脱硫石膏粉煤灰胶结全尾砂充填的试验研究

针对矿山胶结充填成本高、强度低等情况 ,本文以脱硫石膏作为粉煤灰的激发剂 ,试验研究了一种新型充填胶结料 ,它具有成本低、后期强度高等优点。     

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。     

磷石膏-水泥基复合充填材料的综合性能和细观水化机理

为提高矿山充填膏体的性能与环保效益,采用磷石膏-水泥复合胶凝剂制备了胶结充填膏体,分析了坍落度、干燥收缩率、渗透系数与强度等指标受胶凝剂配比和骨料性质的影响规律,并对充填膏体的细观水化机理进行了分析.结果表明:磷石膏水泥胶凝剂对充填膏体流动性、收缩性和强度均有改良效果;磷石膏掺量是影响膏体性能的重要因素,当磷石膏掺量为20％时,充填膏体抗压、抗折强度最高,渗透率和收缩率最低,耐久性最好;一定比例的含钢渣粗骨料可以增加磷石膏水泥基充填膏体的强度;磷石膏具有较好的化学活性,在反应过程中促进了絮凝状胶凝产物的形成,在细观上提高了膏体密实度,增强了矿山充填膏体的综合性能.利用磷石膏水泥基充填膏体实施自流充填采矿工艺,不仅有利于节约开采成本,还实现了磷石膏的资源化利用,在绿色矿山建设中具有广阔的应用前景.     

磷石膏和粉煤灰胶结充填料的性能试验研究

虽然磷石膏不是理想的充填骨料,但利用具有活化剂作用的粉煤灰等工业废料,作为水泥的代用品,在磷石膏、粉煤灰胶结充填过程中取代一部分水泥用量,可改善浆体的胶凝特性,延长管道使用寿命,对降低充填成本,减少环境污染,推动废弃物的资源化利用具有重要意义,是充填工艺技术发展的一个重要方向。其试验结果显示,用磷石膏和粉煤灰制作胶结充填料是完全满足现场工艺的要求。     

粉煤灰水泥注浆材料的微观结构研究

利用环境扫描电镜ESEM、XRD衍射与MIP孔结构分析技术,对粉煤灰水泥注浆材料的微观结构形成趋势及特征进行了分析。结果表明:粉煤灰-水泥注浆材料体系的早期结构形成主要是水泥水化的结果;随水固比的降低,粉煤灰水泥注浆材料体系中CH的生成量呈增加的趋势;随着水固比的降低,注浆材料中的孔呈现出大孔减少、小孔增加且最可几孔径降低等孔结构细化的趋势。     

脱硫石膏胶结尾砂充填的研究

利用脱硫石膏的胶凝性能，将之与火电厂废弃物按一定比例混合后，能产生与水泥水化产物相似的成分。在保证充填体抗压强度的情况下，脱硫石膏能取代10％－12％的水泥以膝结尾砂充填，从而降低充填成本。并对脱硫石膏胶结尾砂的作用机理进行了探讨。     

矿渣-粉煤灰注浆材料的性能与微观结构研究及优化

为研究矿渣-粉煤灰注浆材料的宏观性能与微观结构,利用正交试验和极差分析方法对矿渣-粉煤灰注浆材料进行了测试,研究了水玻璃模数、碱固比、水灰比、矿渣粉煤灰比等因素对浆液流动度、表现黏度、析水率、凝胶时间、28 d抗压强度等物理和力学性能的影响规律。通过扫描电子显微镜(SEM)分析了注浆材料微观结构和宏观性能之间的联系。结果表明：水灰比对浆液的物理力学性能有明显的影响,水灰比与浆液流动度、凝胶时间、析水率呈正相关,与表现黏度、抗压强度呈负相关;水玻璃模数主要影响凝胶时间,二者呈正相关;碱固比主要影响析水率,二者呈负相关;矿渣与粉煤灰的比值对流动度和强度有较大的影响,随着比值的提高,浆液流动度和强度升高。利用矩阵分析法得到了料浆配比的优选方案：矿渣∶粉煤灰为7∶3、水玻璃模数2.0、碱固比4%、水灰比0.9。矿渣-粉煤灰注浆材料充分利用工业废渣,现场工程应用效果良好,研究结果为该材料的工程应用提供了参考。     

低成本充填胶凝材料的开发研究

烟气脱硫石膏以CaSO4·2H2 O为主要基料 ,加入粉煤灰后 ,能产生与水泥水化产物相似的成分 ;加上烟气脱硫时过量的CaO使之强度增长缓慢 ,从而具有很高的后期强度 ,这正好满足尾砂胶结充填的要求。此外 ,由于材料来源广 ,都是工业废渣 ,具有很大的社会效益、环境效益和良好的开发应用前景     

不同水化环境的水泥基固废充填材料性能研究

为研究不同水化环境对水泥基固废充填材料力学性能和微观结构的影响机制,设计了标准恒温恒湿养护(C1)、套 袋恒温恒湿养护(C2)、自然空气养护(C3)、水中养护(C4)、30 ℃养护(C5)、40 ℃养护(C6)等6种水化环境,探究了不同水化环境下试块的破坏形态,采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)分析了充填材料水化产物的作用机理.结果表明:养护温度是影响充填体早期抗压强度快速提升的关键因素,能够加快硅铝酸盐原料的溶解重构缩聚反应,增加水化产物钙矾石和C-S-H 凝胶的产出量,产物快速生长,相互交织填充于骨料孔隙之间,形成致密的三维结构,在C6水化环境,充填体3 d和7 d抗压强度分别达到最大值2.08 MPa和3.07 MPa.但过高的温度导致水化产物分布不均匀,阻隔了胶凝活性离子的溶出,影响了后期强度的提升.湿度决定了充填体后期强度的发展,能够为水化反应提供水分子,当养护龄期为２８d时,不同水化环境下充填体的抗压强度为C6＞C4＞C1＞C5＞C3＞C2.     

外加剂对充填体强度和微观结构的影响

为提高充填膏体龄期强度,加速液压支架推移频率,对掺有不同含量硫酸钙的充填膏体试件的力学强度、水化产物、微观结构以及反应机理进行了测试和分析.结果表明:不同硫酸钙掺量的充填膏体试件随着养护时长的变化而表现出不同的峰值强度.适量的硫酸钙掺量可以提高充填膏体的峰值强度,而过量的硫酸钙掺量反而会降低充填膏体的强度.当试件养护2...     

脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材性能研究

采用正交试验方法研究了氢氧化钠、石灰、硫酸钠对脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材强度的影响,得到了脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材的最佳配比;研究了脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材的耐水性能,研究表明胶结材有较好的耐水性,是脱硫石膏有效利用的新途径.     

粉煤灰在矿山充填中的试验研究

为将粉煤灰用于矿山充填，进行了初步研究。试验研究结果表明：粉煤灰用于矿山充填是可行的，不仅可以节省水泥，而且可以减少粉煤灰对环境的污染，具有良好的经济效益与社会效益。     

生活垃圾焚烧飞灰-粉煤灰基多孔保温材料的制备

以生活垃圾焚烧飞灰和粉煤灰作为原料, 以油酸钠为稳泡剂、双氧水为发泡剂制备多孔保温材料, 研究了原料配比、添加剂用量等因素对多孔保温材料抗压和隔热性能的影响。研究结果表明, 在飞灰/粉煤灰配比1∶1、油酸钠用量0.4%、水玻璃模数2.5、水玻璃用量10%、双氧水用量2%、水添加量40%条件下, 制备的多孔保温材料抗压和隔热性能优异, 其抗压强度和导热系数分别为0.48 MPa和0.091 W/(m·K)。     

粉煤灰少熟料水泥的制备和水化机理研究

以粉煤灰为原料,添加少量水泥熟料,并以电厂脱硫石膏和NaOH为激发剂研制出一种少熟料水泥,物理性能实验和XRD分析表明,粉煤灰在硫酸盐和强碱叠加等多重激发手段下活性大大提高,充分参与了水化反应,其主要水化产物为无定形三维网状聚合铝硅酸盐凝胶、钙矾石以及水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,该水泥中粉煤灰掺量为65％,28 d抗压强度可达到53.9 MPa,凝结时间和安定性均符合通用硅酸盐水泥现行规范,为粉煤灰的高效利用找到了新途径.     

粉煤灰资源化综合利用研究进展及展望

粉煤灰是煤炭燃烧后产生的一种固体废弃物,经长期大量堆积,占用大量土地资源且造成了严重的环境污染问题,粉煤灰资源综合利用越发至关重要。论文介绍了我国粉煤灰的物化性质及其分类,详细总结了我国粉煤灰有用组分回收和高附加值应用的方法及研究现状,简要叙述了粉煤灰在建筑工程、农业和环境保护领域的应用现状,分析了我国粉煤灰资源化利用存在的问题,并对其了发展前景进行了展望。     

利用粉煤灰制作墙体材料的研究

以粉煤灰为主要原料,同时添加水泥、石膏和生石灰等辅助原料,以十二烷基苯磺酸钠为发泡剂,采用浇注成型工艺制备了轻质墙体建筑材料。试验表明:随着粉煤灰含量的增加,试样抗压强度呈下降趋势,当粉煤灰掺量为40%时,试样的抗压强度最高,为14.4MPa;随着水泥含量的增加,试样抗压强度逐渐增加。     

脱硫石膏配制胶结材和混凝土的研究

以脱硫石膏、水泥、石子、砂子、外加剂为原料配制胶结材和混凝土,并研究了所配制的胶结材和混凝土的性能。结果表明:脱硫石膏经过烘干、筛分后,与水泥、高效减水剂混合能够作为胶凝材料。用脱硫石膏替代10%水泥配制成胶砂,其抗压、抗折强度均满足P.O42.5水泥的强度指标要求,凝结时间及安定性合格;采用脱硫石膏替代30%水泥,添加减水剂配制成混凝土,其强度满足C30混凝土指标要求,抗渗性能达到P12抗渗等级要求。本研究结果如果能够实施,既可以大量利用脱硫石膏,又可以解决环境污染。     

镧改性粉煤灰地质聚合物泡沫材料吸附含磷废水研究

以粉煤灰制备的地聚物泡沫材料为原料,通过浸渍-焙烧的方法制备镧改性泡沫材料,研究了镧改性泡沫材料对含磷废水的吸附效果。结果表明,镧改性实验的最佳条件为:氯化镧溶液pH=9、镧离子浓度0.3%、固液比1∶25、焙烧温度300℃、焙烧时间2 h;吸附实验的最佳条件为:镧改性材料用量2 g/L、废水pH=7、含磷废水浓度5 mg/L、吸附时间2 h,此条件下镧改性泡沫材料对磷的去除率达90.3%。机理分析结果表明,镧只存在于泡沫材料的表面,并未进入泡沫材料的硅氧四面体骨架中;吸附过程中,磷只是与泡沫材料表面的镧发生了化学吸附,生成的磷酸镧络合物并未进入泡沫材料的四面体骨架中。     

发泡粉煤灰保温憎水材料试验研究

介绍了以粉煤灰为原料进行发泡和憎水处理制取保温憎水材料的新工艺,对发泡剂、稳泡剂及憎水剂的种类、掺量、发泡温度等影响产品质量的因素进行了试验研究,同时探讨了发泡与憎水机理。并在实验室研究的基础上,介绍了发泡粉煤灰保温憎水材料中试生产概况。     

胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰固化机理研究

为确定低成本、安全、高效处置危废城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)的方法,以钢渣微粉、矿渣粉、脱硫石膏、垃圾焚烧飞灰和尾砂为充填材料,进行了砂浆流动性能和胶结充填料强度试验,根据胶结充填料强度确定了胶凝材料的最优配比,并通过X射线衍射(XRD),红外(FTIR)和扫描电镜(SEM)分析了净浆试块的微观结构和水化产物。试验结果表明,当垃圾焚烧飞灰掺量为15%、钢渣微粉掺量为4%、脱硫石膏掺量为14%、矿渣粉掺量为67%时,料浆的流动度为260 mm,满足自流型胶结充填的流动性需求,充填料试块28 d的抗压强度为24.54 MPa,满足矿山充填强度要求;充填料试块养护28 d重金属离子浸出浓度全部低于饮水标准;冶金渣-垃圾焚烧飞灰胶凝材料水化产物主要有钙矾石、C—S—H凝胶和Friedel盐。