[发明专利]一种高硫铁尾砂充填固化剂及其制备方法

说明书

一种高硫铁尾砂充填固化剂，由以下重量份的原料制成：矿粉微粒40‑80、钢渣粉微粒5‑30、硅酸盐水泥熟料5‑25、元明粉1‑3、粉煤灰5‑25、芒硝2‑10。其制备方法，包括以下步骤：粉磨；烘干；配制。本发明早期强度高；成本低；对高硫含量的铁尾砂固化效果好。

技术领域

本发明涉及一种采矿技术领域，涉及一种高硫铁尾砂充填固化剂及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的发展，无论是国家还是人民，对于环境保护的认识日趋重视，尤其对于矿山开采过程中对环境的破坏和污染，国家尤其重视。近年来，国家不断出台一系列的政策法规，不断要求矿山采用绿色开采，在开采矿石的同时，保护环境。对于金属矿山地下开采，尤其是铁矿地下开采，铁矿石中通常含有较高的硫化物，导致铁矿石经选矿过后形成的尾砂中硫化矿物含量偏高，而尾砂中的硫化矿物经氧化后形成的硫酸根离子，硫酸根离子会与水泥中活性物质发生反应，形成石膏、钙矾石等晶体，钙矾石的形成会使得充填体在后期发生较大的体积膨胀，使得充填体发生开裂，当充填体一侧揭露时，膨胀开裂的充填体极易发生垮塌失稳，无法支撑采空区。同时，含硫高的尾砂配制成的充填料浆在管道输送过程中容易结块、沉淀，增加了管路输送的难度，导致经常发生堵管、爆管等问题。其次，硫含量过高，会导致充填体的凝结时间和强度大幅降低，为了保证充填体有足够的强度支撑采空区，必须加大水泥或固化剂的掺量，以提高充填体的强度，水泥掺量的增大，是的充填成本急剧上升，影响矿山经济效益。

粉煤灰是火电厂在燃煤发电，钢铁厂冶炼等过程中产生的火山灰质固体废物。我国每年的粉煤灰堆积量超过11亿t，每年还要以1亿t左右排放量递增，粉煤灰的堆积在城市周边将造成多种危害:占用大量的地表土地资源，污染大气，对农作物生长及人畜健康成严重危害。粉煤灰极少得到利用，因此价格较低。

矿粉和钢渣粉是钢铁冶炼过程中产生的固体废物，具有一定的水硬活性，我国每年排放大量的水淬渣、钢渣难以被利用，占用大量地表资源，污染环境，其价格较低。

充填采矿技术是一种科学的绿色采矿技术，也是未来采矿领域的发展主要方向之一。目前在我国金属矿充填开采中，选用的固化剂一般为水泥、胶固粉。上述两种固化剂针对高硫铁尾砂的固化效果均不理想，出现早期强度偏低、膨胀开裂、管道输送难等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的问题，提供一种早期强度高、成本低、对高硫含量的铁尾砂固化效果好的高硫铁尾砂充填固化剂及其制备方法。

本发明的一种高硫铁尾砂充填固化剂，由以下重量份的原料制成：矿粉微粒40-80、钢渣粉微粒5-30、，硅酸盐水泥熟料5-25、元明粉1-3、粉煤灰5-25、芒硝2-10。

所述矿粉微粒的比表面积≥450㎡/kg。

所述钢渣粉微粒的比表面积≥400㎡/kg。

所述硅酸盐水泥熟料的比表面积≥350㎡/kg。

所述粉煤灰应为II级粉煤灰，其比表面积应≥400㎡/kg。

一种高硫铁尾砂充填固化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）分别将矿渣、钢渣、硅酸盐水泥熟料放入球磨机中进行粉磨处理；

（2）将粉磨处理达标后的矿粉微粒、钢渣粉微粒、硅酸盐水泥熟料分别放入烘干机中进行烘干后，分别放入各自储料仓备用；

（3）将矿粉微粉、钢渣粉微粉、硅酸盐水泥熟料按照质量配比在混料设备内进行完全混合，然后再按质量配比依次加入粉煤灰、元明粉、芒硝，然后再进行混合均匀，完成固化剂的配制；

（5）将配置完成的固化剂采用皮带输送至烘干设备中进行烘干，烘干后放入成品仓备用。

所述步骤（5）中，烘干至含水率＜1%。