基于粉煤灰－矿渣微粉的新型胶凝材料开发研究

为了降低充填采矿成本及推进无废化开采，利用粉煤灰和矿渣开发新型充填胶凝材料替代水泥是目前最行之有效的途径。本文在金川镍矿采用棒磨砂充填料、1:4的胶砂比和78%的质量浓度的充填系统条件下，首先，开展了添加早强剂的粉煤灰替代水泥合理掺量的试验研究；结果表明，当添加2%的芒硝时，粉煤灰掺量可提高到20%。然后，采用正交设计试验和极差分析研究矿渣微粉替代水泥开发新型充填胶凝材料试验；在获得最优配比基础上再次进行粉煤灰替代部分矿渣试验，从而提高粉煤灰掺量，实现降低充填采矿成本的目的。结果表明，当生石灰为5%、芒硝3%、亚硫酸钠1.5%、脱硫灰渣17.5%、粉煤灰20%和矿渣微粉53%的掺量时，棒磨砂胶结充填体的3d、7d和28d的抗压强度分别达到1.50MPa，3.15MPa和5.12MPa，充填体沉缩率仅为8.68%，均满足金川矿山下向分层胶结充填法采矿的强度要求。该种充填胶凝材料的粉煤灰掺量高达37.5%，其成本降低到121元/t。该试验研究结果为中试和工业试验奠定基础，为金川矿区固体废弃物资源化利用和提高充填采矿效益起到重要作用。

Research and Development on a New Cementitious Material Based on Coal Ash and Slag Powder