[發明專利]一種濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011200815.6
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112094063A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 高英力;曹韓碩;萬紅偉;段開瑞;周文娟;裴甘鵬;龍國鑫
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: C04B12/00
• 分類號: C04B12/00;C04B7/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊威

一種濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料及其制備方法和應用，所述濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料由包括以下組分的原料制備而成：尾砂20重量份~30重量份；水淬渣20重量份~30重量份；水40重量份~90重量份；粉劑鈉系激發劑1.6重量份~4.8重量份。與現有技術相比，本發明提供的濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料采用特定含量組分，能夠實現較好的相互作用，能夠代替水泥作為礦山充填膠凝材料，并且成本低、污染小，同時顯著提高了礦山尾砂的利用率，解決礦山尾礦大量堆積的問題，符合綠色可持續發展的理念；采用本發明提供的濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料進一步得到的填充體漿料流動度好且力學性能優異。

技術領域

本發明涉及礦山充填技術領域，更具體地說，是涉及一種濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料及其制備方法和應用。

背景技術

礦產資源是經濟發展過程中必不可少的重要能源之一。我國礦產資源豐富，分布廣泛，大多礦山采用空場法進行開采；但在實際開采過程中，空場法開采會導致礦山中形成大量的不規則空場區域，嚴重影響了礦山環境；同時也對礦山的開采生產也帶來了一定的安全隱患。隨著我們國家對礦山開采相關政策的不斷完善，充填采礦法也逐漸被廣泛應用起來。充填采礦法是指對原有開采形成的空白區域進行充填處理，以控制圍巖塌陷和地表下沉，為第二次開采提供更加安全方便的開采環境。

充填開采中所采用的膠凝材料性能的優劣直接決定著充填體質量及開采的安全性。礦山充填中所采用的膠凝材料大部分采用通用水泥，但選用水泥作為膠凝材料不僅需要大量的硅鋁質及鈣質等礦產材料，同時會消耗大量的能量，釋放出大量的二氧化碳氣體以及其他廢棄物；與此同時，水泥作為充填材料，還對充填料的粒徑有著一定的要求，存在著膠結能力差、流動度低、成本高等問題。因此，提供一種能夠代替水泥的、新型的生態環保型礦山充填膠凝材料成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料及其制備方法和應用，本發明提供的濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料能夠代替水泥作為礦山充填膠凝材料，并且成本低、污染小，同時解決礦山尾礦大量堆積的問題，符合綠色可持續發展的理念。

本發明提供了一種濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料，由包括以下組分的原料制備而成：

尾砂20重量份~30重量份；

水淬渣20重量份~30重量份；

水40重量份~90重量份；

粉劑鈉系激發劑1.6重量份~4.8重量份。

優選的，所述粉劑鈉系激發劑由質量比為（1.5~3）：1的無水偏硅酸鈉和硫酸鈉混合研磨制成。

本發明還提供了一種上述技術方案所述的濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料的制備方法，包括以下步驟：

a）將尾砂、水淬渣和水混合后，進行濕磨處理，得到漿料；

b）在步驟a）得到的漿料中加入粉劑鈉系激發劑，進行干拌，得到濕磨尾砂基礦山充填膠凝材料。

優選的，步驟a）中所述濕磨處理的過程采用硅酸鋯磨球，球料比為（2~3）：1；

所述硅酸鋯磨球中，粒徑為3mm的占總質量的15%~25%，粒徑為2.5mm的占總質量的50%，粒徑為0.7mm的占35%~25%。

優選的，步驟a）中所述濕磨處理的磨機轉速頻率為40Hz~50Hz，時間為40min~60min。

優選的，步驟a）中所述漿料的細度D90為6μm~10μm，比表面積為800m²/kg~1000m²/kg。

優選的，步驟b）中所述干拌的轉速為260r/min~300r/min，時間為1min~3min。