磷石膏基充填胶凝材料试验研究

磷石膏属于一种固体废渣,占用土地资源,污染环境。开发磷石膏充填胶凝材料,治理采空区可达到“一废治两害”的目标。为此,以磷石膏、矿渣、生石灰、芒硝、氢氧化钠为试验原料制备磷石膏基胶凝材料,通过单因素试验分析各材料掺量与磷石膏基充填胶凝材料抗压强度的关系,通过多因素试验分析各材料掺量的最优配比。试验结果表明：试块抗压强度与氢氧化钠含量呈正比;随着生石灰含量的增加,试块抗压强度先增长后降低,当生石灰含量达到6%时,试块抗压强度最大;芒硝的含量不利于试块晚期强度的增长,当芒硝含量达到1.5%时,试块早期抗压强度较大,晚期强度较为理想;磷石膏不利于试块强度的发展。各材料掺量对试块抗压强度影响的强弱程度依次为氢氧化钠＞生石灰＞芒硝＞磷石膏。当生石灰含量6%、氢氧化钠含量2.5%、芒硝含量1%、磷石膏含量35%,试块抗压强度最高,3,7,28 d抗压强度分别为1.86,2.35,4.49 MPa。结果可为类似磷石膏充填胶凝材料制备提供参考。     

磷石膏基新型胶凝充填材料试验研究

以磷肥生产过程中的副产品磷石膏为开发材料,加适量矿渣作为胶凝材料,添加几种改性材料,开发出一种新型矿用胶凝材料,新型胶凝材料要满足以河砂为骨料的充填体7 d抗压强度>2.5 MPa。通过正交试验与极差分析得出最优配比,同时通过扫描电镜和XRD分析其水化强度机理。新型胶凝材料的开发,可以解决瓮福集团磷石膏的应用问题,同时降低了充填采矿成本。     

化学激发水泥-粉煤灰充填膏体胶凝性实验研究

为提高粉煤灰在矿山膏体充填中的利用率,采用控制变量法及力学分析法,分别研究了掺量为2%、4%和6%的硫酸钠和硅酸钠对水泥-粉煤灰基充填膏体的标准稠度用水量、初终凝时间以及各龄期单轴抗压强度的影响效果,使用扫描电镜分析激发后胶结体的微观结构。结果表明,两种激发剂都能增加胶凝体系的标准稠度用水量;硫酸钠可促进胶结体的早凝,且其后期强度提升显著,掺量为4%时效果最佳;硅酸钠的早凝作用优于硫酸钠,其对胶结体强度的提升主要表现在早期,最佳掺量为2%。扫描电镜结果显示,掺硫酸钠的胶结体反应前期水化产物以水化硅酸钙为主,后期针状钙矾石产量增多,充填在胶结体孔隙中;掺硅酸钠的胶结体水化前期生成大量絮状水化硅酸钙,后期基本没有新的物质产生。     

氟石膏基充填胶凝材料试验研发

针对氟石膏作为胶凝材料用于矿山充填的技术问题,开展了以氟石膏为胶结剂的充填材料试验研究。通过氟石膏化学激发试验,得出氟石膏∶激发剂为2∶1时28d强度激发效果最佳。试验采用密封饱水的方法模拟充填体在井下采场的养护条件,开展了氟石膏、激发剂和全尾砂的固结试验,当激发剂∶氟石膏∶全尾砂=1∶2∶6、充填料浆浓度78%时,充填体28d强度达到2.629 MPa,满足充填采矿法强度要求,实现了氟石膏尾废的资源化利用。     

半水磷石膏充填材料在某露天采坑充填治理中的应用

随着磷石膏堆存量大、利用率低等问题日益突出,磷石膏作为充填物料应用于矿山充填已成为近几年磷化工行业研究的热点.针对当前露天坑治理物料匮乏,存在失稳现象等问题,提出采用改性半水磷石膏作为胶凝剂,添加固废物料,制备成半水磷石膏基膏体,对贵州某露天坑进行充填治理,详细介绍了半水磷石膏基膏体的制备原理及露天坑充填治理工艺.实践...     

磷石膏膏体充填材料强度优化配比试验研究

为研究贵州开磷矿业总公司采用磷石膏和黄磷渣胶结充填采空区的可行性, 在实验室测试了磷石膏及黄磷渣的主要物理化学性质, 制备了不同浓度不同配比的充填料浆, 并测试其坍落度、泌水率和不同龄期的单轴抗压强度。采用正交试验设计优化磷石膏膏体配比, 并采用Mathematica对强度数据进行拟合, 得出本次试验的最优结果为;磷石膏膏体充填料的最优质量比为黄磷渣∶磷石膏=1∶4, 添加CaO质量为5%, 磷石膏膏体质量浓度为67%~68%。在该配比条件下, 磷石膏膏体充填体28 d单轴抗压强度为2.15~3.42 MPa, 可满足矿山安全生产需求, 并显著降低料浆泌水率。     

矿渣基胶凝材料开发和充填体强度与流变特性研究

针对中关铁矿高泥尾砂充填骨料,开展了矿渣基胶凝 材料试验研究.通过矿渣基胶凝材料胶结体强度试验,获得 复合激发剂配比为熟料１０％、脱硫石膏１５％,矿渣基胶凝材 料激发剂与矿渣微粉之比为１∶３.利用该新型胶凝材料, 分别采用１∶４和１∶８两种胶砂比,进行尾砂胶结体强度验 证试验.结果表明,胶砂比为１∶４的全尾砂胶结体２８d强 度大于２．５MPa,可满足中关铁矿一步骤采场的充填体强度 的要求;胶砂比为１∶８的全尾砂胶结体强度大于１．５ MPa, 可以满足二步骤矿柱采场的充填体强度要求.最后针对中 关铁矿高泥尾砂,开展了不同胶砂比和料浆浓度的胶结充填 体强度和充填料浆的流变特性试验,满足揭示了矿渣基胶凝 材料胶结体强度和料浆流变特性的变化规律,为新型胶凝材 料在中关铁矿应用奠定了基础.     

半水/无水磷石膏复相胶凝材料水化硬化特性研究

采用半水磷石膏与无水磷石膏复配制备复相磷石膏胶凝材料,通过测试复相磷石膏的凝结时间、强度性能和水化温升,结合X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）技术研究复相磷石膏水化硬化特性。结果表明,半水磷石膏激发无水磷石膏水化,使其水化放热加快,凝结时间缩短;无水磷石膏延缓半水磷石膏凝结硬化,凝结时间延长,水化放热减缓;与纯半水、无水磷石膏相比,复相磷石膏晶体形貌致密程度高,孔隙率低,硬化体强度较好。     

泵送矸石膏体充填材料配比实验

为了缓解我国"三下"压煤严重并且保护环境,采用泵送矸石膏体充填采煤工艺。通过矸石充填材料配比实验得出了对充填材料的凝结时间、塌落度以及充填强度的影响因素。对比分析实验数据得出,粉煤灰合理比例为8%,水玻璃合理比例为2.5‰,水泥合理比例为3%,充填料浆质量浓度为85%。材料各项性能均能达到现场试验要求,提高煤矿的充填效果,保证煤矿安全回采。     

预处理半水磷石膏在护坡材料中的应用

通过改善磷石膏的晶体结构对其进行除杂,确定半水磷石膏的预处理温度;基于半水磷石膏强度较低引入转晶剂以提高其强度,得出掺入0.03%硫酸铝预处理所得α半水磷石膏绝干抗压强度达到28.9 MPa。选用正交试验分析半水磷石膏、粉煤灰和腐殖土对磷石膏基护坡材料抗冲刷性的影响,得出半水磷石膏掺量对护坡材料的影响最大,最优参数组合下护坡材料的抗冲刷性为306.375 kg/(m²·h)。采用单因素分析半水磷石膏对护坡材料的抗折强度、发芽率和生长高度的影响,验证最优因素组合下护坡材料各性能较好;SEM分析表明护坡材料自形程度很低,孔隙较多,有利于植被生长。     

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。     

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。     

新一代矿山充填胶凝材料

利用工业固体废弃物发展绿色高性能充填胶凝材料已成为资源开采领域一个新的热点。根据材料科学发展与水泥工业最新成就,结合矿山充填特点要求,介绍了三种以粉煤灰、矿渣为主要原材料配制生产的新型水泥作为充填胶凝材料。与传统的普通硅酸盐水泥相比,新材料具有高铝质废渣用量多、生产能耗低、加工工艺简单、成本低廉、凝结硬化速度快、固水固砂强度高、水化产物持久稳定等特点。     

新型胶凝材料对充填体强度的影响

为使充填体达到所需强度,采用胶固粉代替水泥作为胶凝材料,以克服传统水泥在充填过程中表现出的早期强度低、成本高等缺点。利用吉林某铁矿的全尾砂进行了一系列的充填配合比试验。试验分别采用水泥及胶固粉单独作为充填胶凝材料,改变其掺量,并测量充填体的28 d单轴抗压强度。试验结果表明:采用胶固粉代替水泥作为充填胶凝材料可使充填体的28 d单轴抗压强度提高3~5倍,且胶固粉掺量每增加3%可使充填体的28 d单轴抗压强度提高4~9 MPa。充填体强度与胶固粉掺量和料浆浓度成正比,可通过适度减少胶固粉掺量而提高浓度的方法优化充填体力学性能,并有效降低生产成本,提高经济效益。     

新型充填胶凝材料全尾砂浆工作特性试验研究

针对全尾砂开发的以铁矿渣、石膏、石灰为主要胶凝剂的新型充填胶凝材料,胶结效果明显优于水泥,且此新型胶凝材料成本较低,具有很高的经济效益。对新型充填胶凝材料全尾砂浆的塌落度、稠度、泌水率等充填砂浆工作特性进行了试验研究,由此评价新型充填胶凝材料全尾砂浆的自流输送特性。通过对实验数据的回归分析,获得了新型胶凝材料全尾砂浆的工作特性曲线。结果表明:新型胶结材料全尾砂浆的最佳浓度范围为79%~81%,料浆保水性能良好,没有产生粗细颗粒分离及脱水或大量泌水等不良现象。对新型充填胶凝材料与水泥两种材料的全尾砂浆工作特性对比分析结果表明:两种胶凝材料的全尾砂浆都具有良好的流动性和稳定性,不存在本质上的差异,新型充填胶凝材料可以替代水泥用于全尾砂管道输送充填系统,并发挥低成本高效益的优点。     

矿山充填新型胶凝材料添加量与充填体抗压强度关系研究

工业废渣粉煤灰具有胶凝特性,基于此成功研制出一种用于矿山井下充填的新型胶凝材料。为能够在不同抗压强度要求下快速准确地计算出胶凝材料的添加量,通过进行抗压强度试验,并利用一元线性回归法拟合出不同养护龄期下充填试块抗压强度与胶凝材料添加量之间的数量关系。研究结果表明,研发的新型胶凝材料不仅有效地解决了粉煤灰排放所带来的环境污染问题,同时由于以粉煤灰为主要成分的胶凝材料成本相对低廉,降低了充填成本,使充填采矿法在矿山开采中能得到更广泛的应用。     

基于矿冶废渣制备充填专用胶凝材料研究

本文首先测定了矿冶废渣及原材料的基本化学性质,并根据测试结果研发了复合型强碱性激发剂,用于激发矿冶废渣活性,从而制备出适用于矿山充填专用胶凝材料;通过XRD测试了充填专用胶凝材料硬化体中的水化反应产物,结果表明支撑充填体强度的主要物质为钙矾石(AFt)和氢氧化钙(CH)、铝胶(AH_8-10)、水化硅酸钙(C-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)等。一个钙矾石(AFt)分子形成会结合和吸附32个H₂O分子,表明矿山充填专用胶凝材料更适合含水量较大的尾砂充填料浆。同时采用SEM分析了不同龄期充填硬化体内部结构,揭露了充填硬化体强度增长规律,并分析了各阶段硬化体产生强度的机理;通过强度试验测试了不同条件下两种胶凝材料充填体强度,结果表明充填专用胶凝材料(KS)制备的充填体强度指标高于水泥(SN)制备的充填体强度,强度值相差1倍。