[发明专利]含电炉还原渣的胶结充填材料及其应用

说明书

本发明涉及一种含电炉还原渣的胶结充填材料及其应用。一种含电炉还原渣的胶结充填材料，所述胶结充填材料是主要由胶凝材料和铅锌尾砂与水混合后而成的浆料；其中，所述胶凝材料和铅锌尾砂的质量比为1:2‑1:12；所述胶凝材料包括以下原料：以重量百分比计，电炉还原渣10‑60％，转炉渣20‑50％，矿渣10‑60％，脱硫石膏10‑40％。本发明利用电炉还原渣与其他原料的协同作用能够显著提高早期强度，同时完全凝结后也具有较高的强度；当该材料用于矿区填充时具有突出优势，能加快采矿进度。

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，特别涉及一种含电炉还原渣的胶结充填材料及其应用。

背景技术

在采矿工业中，为了达到安全、环保和充分回收不可再生资源的目标，要求采空区被及时有效充填，通过充填体对围岩提供整体支护，控制地压活动，为回采矿石提供工作面。因此，充填采矿法正越来越受到国内外采矿界的重视和推广。

胶结充填是充填采矿法的核心，胶结充填法中，一般以碎石、河砂、尾砂或戈壁集料为骨料(间或掺入块石)，将其与水泥或石灰类胶结材料经拌和形成浆体或膏体，以管道泵送或重力自流方式输送到充填区充填。与水砂充填相比，胶结充填的充填料强度大，充填速度快，充填量大，工艺简单。随着材料科学的发展，目前胶结材料类型很多样，已发展了例如尾砂胶结充填、块石胶结充填、膏体泵送充填等包含多种胶结材料的充填方法。

为了更好的体现可持续发展的理念，用工业固体废物替代水泥处理危险废物已经成为新的发展趋势。当前冶金和煤电等行业产生大量固体废弃物，这些固体废弃物在化学和物相组成方面具有制备胶凝材料的潜力，可以代替传统的胶凝材料，被开发为新型环保、低碳、低能耗的胶结充填材料。

将冶金废物用于胶结充填技术既可以降低充填成本，又有利于废物的处理和利用。然而，由于其所使用的冶金固废材料在使用的过程中需要一定的激发时间或者其材料的潜在水化活性无法得到彻底激发，其胶凝性和环境影响有待于进一步提升，以上特性导致其组成的充填材料表现为早期强度的不足，这严重影响了矿山的生产进度，制约着固废基胶凝材料在矿山制备胶结充填材料的使用和发展。

因此，需要开发一种早期强度高的充填材料。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种含电炉还原渣的胶结充填材料及其应用，该材料利用电炉还原渣与其他原料(转炉渣、矿渣、脱硫石膏)的协同作用能够显著提高早期强度，同时完全凝结后也具有较高的强度；当该材料用于矿区填充时具有突出优势，能加快采矿进度。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种含电炉还原渣的胶结充填材料，所述胶结充填材料是主要由胶凝材料和铅锌尾砂与水混合后而成的浆料；

其中，所述胶凝材料和铅锌尾砂的质量比为1:2-1:12；

所述胶凝材料包括以下原料：以重量百分比计，电炉还原渣10-60％，转炉渣20-50％，矿渣10-60％，脱硫石膏10-40％。

本发明以电炉还原渣为改进早强的主要功能成分，利用其与转炉渣、矿渣、脱硫石膏的协同配合，将自身的水化活性充分激发出来，再辅以铅锌尾砂，以此提高了整体组合材料的早期强度。

经试验检测，上述材料在3d甚至某些1d抗压强度可满足充填采空区的抗压强度(1Mpa)，完全满足采矿充填的要求。

在以上基础上，各成分的比例及组成还可以进一步改进，以提高充填材料的流动性、固化速率，或者进一步改善早强等，具体如下。

优选地，所述胶凝材料和铅锌尾砂的质量比为1:2-1:4。

优选地，所述胶凝材料包括以下原料：以重量百分比计，电炉还原渣10-50％，转炉渣20-50％，矿渣10-30％，脱硫石膏10-30％。