[發明專利]一種立式攪拌設備及充填料漿分級復合制備方法

在審

• 申請號: 202010419425.1
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111569758A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 吳學民;徐延江;吳靜軒;馬波;趙一博;高陽
• 申請（專利權）人: 北京金誠信礦山技術研究院有限公司
• 主分類號: B01F13/10
• 分類號: B01F13/10;B01F15/02;B01F15/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 王澎

本發明涉及一種立式攪拌設備及充填料漿分級復合制備方法，充填料漿分級復合制備方法，包括以下步驟：步驟1：向立式攪拌設備中加入細粒級材料、粉狀膠凝材料和水，并攪拌形成料漿；步驟2：將步驟1中的料漿和粗粒級砂石骨料加入次級攪拌設備，攪拌后形成充填料漿。本發明的有益效果在于，充分利用了不同攪拌設備的結構和性能特點，對具有不同特性的充填材料實施分級投料攪拌，既能提高攪拌質量，有利于充填體結構的形成，同時又能保證充填料漿的均勻性、流動性，提高充填體的密實度和強度。

技術領域

本發明涉及充填料漿制備領域，具體涉及一種立式攪拌設備及充填料漿分級復合制備方法。

背景技術

在地下礦山開采工程領域，充填采礦法已經成為一種主流采礦技術。礦山充填所用的材料主要由集料、膠凝材料、水以及改善充填料性能的輔料構成。作為集料，有采選生產過程中產出的高濃度選尾礦、選尾礦脫水制成的濾餅、分級尾砂、磷石膏、粗粒級砂石骨料和煤矸石等礦山固體廢棄物；有冶煉渣、粉煤灰、赤泥等工業固體廢棄物；也有河砂、風積沙等自然界原材料。充填料漿的制備是關乎充填體強度、充填成本的重要工藝環節，而充填料漿制備所涉及到的工藝方法及設備也要與充填集料的特性相適應。

由于構成充填料漿的膠凝材料占充填成本的60％以上，改進充填料漿攪拌設備并對充填料漿制備工藝方法實現優化配置，最大限度的發揮膠凝材料的膠結作用，通過降低膠凝材料用量降低充填成本已成為業界持續考慮和研究的重要課題。

根據充填集料組成不同，主流的充填料漿制備工藝方法有如下幾種：

一種是采用立式單軸活化攪拌機的單級料漿制備方式，即將構成充填料漿的各組分按規定配料比同時加入立式單軸活化攪拌機中，通過其葉輪的高速運動拌和成規定濃度的料漿后，通過管道輸送至采場；

另一種是采用強力攪拌機的單級料漿制備方式，即將構成充填料漿的各組分按規定配料比同時加入到強力攪拌機的槽體中，通過強力攪拌機中槳葉的旋轉運動拌和成規定濃度的料漿后，通過管道輸送至充填采場；

第三種是采用臥式雙軸攪拌機的兩級料漿制備方式，即將構成充填料漿的各組分按規定配料比同時加入到初級漿葉型臥式雙軸攪拌機中，通過槳葉的旋轉運動進行初步混合攪拌，制成的初級料漿再進入次級螺帶型臥式雙軸攪拌機對其進行進一步混勻攪拌，制成規定濃度的料漿后通過管道輸送至充填采場。

上述三種充填料漿制備方式的共同特征是，把構成充填料漿的各組分材料同時加入到料漿制備設備中進行攪拌制備。而對于摻加粗粒級砂石骨料如破碎廢石、煤矸石、干拋尾砂等小于10mm的顆粒狀砂石的充填料漿制備，一般采用后兩種工藝方法。

前述將充填料拌和物同時投入充填料漿制備設備內進行攪拌制備的工藝方法都有其共同的弊端，即膠凝材料的彌散性差，部分膠凝材料因不能充分彌散不但發揮不了起膠結作用而造成浪費，進而還影響了充填料漿凝結后的強度。

膠凝材料顆粒被砂石夾裹著進入攪拌機內遇水后很快結成小的團粒，這種團粒被夾雜在粗粒級骨料中。粗骨料的粒徑越大，則團粒越不易破壞。特別是當攪拌機攪拌時，由于料漿被攪拌機葉片推動系單向流動，處于攪拌葉片背面的膠凝材料團粒不受流場的剪切而被保護起來，粒徑比水泥團粒大的粗骨料成了膠凝材料團粒的屏障，這一部份團粒在攪拌結束后仍以團粒的形式存在而不被破壞，不能與水充分進行水化。待充填料漿硬化后，團粒狀的膠凝材料填充了骨料的空隙，使這部分膠凝材料并沒有充分發揮其粘結、包裹砂石的作用，因而造成浪費，影響了充填體的凝結強度。

具體的，上述三種充填料漿制備方式在工程上還有各自的不足：

立式單軸攪拌機的葉輪由于轉速較高，粗粒級砂石骨料的摻加會加劇攪拌葉輪的磨礪磨損，使設備的運行壽命大大降低，因此對于摻加粗粒級砂石骨料的充填料漿制備，采用單級立式單軸攪拌機方式會使得系統可靠性、穩定性變差；由于單級拌和過程中，充填材料在攪拌筒中攪拌時間較短，各組分不能充分分散和混合，也會造成膠凝材料的結團不能充分彌散而造成浪費。