CN113956008A - 一种超细尾砂胶结充填软土固化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种超细尾砂胶结充填软土固化剂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113956008A
CN113956008A CN202111297273.3A CN202111297273A CN113956008A CN 113956008 A CN113956008 A CN 113956008A CN 202111297273 A CN202111297273 A CN 202111297273A CN 113956008 A CN113956008 A CN 113956008A
Authority
CN
China
Prior art keywords
curing agent
soft soil
soil curing
superfine
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111297273.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113956008B (zh
Inventor
侯浩波
罗腾
冯露
曾天宇
李安
张珊珊
程蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute Of Resources And Environmental Technology Wuhan University Zhaoqing
Original Assignee
Institute Of Resources And Environmental Technology Wuhan University Zhaoqing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute Of Resources And Environmental Technology Wuhan University Zhaoqing filed Critical Institute Of Resources And Environmental Technology Wuhan University Zhaoqing
Priority to CN202111297273.3A priority Critical patent/CN113956008B/zh
Publication of CN113956008A publication Critical patent/CN113956008A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113956008B publication Critical patent/CN113956008B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/12—Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C04B7/147—Metallurgical slag
    • C04B7/153—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • C04B7/21—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators with calcium sulfate containing activators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017—Aspects relating to the protection of the environment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00724—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超细尾砂胶结充填软土固化剂及其制备和应用，由41～56wt％的矿粉、10～11wt％的钢渣粉、20～35wt％的石膏粉、9～11wt％的碱性激发剂和1～3wt％的活化剂制得。本发明的软土固化剂用于超细尾砂胶结充填，可在较低灰砂比，高浆体浓度下保持较好的浆体流动性能和固结体的强度性能进行充填，所述软土固化剂的主要原料均为大宗工业固体废物，不仅可以大量消纳固体废物，实现大宗工业固废的资源化利用，还解决了超细尾砂胶结充填存在的灰砂比大、流动性差、成本高以及充填体强度低等问题。

Description

一种超细尾砂胶结充填软土固化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及工业固体废物的资源化利用方法，具体涉及一种超细尾砂胶结充填软土固化剂及其制备方法和应用。
背景技术
一般来说，矿石中有价金属的含量普遍较低，因此矿产资源的开采会产生大量尾砂。中国有丰富的矿产资源，每年的尾砂产生量和堆积量庞大。随着国民环保意识的提升，以及国家对采矿环境安全的严苛要求，减少矿区废弃物产生甚至无废弃物的采矿法是采矿技术发展的必然方向。充填采矿法具备贫化率低、矿产资源回采率高等特点，可以实现资源的充分利用。此外，该技术还可以有效的管理地压、控制围岩移动崩落等优点。因此，目前世界各地矿山普遍采用充填法开采。
矿山开采造成的环境负荷有增无减，由此引发的地陷、滑坡等地质灾害和安全事故也时有发生。选矿后的尾砂地表堆积易衍生出一系列的问题。比如细粒尾砂干燥后会随风飘扬形成飘尘，污染大气环境；尾砂中含有的重金属及其他可溶于水的化合物，极易污染地表水和地下水，危及周边的水系及土壤。另外，部分尾砂中含有的硫铁矿，在一系列化学作用下，形成酸性废水，危害着动植物以及农作物的生长，并最终危及人体健康。
随着矿山充填技术的发展，选矿尾砂作为主要的惰性材料充填于地下采空区己经成为代替地表堆存的有效方法，并在全世界范围内得到了广泛的应用。尾砂的井下充填一方面可以有效降低采空区覆岩层崩落及地表塌陷的风险，大幅提高采矿回采率从而提高资源利用率，另一方面有效缓解了尾砂因为地表堆存所带来的一系列环境风险，并消除了尾砂库溃坝所带来的人员与财产损失。
随着采矿技术的发展，为了提高有价成分的提取率，矿石采选的过程中磨矿细度将越来越细，因此产生的尾矿颗粒的细度也会越来越细，例如本发明中产生的江铜集团银山矿全尾砂是属于金矿，对于矿石的采选有较高的要求，因此磨矿细度非常细，其尾矿中位径D50最小值为8.78μm，平均值为15.61μm，属于超细尾砂，而目前常用的水泥充填仅对粗粒径尾砂有较好的固结效果，对于超细尾砂，由于粒径级配以及尾砂比表面积等特性，采用传统水泥充填对超细尾砂的固结效果较差，难以同时兼顾固结体的强度性能，充填浆体的流动性能以及充填成本，因此，为了解决江铜集团银山矿超细尾砂的井下充填问题，急需针对该超细尾砂的性质，研发特异性尾砂胶结充填软土固化剂，解决矿山采选作业中产生尾砂的处理与处置问题，实现矿山工业固废的资源化，同时也可以解决矿山采空区的安全问题，避免出现安全事故。
发明内容
针对现有胶结材料充填超细尾砂存在的不足，本发明的目的在于提供了一种专用于超细尾砂的井下采空区的胶结充填软土固化剂及其制备方法和应用，本发明的软土固化剂以工业废渣为原料，可在较低灰砂比，高浆体浓度下保持较好的浆体流动性能和固结体的强度性能进行充填，不仅实现了固体废物的综合利用，还降低了超细尾砂的处置成本，经济效益与环境效益良好。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种超细尾砂胶结充填软土固化剂，由以下质量分数的组分制得：
Figure BDA0003336949470000021
优选的，所述的矿粉为钢铁冶炼厂的高炉水淬矿渣经过破碎球磨制备而成的白色矿粉，主要矿物相有铝黄长石、假硅辉石、硅钙石和硅酸二钙等非晶体、玻璃体物质，其中CaO的含量在39-41％、SiO2的含量为27-29％，Al2O3的含量为14-16％，其碱性系数为1.08，质量系数为2.12。矿粉中的活性物质SiO2、Al2O3在水泥、钢渣粉和活化剂提供的碱性环境条件下发生火山灰反应，生成水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙凝胶，增加了固结体的抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度。
优选的，所述的钢渣粉是用转炉钢渣细磨加工处理后，制成平均粒度小于10μm的粉料，含有硅酸盐矿物和铝酸盐及铁铝酸盐矿物等矿相，其中硅酸盐矿物的质量百分比大于45％。钢渣粉中的矿物具有水化反应的能力，生成水化硅酸钙凝胶和Ca(OH)2。其中钢渣粉水化产物Ca(OH)2可为矿粉的火山灰反应提供碱性环境，加快其反应进程，同时火山灰反应消耗的Ca(OH)2又可进一步促进钢渣粉的水化反应。
优选的，所述的石膏粉为工业石膏破碎球磨制备而得，其主要矿物成分为二水石膏，二水石膏的含量占90～95wt％。二水石膏可以作为火山灰反应的活性激发剂，使活性物质SiO2和Al2O3同时受到碱性激发剂和SO4 2-的协同激发，不仅生成水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙凝胶，还可以生成水化硫铝酸钙类矿物物质，进一步提高了固结体的强度。
优选的，所述的碱性激发剂为市售海螺牌425级水泥搭配Na2CO3、NaOH、Na2SO4、KAl(SO4)2·6H2O、K2NO2、NaF、K2CO3的一种或多种复合的混合材料，其中水泥的主要矿物成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸四钙等，主要成分在水化体系中遇水产生大量OH-，使体系处于碱性环境，促进矿粉、钢渣粉、石膏粉中的活性组分溶解并参与火山灰反应。
优选的，所述的活化剂为三乙醇胺、亚硫酸盐纸浆废液、木质磺酸钠、木质磺酸钙中的一种或多种复合，用于改善颗粒得表面活性，防止活性粒子团聚降低活化能。
本发明软土固化剂中的碱性激发剂溶于水中会形成OH-，可以促进矿粉、钢渣粉溶解与结构解体，而矿粉、钢渣粉水化也会产生Ca(OH)2，可进一步提高体系的碱度，使超细尾砂中的硅酸盐矿物相溶解，发生火山灰水化反应，生成水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙凝胶，又促进了矿粉、钢渣粉的水化反应。此外，石膏粉中的硫酸盐也可以激发水化胶凝体系的火山灰反应，进一步加速体系的火山灰反应，水化产物水化铝酸钙凝胶又与硫酸盐继续反应生成水化硫铝酸钙类矿物物质。本发明基于上述各组分的协同作用，制备出了一种可使超细尾砂参与水花反应产生稳定水花产物的软土固化剂。提高了固结体的强度，并且可以一定程度上实现超细尾砂中重金属的固化稳定化。
本发明还提供了上述超细尾砂胶结充填软土固化剂的制备方法，按照设定配比，将矿粉、钢渣粉、石膏粉、碱性激发剂、活化剂，依次加入球磨机中，混合球磨制得软土固化剂。
本发明还提供了上述超细尾砂胶结充填软土固化剂的应用，将超细尾砂与软土固化剂及水搅拌均匀后，固结成型，养护即可。
优选的，超细尾砂(干基)与软土固化剂及水按照：灰砂比为1:6～1:13，浆体质量百分比浓度为58～65％进行配料。
本发明的有益效果是：
本发明的软土固化剂的原材料主要为矿粉、钢渣粉、石膏粉等大宗工业固废，占比高达80％，是一种新型环保材料，不仅能够起到良好的固化效果，同时还能实现大宗工业固废的材料化利用，有利于矿山工业建立绿色矿山企业，早日实现碳达峰、碳中和。
同时，本材料是在深入分析了江铜集团银山矿超细尾砂的特性后经过多次实验探究，筛选出来最适合现场超细尾砂充填工程施工的软土固化剂配比，对于井下采空区不同的工艺强度要求，本材料建立了灵活的软土固化剂充填超细尾砂浆体流动性能，固结体强度性能调控机制。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
本发明中的超细尾砂为江铜集团银山矿经过采矿、选矿产生的超细尾砂，经过深锥浓密机絮凝沉淀后，其尾矿中位径D50最小值为8.78μm，平均值为15.61μm，属于超细尾砂(D50<20μm)。
实施例1
一种江铜集团银山矿超细尾砂胶结充填软土固化剂的制备及应用方法，所述的方法包括以下步骤：
(1)按照质量百分比称取一定量的下列原料：矿粉56％，钢渣粉10％，碎石膏20％，碱性激发剂(海螺牌425级水泥：Na2CO3：K2CO3＝9：0.8：0.2)11％，活化剂(三乙醇胺：木质磺酸钠：木质磺酸钙＝3：3：4)3％，将碎石膏采用室内水泥小磨破碎球磨50分钟制成石膏粉，再将其他原材料加入球磨机中，混合球磨15分钟，得到软土固化剂；
(2)取尾砂原料测定含水量，按照灰砂比(固化剂与尾砂干物质的质量比)1：6，浆体浓度65％的配比称量软土固化剂，原始尾砂以及自来水，将称量好的尾砂、软土固化剂加入搅拌机中快速搅拌，边搅拌边加入称量好的自来水，保证浆体搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的充填浆体取少量测定浆体扩展度评价其流动性能，将剩余浆体浇筑到三条7.07*7.07*7.07试模，捣实均匀，将试模放入养护箱内养护48小时后脱膜，继续养护至指定龄期测试固结试块的抗压强度。
(4)经过养护测试，浆体的扩展度为170mm，养护7天抗压强度为1.85MPa，养护28天抗压强度为3.9Mpa，满足江铜集团银山矿采场充填要求一步胶结充填体抗压强度R28≥2.0Mpa，充填浆体扩展度(流动性≥150mm)的充填要求。
实施例2
一种江铜集团银山矿超细尾砂胶结充填软土固化剂的制备及应用方法，所述的方法包括以下步骤：
(1)按照质量百分比称取一定量的下列原料：矿粉56％，钢渣粉10％，碎石膏20％，碱性激发剂(海螺牌425级水泥：Na2CO3：K2CO3＝9：0.8：0.2)11％，活化剂(三乙醇胺：木质磺酸钠：木质磺酸钙＝3：3：4)3％，将碎石膏采用室内水泥小磨破碎球磨50分钟制成石膏粉，再将其他原材料加入球磨机中，混合球磨15分钟，得到软土固化剂；
(2)取尾砂原料测定含水量，按照灰砂比(固化剂与尾砂干物质的质量比)1：13，浆体浓度65％的配比称量软土固化剂，原始尾砂以及自来水，将称量好的尾砂、软土固化剂加入搅拌机中快速搅拌，边搅拌边加入称量好的自来水，保证浆体搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的充填浆体取少量测定浆体扩展度评价其流动性能，将剩余浆体浇筑到三条7.07*7.07*7.07试模，捣实均匀，将试模放入养护箱内养护48小时后脱膜，继续养护至指定龄期测试固结试块的抗压强度。
(4)经过养护测试，浆体的扩展度为157.5mm，养护7天抗压强度为0.7MPa，养护28天抗压强度为1.95Mpa，满足江铜集团银山矿采场二步(嗣后充填)胶结充填体抗压强度R28≥0.5Mpa，充填浆体扩展度(流动性≥150mm)的充填要求。
实施例3
(1)按照质量百分比称取一定量的下列原料：矿粉41％，钢渣粉11％，碎石膏35％，碱性激发剂(海螺牌425级水泥：Na2CO3：K2CO3＝9：0.8：0.2)11％，活化剂(三乙醇胺：木质磺酸钠：木质磺酸钙＝3：3：4)2％，将碎石膏采用室内水泥小磨破碎球磨50分钟制成石膏粉，再将其他原材料加入球磨机中，混合球磨15分钟，得到软土固化剂；
(2)取尾砂原料测定含水量，按照灰砂比(固化剂与尾砂干物质的质量比)1：6，浆体浓度65％的配比称量软土固化剂，原始尾砂以及自来水，将称量好的尾砂、软土固化剂加入搅拌机中快速搅拌，边搅拌边加入称量好的自来水，保证浆体搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的充填浆体取少量测定浆体扩展度评价其流动性能，将剩余浆体浇筑到三条7.07*7.07*7.07试模，捣实均匀，将试模放入养护箱内养护48小时后脱膜，继续养护至指定龄期测试固结试块的抗压强度。
(4)经过养护测试，浆体的扩展度为190mm，养护7天抗压强度为1.55MPa，养护28天抗压强度为3.25Mpa，满足江铜集团银山矿采场充填要求一步胶结充填体抗压强度R28≥2.0Mpa，充填浆体扩展度(流动性≥150mm)的充填要求。
实施例4
(1)按照质量百分比称取一定量的下列原料：矿粉56％，钢渣粉10％，碎石膏20％，碱性激发剂(海螺牌425级水泥：Na2CO3：K2CO3＝9：0.8：0.2)11％，活化剂(三乙醇胺：木质磺酸钠：木质磺酸钙＝3：3：4)3％，将碎石膏采用室内水泥小磨破碎球磨50分钟制成石膏粉，再将其他原材料加入球磨机中，混合球磨15分钟，得到软土固化剂；
(2)取尾砂原料测定含水量，按照灰砂比(固化剂与尾砂干物质的质量比)1：8，浆体浓度63％的配比称量软土固化剂，原始尾砂以及自来水，将称量好的尾砂、软土固化剂加入搅拌机中快速搅拌，边搅拌边加入称量好的自来水，保证浆体搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的充填浆体取少量测定浆体扩展度评价其流动性能，将剩余浆体浇筑到三条7.07*7.07*7.07试模，捣实均匀，将试模放入养护箱内养护48小时后脱膜，继续养护至指定龄期测试固结试块的抗压强度。
(4)经过养护测试，浆体的扩展度为250mm，养护7天抗压强度为1.4MPa，养护28天抗压强度为1.5Mpa，满足江铜集团银山矿采场二步(嗣后充填)胶结充填体抗压强度R28≥0.5Mpa，充填浆体扩展度(流动性≥150mm)的充填要求。
对比例1
同实施例4，区别仅在于将软土固化剂替换为325水泥。
固结体试块7天抗压强度为0.3MPa，28天抗压强度为0.7MPa，扩展度为174mm，各项参数均低于实施例4，说明软土固化剂比325水泥对超细尾砂有更好的充填固化效果，且软土固化剂形成的充填浆体具有更好的流动性能。
对比例2
同实施例4，区别仅在于将钢渣粉替换为石灰石粉。
固结体试块7天抗压强度为1.0MPa，28天抗压强度为1.5MPa，扩展度为184mm，同实施例4相比，7天强度有所减小，扩展度降幅较大，说明石灰石作为原料对浆体的流动性能有一定程度削弱。
对比例3
同实施例3，区别仅在于将活性剂(三乙醇胺：木质磺酸钠：木质磺酸钙＝3：3：4)替换为活性剂(三乙醇胺：醋酸钠＝6：4)，结果：固结体试块养护7天抗压强度为1.5MPa，养护28天抗压强度为1.6MPa，扩展度为192.5mm，28天强度与实施例3中差距较大，仅为实施例3的二分之一，表明对比例3的软土固化剂配比材料后期性能不佳。
对比例4
同实施例3，区别仅在于将矿粉替换为高钙粉煤灰。
固结体试块养护7天抗压强度低于检出限，养护28天抗压强度为0.5MPa，扩展度为155mm，与实施例3相比强度性能大幅降低，说明对比例4的软土固化剂原料配比下，材料的水化反应活性较差，形成料浆流动性能也较差。

Claims (9)

1.一种超细尾砂胶结充填软土固化剂，其特征在于：由以下质量分数的组分制得：
Figure FDA0003336949460000011
各个组分的质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的超细尾砂胶结充填软土固化剂，其特征在于：所述的矿粉为钢铁冶炼厂的高炉水淬矿渣经过破碎球磨制备而成的白色矿粉，主要矿物相有铝黄长石、假硅辉石、硅钙石和硅酸二钙。
3.根据权利要求1所述的超细尾砂胶结充填软土固化剂，其特征在于：所述的钢渣粉是用转炉钢渣细磨加工处理后，制成平均粒度小于10μm的粉料，主要含有硅酸盐矿物和铝酸盐及铁铝酸盐矿物，其中硅酸盐矿物的质量百分比大于45％。
4.根据权利要求1所述的超细尾砂胶结充填软土固化剂，其特征在于：所述的石膏粉为工业石膏破碎球磨制成，其主要矿物成分为二水石膏，二水石膏的含量占90～95wt％。
5.根据权利要求1所述的超细尾砂胶结充填软土固化剂，其特征在于：所述的碱性激发剂为市售海螺牌425级水泥搭配Na2CO3、NaOH、Na2SO4、KAl(SO4)2·6H2O、K2NO2、NaF、K2CO3的一种或多种复合的混合材料。
6.根据权利要求1所述的一种超细尾砂胶结充填软土固化剂，其特征在于：所述活化剂为三乙醇胺、亚硫酸盐纸浆废液、木质磺酸钠、木质磺酸钙的一种或多种复合。
7.权利要求1-6任一项所述的超细尾砂胶结充填软土固化剂的制备方法，其特征在于：按照设定配比，将矿粉、钢渣粉、石膏粉、碱性激发剂、活化剂，依次加入球磨机中，混合球磨制得软土固化剂。
8.权利要求1-6任一项所述的超细尾砂胶结充填软土固化剂的应用，其特征在于：将超细尾砂与软土固化剂及水搅拌均匀后，固结成型，养护即可。
9.根据权利要求8所述的超细尾砂胶结充填软土固化剂的应用，其特征在于：超细尾砂与软土固化剂及水按照：灰砂比为1:6～1:13，浆体质量百分比浓度为58～65％进行配料。
CN202111297273.3A 2021-11-04 2021-11-04 一种超细尾砂胶结充填软土固化剂及其制备方法和应用 Active CN113956008B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111297273.3A CN113956008B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种超细尾砂胶结充填软土固化剂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111297273.3A CN113956008B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种超细尾砂胶结充填软土固化剂及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113956008A true CN113956008A (zh) 2022-01-21
CN113956008B CN113956008B (zh) 2023-01-13

Family

ID=79469034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111297273.3A Active CN113956008B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种超细尾砂胶结充填软土固化剂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113956008B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114195472A (zh) * 2021-12-15 2022-03-18 武汉大学(肇庆)资源与环境技术研究院 一种兼具高流动性和高固化强度的超细尾砂胶结充填浆体的制备方法
CN114538875A (zh) * 2022-03-16 2022-05-27 北京科技大学 一种用于黄土固化的复合胶凝材料及其制备方法和应用
CN115108792A (zh) * 2022-06-16 2022-09-27 北京安科兴业科技股份有限公司 一种固碳软土固化剂及其制备方法和应用
CN117263538A (zh) * 2023-11-10 2023-12-22 佛山市交通科技有限公司 全固废绿色高性能土壤胶结料及其制备方法、使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102633448A (zh) * 2012-05-11 2012-08-15 武汉大学 一种尾矿充填用的氟石膏基胶凝材料及其制备方法
CN110330243A (zh) * 2019-07-15 2019-10-15 北京华晟创元环境科技有限公司 一种无熟料尾矿充填新型胶凝材料
AU2020104368A4 (en) * 2020-12-29 2021-03-18 University Of Science And Technology Beijing Cement Filling Material for Co-solidifying Antimony and Preparation Method Thereof
CN113153419A (zh) * 2021-04-27 2021-07-23 北京科技大学 精炼渣协同高泥尾砂固化处置与全固废充填采矿法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102633448A (zh) * 2012-05-11 2012-08-15 武汉大学 一种尾矿充填用的氟石膏基胶凝材料及其制备方法
CN110330243A (zh) * 2019-07-15 2019-10-15 北京华晟创元环境科技有限公司 一种无熟料尾矿充填新型胶凝材料
AU2020104368A4 (en) * 2020-12-29 2021-03-18 University Of Science And Technology Beijing Cement Filling Material for Co-solidifying Antimony and Preparation Method Thereof
CN113153419A (zh) * 2021-04-27 2021-07-23 北京科技大学 精炼渣协同高泥尾砂固化处置与全固废充填采矿法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李立涛等: "工业固废开发充填胶凝材料概述与应用展望", 《矿业研究与开发》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114195472A (zh) * 2021-12-15 2022-03-18 武汉大学(肇庆)资源与环境技术研究院 一种兼具高流动性和高固化强度的超细尾砂胶结充填浆体的制备方法
CN114538875A (zh) * 2022-03-16 2022-05-27 北京科技大学 一种用于黄土固化的复合胶凝材料及其制备方法和应用
CN114538875B (zh) * 2022-03-16 2022-12-20 北京科技大学 一种用于黄土固化的复合胶凝材料及其制备方法和应用
CN115108792A (zh) * 2022-06-16 2022-09-27 北京安科兴业科技股份有限公司 一种固碳软土固化剂及其制备方法和应用
CN117263538A (zh) * 2023-11-10 2023-12-22 佛山市交通科技有限公司 全固废绿色高性能土壤胶结料及其制备方法、使用方法
CN117263538B (zh) * 2023-11-10 2024-07-26 佛山市交通科技有限公司 全固废绿色高性能土壤胶结料及其制备方法、使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113956008B (zh) 2023-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113956008B (zh) 一种超细尾砂胶结充填软土固化剂及其制备方法和应用
CN110451903B (zh) 一种复合胶结材料及高硫超细铅锌矿尾砂胶结的方法
CN102887693B (zh) 矿用充填固结粉及其用途
CN110104998B (zh) 一种微细粒高硅尾矿注浆材料
CN111187045B (zh) 一种利用钢渣砂和选矿废弃物制备的矿山井下充填砂浆
CN103193429A (zh) 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
CN105565735A (zh) 含硫尾砂固化剂和含硫尾砂胶结充填料及矿山采空区的胶结充填方法
CN105272091A (zh) 地聚合物复合注浆材料及其制备和使用方法
CN102924005A (zh) 一种具有微膨胀效应的矿山充填用胶凝材料
CN101486533A (zh) 矿业充填用早强胶固粉
US20130098272A1 (en) Method and compositions for pozzolanic binders derived from non-ferrous smelter slags
CN105601206A (zh) 一种铁矿废石自密实混凝土
CN102887677B (zh) 利用镍渣提铁后二次水淬渣生产自流胶结充填料的方法
CN105776911A (zh) 超细粒尾矿充填、干堆用的胶凝材料
CN112341117A (zh) 一种适合超细尾砂的固化剂及其制备和使用方法
CN105731948B (zh) 一种微细粒尾矿胶结充填用胶结剂
CN115417610A (zh) 一种有色金属矿山全尾矿渣充填用固化剂及其应用
CN110482966B (zh) 复合胶结充填材料及其制备方法和应用
CN104496356B (zh) 一种用钢渣粉和矿渣粉制备的路沿石混凝土
CN108947287A (zh) 含赤泥的控制性低强度回填胶结材料及其制作方法
CN113149551B (zh) 一种超细含硫尾砂混凝土
CN111233382A (zh) 一种利用选矿尾砂的充填材料及其充填工艺
CN113121132A (zh) 一种碱激发尾矿基复合胶凝材料及其制备方法
CN114195472B (zh) 一种兼具高流动性和高固化强度的超细尾砂胶结充填浆体的制备方法
CN111499236A (zh) 一种大掺量粉煤灰与化学石膏制备硅酸盐水泥的生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant