礦渣基固化劑的應(yīng)用研究.pdf

1、目前大部分礦山采用水泥作為固化劑進(jìn)行尾礦充填，但水泥在固化偏細(xì)、偏酸尾礦時(shí)效果很差，而且水灰比可調(diào)范圍小、生產(chǎn)能耗高、污染環(huán)境。然而，礦渣作為高爐煉鐵過程中排放的一種大宗工業(yè)廢渣，具有較高的潛在活性。用礦渣替代水泥可以降低體系水化熱，提高充填體的工作性和耐久性，還可以有效利用資源、節(jié)能環(huán)保、降低成本。因此，研究以礦渣為主要原料的固化劑具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
　　選擇某硫鐵礦全尾礦為研究對(duì)象，在分析了原料基本性能的基礎(chǔ)上，選擇合適

2、的材料制備了礦渣基固化劑KL。通過試驗(yàn)研究了它的充填性能，并且在實(shí)際工程中進(jìn)行了試應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，采用X射線衍射分析（XRD）和掃描電鏡（SEM）等微觀分析手段，揭示了KL固化尾礦的固化機(jī)理，為進(jìn)一步的研究和應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
　　KL是以礦渣為主要原料的低堿激發(fā)固化劑，它可以有效改善尾礦中的殘留硫在后期對(duì)充填體的破壞。采用KL固化礦山尾礦時(shí)，在灰砂比（材料干基比例）為1:4～1:8、充填料漿質(zhì)量濃度為60％～68%的

3、條件下，充填體的抗壓強(qiáng)度均能滿足礦山尾礦充填的要求，滿足管道自流輸送的充填料漿的最大質(zhì)量濃度可以達(dá)到68%。在相同條件下，KL的固化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于水泥及“水泥+粉煤灰”，充填體的早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度不倒縮，60d抗壓強(qiáng)度可以分別達(dá)到水泥和“水泥+粉煤灰”的6.0倍和3.6倍，充填體耐久性好且對(duì)環(huán)境的污染小。微觀試驗(yàn)結(jié)果表明，KL固化尾礦時(shí)主要水化產(chǎn)物為鈣礬石（AFt）和水化硅酸鈣（C-S-H）凝膠。AFt主要集中在充填早期生成，后期主要產(chǎn)

4、物為C-S-H凝膠。在后期不生成或者生成極少量的AFt，不會(huì)破壞已形成的C-S-H凝膠結(jié)構(gòu)，從而保證了充填體的耐久性?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，KL在充填硫鐵礦全尾礦時(shí)，具有良好的流動(dòng)性能和力學(xué)性能，取得了理想的充填效果，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
　　同時(shí)，對(duì)KL應(yīng)用于水工灌漿的可行性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，為研發(fā)新型水工灌漿材料提供了新的思路。研究表明，KL滿足規(guī)范對(duì)材料的要求，具有一定的可灌性。與水泥漿相比，KL漿液具備較好的析水率和結(jié)石率，結(jié)石