[發明專利]一種基于磷石膏的棒磨砂充填料早強膠凝材料

無效

• 申請號: 201310731705.6
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103723986A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 楊志強;高謙;姚維信;把多恒;王永定;薛改利;田立鵬;馬賓
• 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: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術領域

本發明涉及采礦領域，具體涉及一種針對棒磨砂充填料發明的以磷石膏為主要成分的下向分層膠結充填法采礦用早強膠凝材料。

背景技術

濕法磷酸生產中副產大量磷石膏。磷石膏的主要組分是二水硫酸鈣，此外還含有未完全分解的磷礦、氟化物、磷酸、有機物、酸不溶物及鐵鋁化合物等雜質。通常采用二水法工藝生產1噸磷酸排放磷石膏4—5噸。磷石膏用作下向分層膠結填充法采礦用凝膠材料的主要原材料之一，可實現對磷石膏廢棄物的資源化利用，從而有效地解決了磷石膏堆放造成的環境污染。

下向分層膠結充填法開采是在充填體假頂下作業，通常對充填體早期強度有較高要求，一般3d充填體強度不小于1.5MPa，7d充填體強度不小于2.5MPa。但磷石膏中P₂O₅等礦物成分會影響膠凝材料的水化反應速率，使得充填體早期強度尤其是3d強度低。發明一種以磷石膏廢棄物作為原料的膠凝材料，使得用該膠凝材料制備的充填體具有較高強度，尤其是早期強度，以滿足下向分層膠結充填對早期強度的要求。

發明內容

本發明的主要內容是針對棒磨砂充填料，發明一種大摻量磷石膏的早強充填膠凝材料，可用于下向分層膠結充填法采礦。使用本發明提供的膠凝材料制備的充填料漿，可實現磷石膏廢棄物資源化利用，能有效降低充填采礦成本，實現安全、高效采礦。

上述目的是通過下述方案實現的：

一種礦山開采用膠凝材料，其特征在于，所述膠凝材料的成分以質量百分比計包括：4%—7%生石灰，35%—45%磷石膏，?4%—6%早強劑，42%—57%礦渣微粉。

根據上述的膠凝材料，其特征在于，所述生石灰中CaO的質量百分比含量為76%—78%，生石灰研磨粒度分布為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5720.68?cm²/cm³—8377.99cm²/cm³。

根據上述的膠凝材料，其特征在于，所述磷石膏的含水率≤8%（質量）；磷石膏的成分以質量百分比計包括：57.1%—60.3%SiO2，28.6%—31.6%CaO，1.5%—2.4%MgO，0.4%—0.8%Al2O3，1.5%—1.8％P2O5，0.5%—1.5%Fe2O3和1.6%—10.4%的酸不溶物；磷石膏研磨粒度分布為d₁₀＝4.2μm—5.5μm、d₅₀＝8.3μm—10.?6μm、d₉₀＝85.7μm—90.5μm，d_av＝30.2μm—35.2μm，比表面積為5623.50?cm²/cm³—6135.96cm²/cm³。

根據上述的膠凝材料，其特征在于，所述礦渣微粉為堿度系數小于1的酸性渣，其質量系數≥1.9，活性系數≥1.1。

根據上述的膠凝材料，其特征在于，礦渣微粉的粒度分布為d₁₀＝4.53μm，d₅₀＝10.67μm，d₉₀＝43.81μm，d_av＝18.13μm。

根據上述的膠凝材料，其特征在于，所述早強劑為芒硝和/或氫氧化鈉。

根據上述的膠凝材料，其特征在于，所述早強劑為芒硝和氫氧化鈉，其中所述芒硝在所述膠凝材料中的質量百分比為3%—4%，所述氫氧化鈉在所述膠凝材料中的質量百分比為1%—2%。