[其他]固化粘结组合物

说明书

在水存在下，将含有４ＣａＯ·３Ａｌ₂Ｏ₃·ＳＯ₃相的磨碎的矿物组合物与碱性条件下的碱金属源或碱土金属源混合，可生产出可固化粘结组合物。在充填地下矿坑的泵浦装填法中，矿物组合物的水灰浆与含有硫酸钙、石灰和最好有膨润土、碱金属硫酸盐及固化和／或硬化加速剂的辅助灰浆混合。各种组份最初的形式可以是干混合物。推荐的矿物组合物含有至少１５％的４ＣａＯ·３Ａｌ₂Ｏ₃·ＳＯ₃、小于１％的游离石灰、小于２５％的ＣａＯ·２Ａｌ₂Ｏ₃和不大于１０％的１２ＣａＯ·７Ａｌ₂Ｏ₃（均按重量计）。

本发明涉及适用于如充填地下矿坑等的固化粘结组合物的生产方法、可用来制备这类固化粘结组合物的干混合物和一种组成这类固化粘结组合物的主要成份的新的矿物组合物。

在充填地下矿坑的常用方法中，是将含有水泥的基本水灰浆和含有能加速水泥凝固和硬化的无机盐辅助水灰浆用泵注入矿坑的确定位置，在该位置，两者混合形成填塞组合物，它可在坑中凝固形成硬块。这个过程称为“泵浦装填”，并且已经研制了各种材料用于这种过程。辅助水灰浆通常含有硫酸钙（主要是天然或合成的硬石膏）和石灰（氧化钙和/或氢氧化钙），也常常含有粘土，如膨润土。

在地下矿井中，高铝水泥优于普通的波特兰水泥处在于它对皮肤的侵蚀性小得多，因此，它较容易处理，为此通常在“泵浦装填”过程中使用高铝水泥。然而，高铝水泥也有缺点，它的凝固时间很短，因此，按英国标准915第二部份规定的高铝水泥需要具有2到6小时的开始凝固时间和开始凝固后不大于2小时的最后凝固时间。这在混合和泵浦过程的精确控制和操纵困难的地下矿井操作中，就会引起严重的问题。相当短的凝固时间要求泵浦注入和混合水泥灰浆的设备，在每次矿坑装填操作后必须冲洗干净，以防止设备与凝固材料凝固在一起。这就需要局部或全部更换混合和泵浦系统，或者用机械方法对系统进行清理，尤其是如果矿井生产停止，这是一项费时和费钱的工作。

显然，该技术领域中尚缺乏生产满意的粘结组合物的方法，这种组合物基于这样一种材料，它具有高铝水泥的优点，又避免或减少与开始凝固时间短有关的诸多问题。

本发明可提供一种生产固化粘结组合物的方法，它是将磨碎的矿物组合物，在有水和碱性条件下，与碱金属来源或碱土金属来源混合，上述的矿物组合物含有4CaO，3Al₂O₃，SO₃相。

本发明也提供了一种可用这种方法生产的可固化粘结组合物、凝固这种粘结组合物形成的硬化块和可与水混合生产出该粘结组合物的干混合物。

作为一种新的组合物材料，本发明也提供了一种矿物组合物，它至少有15%（按重量计）4CaO，3Al₂O₃，SO₃、不大于1.0%（按重量）的游离石灰、小于25%（按重量）的CaO，2Al₂O₃和不大于10%（按重量）的12CaO，7Al₂O₃。

这里介绍的矿物组合物，当粉碎并与水混合时，能够具有长的可控制的凝固时间，因此，特别适用作上述粘结组合物的主要成份。

将合适比例的CaO源、Al₂O₃源和SO₃源的混合物，在铁可发生氧化的条件下，至少加热到开始熔融的温度，可以生产本发明的矿物组合物，最初得到的是熟料。冷却得到的熟料，然后用合适的方法粉碎，也就是说，磨碎到微粒的形式。

附图是一个流程图，它表示了一个典型的泵浦装填过程。