铜镍矿全尾砂与棒磨砂混合充填料的早强充填胶凝材料的利记博彩app
【专利摘要】针对铜镍矿全尾砂与棒磨砂混合充填料，本发明公开了一种充填胶凝材料，该充填胶凝材料以质量百分比计包括5%-6%高钙石灰，17%-19%的脱硫灰渣，1%-3%芒硝，72%-77%矿渣微粉，还可包括质量百分比≤1.5%的亚硫酸钠。本发明同时公开了一种使用上述充填胶凝材料、铜镍硫化矿床的全尾砂与棒磨砂的混合充填料及自来水制备充填料浆，其中铜镍硫化矿全尾砂和棒磨砂的质量比为2:8-3:7，充填胶凝材料与混合充填料的质量比为1:4，自来水的质量百分比为22%。使用本发明提供的方法制备的充填体强度高，尤其是早期强度高，且成本低。
【专利说明】铜镍矿全尾砂与棒磨砂混合充填料的早强充填胶凝材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采矿用充填胶凝材料，具体涉及一种针对铜镍硫化矿床全尾砂与棒磨砂混合充填料的下向分层胶结充填法采矿用充填胶凝材料。
【背景技术】
[0002]尾砂是矿石经过破碎和粉磨以及选矿后排出的废弃物，是充填法采矿中常用的充填材料。由于全尾砂粒径细，含泥量较高，在充填法采矿中会降低充填体强度，尤其会降低早期强度。目前，绝大多数充填法采矿过程中采用分级尾砂进行胶结充填。但在实施分级尾砂充填时，尾砂利用率低，尾砂分级工艺复杂，不仅提高充填生产成本，而且分离出来的细泥堆放困难，潜在重大安全隐患。目前，解决全尾砂充填主要有两条途径:一是将全尾砂与较粗颗粒充填料进行混合，实施混合充填料的胶结充填；另一就是开发适用于全尾砂混合充填料的充填胶凝材料，从而提高全尾砂混合胶结充填体强度。
【发明内容】
[0003]本发明的主要内容是针对铜镍矿全尾砂与棒磨砂混合充填料，发明一种早期强度高的充填胶凝材料，可满足于下向分层胶结充填法采矿的强度要求。使用本发明提供的充填胶凝材料与混合充填料制备的充填料浆进行充填，不仅提高了全尾砂利用率，而且还提高充填体强度，实现安全、高效和环保采矿。
[0004]上述目的是通过下述方案实现的:
一种充填胶凝材料，其特征在于，该充填胶凝材料的成分以质量百分比计包括:5% — 6%高钙石灰，17% —19%的脱硫灰洛，1% — 3%芒硝，72% — 77%矿渣微粉。
`[0005]根据上述的充填胶凝材料，其特征在于，所述高钙石灰中CaO的质量百分比含量不小于 80%,高钙石灰的粒度分布为 d1(l = 3.97 μ m一5.06 μ m、d50 = 8.06 μ m一13.68 μ m、d90 = 22.19 μ m—42.21 μ m, dav = 11.09 μ m—24.55 μ m,比表面积 5720cm2/cm3—8377cm2/
3
cm o
[0006]根据上述的充填胶凝材料，其特征在于，所述脱硫灰渣中SO3的质量百分比含量为38% — 42%，脱硫灰渣的粒度分布为 d1Q = 13.5 μ m—15.5 μ m、d50 = 38.3 μ m—40.1 μ m、d90=72.7 μ m—80.3 μ m, dav = 42.2 μ m—44.2 μ m,比表面积 2327 cm2/cm3—2436cm2/cm3。
[0007]根据上述的充填胶凝材料，其特征在于，所述矿渣微粉为碱度系数小于I的酸性渣，其质量系数大于1.9，活性系数大于1.1 ;矿渣微粉的粒度分布为CU = 4.53 μ m, d50 =
10.67 μ m, d90 = 43.81 μ m, dav = 18.13 μ m。
[0008]根据上述的充填胶凝材料，其特征在于，所述充填胶凝材料还包括质量百分比(1.5%的亚硫酸钠。
[0009]一种使用上述的充填胶凝材料制备的充填料浆，其特征在于，所述充填料浆还包括铜镍矿全尾砂与棒磨砂混合充填料和自来水，所述铜镍矿全尾砂和棒磨砂的质量比为2:8—3:7 ο[0010]根据上述的充填料浆，其特征在于，所述充填胶凝材料与所述铜镍矿全尾砂与棒磨砂混合充填料的质量比为1:4，所述自来水的质量百分比为22%。
[0011]根据上述的填充料浆，其特征在于，所述铜镍矿全尾砂的化学成分以质量百分比计包括:33%—34% SiO2, 32%—34% MgO, 20%—21% Fe2O3, 2.5%—3.5% SO3, 2.5%—3.5%Al2O3, 2.0%—3.0% CaO, 0.5%—1.0% Cr2O3,0%—0.5% Na20,0%—0.5% K20,0%—0.5% TiO2 和〈1.5%其他矿物；铜镍矿全尾砂的实体密度为2.8 t/m3—3.0t/m3，松散密度为1.2 t/m3—
1.3t/m3，孔隙率为 54% — 58%，粒度分布为 d1(l =0.0015mm—0.0017mm、d5(l =0.03mm—0.05mm、d90 =0.1mm一0.2mm、dv=0.03mm一0.04mm,不均匀系数为 20—23。
[0012]根据上述的充填料浆，其特征在于，所述棒磨砂的化学成分以质量百分比计包括:70%—85%Si02,6%—10% Al2O3, 3%—6% MgO, 3%—6% CaO, 3%—8% Fe2O3,不大于 0.1%S ;棒磨砂的粒径为_3mm，实体密度为2.6—2.7t/m3，松散密度为1.5—1.6t/m3，孔隙率为40%—42%,粒度分布为 d10 =0.13 mm—0.16mm、d50 =0.8 mm—1.0mnud60 =1.0 mm—1.5mm、d90 =2.9mm—3.3mm、dv=0.8 mm—1.2mm,不均匀系数为 7—9。
[0013]一种制备上述充填料浆的方法，其特征在于，所述方法依次包括以下步骤:
(1)将所述充填胶凝材料与所述铜镍矿全尾砂和棒磨砂混合充填料按1:4的质量比混合均匀，得到混合物；
(2)向所述混合物中加入自来水，使混合料浆的质量浓度达到78%，用砂浆泵搅拌均匀。
[0014]本发明的有益效果:
本发明使用铜镍矿全尾砂与棒磨砂的混合充填料作为原材料，不仅减少尾砂排放量，有利于保护矿山环境，实现无废或少废绿色开采，同时还减少_3mm棒磨砂充填料生产加工量,与纯棒磨砂充填料相比，混合充填料成本降低20% — 30%。添加全尾砂的混合料充填砂浆流动性好，充填体强度高，尤其使`早期强度得到保证，满足厚大不稳固矿床下向分层胶结进路式采矿对充填体早期强度的要求。另外，本发明使用的充填胶凝材料的成分主要为脱硫灰渣和矿渣微粉，材料成本低，来源广，其成本只是普通32.5R硅酸盐水泥的60% — 70%。
[0015]综上所述，使用本发明的充填胶凝材料和混合充填料制备的充填体可以实现低成本、高效与环保采矿之目的。
【具体实施方式】
[0016]本发明的矿山开采用的充填胶凝材料的成分以质量百分比计包括:5% — 6%高钙石灰，17% —19%的脱硫灰渣，1% — 3%芒硝，72% — 77%矿渣微粉。高钙石灰中CaO的质量百分比含量不小于80%,高钙石灰的粒度分布为d1(l = 3.97 μ m一5.06 μ m、d50 = 8.06 μ m一13.68 μ m、d90 = 22.19 μ m—42.21 μ m, dav = 11.09 μ m—24.55 μ m,比表面积 5720cm2/cm3—8377cm2/cm30脱硫灰渣中SO3的质量百分比含量为38% — 42%，脱硫灰渣的粒度分布为d1(l =13.5 μ m—15.5 μ m、d50 = 38.3 μ m—40.1 μ m、d90 = 72.7 μ m—80.3 μ m，dav = 42.2 μ m—44.2 μ m，比表面积2327 cm2/cm3— 2436cm2/cm3。矿渣微粉的碱度系数小于1，是酸性矿渣，其质量系数大于1.9，活性系数大于1.1 ;矿渣微粉的粒度分布为CU = 4.53 μ m, d50 =
10.67 μ m，d90 = 43.81 μ m，dav = 18.13 μ m。
[0017]矿渣微粉的碱性系数根据其氧化物的比例来计算:
【权利要求】
1.一种充填胶凝材料，其特征在于，该充填胶凝材料的成分以质量百分比计包括:5% — 6%高钙石灰，17% —19%的脱硫灰洛，1% — 3%芒硝，72% — 77%矿渣微粉。
2.根据权利要求1所述的充填胶凝材料，其特征在于，所述高钙石灰中CaO的质量百分比含量> 80%,高钙石灰的粒度分布为 d1(l = 3.97 μ m一5.06 μ m、d5(l = 8.06 μ m一13.68 μ m、d90 = 22.19 μ m—42.21 μ m, dav = 11.09 μ m—24.55 μ m,比表面积 5720cm2/cm3—8377cm2/3cm o
3.根据权利要求1所述的充填胶凝材料，其特征在于，所述脱硫灰渣中SO3的质量百分比含量为38% — 42%，脱硫灰渣的粒度分布为d1Q = 13.5 μ m—15.5 μ m、d50 = 38.3 μ m—40.1 μ m、d90 = 72.7 μ m— 80.3 μ m, dav = 42.2 μ m— 44.2 μ m,比表面积 2327 cm2/cm3—2436cm2/cm3。
4.根据权利要求1所述的充填胶凝材料，其特征在于，所述矿渣微粉为碱度系数小于I的酸性渣，其质量系数大于1.9，活性系数大于1.1 ;矿渣微粉的粒度分布为d1(l = 4.53 μ m,d50 = 10.67 μ m, d90 = 43.81 μ m, dav = 18.13 μ m。
5.根据权利要求1所述的充填胶凝材料，其特征在于，所述充填胶凝材料还包括质量百分比≤1.5%的亚硫酸钠。
6.一种使用如权利要求1-5之一所述的充填胶凝材料制备的充填料浆，其特征在于，所述充填料浆还包括铜镍矿全尾砂与棒磨砂混合充填料和自来水，所述铜镍矿全尾砂和所述棒磨砂的质量比为2:8—3:7。
7.根据权利要求6所述的`充填料浆，其特征在于，所述充填胶凝材料与所述铜镍矿全尾砂与棒磨砂混合充填料的质量比为1:4，所述自来水的质量百分比为22%。
8.根据权利要求6所述的填充料浆，其特征在于，所述铜镍矿全尾砂的化学成分以质量百分比计包括:33% — 34% SiO2, 32%—34% MgO, 20%—21% Fe2O3, 2.5%—3.5% SO3, 2.5%—3.5% Al2O3, 2.0%—3.0% CaO, 0.5%—1.0% Cr2O3,0%—0.5% Na20,0%—0.5% K20,0%—0.5%TiO2和〈1.5%其他矿物；所述铜镍矿全尾砂的实体密度为2.8 t/m3—3.0t/m3，松散密度为1.2 t/m3—1.3t/m3，孔隙率为 54% — 58%，粒度分布为 d1(l =0.0015 mm—0.0017mm、d5(l =0.03mm —0.05mm、d9(l =0.1 mm —0.2mm、dv=0.03 mm —0.04mm,不均匀系数为 20—23。
9.根据权利要求6所述的充填料浆，其特征在于，所述棒磨砂的化学成分以质量百分比计包括:70% — 85%Si02，6% —10% Al2O3, 3%—6% MgO, 3%—6% CaO, 3%—8% Fe2O3,不大于0.1%S ;棒磨砂的粒径为-3mm，实体密度为2.6—2.7t/m3，松散密度为1.5—1.6t/m3，孔隙率为 40%—42%,粒度分布为 d1(l =0.13mm—0.16mm、d5(l =0.8mm—1.0mm、d6(l =1.0mm—1.5mm、d9。=2.9mm一3.3mm、dv=0.8mm一 1.2mm,不均匀系数为 7—9。
10.一种如权利要求6所述充填料浆的制备方法，其特征在于，所述方法依次包括以下步骤: (1)将所述充填胶凝材料与所述铜镍矿全尾砂和棒磨砂混合充填料按1:4的质量比混合均匀，得到混合物； (2)向所述混合物中加入自来水，使混合料浆的质量浓度达到78%，用砂浆泵搅拌均匀。
【文档编号】C04B28/14GK103803928SQ201310731947
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】王永前, 杨志强, 高谦, 王永定, 李茂辉, 王有团, 李博, 刘瑞成 申请人:金川集团股份有限公司, 北京科技大学