[发明专利]一种基于硫酸盐激发的固废胶凝材料

说明书

本发明公开了一种基于硫酸盐激发的固废胶凝材料。本发明首先公开了一种硫酸盐激发胶凝材料，这种激发胶凝材料是由以下的原料组成：高炉矿渣、石灰石、石膏、外加剂和减水剂。本发明还公开了一种包含此硫酸盐激发胶凝材料的固废胶凝材料。同时也公开了这种基于硫酸盐激发的固废胶凝材料的制备方法。与硅酸盐激发的固废胶凝材料相比较，本发明硫酸盐激发的固废胶凝材料流动性更好，在远距离管道运输中有明显的优势；初凝时间和终凝时间有明显的缩短，能满足矿山的实际生产需要，充分提高生产效率；抗压强度更大，胶结能力更强，可以支承更大的矿山荷载。

技术领域

本发明涉及一种基于硫酸盐激发的固废胶凝材料。

背景技术

充填采矿技术，特别是胶凝充填采矿技术的日益发展，使矿山许多复杂的技术问题都得到了很好地解决，在有色金属矿山和贵金属矿山得到了广泛应用。有色金属矿山充填成本占采矿成本的1/3，充填材料的费用超过充填成本的80％。为了降低充填成本，提高经济效益，企业有必要使用价格低廉、性能优越的新型胶凝材料。

目前广泛被使用的添加硅酸盐的固废胶凝材料，存在一定的不足之处。第一，使用硅酸盐胶凝材料的充填料浆凝结时间太长，无法满足矿山的实际生产需求；第二，硅酸盐胶凝材料水化会产生具有极强的吸附性的胶状物，流动性降低，会在远距离管道输送过程中粘在管壁上，造成管道堵塞；第三，提高矿山尾砂浓度可以提高充填料浆凝结后的强度，但同时会进一步导致流动性降低，使管道堵塞问题更突出。针对添加硅酸盐胶凝材料的充填料浆所存在的凝结时间长、流动性差、强度低等不足，现今普遍使用减水剂对硅酸盐胶凝材料的性能进行优化改良。但是减水剂用量较多，价格较昂贵，经济性较低。

发明内容

本发明的目的在于通过添加硫酸盐中性激发剂，改良添加硅酸盐胶凝材料的充填料浆所存在的凝结时间长、流动性差、强度低等不足，进而提供一种基于硫酸盐激发的固废胶凝材料，这种固废胶凝材料可以提高矿山尾砂浓度，能降低减水剂的用量，可以降低充填成本，在经济上具有优越性。

本发明所采取的技术方案是：

一种硫酸盐激发胶凝材料，是由以下质量百分比的原料组成：25％～65％的高炉矿渣、0.1％～35％的石灰石、15％～70％的石膏、1％～10％的外加剂和1％～10％的减水剂。

这种硫酸盐激发胶凝材料中，石膏为氟石膏、脱硫石膏、天然二水石膏中的至少一种。

这种硫酸盐激发胶凝材料中，外加剂为硫酸钠。

这种硫酸盐激发胶凝材料中，减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂，萘系减水剂、聚羧酸系减水剂、脂肪酸系减水剂中的至少一种。

一种基于硫酸盐激发的固废胶凝材料，固体组分包括前述的硫酸盐激发胶凝材料和矿山尾砂。

这种基于硫酸盐激发的固废胶凝材料中，硫酸盐激发胶凝材料和矿山尾砂的质量比为1：(3～18)。

一种基于硫酸盐激发的固废胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照前述的组成，称量高炉矿渣、石灰石、石膏、外加剂和减水剂，混合，得到硫酸盐激发胶凝材料；

2)将硫酸盐激发胶凝材料和矿山尾砂按质量比1：(3～18)混合搅拌；

3)加入水混合搅拌，得到基于硫酸盐激发的固废胶凝材料。

固废胶凝材料制备方法的步骤3)中，水灰比为(0.6～0.8)：1。

本发明的有益效果是：

与硅酸盐激发的固废胶凝材料相比较，本发明硫酸盐激发的固废胶凝材料流动性更好，在远距离管道运输中有明显的优势；初凝时间和终凝时间有明显的缩短，能满足矿山的实际生产需要，充分提高生产效率；抗压强度更大，胶结能力更强，可以支承更大的矿山荷载。