[发明专利]尾砂填充材料在铅锌矿填充中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及尾砂填充材料在铅锌矿填充中的应用。

背景技术

尾矿充填经历了废石干式充填、水砂充填、尾砂胶结充填、尾砂高浓度充填等几个阶段的发展。自20世纪60～70年代应用和开发尾砂胶结充填技术以来，充填胶结材料得到了重视和空前的发展，主要的胶结材料有水泥、高水固结材料、赤泥胶结材料、碱激发胶结材料等。其发展趋势向缩短凝固时间、低成本、高强度、易输送、易生产、工艺简单等方向发展，但水泥仍为矿山工程及井下充填应用最广泛的胶凝材料。

矿山充填材料主要由骨料和胶结剂两部分组成，骨料大多就地选取廉价的可用物料，不足部分就近选料破碎加工，而胶结剂绝大多数矿山选用普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，少量矿山掺入粉煤灰、赤泥、石灰等物料。为适用于矿山充填特点的专用胶结材料还不多见。就目前来看主要有以下几类胶结材料在充填中应用。

(1)水泥

目前，建筑工程及采矿工程中使用的水泥主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥等。硅酸盐水泥仍然是目前采矿工程中应用最广泛的胶结材料，但存在成本高，适应性不强，水灰比和灰砂比可调范围窄等缺点。

(2)高水材料

高水速凝尾砂胶结充填材料(简称高水材料)是80年代末90年代初研究成功的新型的胶结材料。高水材料是以铝矾土、石灰、石灰石和石膏为主要原料，配以多种无机原料和添加剂等经过破碎、烘干、配料、均化、烧制以及粉磨等工艺，制成的甲、乙两种固体粉料。具有固水能力强、单浆悬浮性和流动性强、凝固速度快、强度增长速度快等特点，可以将高比例的水迅速凝固成具有一定承载能力的固体。其体积含水率可高达70％以上，1h凝固强度可达0.5～1.0MPa，在需要快速充填和固结的条件下具有优势。但是，其充填工艺复杂(双组份)，成本高(800元～1000元/吨)，充填体有析水现象，广泛推广应用有一定局限性。而且后期强度大幅倒缩，充填体易粉化。

(3)碱激发胶结材料

该类材料以单独或复配的高炉矿渣、粉煤灰、钢渣等活性掺合料为主，辅以不同类型的碱性激发剂、外加剂或(和)少量天然矿物。不用锻烧，设备投资少，生产工艺简单，生产成本较低，经济效益明显，而且由于综合利用工业废渣，变废为宝。在某些矿山充填过程中，与强度等级42.5水泥用量相同的情况下，其早期强度可达到水泥的2～4倍以上。因尾矿类型繁多，而该类材料的激发体系并不唯一，相同的材料固化尾矿性能差异较大，因此需要针对不同尾矿进行专门试验和研究以确定性价比最佳的胶结体系，并不存在“一劳永逸”的激发剂配方。

对于铅锌矿而言，需要针对铅锌矿尾砂的特点开展系统试验，寻求价格低廉、来源丰富、生产简单、性能优越的填充材料，尽最大努力减少填充材料的用量，以降低充填成本，提高企业经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供尾砂填充材料在铅锌矿填充中的应用。

本发明所采取的技术方案是：

尾砂填充材料在铅锌矿填充中的应用，其尾砂填充材料包括铅锌矿尾砂、铅锌矿尾砂激发剂和水。

铅锌矿尾砂按质量分数包括以下组分：1.5％～3.5％MgO，4.5％～6.5％Al₂O₃，23％～26％SiO₂，9％～11％SO₃，0.5％～2.5％K₂O，27％～30％CaO，0.1％～0.5％TiO₂，5％～8％Fe₂O₃，0.15％～0.5％ZnO，0.2％～0.45％PbO，余量为烧失量。

铅锌矿尾砂的粒径中，5μm～50μm占20～25wt％，50μm～75μm占17～22wt％，75μm～250μm占53～58wt％。

铅锌矿尾砂激发剂按质量分数由以下原料组成：高炉矿渣66％～70％，粉煤灰24％～28％，氟石膏5％～6％，减水剂0.4％～0.6％。

高炉矿渣为炼钢生铁矿渣。

粉煤灰为Ⅰ级或Ⅱ级F类粉煤灰。

减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。

尾砂填充材料的固含量为70wt％～80wt％。

铅锌矿尾砂激发剂与铅锌矿尾砂的质量比为1：(4～18)。

本发明的有益效果是：