[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

说明书

本发明涉及资源综合利用技术领域，提供了一种利用尾矿浆制备的填充材料、制备以及使用方法，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％；所述尾矿浆中灰砂质量比小于等于1:4。本发明可以替代传统硅酸盐水泥对尾矿浆进行固化，并且可以将有色金属矿山固废尾砂固化在地下采空区，从而减少尾矿砂堆放造成的环境问题和安全隐患，并将矿山固废和玻纤废料进行了合理的利用，符合国家的环保政策要求。

技术领域

本发明涉及资源综合利用技术领域，特别是涉及一种利用尾矿浆制备的填充材料、制备以及使用方法。

背景技术

有色金属矿山在生产过程中会产生大量的尾矿浆，尾矿浆是一种固废，其主要成分为二氧化硅、硅酸盐和硅铝酸盐，其结构为晶体结构，活性低，强度差，没有再生利用的价值。矿山企业通常处理的办法是一般是建立尾矿库，将尾矿浆封存在尾矿库中。随着对环境保护的要求越来越严格，不再允许矿山企业设立尾矿库，因此，尾矿浆的处理成了矿山企业的一个重要难题。

目前矿山企业采用充填的方式，通过型号为425的水泥将尾矿浆充填至地下采空区并形成具有一定强度的充填体，一方面解决了尾矿浆堆放的问题，另一方面还降低了矿区坍塌的安全隐患。但采用型号为425水泥充填的成本较高，且水泥生产过程中产生大量的碳排放并对环境造成大量的污染。因此，采用新型环保型充填材料代替传统的水泥进行充填是目前研究和应用的主要方向。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改性需求，本发明要解决的技术问题是提供一种利用尾矿浆制备的填充材料、制备以及使用方法，目的在于代替传统水泥对尾矿进行满足强度要求的充填的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种利用尾矿浆制备的填充材料，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％；

所述尾矿浆中灰砂质量比小于等于1:4。

优选地，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。

优选地，所述玻璃纤维微粉的比表面积为350～600m²/kg。

优选地，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。

按照本发明的第二个方面，提供了一种利用尾矿浆制备的填充材料的制备方法，用于制备第一方面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；