本申請涉及礦山充填，尤其是涉及一種鉛鋅渣礦山充填用膠凝材料、制備方法及應用。

背景技術(shù)：

1、燃煤電廠進行脫硫會產(chǎn)生大量工業(yè)副產(chǎn)脫硫石膏，我國脫硫石膏約4300萬噸，綜合利用率僅56％。富余的脫硫石膏堆放對環(huán)境和資源利用方面帶來不利影響，目前我國使用手段多為生產(chǎn)石膏制品，但脫硫石膏的品質(zhì)復雜，石膏制品的質(zhì)量難以控制，急需新方向去處理應用，而礦山充填膠凝材料應用于礦井充填，包容性強，利用脫硫石膏硫酸鈣與堿性物質(zhì)反應可生產(chǎn)強度高的鈣礬石用于產(chǎn)生強度可很好的作為天然石膏替代材料，可加大脫硫石膏的消納量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述至少一種技術(shù)問題，開發(fā)一種用改性脫硫石膏替代天然石膏的適配鉛鋅渣礦山充填用的膠凝材料，本申請?zhí)峁┮环N鉛鋅渣礦山充填用膠凝材料、制備方法及應用。

2、一方面，本申請?zhí)峁┑囊环N鉛鋅渣礦山充填用膠凝材料，包括以下按重量份數(shù)計的組分：高爐礦渣微粉40～50份、脫硫石膏40～50份、水泥熟料3～5份、粉煤灰4～6份以及石膏激發(fā)劑1份。

3、可選的，所述石膏激發(fā)劑包括以下按重量份數(shù)計的組分：水解樹脂78～82份、石灰8～12份以及氯化鈣8～12份。

4、可選的，所述石膏激發(fā)劑包括以下按重量份數(shù)計的組分：水解樹脂80份、石灰10份以及氯化鈣10份。

5、可選的，所述高爐礦渣微粉中，不溶物質(zhì)量≤3％，含水量≤1％；玻璃體含量≥85％。

6、第二方面，本申請?zhí)峁┥鲜瞿z凝材料的制備方法，包括以下步驟：

7、s1、干燥

8、將脫硫石膏在150～200℃條件下干燥至含水量≤1％；

9、s2、研磨

10、將高爐礦渣微粉、脫硫石膏、水泥熟料、粉煤灰分別進行研磨粉碎；

11、s3、混合

12、將研磨粉碎后的高爐礦渣微粉、脫硫石膏、水泥熟料以及粉煤灰與石膏激發(fā)劑按照比例混合攪拌均勻，并研磨得到膠凝材料。

13、可選的，所述s2中，所述脫硫石膏經(jīng)過球磨機制成325目篩余小于10％。

14、可選的，所述s3中研磨至粒徑大于0.08mm的粉末重量不超過5％。

15、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N充填體，由細尾砂與上述膠凝材料按照灰砂比1:6進行復配。

16、第四方面，本申請?zhí)峁┮环N充填體在礦山充填技術(shù)領(lǐng)域的應用。

17、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

18、(1)本發(fā)明的膠凝材料，選擇脫硫石膏粉替代部分天然石膏，降低了膠凝材料的生產(chǎn)成本，其次利用高溫改性脫硫石膏相性，將脫水石膏改性為半水石膏，利用半水石膏的吸水性和速凝性顯著提高膠凝材料的早強性以及抗離析能力。

19、(2)本發(fā)明膠凝材料中的石膏激發(fā)劑氯化鈣可以加速石膏的凝結(jié)過程。氯化鈣能夠提高石膏中晶體的形成速度，促進石膏晶體的成長和交聯(lián)，從而縮短了石膏的凝結(jié)時間。同時，氯化鈣還能提高石膏的強度和耐久性。能促進石膏晶體的長大和交聯(lián)，增加石膏的內(nèi)聚力，從而使石膏更加堅固、耐久，水解樹脂可以大幅提高石膏的強度、韌性，針對本發(fā)明脫硫石膏占比大的特點可顯著提高強度。

20、(3)本發(fā)明的膠凝材料膠結(jié)充填強度高，料漿濃度60％，灰砂比1:6充填井下原位取芯28d抗壓強度可達3.5mpa，使用與多種充填采礦方法對充填強度的要求：上向分層充填法充填表層(1～2mpa)及其他(0.5mpa)，點柱充填法充填表層(1～2mpa)及其他(0.5mpa)，上向進路充填法充填體表層(1～2mpa)及其他(0.5～1mpa)。

21、具體實施方式

22、以下結(jié)合實施例對本申請作進一步詳細說明。

23、本申請以下實施例中，所涉及的主要組分，若無特殊說明，均購自市售產(chǎn)品。

24、高爐礦渣微粉：銅陵石金循環(huán)科技有限公司。

25、脫硫石膏：熱電廠脫硫副產(chǎn)品，含水率控制≤16.0％；購自銅陵有色集團熱電廠。

26、水泥熟料：安徽銅陵海螺水泥有限公司。

27、粉煤灰：f類ⅱ級粉煤灰，細度15.0％，需水量比98％，燒失量3.8％。

28、水解樹脂：石膏增強劑q-3水解樹脂。

29、石灰：購自銅陵鴻運鈣業(yè)有限責任公司。

技術(shù)特征：

1.一種鉛鋅渣礦山充填用膠凝材料，其特征在于，包括以下按重量份數(shù)計的組分：高爐礦渣微粉40～50份、脫硫石膏40～50份、水泥熟料3～5份、粉煤灰4～6份以及石膏激發(fā)劑1份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠凝材料，其特征在于，所述石膏激發(fā)劑包括以下按重量份數(shù)計的組分：水解樹脂78～82份、石灰8～12份以及氯化鈣8～12份。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膠凝材料，其特征在于，所述石膏激發(fā)劑包括以下按重量份數(shù)計的組分：水解樹脂80份、石灰10份以及氯化鈣10份。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠凝材料，其特征在于，所述高爐礦渣微粉中，不溶物質(zhì)量≤3％，含水量≤1％；玻璃體含量≥85％。

5.一種權(quán)利要求1所述的膠凝材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的制備方法，其特征在于，所述s2中，所述脫硫石膏經(jīng)過球磨機制成325目篩余小于10％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的制備方法，其特征在于，所述s3中研磨至粒徑大于0.08mm的粉末重量不超過5％。

8.一種充填體，其特征在于，由細尾砂與權(quán)利要求1中所述的膠凝材料按照灰砂比1:6進行復配。

9.一種權(quán)利要求8所述的充填體在鉛鋅渣礦山充填技術(shù)領(lǐng)域的應用。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種鉛鋅渣礦山充填用膠凝材料，涉及礦山充填技術(shù)領(lǐng)域，包括以下按重量份數(shù)計的組分：高爐礦渣微粉40～50份、脫硫石膏40～50份、水泥熟料3～5份、粉煤灰4～6份以及石膏激發(fā)劑1份。提供上述膠凝材料的制備方法，包括S1、干燥；S2、研磨；S3、混合得到膠凝材料。一種充填體，由細尾砂與上述膠凝材料按照灰砂比1:6進行復配。所述充填體在鉛鋅渣礦山充填技術(shù)領(lǐng)域的應用。本申請的膠凝材料選擇脫硫石膏粉替代部分天然石膏，降低了膠凝材料的生產(chǎn)成本，其次利用高溫改性脫硫石膏相性，將脫水石膏改性為半水石膏，利用半水石膏的吸水性和速凝性顯著提高膠凝材料的早強性以及抗離析能力。

技術(shù)研發(fā)人員：陳貴斌,王宇,范厚亮,任俊堃,姚遷
受保護的技術(shù)使用者：銅陵有色金屬集團銅冠建筑安裝股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9