[發(fā)明專利]一種用于空區(qū)填充處理含釩鈦礦渣的膠凝材料

有效

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• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103739263A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 姚維信;楊志強;高謙;王虎;李茂輝;劉世和;陳永強;崔繼強
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司;北京科技大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B18/12
• 代理公司: 中國有色金屬工業(yè)專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術領域

本發(fā)明涉及一種膠凝材料，具體涉及一種用于空區(qū)處理的含釩鈦礦渣的全尾砂膠凝材料。

背景技術

釩鈦礦渣是冶煉釩鈦磁鐵礦時產(chǎn)生的熔融礦渣在空氣中自然冷卻或水冷形成的一種由鈦輝石、鈣鈦礦等礦物為主的無機材料。由于渣中含有較高的二氧化鈦，大大降低了礦渣質量與活性，從而給礦渣的資源化利用帶來很大困難，導致大量礦渣堆放，不僅占用大量土地和增加維護成本，而且還污染環(huán)境。

在采礦領域，由于早期資源開發(fā)的無序開采以及空場法采礦，導致地下存在大量采空區(qū)和殘留礦柱，不僅潛在重大安全隱患，而且還損失部分礦產(chǎn)資源。對地下采空區(qū)進行填充處理，可以防治空區(qū)坍塌和地表沉陷所誘發(fā)的地質災害，同時還能夠回收殘留的礦柱資源，實現(xiàn)對不可再生資源的開發(fā)利用。目前，廣泛采用膠結充填法對采空區(qū)進行填充。該種方法使用的充填材料為水泥等膠凝材料和砂石、爐渣或尾砂等配制的漿狀膠結物料，凝固后有一定強度，用管道借水力或機械輸送至采場。使用膠結充填法開采的礦山，其充填成本約占采礦總成本的50%左右，其中膠結劑——水泥的使用成本就占到了充填成本的一半左右。高昂的充填材料成本，使許多礦山對膠結充填工藝望而卻步，嚴重制約了膠結充填技術的應用和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種含釩鈦礦渣的膠凝材料，以及用該膠凝材料制備的充填料漿及其制備方法。本發(fā)明的膠凝材料成本低，充填強度高。

上述目的是通過下述方案實現(xiàn)的：?

一種含釩鈦礦渣的膠凝材料，其特征在于，該膠凝材料的成分以質量百分比計包括：8%—11%堿性激發(fā)劑，14%—16%脫硫石膏，71%—77%釩鈦礦渣。

根據(jù)上述的膠凝材料，其特征在于，所述堿性激發(fā)劑為水泥熟料和/或生石灰。

根據(jù)上述的膠凝材料，其特征在于，所述堿性激發(fā)劑為水泥熟料和生石灰，所述水泥熟料的質量百分比為4%—5%，所述生石灰的質量百分比為4%—6%。

根據(jù)上述的膠凝材料，其特征在于，所述生石灰中CaO質量百分比≥78%，所述生石灰的粒度分布為d₁₀＝3.97μm—5.06μm、d₅₀＝8.06μm—13.68μm、d₉₀＝22.19μm—42.21μm，d_av＝11.09μm—24.55μm，比表面積5720cm²/cm³—8377cm²/cm³。

根據(jù)上述的膠凝材料，其特征在于，所述脫硫石膏的粒度分布為d₁₀＝13.5μm—15.5μm、d₅₀＝38.3μm—40.0μm、d₉₀＝72.7μm—80.3μm，d_av＝42.2μm—44.2μm，比表面積2326.5?cm²/cm³—2436.0cm²/cm³，所述脫硫石膏中SO₃質量百分比≥38％。

根據(jù)上述的膠凝材料，其特征在于，所述釩鈦礦渣為堿度系數(shù)大于1的堿性礦渣，所述釩鈦礦渣的質量系數(shù)≥1.6，活性系數(shù)≤0.5。

根據(jù)上述的膠凝材料，其特征在于，所述釩鈦礦渣的粒度分布為d₁₀＝4.5μm、d₅₀＝10.7μm、d₉₀＝43.8μm，d_av＝18.2μm。

根據(jù)上述的膠凝材料，其特征在于，所述膠凝材料中還包括質量百分數(shù)為1%—2%的芒硝。

一種使用上述的膠凝材料制備的充填料漿，其特征在于，所述充填料漿還包括全尾砂充填料和自來水，所述自來水的質量百分數(shù)為22%—32%，所述膠凝材料與全尾砂充填料的質量比為1:15—1:4。

根據(jù)上述的充填漿料，其特征在于，所述全尾砂充填料的成分以質量百分比計包括：73%—75%SiO₂，5%—6%CaO，6%—7%Fe₂O₃，5%—6%Al₂O₃，3%—4%MgO，小于3%的燒失量；所述全尾砂充填料的密度為2.52g/cm³，粒徑小于0.9mm，粒徑小于0.037mm的細尾砂含量≤30%，粒徑不均勻系數(shù)14~15。

一種上述的充填料漿的制備方法，其特征在于，所述方法依次包括以下步驟：