[发明专利]一种含超细尾泥的自流型胶结充填料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种含超细尾泥的自流胶结充填料及其制备方法和应用，该胶结充填料的原料包括胶凝材料、骨料和水；胶凝材料按重量份数计包括：转炉钢渣40‑80份，脱硫石膏5‑30份，脱硫灰0‑20份；骨料包括超细尾泥；胶凝材料与骨料的质量之比为1:4‑6；料浆浓度为55‑70％。该充填料有效利用了大量超细尾泥，不掺入水泥熟料和矿渣粉，并且无需添加激发剂、早强剂等外加剂即可显示出良好的可工业应用的抗压强度，可用于采矿充填料，本发明提供的胶结充填料合理解决了超细尾泥、钢渣以及脱硫副产物等固废堆存的难题，并极大地降低了工业应用成本。

技术领域

本发明涉及矿山充填材料领域，具体涉及一种含超细尾泥的自流型胶结充填料及其制备方法和应用。

背景技术

矿业生产中产出大量的尾砂堆存于地面，易造成安全隐患和生态环境问题。充填采矿技术将尾砂等废弃物回填采空区，其在提高资源回收率，保护环境，保障矿山开采安全中发挥越来越重要的作用，充填采矿方法应用也日益广泛。

然而，随着矿山开采出矿品位的下降，为保证选矿指标，矿石的磨矿粒度逐渐下降，造成选厂产出尾砂粒级越来越细，这给充填系统相关的浓缩、制备、输送及充填体强度形成都带来了新的变化和要求。而且，这些超细尾矿砂及尾矿泥中的矿物组分复杂，利用价值低且利用难度大，由于环保等要求，征占排土场对于矿山企业越发困难，同时在用尾矿库数量逐年减少。如何合理利用超细尾矿砂及尾矿泥是废物回收的一个难题。

另外，一方面，随着水泥价格不断高涨，企业充填成本占采矿成本比重不断提高；另一方面，近年来对转炉钢渣、脱硫石膏和脱硫灰的利用率都很低。因此，如何合理利用超细尾泥，并且找到适合替代水泥的充填胶凝材料，以降低充填法采矿的成本，大幅度降低充填成本及环保压力，是本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含超细尾泥的自流胶结充填料及其制备方法和应用，该充填料有效利用了大量超细尾泥，不掺入水泥熟料和矿渣粉，并且无需添加激发剂、早强剂等外加剂即可显示出良好的可工业应用的抗压强度，用于采矿充填料，充分利用尾泥，合理解决了超细尾泥、钢渣以及脱硫副产物等固废堆存的难题，并极大地降低了工业应用成本。

为此，第一方面，本发明提供一种含超细尾泥的自流型胶结充填料，所述胶结充填料的原料包括胶凝材料、骨料和水；

所述胶凝材料按重量份数计包括以下成分：转炉钢渣40-80份，脱硫石膏5-30份，脱硫灰0-20份；

所述骨料包括超细尾泥；

所述胶凝材料与骨料的质量之比为1:4-6；

所述胶结充填料的料浆浓度为55-70％。

本发明所述的超细尾泥为粒径小于200μm的尾砂；具体指矿业生产中选厂产物尾砂，并不限来源或类型，其粒径小于200μm。

本发明所述的脱硫灰指半干法烧结所得脱硫灰，为半水石膏。

本发明所述的脱硫石膏主要成分和天然石膏类似，为二水硫酸钙CaSO₄·2H₂O。

本发明还在以上配方基础上优化了配比及每个成分的化学组成，以更大程度改善胶凝性能，或降低工业成本。

进一步，所述骨料仅由超细尾泥组成，所述胶凝材料由转炉钢渣、脱硫灰和脱硫石膏三种成分组成，配比如本发明所述，每种成分可取本发明所述范围内的任意值。例如，脱硫灰可取0份、5份、10份、15份、20份等；脱硫石膏可取5份、10份、15份、20份、25份、30份等；转炉钢渣可取40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份等。

在具体实施方式中，所述胶凝材料按重量份数计包括以下成分：转炉钢渣40-80份，脱硫石膏5-30份，脱硫灰5-20份。