铅锌渣矿山充填用胶凝材料、制备方法、充填体及应用与流程

本申请涉及矿山充填，尤其是涉及一种铅锌渣矿山充填用胶凝材料、制备方法及应用。

背景技术：

1、燃煤电厂进行脱硫会产生大量工业副产脱硫石膏，我国脱硫石膏约4300万吨，综合利用率仅56％。富余的脱硫石膏堆放对环境和资源利用方面带来不利影响，目前我国使用手段多为生产石膏制品，但脱硫石膏的品质复杂，石膏制品的质量难以控制，急需新方向去处理应用，而矿山充填胶凝材料应用于矿井充填，包容性强，利用脱硫石膏硫酸钙与碱性物质反应可生产强度高的钙矾石用于产生强度可很好的作为天然石膏替代材料，可加大脱硫石膏的消纳量。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种用改性脱硫石膏替代天然石膏的适配铅锌渣矿山充填用的胶凝材料，本申请提供一种铅锌渣矿山充填用胶凝材料、制备方法及应用。

2、一方面，本申请提供的一种铅锌渣矿山充填用胶凝材料，包括以下按重量份数计的组分：高炉矿渣微粉40～50份、脱硫石膏40～50份、水泥熟料3～5份、粉煤灰4～6份以及石膏激发剂1份。

3、可选的，所述石膏激发剂包括以下按重量份数计的组分：水解树脂78～82份、石灰8～12份以及氯化钙8～12份。

4、可选的，所述石膏激发剂包括以下按重量份数计的组分：水解树脂80份、石灰10份以及氯化钙10份。

5、可选的，所述高炉矿渣微粉中，不溶物质量≤3％，含水量≤1％；玻璃体含量≥85％。

6、第二方面，本申请提供上述胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：

7、s1、干燥

8、将脱硫石膏在150～200℃条件下干燥至含水量≤1％；

9、s2、研磨

10、将高炉矿渣微粉、脱硫石膏、水泥熟料、粉煤灰分别进行研磨粉碎；

11、s3、混合

12、将研磨粉碎后的高炉矿渣微粉、脱硫石膏、水泥熟料以及粉煤灰与石膏激发剂按照比例混合搅拌均匀，并研磨得到胶凝材料。

13、可选的，所述s2中，所述脱硫石膏经过球磨机制成325目筛余小于10％。

14、可选的，所述s3中研磨至粒径大于0.08mm的粉末重量不超过5％。

15、第三方面，本申请提供一种充填体，由细尾砂与上述胶凝材料按照灰砂比1:6进行复配。

16、第四方面，本申请提供一种充填体在矿山充填技术领域的应用。

17、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

18、(1)本发明的胶凝材料，选择脱硫石膏粉替代部分天然石膏，降低了胶凝材料的生产成本，其次利用高温改性脱硫石膏相性，将脱水石膏改性为半水石膏，利用半水石膏的吸水性和速凝性显著提高胶凝材料的早强性以及抗离析能力。

19、(2)本发明胶凝材料中的石膏激发剂氯化钙可以加速石膏的凝结过程。氯化钙能够提高石膏中晶体的形成速度，促进石膏晶体的成长和交联，从而缩短了石膏的凝结时间。同时，氯化钙还能提高石膏的强度和耐久性。能促进石膏晶体的长大和交联，增加石膏的内聚力，从而使石膏更加坚固、耐久，水解树脂可以大幅提高石膏的强度、韧性，针对本发明脱硫石膏占比大的特点可显著提高强度。

20、(3)本发明的胶凝材料胶结充填强度高，料浆浓度60％，灰砂比1:6充填井下原位取芯28d抗压强度可达3.5mpa，使用与多种充填采矿方法对充填强度的要求：上向分层充填法充填表层(1～2mpa)及其他(0.5mpa)，点柱充填法充填表层(1～2mpa)及其他(0.5mpa)，上向进路充填法充填体表层(1～2mpa)及其他(0.5～1mpa)。

21、具体实施方式

22、以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

23、本申请以下实施例中，所涉及的主要组分，若无特殊说明，均购自市售产品。

24、高炉矿渣微粉：铜陵石金循环科技有限公司。

25、脱硫石膏：热电厂脱硫副产品，含水率控制≤16.0％；购自铜陵有色集团热电厂。

26、水泥熟料：安徽铜陵海螺水泥有限公司。

27、粉煤灰：f类ⅱ级粉煤灰，细度15.0％，需水量比98％，烧失量3.8％。

28、水解树脂：石膏增强剂q-3水解树脂。

29、石灰：购自铜陵鸿运钙业有限责任公司。

技术特征：

1.一种铅锌渣矿山充填用胶凝材料，其特征在于，包括以下按重量份数计的组分：高炉矿渣微粉40～50份、脱硫石膏40～50份、水泥熟料3～5份、粉煤灰4～6份以及石膏激发剂1份。

2.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述石膏激发剂包括以下按重量份数计的组分：水解树脂78～82份、石灰8～12份以及氯化钙8～12份。

3.根据权利要求2所述的胶凝材料，其特征在于，所述石膏激发剂包括以下按重量份数计的组分：水解树脂80份、石灰10份以及氯化钙10份。

4.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述高炉矿渣微粉中，不溶物质量≤3％，含水量≤1％；玻璃体含量≥85％。

5.一种权利要求1所述的胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5中所述的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述脱硫石膏经过球磨机制成325目筛余小于10％。

7.根据权利要求5中所述的制备方法，其特征在于，所述s3中研磨至粒径大于0.08mm的粉末重量不超过5％。

8.一种充填体，其特征在于，由细尾砂与权利要求1中所述的胶凝材料按照灰砂比1:6进行复配。

9.一种权利要求8所述的充填体在铅锌渣矿山充填技术领域的应用。

技术总结本申请公开了一种铅锌渣矿山充填用胶凝材料，涉及矿山充填技术领域，包括以下按重量份数计的组分：高炉矿渣微粉40～50份、脱硫石膏40～50份、水泥熟料3～5份、粉煤灰4～6份以及石膏激发剂1份。提供上述胶凝材料的制备方法，包括S1、干燥；S2、研磨；S3、混合得到胶凝材料。一种充填体，由细尾砂与上述胶凝材料按照灰砂比1:6进行复配。所述充填体在铅锌渣矿山充填技术领域的应用。本申请的胶凝材料选择脱硫石膏粉替代部分天然石膏，降低了胶凝材料的生产成本，其次利用高温改性脱硫石膏相性，将脱水石膏改性为半水石膏，利用半水石膏的吸水性和速凝性显著提高胶凝材料的早强性以及抗离析能力。技术研发人员：陈贵斌,王宇,范厚亮,任俊堃,姚迁受保护的技术使用者：铜陵有色金属集团铜冠建筑安装股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9