[發明專利]一種基于礦渣的膠凝劑及礦山充填材料

在審

• 申請號: 201711203086.8
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107935537A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 陳忠平;李鵬;陳錫麟;潘敏堯;何威;馮波宇;伍航宇;黃小波;黃威龍;張善碩;趙澤民
• 申請（專利權）人: 固巖科技發展有限公司
• 主分類號: C04B28/32
• 分類號: C04B28/32
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 胡輝

技術領域

本發明涉及一種基于礦渣的膠凝劑及礦山充填材料。

背景技術

高爐礦渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的一種廢渣，是一種易熔混合物，可采用多種工藝加工成具有多種用途的寶貴材料。由于煉鐵原料品種和成分的變化以及操作工藝因素的影響，礦渣的組成和性質也不同，從而使得回收利用難度相對較高，近年來，隨著冶金工業的飛速發展，礦渣的排放不斷增加，目前我國高爐煉鐵水萃礦渣年排放量近億噸，回收利用率卻只有約38％，從而導致各種礦渣引起的環境問題。因此提高礦渣綜合利用率迫在眉睫。

地下采礦在獲得礦物資源的同時，也產生了大量的尾砂固體廢棄物和地下采空區。作為膠結充填主要材料的水泥存在著凝結時間長、現場脫水難、接頂率低、礦石貧化率高、充填成本高等問題，制約著礦山企業對膠結充填的應用。如何降低充填成本，是使用膠結充填采礦法的礦山企業亟待解決的主要問題之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于礦渣的膠凝劑及礦山充填材料。

本發明所采取的技術方案是：

一種基于礦渣的膠凝劑，由以下質量份的原料組成：50～60份礦渣，10～25份粉煤灰，10～25份氯氧鎂水泥，1～10份生石灰，1～10份磷石膏，1～5份芒硝，0.1～0.5份減水劑。

礦渣為高爐礦渣。

粉煤灰為Ⅱ級F類粉煤灰。

生石灰的CaO含量大于88wt％。

減水劑為三聚氰胺減水劑。

一種基于礦渣的礦山充填材料，包括上述的基于礦渣的膠凝劑、礦山全尾砂和水。

膠凝劑與礦山全尾砂的灰砂比為1：(4～8)。

礦山充填材料的水含量為25wt％～35wt％。

本發明的有益效果是：

本發明采用高爐礦渣粉及鎂水泥生產出一種滿足礦山全尾砂充填的材料，具有早期強度發展迅速的特點。本發明綜合利用利用了堆積的礦渣及尾礦，解決了礦渣堆積對環境造成影響的問題，同時通過對礦渣進行利用，大大降低了水泥的使用量，從而降低了充填礦山的成本，具有較為明顯的經濟性。

具體實施方式

一種基于礦渣的膠凝劑，由以下質量份的原料組成：50～60份礦渣，10～25份粉煤灰，10～25份氯氧鎂水泥，1～10份生石灰，1～10份磷石膏，1～5份芒硝，0.1～0.5份減水劑。

優選的，一種基于礦渣的膠凝劑，由以下質量份的原料組成：50～60份礦渣，10～18份粉煤灰，15～25份氯氧鎂水泥，5～7份生石灰，2～5份磷石膏，2～5份芒硝，0.5份減水劑。

優選的，礦渣為高爐礦渣。

優選的，粉煤灰為Ⅱ級F類粉煤灰。

優選的，生石灰為高鈣生石灰，其CaO含量大于88wt％。

優選的，減水劑為三聚氰胺減水劑。

一種基于礦渣的礦山充填材料，包括上述的基于礦渣的膠凝劑、礦山全尾砂和水。

優選的，膠凝劑與礦山全尾砂的灰砂比為1：(4～8)；進一步優選的，膠凝劑與礦山全尾砂的灰砂比為1:6。

優選的，礦山充填材料的水含量為25wt％～35wt％。

進一步的，本發明所述的氯氧鎂水泥是用煅燒菱鎂礦石所得的輕燒粉或低溫煅燒白云石所得的灰粉(主要成分為MgO)為膠結劑，以六水氯化鎂(MgCl₂·6H₂O)等水溶性鎂鹽為調和劑，所形成的膠凝材料，也稱為鎂水泥。

以下通過具體的實施例對本發明的內容作進一步詳細的說明。

下面的實施例和對比例中，所用的原料具體情況如下：

高爐礦渣的化學成份及各種成分的比例為：SiO₂含量為39.25wt％，CaO含量為39.36wt％，MgO含量為7.43wt％，Al₂O₃含量為12.22wt％，S的氧化物含量為1.32wt％，其它氧化物占0.42wt％；高爐礦渣的粒徑分布為：粒徑小于2.65μm的顆粒占9wt％，粒徑小于5.3μm的顆粒占35wt％，粒徑小于7.55μm的顆粒占53wt％，粒徑小于10.71μm的顆粒占65wt％，粒徑小于26.62μm的顆粒占90wt％。

生石灰是一種高鈣灰，其化學成份及比例為：CaO含量為89.6wt％，MgO含量為5.75wt％，SiO₂含量為4.65wt％。