[发明专利]一种具有较强固化能力的固化剂及其使用方法

说明书

本发明公开了一种具有较强固化能力的固化剂及其使用方法，属于固体废弃物处理与资源化利用技术领域。本发明的一种具有较强固化能力的固化剂，包括以下重量份的原料：活性混合材料50‑90份；微硅灰0‑5份；水泥5‑15份；硫酸盐激发剂5‑15份；钙碱0‑15份；高吸水性树脂1‑2份。本发明克服现有铁尾矿回填技术中充填体早期强度较差的不足，其能在富水体系下保持极高的分散度，与活性混合材料充分接触，为活性混合材料的激发提供高PH的碱性环境，从而快速激发活性混合材料的活性，有效提高含水率较高的铁矿尾砂充填体的早期强度，满足充填的安全工程要求。

技术领域

本发明属于固体废弃物处理与资源化利用技术领域，更具体地说，涉及一种具有较强固化能力的固化剂。

背景技术

铁矿尾砂是铁矿山开采过程中所产生的固体废弃物。随着矿山的大量开采，其随之而产生的废弃铁矿尾砂在地表堆积库存，占用了大量的耕地，并且给生态环境和居民生活带了严重的危害。如何解决这些废弃的铁矿尾砂也成了矿山开采过程中不得不思考的问题。使用尾矿砂进行矿山充填是近些年来矿山开采经济环保的新技术。这种方法不仅可以对废弃的尾矿砂进行处理利用，还能对矿山回采区进行充填,保护采空区地表安全，实现了开采与充填的良性循环，是矿山开采可持续发展的趋势。

在铁矿尾砂充填过程中，最重要的是要保证充填体具有一定的强度，而胶结材料是决定回填体强度的重要因素。目前铁矿尾砂的充填选用的固化剂主要分为水泥基胶凝材料和碱激发胶凝材料。考虑到水泥价格比较昂贵，而且水泥的生产对环境污染严重。因此利用碱性激发剂激发活性混合材料的潜在胶凝特性进行制备的胶凝材料成了当前尾矿砂充填固化剂的研究热点。活性混合材料是指具有潜在活性的胶凝材料，遇水后会迅速在颗粒表面形成一层不透水的硅铝酸盐壳，阻止其进一步反应，而碱性环境可以溶解掉这层外壳，激发其潜在活性。尾矿料浆的浓度也是影响充填体强度的主要影响因素，为保证充填体的顺利充填，尾矿料浆必须具备一定的流动性。然而对于含水率较高的尾砂料浆，选用目前的固化剂会导致充填体出现离析、泌水情况，并且充填体早期强度难以达到工程安全的要求，危害采矿的安全生产，而增加固化剂的用量又会加大充填成本。

中国专利申请号：2013101492507，申请日：2013年04月26日，发明创造名称为：铁矿尾砂固化剂、含该固化剂的铁矿全尾砂胶结组合物及其在矿山采空区的应用，该申请案公开了一种铁矿尾砂固化剂，该固化剂的组成及其质量份数为：水淬高炉矿渣0.4-0.6份；赤0.2-0.3份；活性矿物掺合料：0.2-0.4份；活性激发剂：0.03-0.05份；碱金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物：0.03-0.1份。该申请案提供的铁矿尾砂固化剂可以实现采空区的充填固化，但是不能快速激发活性混合材料的潜在活性，固化剂的固化能力一般，有待进一步提高。

又如中国专利申请号：2014102669513，申请日：2014年06月16日，发明创造名称为：一种铁尾矿充填用固化剂及其制备方法，该申请案公开了一种铁尾矿充填用固化剂，该固化剂的组成及其质量份数为：粉煤灰0-70份，矿渣微粉10-80份，钢渣微粉0-70份，碱性激发剂0-20份，硫酸盐激发剂0-20份，稳泡剂0.1-1份，铝粉为芯料的微胶囊占2-5份。该申请案过将稳泡剂和铝粉加入固化剂并与尾矿料浆搅拌，解决了充填体接顶处收缩的问题，且铁尾矿充填固化剂的固化能力强且使用操作简单可控。但随着铝粉的溶解膨胀，尾矿充填体内部会形成许多气泡，增大了充填体的孔隙率，使得充填体强度降低，尤其是在使用高含水率的尾矿料浆情况时，充填体强度难以有效保证。此外铝粉的制备工艺复杂，价格昂贵，固化剂的制备成本较高。

综上所述，有必要针对高含水率下的铁矿尾砂提出一种固化剂，使其能够快速提高充填体的早期强度，以满足实际要求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

1.发明要解决的技术问题