炉渣胶凝材料配比优选及充填体性能

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。针对某铅锌矿全尾砂充填以水泥为胶凝材料成本过高和充填体后期强度低的问题，采用丰富的炉渣固废资源，开发低成本炉渣胶凝材料满足矿山充填体的质量需求。在对尾砂、炉渣和水泥熟料进行物化分析后，通过充填料浆坍落度实验和炉渣胶凝材料配比探索实验，确定满足流动性的料浆浓度为70%左右，炉渣与水泥熟料比值为2～4为较优配比区间；通过全面实验法探究了不同配比炉渣胶凝材料充填体强度，充填料浆的泌水率和凝结特性。结果表明：炉渣胶凝材料配比为炉渣添加量75%～80%，水泥熟料添加量20%～25%，充填体能够满足强度0.5～3.5 MPa，充填料浆泌水率小于5%的充填质量要求。     

提钛炉渣-铁基全尾砂-水泥胶结充填体配比实验研究

为研究提钛炉渣替换水泥全尾砂胶结充填体的最佳配比及力学性能,以提钛炉渣(TBS)、铁基全尾砂(IFT)和水泥(P.O 42.5R)为实验材料,在分析该提钛炉渣的粒径级配组成、成分等物理化学特性的基础上,制备灰砂比1∶4、1∶6、1∶8和提钛炉渣掺入替换比为40%、50%、60%、70%、80%的充填体试样,测定了养护龄期分别为7 d、14 d和28 d时的充填体单轴抗压强度。实验结果表明：充填体的抗压强度与养护期龄正相关;相同养护时间下,充填体的单轴抗压强度随着灰砂比的增大而增大;随提钛炉渣替换比增大,充填体28 d强度先增大后减小;当提钛炉渣替换比为50%时,灰砂比1∶8、1∶6、1∶4的充填体28 d抗压强度分别为1.8 MPa、 2.5 MPa、4.0 MPa,均超过未添加提钛炉渣的试块强度,表明掺入提钛炉渣对充填体的28 d强度具有明显的提升作用。研究结果表明,提钛炉渣可开发为矿山充填胶凝材料,从而降低矿山充填成本。     

湘西金矿水淬炉渣胶凝特性试验研究

通过对湘西金矿水淬炉渣胶凝特性的试验研究,找到了合适的充填材料活化剂及其配比,为水淬炉渣作为新型胶凝材料替代水泥用于井下充填打下了基础.     

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%。     

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。     

高炉渣和其它副产品作为胶结料在奥托昆普公司所属矿山的应用

最近30多年,奥托昆普公司所属矿山成功地使用了胶结充填,从而增加了矿石产量并提高了回采工作面作业的安全条件.使充填材料硬化,一般是靠添加波特兰水泥,由于波特兰水泥价格高,迫使寻找便宜的胶结料.1960—1970年首先在凯列奇矿用高炉渣进行了试验,这些试验一直在进行着,从1978年在皮海萨米矿,首先正式用高炉渣作为胶结料,随后1979年用于维汉蒂矿,1983年又用于凯列奇矿和范马拉矿.其它可作胶结料的材料研究了粉煤灰、泥煤灰及其它冶金炉渣,这些胶结料可以部分地代替水泥,可是用这些材料比用高炉渣的经济效益差.生产水泥的能源消耗主要在焙烧炉,当用炉渣时,可在很大程度上节省这部分能源.奥托昆普公司的矿山由于利用了高炉渣作为充填的胶结料,在1981年就节约了460万芬兰马克(约100万美元).     

井下膏体充填新材料试验

将炉渣粉、石膏、熟料按不同比例配合,进行膏体试块净浆强度试验,根据净浆强度等级划分炉渣水泥强度,并进行掺合全尾砂的膏体强度试验。结果证实了铅渣开发水泥的可行性。但由于铅渣的胶凝活性较弱,在应用于矿山充填中可采用部分替代普通硅酸盐水泥,可节约充填成本,混合胶凝材料具有较强的胶凝活性,满足矿山充填强度的需要。     

井下膏体充填新材料试验

将炉渣粉、石膏、熟料按不同比例配合,进行膏体试块净浆强度试验,根据净浆强度等级划分炉渣水泥强度,并进行掺合全尾砂的膏体强度试验。结果证实了铅渣开发水泥的可行性。但由于铅渣的胶凝活性较弱,在应用于矿山充填中可采用部分替代普通硅酸盐水泥,可节约充填成本,混合胶凝材料具有较强的胶凝活性,满足矿山充填强度的需要。     

阿舍勒铜矿胶凝材料优化试验研究

为了在保证充填体质量的前提下降低充填成本,本文开展了胶凝材料优化试验研究,提出了优配的水泥配料组成:水泥熟料74%、炉渣20%、石膏6%,混磨比表面积为460m2/kg。通过不同混磨细度情况下自制水泥的试块单轴抗压强度实验及数据分析,结果表明,水泥细度对其强度的影响不大,但是取消水泥中非活性成分,用具有活性且成本低廉的炉渣代替,对于提高水泥强度效果明显。采用优配水泥做充填胶结剂相较于M22.5水泥,每年可节省充填费用292.58万元,成本节约率9.14%,对降低充填成本具有重要意义。     

粘土-水泥-磷石膏胶结充填技术试验研究

水泥—磷石膏浆体充填是现在矿山磷石膏胶结充填的主要方式,控制水泥用量是减少充填成本的最直接方法。文章提出用粘土作为水泥替代材料用于井下胶结充填,研究了材料配比、养护龄期、质量分数、添加剂掺量对于粘土—水泥—磷石膏充填体力学性能的影响,说明了粘土—水泥—磷石膏浆体充填具有应用价值。     

炼铅炉渣胶结充填的试验研究

在分析炼铅炉渣理化特性的基础上,研究了炉渣的不同细度、炉渣的不同掺量、不同浓度及不同活化剂对炉渣充填体强度的影响,并分析了炉渣充填料的性能。研究结果表明炼铅炉渣可大量替代水泥进行胶结充填。     

有色冶炼炉渣在矿山充填中的应用研究

充填采矿由于充填成本较高而制约着其发展，寻求一种能替代水泥的胶结料用于井下充填，以降低充填成本，不少矿山企业和科研人员对此怀有兴趣，铜坑矿在应用有色冶炼炉渣代替部汾水泥作胶结材料用于井下充填的试验研究获得成功，取得了良好的技术经济效果。     

低温煤渣火山灰活性的机理研究

针对煤炭开采和燃烧过程产生的环境破坏和污染，以及水泥充填胶凝材料成本较高等问题，提出了低温（约900℃）生成充填胶凝材料的新概念，并研究了低温煤渣火山灰活性的机理。研究结果表明：在温度800－1000℃条件下，低温和短的停留时间对煤渣活性有利；在流化床炉渣、粉煤灰和实验室电炉渣三中，流化床炉渣活性最高，粉煤灰活性最低。     

一种全尾砂充填新型胶凝材料的研制

利用高炉炉渣研制了一种新型全尾砂充填胶凝材料。该新型胶凝材料由矿渣、石灰、石膏和水泥组成,并且加入少量外加剂。采用正交试验,对新型胶凝材料进行影响因素研究,然后通过DPS数据处理软件建立强度与配方的回归公式,最后确定最优配方。试验表明,采用最优配方的新型胶凝材料,全尾砂充填体强度是32.5#水泥全尾砂充填体强度的3倍,同时新型胶凝材料成本与水泥成本相当或略高,由此可以降低全尾砂充填采矿成本达40%~50%。开发的新型胶凝材料已经在石人沟铁矿现场试验和应用,从而进一步验证了该胶凝材料的可行性与可靠性,为提高石人沟铁矿的充填采矿经济效益奠定了基础。     

大用量有色炉渣胶结充填料试验研究

本文以凡口矿炼铅炉渣为例 ,论述了炉渣替代普通硅酸盐水泥制备充填胶结料的原理和试验方法 ,结果表明采用有色冶炼炉渣 ,也可以制备性能优良、效益显著的充填胶结料。     

冶炼渣在矿山充填中的应用

蒙特艾萨公司是使用非铁炉渣进行矿山充填的先驱,且仍是磨细的粒状铜反射炉炉渣的主要用户。其目的是减少波特兰水泥用量。1981～1982车共用水泥量54000吨,花费540万美元。以往用浮选尾矿作为充填料时,使用了约10%的波特兰水泥。现已用3%波     

梁家煤矿似膏体连采连充技术及工程实践

为解决梁家煤矿三下压煤问题，以2112工作面开采为工程背景，提出了短壁连采连充似膏体充填开采方法，优选了一种以炉渣、粉煤灰为主的似膏体充填材料配比，构建了由充填材料地面制备、井上下输送系统及短壁工作面连采连充一体化的绿色循环开采系统，并进行了地表变形控制效果预计及实测。方案应用结果表明：当粉煤灰质量占比65%、炉渣26%、水泥熟料7%、早强剂1%、减水剂1%和水胶比0.5时，粉煤灰-炉渣似膏体充填材料料浆浓度为66.7%，充填体单轴抗压强度可达到9 MPa，满足工程要求；梁家煤矿采用短壁连采连充开采方法，实测地表最大沉陷200 mm，地表控制在Ⅰ级损坏范围内，实现了不迁村建下安全高效开采。该技术在梁家煤矿的成功运用丰富了充填技术体系，可为其他矿井提供工程技术借鉴。     

用作充填料胶结剂的鹰桥炉渣

水力输送尾矿胶结充填是一项广泛应用的作业。波特兰水混成本增高促使寻求代用品。对按类似井下作业条件制备和养护的尾矿胶结充填料进行了试验。试样含有不同比例的波特兰水泥和鹰桥水淬镍铜炉渣,炉渣的玻璃质计数为95％,研磨到比表面积为3000厘米~2/克。养护令期达224天时进行试验。大多数混合试样因掺和炉渣而提高了强度。贫混合料的比表面积降低,致使某些试样强度较低。令人满意的结果表明,以炉渣代替50％波兰特水泥的试验范围是恰当的。     

工业炉渣用于矿山充填的试验研究

将选厂尾砂、炉渣、水泥和水按不同比例制成试块，测试其７天、２８天和９０天龄期的单轴抗压强度，根据抗压强度值判断在胶结充填中用工业炉渣替代水泥的可行性。试验结果表明，当炉渣替代水泥量超过３０％时，试块的各龄期单轴单压强度随着炉渣量的增加而提高，并且，炉渣掺量越高，对试块的后期强度更为有利。用炉渣替代７０％水泥的试块７天、２８天和９０天龄期单轴抗压强度比不掺炉渣同龄期单轴抗压强度分别提高２０．７％、８     

新型胶结剂-细粒级尾砂充填料浆性能研究

为探寻用新型尾砂胶结剂和PO42.5R水泥作充填料浆的性能差异,选取合理的充填材料配比,对尾砂胶结剂和PO42.5R水泥胶结细粒级尾砂的充填材料的物化性质、固结强度、流动性、毒性等性能开展研究。首先分析了两种胶凝材料在胶凝机理上的差异,对二者的性能进行了检测;其后对凡口铅锌矿细粒级尾砂粒径及化学成分进行了测定;此外,开展了尾砂固结、扩展度、毒性浸出试验。研究结果表明:尾砂胶结剂及PO42.5R水泥均能满足现场需要,但尾砂胶结剂材料活性高于PO42.5R水泥;同等灰砂比及浆体浓度条件下,尾砂胶结剂充填材料的强度、流动性、重金属元素固化性能均明显优于PO42.5R水泥。