新型復(fù)合膠結(jié)材料的性能及在尾礦膠結(jié)中的應(yīng)用研究.pdf

1、膠結(jié)材料可以說是礦山尾礦膠結(jié)工藝中料漿配合設(shè)計的核心，它既是決定膠結(jié)體強(qiáng)度的關(guān)鍵指標(biāo)，又是影響工藝成本的最重要因素。因此，開發(fā)低成本、性能優(yōu)良的新型膠結(jié)材料成為國內(nèi)外礦業(yè)學(xué)者廣泛關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。
　　針對傳統(tǒng)尾礦膠結(jié)材料存在用量大、成本高及性能差等問題，本文主要探討以普通硅酸鹽水泥和改性水淬渣膠凝材料作為原料復(fù)合而成的新型膠結(jié)材料。主要從新型復(fù)合膠結(jié)材料的組分配合、膠結(jié)機(jī)理以及固結(jié)尾砂的應(yīng)用三個方面進(jìn)行研究，旨在開發(fā)出一種性能較

2、傳統(tǒng)膠結(jié)材料更優(yōu)良的新型材料。
　　通過對新型膠結(jié)材料組分配合研究發(fā)現(xiàn)：尾砂骨料的粒度是影響新型膠結(jié)材料最佳組分配合比的關(guān)鍵因素，兩者之間存在明顯的匹配性——隨著尾砂粗粒級含量的增加，對應(yīng)最佳組分中的改性水淬渣膠凝材料含量要增加?；谝陨涎芯拷Y(jié)果，總結(jié)出新材料的特性，同時從復(fù)合理論分析了新材料性能優(yōu)異的原因。在膠結(jié)機(jī)理研究中，利用SEM、EDS、XRD和DSC對新型膠結(jié)材料水化產(chǎn)物微觀分析發(fā)現(xiàn)：與普通硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)

3、物不同，不含水化鋁酸鹽，不含或含有極少量的Ca(OH)2，主要為微晶或隱晶結(jié)構(gòu)的C-S-H凝膠或C-S-A-H凝膠。基于以上研究，初步探討新型膠結(jié)材料的水化作用機(jī)制：一方面就是利用硅酸鹽水泥水化生成的堿性產(chǎn)物發(fā)生二次反應(yīng)，激發(fā)水淬渣膠凝材料；另一方面，由于“晶種誘導(dǎo)結(jié)晶”作用使水化反應(yīng)歷程和產(chǎn)物有所不同。進(jìn)而分析出其膠結(jié)機(jī)理：不同組分配合的膠結(jié)材料的水化產(chǎn)物不同，根據(jù)膠結(jié)骨料粒度的不同，要求水化產(chǎn)物在膠結(jié)體系中要么起填充顆粒空隙作用、要

4、么起骨架支撐作用。這也解釋了組分配合與尾砂粒度存在的匹配性關(guān)系的原因。最后，以固結(jié)北洺河鐵礦尾砂的應(yīng)用研究為例，利用二元正交回歸試驗(yàn)，建立膠結(jié)強(qiáng)度的二元二次模型。同時，基于復(fù)合膠結(jié)材料最佳配合比與膠結(jié)尾砂粒度的匹配性關(guān)系，提出利用多元正交試驗(yàn)，建立膠結(jié)強(qiáng)度多元線性模型，以便對膠結(jié)最佳工藝條件的選擇與控制。
　　本研究對開發(fā)新型尾礦膠結(jié)材料提供技術(shù)支持和理論依據(jù)，同時，提出建立強(qiáng)度與相關(guān)因素數(shù)學(xué)定量關(guān)系能指導(dǎo)膠結(jié)材料在尾礦膠結(jié)實(shí)際生