[发明专利]一种胶固粉及其制备方法和在铜矿尾砂固结中的应用

说明书

本发明公开了一种胶固粉及其制备方法和在铜矿尾砂固结中的应用。该胶固粉由水泥熟料、石粉、工业石膏、激发剂和高温炉渣等原料组成，这些原料之间具有明显的协同作用，在固结铜矿尾砂过程中可以采用低灰砂比、高浓度的浆体进行充填，而固结体具有较强的抗压强度，且稳定性较好，可以实现重金属稳定化。该胶固粉消纳了大量的固体废弃资源，减少了固体废弃物的堆放，还大大降低了尾砂固结的材料成本，高强度的充填体也有利于矿山的回填，达到以废治废的目的。

技术领域

本发明涉及一种胶固粉，具体涉及一种用于固结铜矿尾砂的胶固粉，还涉及其制备方法和应用，属于固结材料技术领域。

背景技术

随着许多矿山的浅部开采资源日趋枯竭，逐渐转向深部开采，这不仅要处理上部开采产生的大量的尾砂，而且还需要解决上部遗留采空区带来的安全问题，进一步实现对深部资源的开采，这就需要优选安全、高效的采矿方法。充填采矿法相比于其他采矿方法，具有回采率高、贫化率低、安全性高等特点，这既能很好地控制矿山地压活动、防止地面塌陷、保障采矿安全，同时还能够处理大量堆存的尾矿、废石等矿山固体废弃物。因此，充填采矿法在国内外矿山中得到了日益广泛的应用。

采用浆体充填的方法对采空区进行充填，就需要固结效果好的固结材料。水泥作为常见的充填胶结剂使用，但由于水泥材料的粒级较粗，当尾砂细颗粒含量较高时，在充填过程中由于浆体黏度大、管道沿程阻力大，非常容易导致充填浆体浓度低，浆体泌水率高、固结性能差等问题。为了保障安全充填采矿，矿山只能提高充填灰砂比，进一步提高充填体抗压强度，从而加大了充填采矿成本。因此，寻求一种能够低灰砂比、高浓度充填、成本低且使充填体抗压强度高的胶凝材料作为水泥替代品，也是降低充填采矿法成本的重要途径。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的第一个目的是在于提供一种胶固粉，该胶固粉的原料成本低，且对细粒级铜尾矿能够进行低灰砂比、高浓度充填，固结强度高，对重金属稳定化效果好，特别适合细颗粒含量较高的铜矿尾砂固结。

本发明的第二个目的是在于提供一种胶固粉的制备方法，该方法操作简单，成本低，有利于大规模生产。

本发明的第三个目的是在于提供一种胶固粉的应用，将胶固粉应用于铜矿尾砂固结，能够实现低灰砂比、高浓度充填，从而可以实现细颗粒含量较高的铜矿尾砂的高强度、高稳定固结。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种胶固粉，其由以下质量百分比组分组成：

水泥熟料：5～20％；石粉：5～18％；工业石膏：15～25％；激发剂：2～8％；高温炉渣：45～65％。

作为一个优选的方案，胶固粉优选由以下质量百分比组分组成：水泥熟料：5～15％；石粉：5～15％；工业石膏：15～25％；激发剂：2～6％；高温炉渣：45～65％。

本发明的胶固粉主要成分为水泥熟料、石粉、工业石膏、高温炉渣等组分组成，各组分之间协同作用明显，在激发剂作用下进行水化反应，产生地聚合反应，生成力学性能较好、化学稳定性好的固结体。

作为一个优选的方案，所述石粉为滑石粉。

作为一个优选的方案，所述激发剂为Na₂CO₃、Na₂SiO₃·9H₂O、Na₂SO₄、NaNO₃中至少一种。

本发明还提供了一种胶固粉的制备方法，将水泥熟料、石粉、工业石膏、激发剂及高温炉渣通过球磨，得到胶固粉。