利用钒钛渣开发矿山充填胶凝材料试验研究

针对承德钢铁公司的钒钛水淬渣,开展了开发矿山充填胶凝材料的试验研究,根据现场取样的化学成分、质量和特性评定,开展了酸性和碱性2类激发剂的配比试验研究。结果表明:酸性激发剂的28 d抗压强度均未超过1.0MPa,碱性激发剂的效果更差;进一步的优化激发试验后,28d抗压强度达到了3 MPa左右,能够满足充填体强度要求,但增加了充填成本。     

矿山充填技术与胶凝材料的选用

结合胶结充填技术发展,论证了充填技术与胶凝材料的紧密关系,介绍了国内矿山充填应用的主要胶凝材料,适应的充填技术和各自的优缺点。最后结合实际,提出了充填技术与胶凝材料选择应注意的一些问题,为用户论证和选择充填技术提供参考。     

矿山充填胶凝材料评述

本文对矿山充填胶凝材料即硅酸盐水泥，高铝水泥及天然或人工火山灰物料的使用进行了评述，指出针对矿山充填的工程特点，为了降低充填成本，提高充填质量，用火山灰质材料代替水泥是今后重要的发展方向。     

无熟料污泥灰基胶凝材料研制

用少量碱性化合物和铝酸化合物作为复合激发剂激发污泥灰的活性,按一定比例再加入脱硫石膏、矿渣及粉煤灰混合,制成一种新型的无熟料胶凝材料。结果显示,所研制胶凝材料的各种基本性能符合32.5复合水泥的指数指标。首先通过试配选定各组分的掺量范围,然后采用正交试验设计,分析各组分掺量改变对强度的影响,并选定初步配比,最后基于胶凝材料的物理和力学性能,选择最优配比,并深入探讨了所制胶凝材料的其他性能。     

矿山新型充填胶凝材料概述与发展趋势

为了降低胶结充填成本,提高胶结剂对矿山充填特点的适应性,需要研究低成本、高性能的矿山专用充填胶凝材料。介绍了碱激发胶凝材料、高水材料、胶固粉和CH半水磷石膏胶凝材料。举例分析4种新型胶凝材料的特点可知,碱激发胶凝材料极大地降低了胶结剂成本,提高了固废利用率,高水材料和胶固粉明显提高了胶结剂的充填适应性,而CH半水磷石膏胶凝材料则兼顾了前后两者优点,是一种前景广阔的新型充填胶结剂。综合对比不同充填胶凝材料发展现状得出,更加重视充填体早期强度、探索更多固废资源化的可能、充分考虑矿山充填特点和胶凝材料与充填技术协同发展将是矿山胶凝材料今后发展的主要趋势。     

矿山充填胶凝材料的研究现状及发展趋势

本文简要介绍了矿山充填材料的作用及要求 ,分析了矿山充填胶凝材料的研究现状及存在的问题 ,预测了矿山充填胶凝材料的发展趋势。     

矿渣胶凝材料激发剂配比的试验研究

胶结材料是矿山尾矿胶结充填工艺中料浆配制设计的核心,它既是决定充填体强度的关键指标,又是影响工艺成本的最重要因素。针对传统尾矿胶凝材料存在用量大、成本高及性能差等问题,探讨以高炉水淬渣及其激发剂为原料,开发低成本、性能优良的新型胶结材料。     

低廉充填胶凝材料配合比试验

通过正交组合试验，开发了以炉渣、黄土、石灰为主要原料的低廉充填胶凝材料，不仅能实现无水泥或少量水泥胶结充填，而且能大幅度降低胶充成本。     

碱激发剂掺量对充填复合胶凝材料强度影响的试验研究

本文针对性地探讨了碱激发剂掺量对尾矿-冶炼渣充填复合胶凝材料强度的影响。在强度试验的基础上,通过扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱等一系列测试手段分析了在不同碱激发剂掺量下的材料结构和元素化学结合能变化,从微观上阐释了材料强度变化的原因。研究结果表明：添加碱激发剂有利于提高复合胶凝材料强度,碱激发剂的最佳掺量为3%。     

矿用充填胶凝材料与尾砂适应性试验研究

本文分别从胶凝材料基本性能、充填体强度及影响因素、充填料浆流动性等方面对新型矿用胶凝材料进行了相应的试验研究;通过试验结果来看,新型矿用胶凝材料能够较好地适应于矿山尾矿胶结充填,其各项指标均优于矿山原先所用的水泥,从而为矿用充填胶凝材料性能评价以及工业应用提供基础的数据支撑。     

矿渣尾矿制备矿山充填胶结材料工艺条件的研究

本试验主要以矿渣和尾矿为原料,氢氧化钠为激发剂,工业液体硅酸钠作结构模板剂制备了矿山充填胶结材料。通过试验得出了胶结材料的最佳物料配比:当矿渣与尾矿掺入量为1.25、NaOH用量为50%、水玻璃用量为50%、水灰比0.22、常温条件下养护7d,最终可以制得抗压强度为52.3MPa的矿山充填胶结材料。     

塔山矿充填开采的粉煤灰活性激发实验研究

粉煤灰火山灰性能的研究主要是研究如何激发其潜在活性。为避免实验中钙离子的影响,实验选取NaOH、NaCl、Na 2 SO 4为激发剂,采用石灰吸收法研究了NaOH、NaCl、Na 2SO 4对塔山矿充填开采所用粉煤灰的激发效果。结果表明：碱性激发剂、氯盐激发剂和硫酸盐激发剂对粉煤灰的火山灰反应活性都有一定的促进作用;碱性激发剂和硫酸盐激发剂的效果明显,氯盐激发剂相对较弱。在充填材料生产中,粉煤灰激发建议选用生石灰和石膏复合激发剂,CaCl 2作为早强剂。     

粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响

为探讨粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响,试验采用坍落度试验和流变试验综合评价膏体流变性,通过干缩变形研究其长期稳定性及对接顶性能的影响,研究了水泥、煤矸石用量及膏体浓度不变的情况下粉煤灰掺量64.2%~69.8%,膏体流变性、泌水率、抗压强度和干缩率的变化情况。结果表明:1随粉煤灰掺量的增加,膏体流变性减弱,黏聚性增强,泌水率减小。2随粉煤灰掺量的增大,不同龄期膏体抗压强度变化不同,3 d强度变化不大,在0.5 MPa左右;7 d强度呈先增后降的趋势,在66.7%掺量时最大达到2.5 MPa;14 d强度于67.8%掺量前在4 MPa上下变化,在68.9%掺量时达到6.9 MPa;28 d强度发展缓慢,与14 d变化趋势相似。7~14 d水化作用显著,强度增长量能达到28 d强度的40%~60%。3膏体的干缩量随粉煤灰用量增加而减小,与龄期近似满足对数关系。且膏体干缩量曲线160 d开始趋于平稳,干缩率不超过0.2%。     

阿舍勒铜矿胶结充填材料试验研究

为验证部分掘进废石用于充填的适用性,通过广泛的配比试验,展开废石替代部分戈壁集料作为充填骨料的相关研究,从技术经济方面论述废石的适用性,实验数据与对比分析结果表明,添加废石后充填体强度不及粗骨料完全采用戈壁集料的强度,添加的废石有一定泥化、开裂和软化现象,对充填体强度产生了负面影响,因此不宜采用废石作为充填骨料。     

基于金川棒磨砂充填料开发新型充填胶凝材料的试验研究

通过分析金川镍矿工业生产中排放的固体废弃物的物化特性,采取正交试验和极差分析,研究采用生石灰和脱硫灰渣复合激发矿渣微粉开发的新型充填胶凝材料的力学特性与变化规律。针对金川矿山下向分层胶结充填法采矿对3d早期强度的要求,开展采用芒硝和NaOH为复合早强激发剂的试验研究。研究结果显示,采用金川矿山的棒磨砂充填骨料,在料浆质量浓度为78%和胶砂比1︰4的试验条件下,生石灰、脱硫灰渣可激发矿渣微粉的活性,最优配比为生石灰5%、脱硫灰渣17.5%、芒硝3%、NaOH 0.5%,矿渣微粉74%,其3d、7d、28d抗压强度均不低于同等条件下的水泥胶凝材料充填体强度,并给出了不同添加剂对充填体强度的影响。     

高官营铁矿全尾砂充填胶凝材料优化配比试验研究

高官营铁矿是一座典型的复杂难采矿床,采矿成本面临居高不下的难题。在高官营铁矿实现全尾砂充填法采矿,能有效降低采矿成本。根据高官营铁矿实际工程背景,首先采用筛分法和激光扫描法,测定了高官营铁矿全尾砂粒径分布。结果显示,高官营全尾砂属级配不良尾砂充填料,整体粒度较细。针对高官营铁矿粒度较细和级配不良的全尾砂,借助前期全尾砂浆胶凝材料配方的工程经验,进行了高官营铁矿全尾砂的新型充填胶凝材料配比正交试验。通过对试验数据的极差分析,获得了细颗粒全尾砂的胶凝材料激发剂最优配方为生石灰3.5%、半水石膏16%、芒硝0.5%。最后又进行了增强剂试验,得出了最优增强剂添加量为2%。     

煤矸石质硅铝基胶凝材料的试验研究

为提高煤矸石的综合利用率，以500 ℃煅烧的煤矸石为主体原料，附以改性硅酸钠溶液为成岩剂，研制煤矸石质硅铝基胶凝材料.利用煤矸石与矿渣、粉煤灰之间的协同效应在常规条件下制备出强度持续增长（62.10 MPa，3 d； 93.15 MPa，90 d）、施工性能良好的胶凝材料.通过X射线衍射、IR和MAS NMR对全煤矸石硅铝基胶凝材料进行研究，煤矸石质硅铝基胶凝材料在水化前后Si，Al价键和配位发生了改变，表征有水化产物生成，进一步验证水化产物有水白云母、C-S-H凝胶和类沸石无定性铝硅酸盐凝胶.根据煤矸石硅铝基胶凝材料的特征提出了原位键合的水化机理.     

粉煤灰替代矿渣微粉作为胶凝材料的早期强度激发研究

粉煤灰是热电厂排放的火山灰粉体废弃物,具有潜在活性,通常用于水泥掺合料。但掺加粉煤灰的胶凝材料会降低早期强度,导致粉煤灰掺加量受到很大限制。针对金川矿山充填采用棒磨砂充填料和水泥胶凝材料,开展了粉煤灰和矿渣微粉等复合胶凝材料早期强度激发剂试验。试验设计料浆浓度为78%,胶砂比为1∶4。首先,采用生石灰、脱硫灰渣、芒硝、亚硫酸钠等复合激发剂的正交设计,进行粉煤灰和矿渣微粉早期激发作用的材料配比试验;然后,采用DPS数据处理软件,建立充填体强度与激发剂材料掺量的回归方程,并通过优化决策确定激发剂最优配比。结果显示,由质量分数分别为5%的生石灰、17.5%的脱硫灰渣、3%的芒硝、1.5%的亚硫酸钠构成的复合激发剂,胶结充填体3d强度达到2.19 MPa,大于金川矿山设计的1.5 MPa强度要求。当采用20%的粉煤灰替代矿渣微粉时,胶结充填体3d强度达到1.504 MPa,也满足金川矿山对充填体强度的要求,且28d沉缩率仅为8.68%。由此可见,充分利用粉煤灰和矿渣微粉开发充填胶凝材料,不仅可以降低充填成本,提高采矿经济效益,而且还能够保护环境,实现绿色开采。