一種膠結固化材料及其生產方法和含有膠結固化材料的充填材料技術

本發明專利技術公開了一種膠結固化材料及其生產方法和含有膠結固化材料的充填材料，其特征在于，膠結固化材料，由以下重量百分比的原料制成：水渣：82～90％；廢石膏：2～4％；粉煤灰：2～6％；高溫礦氧化鈣：3～8％；礦渣增強粉：1～6％。含有膠結固化材料的充填材料中，膠結固化材料占18～30%，尾礦砂占70～82%；本發明專利技術的優點在于：利廢環保，成本較低，保護生態環境；強度高，耐腐蝕；親泥性好，適用性廣，在尾礦砂含泥量≤75％的條件下，充填體強度28d＞5.6MPa；排水性強，抗滲性好；粉末顆粒改性效果好，大多是不規則的多棱體顆粒，在膠結固化過程，通過水化反應形成了穩固結構，提高了充填體強度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于工程膠結材料生產
，具體地說是一種膠結固化材料及其生產方法和含有膠結固化材料的充填材料。
技術介紹
目前，用于金屬、非金屬礦采空區、巷道、斷層、破碎帶等充填或支護加固的膠結材 料，多是水泥、有機質高分子樹脂材料或者依靠水泥熟料激發活性的膠結材料。這些膠結材料或者有強度高、或者有韌性大、或者有早強等特點，但這些產品要么生產成本較高，不宜于推廣；要么材料不具備抗泥、抗粉化功能，固化效果較差；要么充填體抗老化、抗巖移或錯動的能力就明顯較弱。譬如華鑫博越國際土木建筑工程技術(北京)有限公司提交的中國專利申請“泡沫尾砂膠結充填材料及制作方法”，申請號CN200810171974. 0，在它的原料組份中需要摻加15 50%的水泥；其他如山東黃金礦業股份有限公司焦家金礦申請的中國專利“一種井下充填專用膠結材料的制備方法”，專利號CN200510044240. 2，既摻加了10 30%的石灰，又摻加了 40 70%的石膏，這無疑都增加了產品成本；石膏成份多還導致充填體易于老化或脆化，造成后期抗壓強度衰減。同時，上述技術產品都不具備抗泥、抗粉化功能，在淤泥多、圍巖粉化采掘環境下，充填體就會難以固化，不能形成完整的、堅實的受力體。總體來說，現有技術中的產品腐蝕性強、親泥性弱、排水性差、大多含有部分機立窯或旋窯熟料。由于使用功能的不完整，難以適應礦山采場、巷道等充填工程中復雜的地質條件，不僅限制了材料的適用范圍，同時也制約了礦業的發展。
技術實現思路
本專利技術的一個目的在于提供一種以工業廢渣為原料，降低生產成本，具有良好的親泥(粉)功能和良好排水性的膠結固化材料。為了達到以上目的，本專利技術所采用的技術方案是一種膠結固化材料，其特征在于，它由以下重量百分比的原料制成水渣82 90% ;廢石膏2 4% ;粉煤灰2 6% ;高溫礦氧化鈣3 8% ;礦渣增強粉1 6%。所述的礦渣增強粉的氯離子含量小于1.1%。所述的水渣比重，采用烘干后的水渣，含水率低于3%。所述的膠結固化材料的比表面積> 362。本專利技術的另一個目的在于提供一種工藝簡單、容易操作的膠結固化材料的生產方法。該一種膠結固化材料的生產方法，其特征在于它包括以下步驟完成 (1)對水渣進行烘干處理，使其含水率低于3%； (2)按重量百分比稱取原料烘干后的水洛82 90%;廢石骨2 4%;粉煤灰2 6% ;高溫礦氧化鈣3 8% ;礦渣增強粉1 6% ;(3)原料混合與均化，通過多級研磨和篩分加工成微粉顆粒，即可獲得膠結固化材料將原料加入到三倉磨內篩分開路粉磨機系統，磨機內共分I #、2 #和3 #三個倉;其中，I#倉磨機內鋼球直徑為48 55mm, 2 #倉磨機內鋼球直徑為36 40mm, 3 #磨機內米用鋼鍛研磨，鍛徑分別為IOX 10 mm、12X12 mm和14X14 mm三種規格,通過分級減少一次破碎量，磨機內大顆粒物料經篩板的隔離和倒料錐引導，再次返回了粉磨工序，采用多級配球磨和微球微鍛的方法，增強粉磨功能，使水渣原有的玻璃體晶相被深度破壞，保證粉末顆粒大多是不規則的多棱體，提高材料微粒的比表面積，增強水渣活性，實現晶相結構的緊密結合；在磨機內部的I #和2 #倉之間,采用篩格為4X 12 mm的篩板；2 #和3 #倉之間,采用篩格為3X8 mm的篩板，通過減緩磨機內物料的流速，增強內篩分功能；在磨尾采用篦縫5mm的篦板過濾，最后獲得的產出物就是膠結固化材料；對產成品采用SOum的孔篩檢測，膠結固化材料產品的篩余物含量< 3%，粉末微粒的比表面積平均> 362。 本專利技術的第三個目的在于提供一種含有膠結固化材料的充填材料。一種含有膠結固化材料的充填材料，其特征在于由骨料和膠結固化材料構成，所述的骨料全部選用尾礦砂，以干基重量百分比計算，膠結固化材料占18 30%，尾礦砂占70 82% ;所述的膠結固化材料由以下重量百分比的原料制成水渣82 90% ;廢石膏2 4% ;粉煤灰2 6% ;高溫礦氧化鈣3 8% ;礦渣增強粉1 6%。反應機理膠結固化材料的主要組份為水渣，水渣玻璃體的晶相結構經微球微鍛研磨破壞后，在水化反應過程中，通過廢石膏、增強粉的作用，促進A— S— C結晶反應，形成凹凸不平的晶格缺陷，有效提高水渣活性；同時，結合水渣吸收堿和抗堿集料反應性能，并通過高溫礦氧化鈣利用其吸水放熱提供堿環境的性能，促進C一S— H結晶粗大，形成晶體、間晶體纖維，提高了混凝體的強度；并實現了膠結固化材料適應多泥干擾的目標。工藝控制在材料生產中，要控制好水渣的含水量，通過設置烘干工序，使烘干后的水渣含水率低于3%，以利研磨；在配料工序采用PL3000工控系統，控制各組份配比；在研磨工序可采用多級配球磨，使水渣原有的玻璃體晶相充分實現改性反應，并保證原料各組份粉磨均化。本專利技術的有益效果在于A、利廢環保，成本較低90%以上膠結材料及全部充填骨料為工業廢渣，使工業廢物得到資源化利用，尾礦全部返還井下，實現了經濟效益和社會效益的統一，保護生態環境；B、強度高，耐腐蝕充填材料早期強度7d > 3.1 MPa，充填四周時強度28d >5.6 MPa ;氯離子含量小于O. 06%,如果充填體內配有金屬網架，不會造成腐蝕，抗老化，使用壽命長，耐巖移錯動，防止地質塌陷，有效保護地質環境和安全生產；C、親泥性好，適用性廣充填骨料含泥量可少、可多，在尾礦砂含泥量< 75%的條件下，充填體強度28d > 5. 6Mpa。在含泥量高、巖石粉化的礦山可以放心使用，有效擴大了產品的使用范圍，具有較高的推廣價值；D、排水性強，抗滲性好與充填骨料膠結凝固后，水份無滲透，滯留在充填體表面，自然流走，不會破壞充填體影響整體強度；E、粉末顆粒改性效果好，大多是不規則的多棱體顆粒，在膠結固化過程，通過水化反應形成了穩固結構，提高了充填體強度。具體實施例方式實施例I :一種膠結固化材料，其特征在于，它由以下重量百分比的原料制成水渣90% ;廢石膏2% ;粉煤灰2% ;高溫礦氧化鈣4% ;礦渣增強粉2%。所述的礦渣增強粉的氯離子含量小于I. I %。該一種膠結固化材料的生產方法，其特征在于它包括以下步驟完成 (1)首先對水渣進行烘干處理，使其含水率低于3%； (2)按重量百分比稱取原料烘干后的水渣90%;廢石膏2% ;粉煤灰2% ;高溫礦氧化鈣4% ;礦渣增強粉2%。(3)原料混合，經三級研磨，加工成微粉顆粒即可獲得膠結固化材料將原料加入到Φ2.6Χ 13m開路磨機系統，磨機內共分三個倉；其中，I #倉磨機內鋼球直徑為48 55mm, 2 #倉磨機內鋼球直徑為36 40mm, 3 #磨機內采用鋼鍛研磨，鍛徑分別為10X10·mm、12X12 mm和14X14 mm三種規格。在磨機內部的I #和2 #倉之間，采用篩格為4X 12mm的篩板；2 #和3 #倉之間,采用篩格為3X8 mm的篩板；在磨尾采用篤縫5mm的篤板過濾。經過多級篩分和粉磨，得到膠結固化材料。對產成品采用80um的孔篩檢測，膠結固化材料產品的篩余物含量< 3%，粉末微粒的比表面積平均> 362。一種含有膠結固化材料的充填材料，其特征在于由骨料和膠結固化材料構成，所述的骨料全部本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種膠結固化材料，其特征在于：它由以下重量百分比的原料制成：水渣：82～90％；廢石膏：2～4％；粉煤灰：2～6％；高溫礦氧化鈣：3～8％；礦渣增強粉：1～6％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：亓俊華，
申請(專利權)人：亓俊華，
類型：發明
國別省市：