新桥硫铁矿粉煤灰充填技术研究

粉煤灰由于粒级组成合理,且具有良好活化性能组分,在矿山充填中可用来作为胶结剂替代部分水泥.新桥硫铁矿室内实验结果表明,最优充填配比为水泥粉煤灰尾砂=128.粉煤灰胶结性能主要来源于其中的火山灰材料,如活性SiO2、Al2O3等,与熟石灰的水化反应使其具有良好的胶结能力.矿山应用实践证明,粉煤灰可提高充填体长期强度,降低充填成本,因此特别适用于嗣后充填.     

粉煤灰胶凝性能的探讨

详细分析了粉煤灰的物理性质、化学性质及物理化学性质对其胶凝性能的影响，并从热力学及水化反应机理等多方面对其胶凝性能进行了较详细的探讨，得出了粉煤灰确实具有较高活性和较强水化反应能力的结论，为粉煤灰利用、特别是为粉煤灰取代部分水泥用作矿山充填胶凝剂提供了理论基础。     

赤泥胶结充填料特性研究

分析了赤泥的潜在活性特点,通过添加活性激化剂活化赤泥,可获得满足矿山充填要求的赤泥胶结剂.研究了赤泥胶结充填料的胶结机理、强度性能和工作特性.试验研究结果表明,赤泥的矿山充填特性远优于普通硅酸盐水泥,为矿山充填提供了一种高性能、低成本的胶结充填材料.     

粉煤灰全尾砂胶结充填新技术

在对粉煤灰物理力学性质和化学成分测定分析的基础上，依不同粉煤灰添加量进行了煤粉灰全尾砂胶充填强度试验，结果表明水泥：粉煤灰：尾砂为１：２：６的充填体可满足人工矿柱构筑要求，且成本比不加粉煤灰试块降低２６．４％。     

基于活性材料的全尾砂胶结充填技术

为解决尾砂地表堆积危害,全尾砂充填细泥含量多、水泥离析严重及NPA药剂絮凝成团所造成的全尾砂胶结充填采场脱水难、固结体强度偏低、水泥单耗大、充填成本较高等难题,将粉煤灰和炉渣(活性材料)应用于全尾砂胶结充填,研究了其物化性能、胶结作用机理、优化配比及全尾砂胶结充填系统。结果表明,粉煤灰、水淬炉渣胶凝活性明显,大大减少水泥离析,提高充填强度;推荐水泥:活性材料:全尾砂配比为1:2:8充填料充填,1:2:6的充填料胶面,质量浓度均为70%;充填材料胶结过程包括水化期、水硬期和强度期;设计的全尾砂胶结充填系统简便、灵活,采场充填效果理想,尾砂利用率达100%。     

粉煤灰在新桥硫铁矿井下充填中的应用

电厂工业废料粉煤灰具有潜在胶凝活性，在对粉煤灰物理力学性能和化学成分测定分析的基础上，依不同的粉煤灰添加量进行了粉煤灰细砂胶结充填强度试验，解决了应用中的关键技术与参数，即采用水泥：粉煤灰：尾砂或水泥：粉煤灰：江砂为1：2：8，90天龄期可达到2MPa以上，安全满足新桥硫铁矿人工矿桩构筑要求，降低充填材料成本达20％－30％。     

巷旁充填材料配比的优化选择

应用力学性能优良、价廉的充填材料是巷旁充填取得良好技术经济效益的关键。笔者依据二次回归正交设计原理，通过胶凝料（水泥）、骨料（煤矸石、粉煤灰）、外加剂（ＨＭＩ激化剂）多因素的正交试验，获得各因素对充填材料强度影响规律及优化配合比。经工程应用证明，采用优化配比的风力充填材料构筑巷旁支护带强度高、费用低、护巷效果好。     

赤泥、粉煤灰充填法在井下采矿中的应用

山东铝厂采用赤泥、粉煤灰和石灰浆作为充填料，另加入少 量减水剂，混合搅拌后用高浓度泵输送形成充填体，在湖田铝土矿试验成功。该矿在地表试验成功的基础上，１９９３年用于实际工业生产，取得了满意的效果。本文简要介绍充填料配比试验、地表输送试验的情况及工艺流程。 １　充填料原料及配比 １．１充填原料 （１）赤泥浆选用赤泥车间经多层洗涤去碱的赤泥浆，该浆含水约６０％，需脱水处理至５０％，作为充填体中潜在的胶凝物。 （２）粉煤灰选用热电厂的废料原状干灰，用于吸收赤泥浆中多余的水分，提高充填料中活性硅含量，增加充…     

碱激发粉煤灰基胶凝材料的水化过程及力学性能

为分析碱激发粉煤灰胶凝材料的力学性能,在实验室开展了不同碱激发条件下粉煤灰胶结充填体的抗压强度试验,系统分析了激发剂类型、激发剂掺量及粉煤灰掺量对充填体强度的影响规律。结果表明:当粉煤灰掺量为10%～20%时,粉煤灰基胶结充填体抗压强度均随着粉煤灰含量增加而不断增大,并且添加碱性激发剂能有效提高强度指标;添加了激发剂的粉煤灰基胶结充填体强度在各龄期段的增长速率明显高于未添加激发剂的充填体强度增长速率;粉煤灰基胶结充填体抗压强度随着激发剂掺量增加均表现出先增大后减小的趋势,并且在激发剂掺量为3%时达到最大值;此外,添加Na OH的充填体强度明显高于添加Na2Si O3的充填体抗压强度,并且对28 d抗压强度的改善效果优势更为突出;随着养护时间增加,水化反应生成的凝胶物质也逐渐增多,水化产物填充了孔隙结构从而促使充填体具有较好的承载性能。     

巷旁充填材料配比的优化选择

应用力学性能优良、价廉的充填材料是巷旁充填取得良好技术经济效益的关键。笔者依据二次回归正文设计原理，通过胶凝料（水泥）、骨料（煤矸石、粉煤灰）、外加剂（ＨＭＩ激化剂）多因素的正交试验，获得各因素对充填材料强度影响规律及优化配合比。经工程应用证明，采用优化配比的风力充填材料构筑巷旁支护带强度高、费用低、护巷效果好。     

钠硅渣湿法处理热力学分析

基于热力学理论对钠硅渣湿法处理过程中含硅化合物的稳定性及相互间町能存在的转化进行理论分析,主要涉及到不同饱和系数的水化石榴石的分解条件及水合硅酸钙可能稳定存在的物相和生成条件.结果表明.钠硅渣加石灰反应可以生成水化石榴石,回收其中的氧化钠.水化石榴石渣在通入CO_2气体过程中,易于分解生成氢氧化铝和水合硅酸钙.钠硅渣湿法处理工艺路线理论上可行,能够回收其中的碱和氧化铝.     

聚苯颗粒/水泥复合材料的制备及性能

以普通42.5水泥为胶凝材料,添加废旧聚苯颗粒调节水泥性能,制备聚苯颗粒/水泥复合保温材料。研究聚苯颗粒添加量对复合材料干密度、吸水率、抗折强度、抗压强度等性能的影响,采用X射线衍射仪、红外光谱仪对聚苯颗粒/水泥复合材料制品物相结构进行表征。结果表明,复合材料主要水化产物为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和水化硫铝酸钙(钙钒石)及少量碳酸钙和石膏。当聚苯颗粒添加量为0.4%时,复合材料28 d抗折强度和抗压强度分别为2.9 MPa和8.2 MPa,干密度为1210 kg/m³,吸水率为7.2%,综合性能较佳,有望作为一种外墙用轻质保温材料。     

钙(镁)离子在菱锌矿表面吸附的量子化学研究

与菱锌矿伴生的高可溶性碳酸盐类矿物方解石、白云石会导致矿浆中含有大量钙(镁)离子,从而影响菱锌矿的浮选.采用密度泛函理论对钙(镁)离子在菱锌矿(101)表面吸附进行模拟.计算结果表明,钙离子和镁离子会与清洁菱锌矿(101)表面发生较强的化学吸附,并且钙离子的吸附比镁离子更强.水化后的菱锌矿(101)表面也会与钙离子和镁...     

造纸白泥制备碳酸钙的方法研究

造纸白泥是一种以碳酸钙为主且含有熟石灰的固体废弃物。因含水率较高,脱水困难,后续处理成本增加。采用氯化铵法及碳化法对竹浆造纸白泥处理后不仅脱水容易,而且制得了较纯的碳酸钙,使其能够得到合理利用。以固液比、氯化铵用量及CO_2通气速率为因素对碳酸钙制备的条件进行了探究,并利用XRD、SEM对所制备碳酸钙进行分析。结果表明,白泥经处理后碳酸钙含量及白度均有所提高。氯化铵法的最佳条件为:固液比为0.125 g/m L,氯化铵用量为白泥质量的25.68%;碳化法最佳条件为:固液比为0.125 g/m L,CO_2通气速率为0.144 L/(h·g白泥)。相比之下,碳化法处理工艺简单,用水量少,无废水排放。     

Ettringite formation following chemical neutralization treatment of acidic coal mine drainage

This paper reports an unusual occurrence of the rate mineral ettringite, which formed as a result of acid mine drainage treatment at a surface coal mine in northern West Virginia, USA. Ettringite, a hydrated basic sulfate of calcium and aluminum [Ca₆Al₂(SO₄)₃OH₁₂ 26H₂O], forms in high pH environments under oxidizing conditions where sufficient disssolved calcium, aluminum, and sulfate are present. When viewed in relation to the overall goal of mine drainage treatment, namely to produce an effluent that is less detrimental to aquatic biota, ettringite formation documents severe overtreatment of acidic mine waters to the point of producing a highly alkaline effluent that may have adverse effects upon aquatic life.     

碱激发赤泥基可控低强度材料的制备与性能研究

以赤泥、粉煤灰以及矿粉为原材料,NaOH 为激发剂、聚羧酸减水剂为分散剂制备了可控低强度材料,研究了不同赤泥、粉煤灰配比下材料的工作性能和力学性能。当赤泥与粉煤灰的质量比为 2 ∶ 1、矿粉的掺量为 10%, NaOH 掺量为 1. 5%时,拌合物流动度最高为 236 mm,试件 28 d 的无侧限抗压强度最大为 6. 5 MPa,满足可控低强度材料的规范要求。利用 XRD、FTIR、SEM 探究了可控低强度材料的矿物组成、微观结构,结果发现赤泥、粉煤灰以及矿粉在 NaOH 作用下水化形成了 C—S—H、钙矾石(AFt)以及少量水化硫铁酸钙、C₄AF;材料的强度发展与水化产物的絮状、蜂窝状以及片状结构密切相关。研究结果为工业固废在可控低强度材料领域的规模化应用提供了新的技术途径。     

利用磷石膏开发替代水泥的早强充填胶凝材料

金川矿山周边堆放有大量的固体废弃物磷石膏,而金川矿山充填法采矿对胶凝材料有大量的需求。为了降低充填采矿成本,实现废弃物的资源化利用,保护矿山环境,以磷石膏为主要原料,进行了早强型充填胶凝材料的开发研究,并依据磷石膏基胶凝材料水化3 d的SEM图片对胶凝材料的水化机理进行了分析。结果表明,胶凝材料中生石灰、Na OH、磷石膏、芒硝的质量分数分别为4%、2%、30%和1.5%的情况下,3、7、28 d的抗压强度分别为3.46、5.57、9.56 MPa,早期强度明显超过设计要求。SEM分析表明,磷石膏基胶凝材料水化反应生成水化硅酸钙凝胶和钙矾石对充填体的强度起着决定性的作用。该磷石膏基早强型胶凝材料可替代现场的32.5#水泥。     

蒸压养护制度对某铁尾矿加气混凝土力学性能的影响

为探讨山西灵丘南岐铁矿选矿厂铁尾矿高附加值综合利用的新途径,以该铁尾矿为硅质材料,水泥和石灰为钙质材料制备了尾矿加气混凝土。研究了升温时间、恒温时间、恒温温度和降温时间等蒸压养护制度对尾矿加气混凝土力学性能的影响。结果表明:在升温时间为2 h,恒温时间为8 h,恒温温度为195℃(恒温压力为1.46MPa),降温时间为3 h情况下,获得了抗压强度为5.28 MPa,干密度为597 kg/m3的尾矿加气混凝土制品,其力学性能符合GB/T11968—2006中A3.5、B06级加气混凝土合格品的要求。XRD分析结果显示,尾矿加气混凝土制品中的主要水化产物为托贝莫来石和羟基水化硅酸钙,原尾矿中的石英、斜长石等依然存在于制成品中,以骨料的形式对尾矿加气混凝土制品的强度起着积极作用。     

粉煤灰-脱硫石膏充填材料性能及微观结构研究

为了有效处理电厂两大工业废渣粉煤灰和脱硫石膏,实现火电厂固废资源化利用。将粉煤灰和脱硫石膏与生石灰、水泥以适当比例混合,通过开展泌水率、流动度、单轴抗压试验、X射线衍射、扫描电镜等实验,综合考虑流动性能和力学性能,得到适宜煤矿充填的粉煤灰-脱硫石膏充填材料配比方案。结果表明：粉煤灰、脱硫石膏、生石灰、水泥以3:1:1:1配比时,该矿物掺和料料浆流动度可达300mm以上、泌水率为4.71%。充填体7d抗压强度大于3MPa,28d抗压强度高于4MPa;随着粉煤灰与脱硫石膏比例的增加,7d强度逐渐增大,28d强度呈现先增大后减小的规律。粉煤灰-脱硫石膏充填材料水化产物主要包括钙矾石、水化硅酸钙、水合碳酸铝钙、石膏。水化产物会填充充填体内部的孔隙结构,宏观表现为提高了充填体强度。     

某金矿氟石膏基新型膏体充填材料配比试验研究

基于目前水泥胶凝材料价格大幅上调导致膏体充填成本高昂的实际境况,为降低充填成本,以工业废弃氟石膏为主要研究对象进行相关研究。利用氟石膏代替水泥,结合废石、粉煤灰、生石灰等掺加料,并辅以一定量的添加剂,开展氟石膏基新型膏体充填材料配比试验研究。通过坍落度、扩展度等试验确定材料的最优配比,并对膏体进行单、三轴及SEM试验,分析其宏微观结构。研究结果表明：质量浓度增大0min至120min,坍落度、扩展度损失率随之增大,泌水率却逐渐减小;最优配比所制成氟石膏基膏体的单轴压缩应力—应变曲线属于弹塑性曲线,最高可达6~7MPa;单轴与三轴压缩试验后,膏体表面未出现大的破裂面,且随围压的增加,应力—应变曲线不再出现峰值应力;所制充填材料的水化物主要包括钙矾石（AFt）、水化硅酸钙凝胶（C-S-H凝胶）和二水硫酸钙（CaSO4?2H2O）。氟石膏基新型膏体充填材料的配制具有深远的影响,为实现高效安全、绿色可持续的矿山开采提供了保障。