本发明专利技术公开了一种矿山充填材料及其制备装置和制备方法及矿山充填用胶结剂料浆，属于采矿工程和建筑材料技术领域。本发明专利技术的一种矿山充填用胶结剂料浆，该胶结剂料浆由硅铝质、钙质原料的预拌粉体和钛石膏料浆混合而成，具体的，所述胶结剂料浆干基按照重量百分比包括以下组分：粉煤灰0～15％、矿渣微粉15～70％、钢渣微粉0～15％、水泥5～20％和工业副产钛石膏25～50％；本发明专利技术的矿山充填材料，由以全尾矿砂和水组成的尾矿浆及本发明专利技术上述胶结剂料浆搅拌混合而成。采用本发明专利技术的技术方案可以有效提高矿山充填体的强度，实现对工业废渣，尤其是对钛石膏的有效资源化利用，且该矿山充填胶结材料的制备工艺简单，可实现全尾矿砂的充填。
【技术实现步骤摘要】
一种矿山充填材料及其制备装置和制备方法及矿山充填用胶结剂料浆
本专利技术属于采矿工程和建筑材料
，具体涉及一种矿山充填材料及其制备装置和制备方法及矿山充填用胶结剂料浆。
技术介绍
充填采矿法具有损失率小、贫化率低、安全性高等优点，也是能有效控制矿山地压活动的采矿方法。随着充填采矿技术，特别是胶结充填采矿技术的日益发展，使矿山许多复杂的技术问题得到了很好的解决，在深部开采、保护地表、“采富保贫”、“三下开采”、降低贫化率和损失率、防止内因火灾、减缓岩爆发生、有效控制地压活动等方面发挥了巨大的作用。采矿充填法使用的充填材料主要由骨料和胶结剂组成，一般是以分级尾砂、尾砂加河砂或全尾砂为充填骨料，胶结剂与充填骨料及水混合后，发生物理与化学反应形成胶体，将充填骨料凝固成具有一定强度的充填胶结体。目前绝大部分矿山已经使用充填采矿法进行矿山开采，水泥是目前使用最为广泛的胶结剂，包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等，或者是在水泥的基础上适当添加粉煤灰、赤泥、石灰或者化学外加剂，这无疑增加了采矿充填成本。目前我国适用于矿山充填的专用水泥还不多见，近期有几项关于矿山充填材料的专利技术专利。如，专利申请号为CN201010129082.1的申请案公开了一种尾砂胶结材料，其组分及各组分的质量百分比分别为：硫铝酸盐水泥20％～60％、矿渣15％～55％、无水石膏5％～15％、生石灰5％～10％。按照上述配比混合制成的胶结材料，加入一定量的尾砂和水搅拌均匀使用。专利申请号为CN201210008744.9的申请案公开了一种充填采矿法的充填料浆及其制备方法，该申请案的充填料浆由下列材料组成：尾矿、超微粉、水泥和采矿废渣；所述尾矿是浓度约为20％的选矿尾矿，将其浓缩为浓度65％以上的高浓度尾矿；所述超微粉是热法制黄磷或其他对磷矿石煅烧后作为废渣外排的磷渣经细磨为与水泥细度相当的粉体，水泥与超细微粉共同作为胶结剂；所述采石废渣破碎成小于2cm的颗粒。各材料按重量份计的配方为水泥：超微粉＝(0.8～0.3)：(0.2～0.7)，砂灰比为4～12，采矿废渣与尾矿之比不确定，充填料浆浓度等于或大于70％。又如，专利申请号为201210006550.5的申请案公开了一种铁尾矿胶结充填方法，分为底层和面层，底层和面层掺入不同比例的固化剂，共同组成充填体，其使用的固化剂是将矿渣、硅酸盐水泥熟料、化工废石膏、粉煤灰和生石灰先分别进行干燥、筛分、破碎成尺寸小于10mm的颗粒，然后混合均匀，自然陈化6小时以上再磨，粉体细度控制为过0.08mm筛余量小于10％；将外加剂先破碎成粒度小于1mm的粉末，再与上述粉体材料混匀为固化剂，其中各组分的质量百分比为：矿渣40％～62％、化工废石膏为3％～5％、硅酸盐水泥熟料20％～30％、粉煤灰10％～15％、生石灰3.5％～9.6％、外加剂0.4％～1.5％。上述申请案中的充填材料，虽然有些早强较高，有些有特殊针对性，但是其胶结剂中都掺入了水泥或水泥熟料，且掺量较高，或者也掺入了其他外加剂，生产成本较高，部分专利中尾矿砂使用的是分级尾矿，充填材料制备方法也较为复杂。此外，采用上述现有胶结材料也难以对极细颗粒进行胶结。钛石膏是采用硫酸酸解钛铁矿生产钛白粉时，加入石灰或电石渣中和大量的酸性废水反应，所产生的以二水石膏为主要成分的废渣。其处理过程是先用石灰中和至pH值为7，然后加入絮凝剂在增稠器中沉降，清液合理溢流排放。下层浓浆通过压滤机压滤，压滤后的滤渣即为钛石膏，每生产1吨钛白粉副产10吨钛石膏，全世界每年钛石膏的排放量为1775万吨，我国每年约为715万吨。钛石膏含水量高、粘度大、杂质含量高，呈弱酸性，从废渣处理车间出来时，先是灰褐色，置于空气中二价铁离子逐渐被氧化成三价铁离子而变成红色(偏黄)，故又名红泥，红、黄石膏。现有技术中，可用煅烧的钛石膏、粉煤灰、矿渣、硅酸盐水泥、激发剂配制复合胶结材料，或钛石膏烘干后用做水泥缓凝剂，或以高钙灰与钛石膏复合制作路基材料等。但由于与天然石膏相比，钛石膏的铁含量较高，其具有粘度大、置于空气中易变成红色等特点，这就给上述钛石膏的处理工艺带来了一定困难。经检索，关于对钛石膏进行处理的专利文献已有公开。如，专利申请号为201710066513的申请案公开了一种钛石膏高性能混凝土建材及其制备方法，该申请案通过将原状钛石膏直接加水变成泥浆，然后将硅铝质原料粉体和钙质原料粉体、轻质集料加入钛石膏泥浆中，使其变成一种含气体量很大的稠泥浆，然后通过抽真空的方式，将气泡抽出后进行浇注成型才会获得很高的力学性能，否则需要水灰比大于1才能减少泥浆中的气泡量，这又会使得所获浇注制品的强度大幅度下降，因此导致了钛石膏的利用规模无法增大，大量堆积的钛石膏仍然影响环境。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于现有矿山充填胶结材料存在的以上不足，提供了一种矿山充填材料及其制备装置和制备方法及矿山充填用胶结剂料浆。采用本专利技术的技术方案可以有效提高矿山充填体的强度，实现对工业废渣，尤其是对钛石膏的有效资源化利用，且该矿山充填胶结材料的制备工艺简单，可实现全尾矿砂的充填。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：其一，本专利技术的一种矿山充填用胶结剂料浆，该胶结剂料浆由硅铝质、钙质原料的预拌粉体和钛石膏料浆混合而成，具体的，所述胶结剂料浆干基按照重量百分比包括以下组分：粉煤灰0～15％、矿渣微粉15～70％、钢渣微粉0～15％、水泥5～20％和工业副产钛石膏25～50％。更进一步的，所述钛石膏料浆中干基的重量百分比为20％～50％，水的重量百分比为50～80％。更进一步的，所述胶结剂料浆干基中各组分的重量百分比优选为：粉煤灰5～7.5、矿渣微粉30％～40％、钢渣微粉5％～7.5％、水泥10～15％、工业副产钛石膏30％～40％；所述钛石膏料浆中干基的重量百分比为30％～40％，水的重量百分比为60～70％。更进一步的，所述的矿渣微粉为钢铁厂高炉水淬矿渣，其主要化学成分有二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化锰和氧化铁(FeO)；所述钢渣微粉为钢铁厂炼钢工业废渣经过磨细除铁和RO相后获得的粉体，其主要化学成分有氧化钙、二氧化硅、氧化镁、氧化锰和氧化铁；所述的工业副产钛石膏是钛白粉加工企业的酸水处理后的剩余污泥经过压滤后所得到的含水率≥70％的滤饼，其中的固体成分主要为CaSO4.2H2O。其二，本专利技术的一种矿山充填材料，该充填材料由以全尾矿砂和水组成的尾矿浆及本专利技术上述胶结剂料浆搅拌混合而成。更进一步的，所述尾矿浆中全尾矿砂的重量百分比为50～70％，其余为水；所述胶结剂料浆与尾矿浆中固体成分质量之比，即胶尾比为1:4～1:25。更进一步的，所述胶尾比优选为1:10～1:16，所述尾矿浆中全尾矿砂的重量百分比优选为60～70％。其三，本专利技术的上述矿山充填材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、预拌体制备：将矿渣微粉、钢渣微粉、粉煤灰、水泥按照配合比配料后，经过搅拌或球磨形成组成均匀的硅铝钙质原料混合体半成品A；步骤二、钛石膏料浆制备：按照钛石膏料浆的需水量要求，将含水率70％以上的钛石膏滤饼和需要补充的水量一起加入泥浆搅拌机中搅拌成钛石膏料浆B，并控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种矿山充填用胶结剂料浆，其特征在于：该胶结剂料浆由硅铝质、钙质原料的预拌粉体和钛石膏料浆混合而成，具体的，所述胶结剂料浆干基按照重量百分比包括以下组分：粉煤灰0～15％、矿渣微粉15～70％、钢渣微粉0～15％、水泥5～20％和工业副产钛石膏25～50％。
【技术特征摘要】
1.一种矿山充填用胶结剂料浆，其特征在于：该胶结剂料浆由硅铝质、钙质原料的预拌粉体和钛石膏料浆混合而成，具体的，所述胶结剂料浆干基按照重量百分比包括以下组分：粉煤灰0～15％、矿渣微粉15～70％、钢渣微粉0～15％、水泥5～20％和工业副产钛石膏25～50％。2.根据权利要求1所述的一种矿山充填用胶结剂料浆，其特征在于：所述钛石膏料浆中干基的重量百分比为20％～50％，水的重量百分比为50～80％。3.根据权利要求1或2所述的一种矿山充填用胶结剂料浆，其特征在于：所述胶结剂料浆干基中各组分的重量百分比优选为：粉煤灰5～7.5、矿渣微粉30％～40％、钢渣微粉5％～7.5％、水泥10～15％、工业副产钛石膏30％～40％；所述钛石膏料浆中干基的重量百分比为30％～40％，水的重量百分比为60～70％。4.根据权利要求3所述的一种矿山充填用胶结剂料浆，其特征在于：所述的矿渣微粉为钢铁厂高炉水淬矿渣，其主要化学成分有二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化锰和氧化铁(FeO)；所述钢渣微粉为钢铁厂炼钢工业废渣经过磨细除铁和RO相后获得的粉体，其主要化学成分有氧化钙、二氧化硅、氧化镁、氧化锰和氧化铁；所述的工业副产钛石膏是钛白粉加工企业的酸水处理后的剩余污泥经过压滤后所得到的含水率≥70％的滤饼，其中的固体成分主要为CaSO4.2H2O。5.一种矿山充填材料，其特征在于：该充填材料由以全尾矿砂和水组成的尾矿浆及权利要求1-4中任一项所述的胶结剂料浆搅拌混合而成。6.根据权利要求5所述的一种矿山充填材料，其特征在于：所述尾矿浆中全尾矿砂的重量百分比为50～70％，其余为水；所述胶结剂料浆与尾矿浆中固体成分质量之比，即胶尾比为1:4～1:25。7.根据权利要求6所述的一种矿山充填材料，其特征在于：所述胶尾比优选为1:10～1:16，所述尾矿浆中全尾...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊传刚，鲁廷桂，樊曦，张磊，高元宝，汪宗文，刘义波，姜邵军，
申请(专利权)人：深圳市颐泰中和科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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