[发明专利]一种利用尾矿浆制备的填充材料、制备以及使用方法

权利要求书

1.一种利用尾矿浆制备的填充材料，其特征在于，填充材料包括增强材料、支撑材料和尾矿浆，按质量分数划分：

所述增强材料包括改性后短切玻璃纤维1%-5%和玻璃纤维微粉10%-20%；

所述支撑材料包括矿渣粉30%-50%，碱激发剂5%-10%、石膏粉15%-30%和水泥熟料10%-20%；其中，玻璃纤维和玻璃纤维微粉的主要成分为硼硅铝酸盐；

所述尾矿浆中灰砂质量比小于等于1:4；

所述短切玻璃纤维在使用之前进行改性处理，具体包括：

将所述短切玻璃纤维浸泡在丙酮溶液中2-4h，120℃烘干后冷却至室温，再将所述短切玻璃纤维放入酸性溶液中浸泡24h，用纯净水将所述短切玻璃纤维洗净干燥后再浸泡至硅氧烷溶液中，洗净干燥后备用。

2.根据权利要求1所述的利用尾矿浆制备的填充材料，其特征在于，所述短切玻璃纤维选用无碱玻璃纤维或中碱玻璃纤维中的一种，长度为0.5mm-5mm，单丝直径为10μm-50μm。

3.根据权利要求2所述的利用尾矿浆制备的填充材料，其特征在于，所述玻璃纤维微粉的比表面积为350~600m²/kg。

4.一种利用尾矿浆制备的填充材料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3任一所述的利用尾矿浆制备的填充材料，制备方法包括：

将增强材料和支撑材料烘干；

对所述增强材料中的短切玻璃纤维进行表面改性，制得组分A；

将所述增强材料中的玻璃纤维微粉和所述支撑材料中的矿渣粉进行混合搅拌，制得组分B；

将所述支撑材料中的碱激发剂、石膏粉和水泥熟料进行混合研磨；制得组分C；

将所述组分B和所述组分C进行混合搅拌，制得组分D；

再将所述组分A和所述组分D与尾矿浆混合搅拌，其中所述尾矿浆中灰砂质量比小于等于1:4。

5.根据权利要求4所述的利用尾矿浆制备的填充材料的制备方法，其特征在于，所述增强材料中的短切玻璃纤维进行表面改性的制备方法包括：

将所述短切玻璃纤维浸泡在丙酮溶液中2-4h，120℃烘干后冷却至室温，再将所述短切玻璃纤维放入酸性溶液中浸泡24h，用纯净水将所述短切玻璃纤维洗净干燥后再浸泡至硅氧烷溶液中，洗净干燥后备用。

6.根据权利要求5所述的利用尾矿浆制备的填充材料的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液选用浓度为35%的H₂SO₄溶液和浓度为5%的HF溶液混合制得。

7.根据权利要求5所述的利用尾矿浆制备的填充材料的制备方法，其特征在于，所述硅氧烷溶液选用端羧基十二烷基三乙氧基硅烷和端磺酸基十二烷基三乙氧基硅烷按1：1比例配置成的混合溶液。

8.一种利用尾矿浆制备的填充材料的使用方法，其特征在于，使用如权利要求4-7任一所述制备方法制备得到的填充材料，具体的：

在填充矿区底层和表层使用如权利要求4-7任一所述制备方法制备得到的第一填充材料填充；

在中间区域使用非改性短切玻璃纤维制备的第二填充材料填充。

9.根据权利要求8所述的利用尾矿浆制备的填充材料的使用方法，其特征在于，所述非改性短切玻璃纤维制备的第二填充材料制备方法包括：

将增强材料和支撑材料烘干备用；

将所述支撑材料进行混合研磨，制得组分E；

将所述增强材料和所述支撑材料进行混合搅拌，制得组分F；

再将所述组分E和所述组分F与尾矿浆混合搅拌配制制得用于充填矿山的第二填充材料；

其中，所述增强材料包括短切玻璃纤维1%-5%和玻璃纤维微粉10%-20%；

所述支撑材料包括矿渣粉30%-50%，碱激发剂5%-10%、石膏粉15%-30%和水泥熟料10%-20%；

所述尾矿浆中灰砂质量比小于等于1:4。