[发明专利]烧结脱硫灰渣替代石膏的铁矿全尾砂充填胶凝材料

说明书

技术领域

本发明涉及采矿领域，具体涉及一种烧结脱硫灰渣替代石膏的铁矿全尾砂充填胶凝材料。

背景技术

我国对资源开发的环境保护日趋严格，充填法采矿在近年来应用范围逐渐扩大。通常采用崩落法开采的铁矿床也越来越多采用充填法开采。采用的充填材料主要是铁矿全尾砂。

铁矿全尾砂充填面临最大问题是充填采矿效益。为了提高充填采矿经济效益，目前已经开发出用于铁矿全尾砂的新型充填胶凝材料-胶固粉，主要是利用石灰、石膏和少量的外加剂配制的复合激发剂，激发矿渣微粉潜在的水硬化活性，能够适应细颗粒多含泥量大的铁矿全尾砂充填料。不仅降低充填胶凝材料成本，而且还能够提高全尾砂胶结充填体强度，从而实现铁矿全尾砂充填采矿经济效益。

目前铁矿采用的胶固粉中的石膏大多为脱硫石膏或天然石膏。脱硫石膏是电厂湿法脱硫的副产物，不仅含水量大（通常20%左右），而且颗粒粗，只有经过烘干和粉磨才能用于铁矿全尾砂胶凝材料激发剂。这些工序不仅增加开采成本，而且还对环境造成二次污染。天然石膏虽然不需要烘干，但矿石开采、粉磨和运输也造成材料的成本居高不下。同时，随着逐步开采储量日趋减少，矿石供应日趋紧张。

我国大型铁矿区一般建有大型钢铁厂。随着我国对钢铁企业排放烟气的限制愈加严格，近年来各大钢铁厂开始使用半干法脱硫设备，由此每天回收大量的烧结烧结脱硫灰渣。由于烧结脱硫灰渣在物化特性和颗粒级配等方面与湿法脱硫的二水石膏存在较大差异，因此烧结脱硫灰渣资源化利用存在极大困难。烧结脱硫灰渣采用堆放处理，不仅占用良田，而且还造成二次污染。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种胶凝材料、用该胶凝材料制备的充填料浆及其制备方法，该胶凝材料以钢铁厂冶炼烧结脱硫灰渣替代石膏，适用于铁矿全尾砂胶结充填法开采。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料的成分以质量百分比计包括：5%—7%生石灰，16%—19%烧结脱硫灰渣，2.5%—5%早强剂，69%—76.5%矿渣微粉。

根据上述的胶凝材料，其特征在于，所述生石灰中CaO的质量百分比含量为76%—80%，生石灰粉磨后的粒度分布为d₁₀＝3.97μm—5.06μm、d₅₀＝8.06μm—13.68μm、d₉₀＝22.19μm—42.21μm，d_av＝11.09μm—24.55μm，比表面积5721 cm²/cm³—8378cm²/cm³。

根据上述的胶凝材料，其特征在于，所述烧结脱硫灰渣中SO₃的质量百分比含量为18%—22%，所述烧结脱硫灰渣的含水量小于5%（质量），所述烧结脱硫灰渣的粒度分布为d₁₀＝5.5μm—8.5μm、d₅₀＝21.3μm—26.0μm、d₉₀＝51.7μm—60.3μm，d_av＝32.2μm—38.5μm。

根据上述的胶凝材料，其特征在于，所述矿渣微粉为碱度系数小于1的酸性渣，其质量系数不小于1.9，活性系数不小于1.1。

根据上述的胶凝材料，其特征在于，所述矿渣微粉的粒度分布为d₁₀＝4.53μm，d₅₀＝10.67μm，d₉₀＝43.81μm，d_av＝18.13μm。

根据上述的胶凝材料，其特征在于，所述早强剂为芒硝和/或氢氧化钠。

根据上述的胶凝材料，其特征在于，所述早强剂为芒硝和氢氧化钠，其中芒硝在胶凝材料中的质量百分比为2%—4%，氢氧化钠在胶凝材料中的的质量百分比为0.5%—1%。