[发明专利]用于全尾砂胶结充填的凝胶材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山充填材料，尤其是一种用于全尾砂胶结充填的凝胶材料。 

背景技术

充填采矿法一般应用于贵重金属或有色金属矿产资源的开采。近年来，为了既回收资源又保护矿山环境，充填采矿法已经成为贫铁矿资源开发利用的关键所在。由于贫铁矿开采价值低，充填采矿成本高，以普通硅酸盐水泥作为胶凝材料进行全尾砂胶结充填，由于尾砂细，含泥量高，不仅全尾砂胶结充填体强度低，而且流动性差。因此，要达到充填采场设计的充填体强度，需要增加水泥用量，由此大大提高了充填采矿成本，这对于贫矿床的采矿经济效益带来严峻问题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不需要水泥的用于全尾砂胶结充填的凝胶材料。 

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其主要由下述重量配比的原料混合而成：脱硫石膏15.5％～17.5％、高钙石灰3.5％～5.5％和水淬渣粉77％～81％。 

本发明所述脱硫石膏的粒度分布与成分为：d₁₀＝13.4646～15.46 μm、d₅₀＝38.3～40.01μm、d₉₀＝72.68～80.25μm，d_av＝42.17～44.19μm，比表面积2326.46～2435.96cm²/cm³，二水石膏≥93wt％。 

本发明所述高钙石灰的粒度分布与成分为：d₁₀＝3.97～5.06μ m、d₅₀＝8.06～13.68μm、d₉₀＝22.19～42.21μm，d_av＝11.09～24.55μm，比表面积5720.68～8377.99cm²/cm³，二水石膏≥93wt％。 

本发明所述水淬渣粉的粒度分布为：d₁₀＝4.53μ m、d₅₀＝10.67μm、d₉₀＝43.81μm，d_av＝18.13μm。 

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明以脱硫石膏、高钙石灰和添加剂作为主要材料配制高效激发剂，对具有潜在活性的水淬渣粉进行激发，从而产生胶凝作用，在水化作用下结石硬化，形成高强度的充填体。 

 本发明的激发剂材料主要为电厂废弃的脱硫石膏；不仅材料来源广，价格低，无需再次加工，因此成本较低。本发明采用激发剂与水淬渣粉进行混合构成；水淬渣是炼铁废弃物，来源广，成本较低，易于粉磨。因此本发明具有成本低、加工方便的特点。 

本发明能够适用于20%～30%含-20μm的细泥充填料，得到的充填砂浆流动性好，充填体强度高，与32.5＃普通硅酸盐水泥相比，充填体强度提高2～4倍，而成本只是普通硅酸盐水泥的70%～80%。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

本用于全尾砂胶结充填的凝胶材料采用下述原料混合而成： 

（1）水淬渣粉的化学成分和技术参数，见表1、表2和表3。

表1： 高炉的水淬渣化学成分指标 

表2：高炉的水淬渣其它技术参数

表3：高炉的水淬渣粒度指标特征参数

（2）脱硫石膏物化特性指标，见表4。

表4：脱硫石膏的粒度与成分指标 

（3）高钙石灰的物化特性指标，见表5。

表5：高钙石灰研磨粒度 

实施例1：本用于全尾砂胶结充填的凝胶材料如下所述：

原料重量配比：

主料：脱硫石膏15.5％、高钙石灰4.5％和水淬渣粉80％；

配料：常规用量的减水剂、膨胀剂等配料。

制备及其使用方法：将上述配比的原料混合均匀，即可得到本凝胶材料；本凝胶材料使用时以20%～30%含-20μm的细泥为充填骨料。 

实施例2：本用于全尾砂胶结充填的凝胶材料如下所述： 

原料重量配比：

主料：脱硫石膏17.5％、高钙石灰3.5％和水淬渣粉79％；

配料：常规用量的减水剂、膨胀剂等配料。

脱硫石膏15.5％～17.5％、高钙石灰3.5％～5.5％和水淬渣粉77％～81％。