利用烧结脱硫灰渣制备新型充填胶凝材料试验

烧结脱硫灰渣是半干法脱硫排放的废弃物.灰渣含有亚硫酸钙和飞灰等不稳定矿物成分,使得该废弃物利用面临困难.针对铁矿全尾砂胶结充填法采矿对廉价的胶凝材料的需求,采用烧结脱硫灰渣和水淬渣,开展了制备全尾砂充填胶凝材料试验研究.以生石灰作为碱激发剂,硫酸盐作为辅助激发剂,对矿渣微粉活性实施复合激发.首先采用正交设计进行试验方案设计;然后采用极差分析对数据进行处理和配比决策,最后以阶段嗣后充填采矿对其强度要求,建立并求解全尾砂新型充填胶凝材料的优化模型,获得了充填胶凝材料的优化配比.结果显示,当胶砂比为1∶8、料浆浓度为68%时,以生石灰和烧结脱硫灰渣作为水淬渣复合激发剂制备的新型充填胶凝材料,烧结脱硫灰渣比例达到10%时,3 d、7 d及28 d的胶结充填体强度不低于相同条件下的32.5R早强水泥,而胶凝材料成本低于水泥材料.     

全尾砂-水淬渣胶结充填材料试验研究

高浓度全尾砂-水淬渣胶结充填料浆必须添加石灰作为添加剂才能使料浆正常凝固,而当充填料浆的浓度达到膏体时,在没有石灰添加剂的情况下能够正常凝固,采用膏体充填技术可以减少充填材料的组分,简化了充填料浆制备工艺。     

水泥差异性对充填体的影响研究

为了研究不同水泥之间的差异性对云南两座矿山尾矿充填体的影响,本文选用A,B,C,D四种水泥进行充填体性能试验,并采用工艺矿物学的手段、方法进行研究,通过使用扫描电镜观察其微观形貌来分析影响程度,为矿山正确选择膏体充填用水泥提供指导。结果表明:A水泥对于1#矿山充填体可能具有产生水化锌酸钙膜的风险,C水泥本身的水化速率相对较缓慢,在水化早期形成的水化产物相对较少,D水泥由于含有粉煤灰颗粒,虽然能够对膏体后期抗压强度提高有利,但由于粉煤灰颗粒的加入,导致D水泥试块具有一定的脆性,其抗折强度也将受到一定的影响。仅B水泥对于1#矿山充填体及2#矿山充填体兼具有良好的适应性。因此,在选择膏体充填用水泥的时候,应关注其水化反应速率及水泥生产过程中添加物的影响。     

炉渣胶凝材料应用于全尾砂膏体充填的可行性验证

为了验证炉渣胶凝材料应用于矿山全尾砂膏体充填的可行性,采用膏体试块在水溶液中浸泡养护的试验方法,测试不同养护周期水样的各项指标,对比浸泡养护与标准养护膏体试块的抗压强度。试验结果表明:炉渣胶凝材料替代部分水泥,较全水泥全尾砂膏体充填不会对地下水产生其他污染影响;膏体试块强度增长期间,试块在受到水溶液浸蚀过程中最终强度值可能只能达到标准养护条件下的60%~80%,但可以满足矿山开采的强度要求。证实炉渣胶凝材料可替代部分水泥应用于矿山全尾砂膏体充填。     

磷石膏膏体充填体力学特性研究

以贵州开磷集团膏体充填项目为工程背景,磷石膏膏体充填体为主要研究对象,采用室内试验与现场模拟试验相结合,进行磷石膏充填膏体力学特性试验研究。通过测定不同黄磷渣掺量、添加剂掺量和膏体质量浓度下膏体不同龄期（7 d、14 d和28 d）的立方体试块的抗压强度和抗拉强度,分析得到：试块抗压强度随着黄磷渣含量的增加而增加;膏体充填体强度随着膏体质量浓度增大而增强。结合FLAC^3D建立磷石膏膏体充填体力学本构模型并对试验进行数值验证,结果表明膏体充填体变形特性符合摩尔-库仑数值模型。     

某矿山全尾砂膏体充填配比试验研究

针对某矿山膏体充填物料,先对其物理化学性质进行测定,然后分别对66%～79%不同质量浓度的全尾砂料浆进行流变特性试验分析,并得出在0～120 s~(-1)剪切速率下的流变模型,根据流变模型推导出可输送膏体的临界浓度。在临界浓度附近通过全面试验法研究膏体充填材料的综合性能,最后在满足矿山生产要求的情况下确定膏体充填材料的最优配比范围并对影响配比的因素进行分析。根据矿山要求一步骤充填强度达到1 MPa以上,二步骤充填强度达到0.5 MPa以上,试验结果得出灰砂比为1∶24时,28天单轴抗压强度超过0.5 MPa,满足自立强度要求。灰砂比为1∶8时,28天单轴抗压强度在1 MPa左右,满足一步骤充填强度要求。最终结合料浆流动性和试块强度综合考虑,推荐一步骤回采膏体充填料浆浓度75%～76%,灰砂比1∶8,二步骤回采膏体充填料浆浓度75%～76%,灰砂比1∶24。     

某铅锌矿全尾膏体充填工艺的选择及分析

介绍了全尾膏体充填技术的特点、工艺方案类型以及研究方向。以某铅锌矿为例,详细分析了该矿原全尾膏体充填工艺方案的选择过程。为了进一步提高金属的回收率,该矿对原选矿工艺流程进行了调整,重新开展了充填试验,优化了原充填工艺。试验研究表明,不同的充填材料对应的最优充填工艺方案可能不同,甚至同一种充填材料由于材料参数的变化所对应的最优充填工艺方案也可能不同。选择膏体充填系统方案时,应综合考虑方案的经济性、场地配置要求、材料运输条件等因素。     

《金属矿膏体充填理论与技术》

<正>随着近年来我国大型钨矿资源开发力度的增大,钨矿开采正朝规模化、自动化、绿色化的进程推进。膏体充填在环保、安全、经济、高效方面具有明显的技术优势,在钨矿开采及其尾矿处置中具有巨大的应用前景。《金属矿膏体充填理论与技术》是国内首部专门论述金属矿膏体充填技术的专著,全书共分为11章,全面系统地阐述了金属矿膏体充填理论与技术,主要包括充填材料性质、膏体主要性能、尾砂浓密脱水、膏体搅拌制备、膏体管道输     

尾矿似膏体胶结充填采矿法的研究与应用

锡矿山锑矿采选厂为提高充填料浆浓度,防止采场充填水泛滥,满足浅部中段残矿和保安矿柱回采的需要,试验应用了尾矿似膏体充填工艺。该充填工艺采用水泥、粉煤灰、分级尾矿、水制成尾矿似膏体,使用柱塞泵高浓度输送至采场充填,自2012年7月投产以来,已充填14500m^3。实践表明,该充填工艺输送浓度达到了74％～76％,充填料浆成本为62．18元/m^3,充填体抗压强度1．5MPa,满足了采矿安全生产需要,具有明显的经济效益和环境效益。     

尾砂充填材料优化配比试验

为研究以尾砂为骨料、胶固粉为细集料的膏体充填材料充填体强度及流动特性,得到最优配比组合方式,分析了试验材料的基本性质,通过设计正交试验对不同质量浓度和不同粉砂比的尾砂膏体强度进行对比分析。试验结果表明:砂浆浓度和粉砂比一定时,充填体的强度与养护时间呈正相关,强度最终维持在一个稳定值;在同一养护时间与砂浆浓度相同条件下,充填体的强度变化与粉砂比呈正比关系;在控制粉砂比和养护时间一定时,强度值随着料浆质量浓度的增大而变大。对比分析表明,最终选择最优配比组合为:粉砂比1∶5,质量浓度69%的充填体能满足强度要求。     

建筑垃圾制备膏体充填材料骨料级配优化

建筑垃圾用作井下充填材料,不仅可以消除其大量堆放造成的环境危害,而且可以解决矿山采空区充填材料不足的问题,有效维护采场安全.采用土工试验的方法,测试了建筑垃圾的基本物理性质.针对建筑垃圾一次破碎中间粒径缺失问题,提出了新的破碎工艺,即将一次破碎后粗骨料的1/3二次破碎至15 mm以下后回混,能够得到级配良好的骨料.根据...     

低浓度拜耳赤泥充填材料制备及水化机理

针对矿山充填中拜耳法赤泥利用率较低或低浓度赤泥充填材料存在强度低、泌水量高、易收缩等问题,研究粉煤灰添加比例、脱硫石膏、石灰及激发剂对赤泥充填材料早期强度及体积稳定性的影响,采用扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）和X射线衍射（XRD）分析手段探讨赤泥基充填材料的水化机理。结果表明,脱硫石膏促进钙矾石的生成,石灰促进粉煤灰火山灰效应,激发剂可以加快赤泥?粉煤灰水化反应进程,三者协同作用提高赤泥充填体强度。充填材料28 d抗压强度3.35 MPa,且初始及60 min流动度在200 mm以上。微观实验表明,硬化体水化产物为钙矾石、硬柱石、硅铝酸盐凝胶类矿物,水化产物通过填充孔隙,提高浆体强度。赤泥基充填材料固体废弃物利用率达到92%,无泌水,无沉缩,具有较高的经济价值和环保价值。      

胶结充填用冶金渣协同垃圾焚烧飞灰固镉机理

胶结充填采矿协同利用垃圾焚烧飞灰是解决飞灰日益激增的新思路,可大量资源化利用飞灰并固化其中的重金属离子.本文以矿渣-钢渣基胶凝材料(简称冶金渣胶凝材料)分别结合4种城市垃圾焚烧(MSWI)飞灰制备胶凝材料,并以全尾砂作为骨料制成胶结充填料,测定充填料试样的流动度、抗压强度以及Cd2+浸出质量浓度:冶金渣-垃圾焚烧飞灰基充填料试样的流动度为240~265 mm,满足矿山充填的泵送要求;28 d抗压强度均大于8.88 MPa,满足一般矿山充填1~6.5 MPa的强度要求;Cd2+浸出液质量浓度低于饮用水标准5 μg·L-1的限值.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和热重-差示扫描量热法(TG-DSC)分析表明胶凝材料的主要水化产物组成为钙矾石、Friedel盐和C-S-H凝胶;通过X射线光电子能谱(XPS)发现Cd2+对Al2+的结合能有较大影响,钙矾石、Friedel盐可能对镉离子有固化作用.      

外加剂对水泥固化铁矾渣性能的影响

在硅酸盐水泥熟料中加入铁矾渣,制备成胶凝材料.分别以粉煤灰沸石、硫化钠和粉煤灰为外加剂,研究其对水泥固化体强度和浸出毒性的影响.在胶凝材料中铁矾渣加入量为60%时,加入沸石、硫化钠为稳定剂,均可提高重金属离子的稳定性,不同固化体的浸出毒性值均低于国家标准.在胶凝材料中加入粉煤灰,粉煤灰掺量增加,固化体强度下降,不同固化体的浸出毒性值也均低于国家标准.     

地聚合物混凝土配比及力学性能研究

混凝土是巷道支护过程中的重要建筑材料,然而混凝土在巷道施工中常常出现质量问题,为了不影响正常生产,需要对其进行修补。地聚合物混凝土凝结时间快,早期强度高,界面结合能力强,耐高温性和抗冻性强,耐腐蚀性良好,具有用作修补材料的潜力。以粉煤灰和矿粉为原料,Na₂SiO₃溶液和NaOH为碱激发剂制备地聚合物胶砂,研究不同的碱激发剂模数（1.0、1.2、1.4）和掺量（10%、15%、20%）对不同龄期胶砂力学性能的影响。结果表明：当碱激发剂模数为1.2,碱掺量为15%时,胶砂强度达到最大值。设计正交试验,研究了不同水胶比（0.45、0.50、0.55）、粉煤灰掺量（30%、50%、70%）和砂率（30%、35%、40%）对不同龄期地聚合物混凝土的工作性能和力学性能的影响。结果表明：粉煤灰掺量对抗压强度影响最为显著,水胶比次之,而砂率对强度发展几乎没有影响。最优的配合比为水胶比为0.50,粉煤灰掺量为50%,砂率为35%。     

冶金竖炉反应器处理垃圾焚烧飞灰工艺

摘要：当前国内的生活垃圾大部分都依靠焚烧技术处理，相应地会产生大量急需无害化处理的危险废物─垃圾焚烧飞灰，目前采用冶金方法处理垃圾焚烧飞灰是一个新的研究方向。首先对垃圾焚烧飞灰的成分进行分析，并在此基础上，对垃圾焚烧飞灰的压块制度及高温性能进行了探究。造块实验结果表明，水分配比为20%（质量分数），水泥配比为10%（质量分数），成型压力为10MPa，养护时间为48h，飞灰压块的抗压强度达到了512N；高温性能实验以及热力学软件计算结果表明，飞灰的融化温度控制在1400～1550℃，碱度控制在1.0～1.2之间时，炉渣具有较好的流动性。     

复合激发剂对铜炉渣活性影响及充填材料制备

为了实现铜炉渣的废物利用,以碱激发方式为主研究铜炉渣制备矿用胶凝材料的可能性.选取生石灰、NaOH和早强剂组成的混合物作为复合激发剂,开展铜炉渣活性激发和充填材料制备试验,并采用X射线衍射和扫描电子显微镜对铜炉渣水化产物进行分析.试验结果表明,各激发剂对铜炉渣活性的影响顺序依次为生石灰 > 早强剂 > NaOH,在复合激发剂的作用下炉渣净浆试样的7和28 d强度分别可以达到1.5和3.0 MPa以上.铜炉渣尾砂充填料28 d强度为1.0 MPa,流动性良好,满足充填材料要求.铜炉渣早期水化产物主要有片状的Ca(OH)₂和C-S-H凝胶,随着养护时间的增加,C-S-H凝胶Ca/Si比不断减小,水化产物结构更加致密.养护时间至28 d时,铜炉渣中活性成分基本反应完全.      

利用钢渣、矿渣生产全尾砂充填胶凝材料

 以机械研磨和化学激发相结合的方法提高钢渣和矿渣的胶凝活性,利用脱硫石膏、氯化钙、电石渣等助剂合理调控水化产物,强化水化过程,开发了一种以钢渣、矿渣为主要成分的全尾砂充填专用胶凝材料。胶凝材料适宜的物料配比为,钢渣35.5%、矿渣35.5%、硅酸盐水泥10%、矿物调控剂19%,胶凝材料28 d抗压强度达到29.47 MPa。适当调整物料配比,可以得到满足不同采空区充填要求的胶凝材料：胶凝材料与尾砂比为1[∶]5～1[∶]10,料浆浓度为70%,充填体28 d,抗压强度达1.0～2.8 MPa。借助XRD、SEM对胶凝材料水化产物和强度调控机理进行了分析,结果表明,对胶凝体系强度起到关键作用的物质为水化C-S-H凝胶和不同类型的高水产物（如AFt）。调控剂的合理搭配,强化了钢渣、矿渣水化过程,优化了水化产物构成。     

宝钢钢渣配制灌浆材料的性能研究

利用宝钢钢渣具有一定活性特征,采用宝钢钢渣、粉煤灰等原材料成功配制了用于房屋纠偏和基础加固的多种压密灌浆材料.研究表明:掺入宝钢钢渣后,可提高压密浆灌浆材料的流动性,减少其收缩,加快其凝结时间,明显提高其强度,改善了灌浆材料的多种性能.提出了一种钢渣开发利用的新途径.     

超高流动性改性镁渣基充填材料的性能

针对超远距离输送过程中,特殊管路布置等充填技术中堵管、爆管风险大,管道磨损严重等问题,采用改性镁渣（MMS）和粉煤灰（FA）在不同配比下制备超高流动性新型膏体充填材料（UH-MFPB）,探究其早期强度、流动性以及流变特性,并建立流动性和流变参数的相关关系。研究结果表明:（1）UH-MFPB样品的单轴抗压强度随FA含量增加呈先增大后减小的趋势。当FA质量分数为20%时,样品的抗压强度最大,养护28 d可达到6.759 MPa,后期强度持续增加;（2）新鲜UH-MFPB料浆的坍落度为25.6～29.2 cm,扩展度为61～93.1 cm,具有很好的流动性;（3）新鲜UH-MFPB料浆的流变特性符合Herschel?Bulkley模型,流变参数（屈服应力、塑性黏度和触变性）随FA含量的增大而减小,且FA质量分数达到20%时,料浆出现剪切增稠的现象;（4）新鲜UH-MFPB料浆的流动性和流变参数满足二次多项式关系,呈现出负相关性。