一种改性尾矿泥双液浆及制浆注浆工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种改性尾矿泥双液浆及制浆注浆工艺。该改性尾矿泥双液浆由水泥、尾矿泥、水和水玻璃组成，按重量份数计，所述水泥为1，尾矿泥为1～3，水为1.6～4，且水的质量与水泥和尾矿泥两者质量之和之比即水固比为0.8～1:1，水玻璃的添加量为水泥与尾矿泥质量之和的1％～3％。本发明专利技术的改性尾矿泥双液浆，不仅具有可注性、稳定性、防渗性、耐久性多方面优良性能，同时减免浆液对天然粘土料的消耗，节约土地资源，进一步节省工程成本，还将矿山帷幕注浆工程和固废产物处理有效结合，为矿山尾矿矿泥处理提供新的解决办法，降低尾矿库溃坝风险，实现矿泥的综合利用。实现矿泥的综合利用。实现矿泥的综合利用。

【技术实现步骤摘要】
一种改性尾矿泥双液浆及制浆注浆工艺


[0001]本专利技术属于矿山帷幕注浆工程及固废产物处理领域，具体涉及一种改性尾矿泥双液浆及制浆注浆工艺。

技术介绍

[0002]帷幕注浆工程，一种应用广泛的矿山防治水技术手段，能有效解决矿山水害问题。随着绿色矿山建设理念的发展，注浆材料的环保性、耐久性和环境适应性成为重要研究方向。
[0003]目前应用比较广泛的注浆材料有水泥粘土浆，水泥固废物(尾砂、粉煤灰)浆液，水泥
‑
水玻璃双液浆和化学浆。水泥
‑
水玻璃双液浆对材料配比敏感，易局部凝固、成团，造成注浆孔孔内“搭桥”事故，或造成小范围封堵，难以形成连通的地下堵水帷幕。化学浆材料昂贵且有一定毒性，只能小范围应用。水泥粘土浆凝结时间长，固结强度低，动水条件下注浆浆液易流失，造成材料浪费。水泥固废物(尾砂、粉煤灰)浆液，能将矿山固废产物再度利用，但尾砂颗粒较大，浆液难以进入小裂隙通道，注浆过程中浆液易发生离析；粉煤灰主要从燃煤电厂排出，取材范围相对较小，性能介于水泥粘土浆与水泥尾砂浆之间，初凝时间比较长，动水条件下适用性较差。近年，改性粘土双液浆由于其价廉、可控性强等多重优点，在多处矿山得到成功应用。改性粘土双液浆是一种粘土占比很高的廉价浆材，可在不同地质条件下实现控制性注浆，同时降低工程成本。但浆液所用粘土通常需要耗费大量的土地资源，不利于生态环境保护。
[0004]矿山开采的洗矿过程中会产生大量伴生物——矿尾泥浆，泥浆经过脱水沉降处理后，形成尾矿泥饼。尾矿泥具有表面积大，颗粒细小，颗粒表面带负电等特点，且含有大量的尾矿破碎粒和粘土胶体。目前对尾矿泥的处理办法多为修建尾矿库和堆渣场进行堆存，矿泥含有的金属物质和化学处理剂，会给周边生态环境造成较大负担。尾矿泥的持水能力强，渗透系数小，沉降速度慢，长期处于未固结的状态，尾矿库内矿泥堆存量不断增大情况下，一旦尾矿库的内部平衡被打破或超出环境承载能力范围，将导致矿泥渗漏和尾矿库坍塌，有极高的安全风险。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种改性尾矿泥双液浆及制浆注浆工艺，在保证浆料的可注性、稳定性、防渗性、耐久性的同时，实现矿山固废产物——尾矿泥的综合利用。
[0006]本专利技术提供的这种改性尾矿泥双液浆，由水泥、尾矿泥、水和水玻璃组成，其中，按重量份数计，所述水泥为1，尾矿泥为1～3，水为1.6～4，且水的质量与水泥和尾矿泥两者质量之和之比即水固比为0.8～1:1，水玻璃的添加量为水泥与尾矿泥质量之和的1％～3％。
[0007]作为优选，所述水泥为普硅P.032.5水泥；所述水玻璃的模数为2.6～3.4，波美度为25
°
～45
°
。
[0008]作为优选，所述改性尾矿泥双液浆中水泥、尾矿泥、水的重量份数以及水玻璃的添加量分别为：
[0009]水泥：1，尾矿泥：1，水：2，水玻璃：2％；
[0010]或水泥：1，尾矿泥：1，水：2，水玻璃：1％；
[0011]或水泥：1，尾矿泥：2，水：3，水玻璃：3％；
[0012]或水泥：1，尾矿泥：2，水：3，水玻璃：2％；
[0013]或水泥：1，尾矿泥：3，水：4，水玻璃：3％；
[0014]或水泥：1，尾矿泥：3，水：4，水玻璃：2％；
[0015]或水泥：1，尾矿泥：1，水：1.6，水玻璃：2％；
[0016]或水泥：1，尾矿泥：2，水：2.4，水玻璃：2％。
[0017]本专利技术还提供一种改性尾矿泥双液浆的制浆注浆工艺，包括如下步骤：
[0018]1)将尾矿泥破碎后，按配比与水混合搅拌，制得尾矿泥原浆；
[0019]2)将步骤1)尾矿泥原浆与水泥、水玻璃按配比进行混合，搅拌10～15min，得到改性尾矿泥双液浆；
[0020]3)将步骤2)得到的改性尾矿泥双液浆注入注浆孔段。
[0021]本专利技术的有益效益：本专利技术的改性尾矿泥双液浆，不仅具有可注性、稳定性、防渗性、耐久性多方面优良性能，同时减免了浆液对天然粘土料的消耗，节约土地资源，进一步节省工程成本，还将矿山帷幕注浆工程和固废产物处理有效结合，为矿山尾矿矿泥处理提供新的解决办法，降低尾矿库溃坝风险，实现了矿泥的综合利用。
附图说明
[0022]图1为锥入度
‑
含水率对数关系曲线。
[0023]图2为本专利技术制浆注浆工艺流程图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种改性尾矿泥双液浆，由水泥、尾矿泥、水和水玻璃组成，其中，按重量份数计，水泥为1，尾矿泥为1～3，水为1.6～4，水固比为0.8～1:1，水玻璃的添加量为水泥与尾矿泥质量之和的1％～3％。
[0025]具体地，以下结合表格详细说明本专利技术尾矿泥的性能指标。
[0026]尾矿泥饼来自长九(神山)灰岩矿矿石采破过程，为尾矿污泥通过加药压滤脱水后形成。经检测，尾矿泥平均含水率为18％～20％，亚甲蓝值为6.5，<0.075mm颗粒比例约为98％。经烧失量检测，其化学成份CaO约为35％，SiO2约为8.7％，Al2O3约为4.2％。尾矿泥无腐蚀性，无浸出毒性，金属或其他有害元素低微，综合评价为第Ⅰ类一般工业固体废弃物。
[0027]采用激光衍射法测得尾矿泥样本不同粒径颗粒占颗粒总量的百分数，所测尾矿泥样本的颗粒粒径主要集中在0.005～0.050mm区间，占总体积的55.7％，其次是粒径小于0.005mm的颗粒占总体积的35.78％，粒度分布统计详见表1。
[0028]表1尾矿泥粒度分布表
[0029][0030]塑性测试指数见表2。
[0031]表2液塑限拟合表
[0032][0033]以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线如图1所示。
[0034]通过圆锥下沉深度与含水率关系曲线图，查得下沉深度为17mm所对应的含水率为液限w
L
＝30.4％，下沉深度为10mm所对应的含水率为塑限w
P
＝20.3％；查得下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限，以百分数表示。
[0035]塑性指数和液性指数按下列公式计算：
[0036]I
p
＝w
L
‑
w
P
＝30.4％
‑
20.3％＝10.1％
[0037]式中：w
L
—液限(％)；w
P
—塑限(％)；I
P
—塑性指数(％)
[0038]液限w
L
＝30.4％，塑限w
P
＝20.3％，塑性指数I
P
＝10.1％，符合帷幕注浆规范中，粘土一般需塑性指数大于10的要求。
[0039]尾矿泥样本主要元素组成如表3所示，尾矿泥样品CaO含量最高，为44.17％。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性尾矿泥双液浆，由水泥、尾矿泥、水和水玻璃组成，其中，按重量份数计，所述水泥为1，尾矿泥为1～3，水为1.6～4，且水的质量与水泥和尾矿泥两者质量之和之比即水固比为0.8～1:1，水玻璃的添加量为水泥与尾矿泥质量之和的1％～3％。2.根据权利要求1所述的改性尾矿泥双液浆，其特征在于，所述水泥为普硅P.032.5水泥；所述水玻璃的模数为2.6～3.4，波美度为25
°
～45
°
。3.根据权利要求1所述的改性尾矿泥双液浆，其特征在于，所述改性尾矿泥双液浆中水泥、尾矿泥、水的重量份数以及水玻璃的添加量分别为：水泥：1，尾矿泥：1，水：2，水玻璃：2％；或水泥：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨柱，郭怡琳，罗舸旋子，徐磊，谢世平，滕龙，
申请(专利权)人：长沙矿山研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：