的一种或以上；

所述阳离子表面活性剂包括烷基季铵盐、氨基硅油、氨基硅烷的一种或以上；

所述石膏包括氟石膏、脱硫石膏、柠檬酸石膏、天然二水石膏的一种。

本发明还提供了一种改善流动性的充填料浆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1）预处理：将细粒级尾砂、煤泥分别进行干燥、粉磨，细粒级尾砂烘干水分，煤泥干燥至水分含量15~20%，之后细粒级尾砂粉磨至粒径≤35μm，比表面积为600~1000 m²/kg；

2）混合细粒级尾砂以及煤泥，加入阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂，混合并加热90~110℃，充分搅拌均匀；