新一代礦山充填膠凝材料.pdf

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1、第64卷第1期有色金屬(礦山部分)2012年1月doi：10．3969／J．issn．1671-4172．2012．01．014新一代礦山充填膠凝材料付毅，王劫(1．中國安華集團總公s-j，北京100029；2．山東理工大學，山東淄博255049)摘要：利用工業(yè)固體廢棄物發(fā)展綠色高性能充填膠凝材料已成為資源開采領(lǐng)域一個新的熱點。根據(jù)材料科學發(fā)展與水泥工業(yè)最新成就，結(jié)合礦山充填特點要求，介紹了三種以粉煤灰、礦渣為主要原材料配制生產(chǎn)的新型水泥作為充填膠凝材料。與傳統(tǒng)的普通硅酸鹽水泥相比，新材料具有高鋁質(zhì)廢渣用量多、生產(chǎn)能耗低、加工工藝簡單、成本低廉、凝結(jié)硬化速度快、固水固砂強度高、水

2、化產(chǎn)物持久穩(wěn)定等特點。關(guān)鍵詞：粉煤灰；礦渣；玻璃體；高細粉磨；充填體強度中圖分類號：TD926．42文獻標識碼：A文章編號：1671—4172(2012)01—0051-04AnewfillingcementingmaterialforminesFUYi。WANGJie。(1．ChinaAnhuaGroupCorp．，Beijingi00029，China；2．ShandongUniversityofTechnology，ZiboShandong255049，China)Ahstraet：Theindustrysolidwasteshavebeendevelopedtobefil

3、lingmaterialsinmines．AccordingtOnewachievementsofcementindustryandneedofminebackfill，thispaperintroducesthreekindsofnewcementsmadebyflyashandslag．Thesenewcementshavesomecharacteristicscomparedwithtraditiona1ordinaryportlandcement，suchashighaluminiumwaste，1OWenergyconsumption，simpleprocessingt

4、echnology，lowcost，quicksolidifyingspeed，highstrengthofsolidifyingwaterandsand，andstablehydrateproducts，etc．Keywords：flyash；slag；glassbody；super-finegrinding；backfillstrength隨著世界范圍內(nèi)資源需求的快速增長，充填采積不收縮且有微膨脹，用于礦山充填是非常適宜的。礦工藝在提高資源回采率、防止大面積地質(zhì)災害、確該水泥生產(chǎn)原料不使用高鋁礬土，而用高鋁質(zhì)工業(yè)保人工安全等方面的優(yōu)勢愈加突顯。金屬礦山采用廢料，如粉煤灰、煤矸

5、石等。采用CaClz和CaSO尾砂充填還可以有效地減少尾礦占地和尾礦庫投等作為礦化劑，在較低的溫度(1200℃)下燒成硫資。2O世紀90年代誕生的全尾砂膠結(jié)充填新工藝鋁酸鹽礦物與硅酸鹽礦物共存的新型水泥。使得尾砂利用率得到大幅度提高，充填采礦技術(shù)對1．2主要礦物構(gòu)成環(huán)境的貢獻更加突顯。21世紀初所出現(xiàn)的固體廢阿利特硫鋁酸鹽水泥的主要礦物有阿利特(硅棄物充填更使得無廢開采得以順利實現(xiàn)。充填新技酸三鈣C。s)、貝利特(硅酸二鈣cS)、硫鋁酸鈣術(shù)的發(fā)展與充填材料的大規(guī)模使用對充填膠凝材料(CA。S)、燒石膏(硫酸鈣CS)等。提出了更高的要求。硅酸三鈣是硅酸鹽水泥的主要礦物，它在該水泥中

6、占有較高比例，也是水泥產(chǎn)生強度的原因所在。1阿利特硫鋁酸鹽水泥硅酸三鈣凝結(jié)速度快、早期強度高，由硅酸二鈣與氧1．1水泥特征化鈣相互反應而形成，且通過對混合物的急冷，在亞阿利特硫鋁酸鹽水泥是一種新型硅酸鹽水穩(wěn)態(tài)上獲得。硅酸二鈣水化放熱較低、水化動力學泥[1]，它具有硫鋁酸鹽水泥早強、高強和硅酸鹽水泥過程較慢、產(chǎn)物抗腐蝕能力強，是水泥后期強度保持生產(chǎn)原料廣、成本低的優(yōu)點，水化硬化快，硬化時體穩(wěn)定的主要礦物，在硫鋁酸鹽水泥中也占有相當比例。硫鋁酸鈣是硫鋁酸鹽的主要礦物，也是該水泥作者簡介：付毅(1962一)，男，教授級高級工程師，采礦工程專業(yè)，主的主要礦物，其主要作用是加快水化速度，其

7、水化后要從事礦山無廢開采技術(shù)與礦山新材料研究工作。易產(chǎn)生大量的鈣礬石產(chǎn)物(AFt)或低硫型水化硫鋁有色金屬(礦山部分)第64卷酸鈣(AFro)。由于水泥中的石膏為高溫燒成石膏，早期強度低、耐凍性差、干縮性大，優(yōu)點是抗硫酸性在硅酸三鈣、硅酸二鈣水化所產(chǎn)生的Ca(OH)的侵蝕能力強、耐熱性好、水化熱低、在潮濕環(huán)境中后參與下，對水泥混合材和其它充填活性材料的激發(fā)期強度增進率較大。石膏礦渣水泥主要由粒化高爐效果要強于已有的其它水泥。礦渣、硫酸鈣及少量波特蘭水泥或石灰組成，在德國1．3技術(shù)