[發(fā)明專利]一種鐵尾礦膠結(jié)充填方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210006550.5
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102562148A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張召述;徐煒;李金恩;唐國棟;夏舉佩;徐士申;羅均耀;伍祥;羅中秋;王金博
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué);玉溪大紅山礦業(yè)有限公司
• 主分類號: E21F15/06
• 分類號: E21F15/06;C04B28/04;C04B18/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種鐵尾礦膠結(jié)充填方法，屬于采礦工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國很多鐵礦山采用的采礦方法是膠結(jié)開采，當(dāng)工作面的開采完成后，就留下一個采空區(qū)，如果要繼續(xù)從下往上開采礦石，就必須提高工作面高度，因此對采空區(qū)進(jìn)行充填是采礦工程的必要環(huán)節(jié)。

目前應(yīng)用于膠結(jié)充填的技術(shù)方法主要有兩類：一類是分級尾砂膠結(jié)充填技術(shù)，其方法是尾礦經(jīng)分級和濃縮后，添加水泥為代表的膠結(jié)材料，制成膏體充填到采空區(qū)；第二類是全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)，其方法是尾礦經(jīng)自然沉降濃縮后，添加水泥為代表的膠結(jié)材料，制成膏體充填到采空區(qū)。這兩種方法存在各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，前者需要設(shè)置尾礦分級、脫水裝置，尾礦利用率較低，但因采用的尾礦粒度較粗，故膠結(jié)效果相對較好；后者也要配套建設(shè)沉降、脫水、儲存裝置，尾礦利用率高，但因尾礦中細(xì)粒態(tài)顆粒量大，耗用水泥多，充填體的質(zhì)量不如分級尾砂膠結(jié)充填。至今，我國的充填技術(shù)經(jīng)歷了從干式充填到水力充填，從分級尾砂、全尾砂、高水固化膠結(jié)充填到膏體泵送膠結(jié)充填的發(fā)展過程，采用充填技術(shù)的單位有金川公司、凡口鉛鋅礦、和張馬屯鐵礦、山東金嶺鐵礦、銅陵獅子山銅礦、南京棲霞鉛鋅銀礦、河北西石門鐵礦等。

利用尾礦充填，既可以解決礦山充填骨料來源，又能夠解決或部分解決尾礦的排放問題，一舉兩得，是解決尾礦排放問題的較好途徑。

但是從已有的文獻(xiàn)報道不難看出，尾礦膠結(jié)充填的關(guān)鍵性材料主要為水泥，或者在水泥為基礎(chǔ)上適當(dāng)添加粉煤灰、石灰或者化學(xué)外加劑。眾所周知，因尾礦的顆粒細(xì)（有些甚至比水泥還細(xì)）、持水率高、酸堿特征明顯或者含有殘余的選礦藥劑，水泥效能很難充分發(fā)揮，充填體存在凝結(jié)時間長、水穩(wěn)性差和強(qiáng)度低以及耐久性不足的諸多問題。在此背景下，有必要研發(fā)新的尾礦膠結(jié)充填技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種專門針對鐵尾礦膠結(jié)充填的生產(chǎn)方法,既解決采礦工藝問題，又解決鐵尾礦綜合利用問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：在鐵尾礦漿中添加固化劑進(jìn)行沉降濃縮，然后先進(jìn)行底層充填，再進(jìn)行面層充填，其具體步驟包括如下：

（1）固化劑的制備：將礦渣、硅酸鹽水泥熟料、化工廢石膏、粉煤灰和生石灰先分別進(jìn)行干燥、篩分、破碎成尺寸小于10mm的顆粒，然后混合均勻，自然陳化6h以上后再磨，粉體細(xì)度控制為0.08mm篩余量小于10%；將外加劑先破碎成粒度小于1mm的粉末，再與上述粉體材料混勻成為固化劑；

（2）濃縮鐵礦漿制備：在鐵尾礦漿中先摻加相當(dāng)于鐵尾礦干基0.5～3wt%的固化劑，沉降后底流為濃度大于55wt%的濃漿，上層輕液排除；

（3）底層充填：在充填底層設(shè)置回水井，將底流濃漿直接輸送到充填區(qū)，充填厚度在3m以上，充填一次或多次，充填過程產(chǎn)生的滲淋水流入回水井中抽走進(jìn)行泌水固化，充填體自然養(yǎng)護(hù)3～7天；

（4）面層充填：待底層固化后，將步驟（2）得到的底流濃漿與固化劑按照干基質(zhì)量比為100：6～12進(jìn)行計(jì)量，在攪拌速率30～60r/min的攪拌狀態(tài)下同時加入固化劑和鐵尾礦漿，二者強(qiáng)制混合攪拌3～8min，然后輸送到已固化的底層上進(jìn)行充填，充填厚度在0.4m以上，充填一次或多次，充填過程產(chǎn)生的滲淋水流入回水井中抽走進(jìn)行泌水固化，充填體自然養(yǎng)護(hù)≥7天后得到的底層與面層共同組成充填體。

所述固化劑的各組份按照重量百分比計(jì)量為礦渣40～62wt%、化工廢石膏3～5wt%、硅酸鹽水泥熟料20～30wt%、粉煤灰10～15wt%、生石灰3.5～9.6wt%、外加劑0.4～1.5wt%。其中礦渣為煉鐵生產(chǎn)過程產(chǎn)生的以硅酸鈣為主的玻璃體廢渣，化工廢石膏可以為磷石膏、脫硫石膏、鈦石膏、氟石膏中的任意一種。

所述外加劑由堿金屬鹽、硫酸鹽型絮凝劑、減水劑配制而成，按照重量比配料為：堿金屬鹽：硫酸鹽型絮凝劑：減水劑=1：0.2～2：0.5～4。其中堿金屬鹽為硫酸鈉、氯化鈉、碳酸鈉或硝酸鈉中的一種或任意幾種按任意比例混合配制而成；硫酸鹽型絮凝劑為硫酸鋁、硫酸鐵、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵或聚合硫酸鐵鋁中的一種或任意幾種按任意比例混合配制而成；減水劑為木質(zhì)素磺酸鈣、萘磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鈉或腐植酸鈉中的一種或任意幾種按任意比例混合配制而成，上述試劑均為普通市售。

所述鐵尾礦漿是從選礦工藝排出的濃度為20～50wt%的呈流體狀的液固混合物，干基是鐵礦石經(jīng)破碎、濕法球磨和磁選后剩余的含鐵量＜15wt%,主要礦物為普通硅酸鹽礦物，粒度分布范圍為粒徑小于20μm?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10%、粒徑大于500μm的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10%。