[發明專利]一種尾砂激發膠凝充填材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010544923.9
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111848099B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 吳疑;易清;黃威;陳忠平;馮波宇;陳錫麟;溫伊寧;吳世忠;潘敏堯;周林
• 申請（專利權）人: 廣東韶鋼嘉羊新型材料有限公司;固巖科技發展有限公司
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B24/06;C04B24/38;C04B18/12;C04B18/16
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 王允輝

本發明屬于充填材料的技術領域，具體涉及一種尾砂激發膠凝充填材料及其制備方法。所述膠凝充填材料的組成包括基體材料、堿性激發材料以及摻和材料，所述基體材料的組分包括礦山尾砂、建材廢料、膠凝材料以及高效減水劑，所述堿性激發材料的組分包括硅酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽以及氯酸鹽的一種或以上，還包括氫氧化鈣或者氫氧化鈉，還包括三異丙醇胺、改性淀粉醚和甲基纖維素，所述摻和材料的組分包括半水石膏、水玻璃、硬脂酸、檸檬酸渣以及調凝劑；采用的堿性激發材料以及摻和材料的膠結輔助性能顯著，活化了礦山尾砂以及其它石砂材料，改善礦山尾砂的膠結性能的同時增加其流動性，具有較為優異的吸水以及保水性能。

技術領域

本發明屬于充填材料的技術領域，具體涉及一種尾砂激發膠凝充填材料及其制備方法。

背景技術

隨著工業化的迅速發展，以及對礦產品需求大幅增加，礦業開發規模隨之加大，尾礦的排放、堆積量越來越大，隨之改變的就是對尾礦進行資源再利用，利用尾礦制備充填材料引起了極大的關注，對尾礦的資源再利用不僅是對環境帶來巨大的貢獻，減少尾礦對生態環境的破壞，同時避免了尾礦堆積造成的地質安全和水土污染問題，避免對人類和動物帶來生命的危害，還帶來了經濟上的提高。

充填材料一般為用于充填采空區的土壤、砂、石、塊石、工業廢渣和水泥等膠凝物質組成的固體材料，膠結充填材料為含有膠凝材料的充填材料，膠結充填材料形成的膠結充填體支撐能力較大，常用的膠結充電材料主要分為混凝土和水泥砂漿兩種，混凝土主要由粗細骨料和水泥漿混合而成，水泥砂漿主要由細砂或尾砂和水泥漿混合而成。現有技術中在制備尾砂充填材料時主要成分為水泥、粉煤灰、再選擇摻和粗細骨料以及輔助劑，以形成具有膠結能力的充填材料，但在實現尾砂的綜合利用方面仍有不足，尚未形成既能具有優異的物化性能、又能節能減排的充填材料，因此，開發一種高效、經濟、實用的尾砂膠結充填新材料尤為關鍵。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種尾砂激發膠凝充填材料及其制備方法，形成一種高濃度、高強度、流動性好、泌水率低、不離析、不凝聚的充填材料。

本發明的技術內容如下：

本發明提供了一種尾砂激發膠凝充填材料，所述膠凝充填材料的組成包括基體材料、堿性激發材料以及摻和材料，其混合比例為(9～12)：(1:2)：(1:3)；

所述基體材料的組分包括礦山尾砂、建材廢料、膠凝材料以及高效減水劑，其混合比例為(7～10)：(5～6)：(2～4)：1；所述建材廢料包括廢棄的渣土、混凝土塊、碎石塊、磚瓦碎塊、廢砂漿以及瀝青塊等；

所述堿性激發材料的組分包括硅酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽以及氯酸鹽的一種或以上，還包括氫氧化鈣或者氫氧化鈉，還包括三異丙醇胺、改性淀粉醚和甲基纖維素，所述堿性激發材料能夠快速激活礦山尾砂以及建材廢料的的活性，加速與膠凝材料、減水劑的結合，提高充填材料的強度的同時，提高其膠結性能；

所述摻和材料的組分包括半水石膏、水玻璃、硬脂酸、檸檬酸渣以及調凝劑；

所述礦山尾砂以及建材廢料的粒徑≤10mm；

所述膠凝材料包括爐渣粉、礦渣粉、粉煤灰的一種或以上；

所述高效減水劑包括羧酸系高效減水劑、萘系高效減水劑、密胺類高效減水劑以及脂肪酸系高效減水劑的一種或以上，減水劑能夠改善充填材料的混凝性能，增加流動性；

所述調凝劑的組分包括葡萄糖酸鈉、硼酸、偏硅酸鈉以及硫酸鋁的混合，所述調凝劑的組合能夠在一定程度上調整充填材料的膠結時間，為改善充填材料的膠結能力提供空間；

所述半水石膏包括α型半水石膏或者β型半水石膏。

本發明還提供了一種尾砂激發膠凝充填材料的制備方法，包括如下步驟：

將基體材料中加入堿性激發材料，常溫下攪拌混勻，攪拌速度為130～180r/min，得到混料A；