矿山充填胶结剂 本发明涉及一种矿山充填用的胶结剂。
目前，矿山井下充填采用胶结充填法较多。所用的胶结剂一般为水泥，而水泥的成本高，约占采矿总成本的10-25％。
另一方面，我国氧化铝的生产采用烧结法和联合法生产。在氧化铝的生产过程中伴有赤泥废料的产生。随着我国氧化铝产量的不断增加，赤泥的排放量也逐年增长。目前全国排放赤泥约350万吨，累计堆放4000万吨。赤泥的排放严重污染了环境，占用大量场地，同时赤泥中含有的大量β型硅酸二钙，铝酸三钙及铁铝酸四钙等水硬性胶凝矿物没有得到利用。
国外的铝土矿性质不同，生产氧化铝的工艺不同，因而赤泥废料的性质也迥异，所以未开展此方面的研究。国内经多年的研究，在综合利用赤泥方面取得了一定的成果，例如替代生产水泥的原料，炼钢保护渣，塑料填充剂等利用途径。其中的以赤泥替代粘土作生产硅酸盐水泥的原料，是在水泥原料中掺入20-30％的赤泥。其生产工艺为湿法生产。由于赤泥中含碱较高，约为2.6％，并且在碱含量高时能与骨料发生反应，使混凝土开裂，因此，限制了赤泥的加入量。虽然现在已在赤泥的利用途径上取得了一定的成果，但目前赤泥的利用率仅为30％左右，有必要进一步对赤泥进行开发利用。
本发明的目的是提供一种利用赤泥废料制得的矿山充填胶结剂，以降低采矿成本，减少氧化铝生产废料赤泥的排放量。
本发明提供地矿山充填胶结剂的基本配方是含有赤泥和石灰，其重量比为1∶(0.15-0.25)。
在上述基本配方的基础上，可进一步添加粉煤灰，矿渣或(和)石膏组成如下配方：
1.添加粉煤灰；赤泥，石灰和粉煤灰的重量比为1∶(0.15-0.30)∶(0.3-0.8)；
2.添加矿渣；赤泥，石灰和矿渣的重量比为1∶(0.4-0.6)∶(0.5-1.5)；
3.添加石膏；赤泥，石灰和石膏的重量比为1∶(0.05-0.15)∶(0.1-0.25)；
4.添加粉煤灰和矿渣；赤泥，石灰，粉煤灰和矿渣的重量比为1∶(0.4-0.6)∶(0.3-0.8)∶(0.5-1.5)；
5.添加粉煤灰和石膏；赤泥，石灰，粉煤灰和石膏的重量比为1∶(0.02-0.10)∶(0.3-0.8)∶(0.15-0.25)；
6.添加矿渣，石膏和粉煤灰；赤泥，石灰，矿渣，石膏和粉煤灰的重量比为1∶(0.02-0.10)∶(0.5-1.5)∶(0.15-0.25)∶(0.3-0.8)。
从氧化铝生产中得到的赤泥废料经一般处理后，其中的含水率为75％-80％。因此上述配方中的赤泥重量份数是指其净重量份数。
使用本发明提供的矿山充填胶结剂的施工过程非常简单，只需将计量的各组分混合，并视施工情况加入适量的水后搅拌均匀，即可下井填充，与一般的胶结充填法相同。
本发明提供的以赤泥为主要原料的矿山充填胶结剂，其生产原料除石灰和石膏外都是废料。利用该胶结剂进行充填施工工艺简单，能耗低，成本仅为水泥的1/3-1/5，但该胶结剂性能好，强度高，保水性好。
实施例1
配方组成∶赤泥∶石灰＝1∶0.2
用普通强度压力机测定单轴抗压强度(下同)结果如下： 时间(天) 1 3 7 28 强度(MPa) 0.4 1.43 2.22 3.54
实施例2
配方组成：赤泥∶石灰∶矿渣(高炉水淬渣)＝1∶0.4∶1
强度测定结果如下： 时间(天) 1 3 7 28 强度(MPa) 2.7 5.4 8.8 9.0
实施例3
配方组成：赤泥∶石灰∶矿渣(高炉水淬渣)∶石膏∶粉煤灰＝1∶0.04∶0.66∶0.2∶0.5
强度测定结果如下： 时间(天) 1 3 7 28 182 强度(Mpa) 4.8 8.0 14 23 30
实施例4
配方组成：赤泥∶石灰∶粉煤灰＝1∶0.25∶0.4
强度测定结果如下： 时间(天) 1 3 7 28 强度(MPa) 3.37 4.43 5.42 7.86
实施例5
配方组成：赤泥∶石灰∶粉煤灰＝1∶0.25∶0.5
强度测定结果如下： 时间(天) 1 3 7 28 强度(MPa) 3.27 4.98 5.61 7.76
实施例6
配方组成：赤泥∶石灰∶粉煤灰＝1∶0.25∶0.6
强度测定结果如下： 时间(天) 1 3 7 28 强度(MPa) 3.03 3.29 4.11 6.78
实施例7
配方组成：赤泥∶石灰∶粉煤灰＝1∶0.25∶0.8
强度测定结果如下： 时间(天) 1 3 7 28 强度(MPa) 2.06 2.34 3.23 6.24
实施例8
配方组成：赤泥∶石灰∶矿渣∶粉煤灰＝1∶0.5∶1∶0.5，28天强度3.48MPa
实施例9
配方组成：赤泥∶石灰∶粉煤灰∶石膏＝1∶0.05∶0.5∶0.2，28天强度为4.2MPa。
实施例10
配方组成：赤泥∶石灰∶石膏＝1∶0.1∶0.2，28天强度为3.32MPa。