钢渣-矿渣基全尾矿充填胶结材料的研究

《钢渣-矿渣基全尾矿充填胶结材料的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、钢渣■矿渣基全尾矿充填胶结材料的研究宋素亚I封孝信】（

2、河北联合大学材料科学与工程学院，唐山063009;2唐山盾石干粉建材有限责任公司，唐山063031）摘要：以冶金废渣钢渣、矿渣及电厂废渣脱硫石膏为主要原材料，添加少量的硅酸盐水泥及激发剂，制备了一种新型的钢渣-矿渣基全尾矿充填胶结材料。通过系统试验，确定了制备钢渣-矿渣基全尾矿充填胶结材料的最优配比及影响其性能的显著性因素。结果表明：采用钢渣-矿渣基全尾矿充填胶结材料制备的充填体在胶砂比1:9、固体浓度约为68%时，28天抗压强度可达到2.5MPa以上。钢渣-矿渣基全尾矿充填胶结材料的固体废弃物含量高达90%以上，且成本明显低于

3、普通水泥，因此会产生较好的环境和经济效益。关键词：矿渣、钢渣、胶结材料、澈发剂0前言尾矿是造成环境污染的主要來源z—,而传统的尾矿大多采用堆存的方式，造成环境污染及生态破坏。随着国家治理环境污染力度的加大，本着循环再利用的经济发展模式，利用充填技术处理尾矿是最有效的措施Z—山。目而，在采用胶结充填工艺的矿山中，大多企业采用水泥作为胶结材料，但其存在充填成木过高的问题，也有少数企业采用工业炉渣、粉煤灰等少量替代水泥来降低充填成木,但掺量均较低2讥本文旨在开发一种后期强度高、成本低廉且貝早强性能的新型胶凝材料，采用大量工业废弃物矿渣、钢渣以及脱硫石膏等，大幅度降低成木。推广使用将具有较好

4、的社会效益、环境效益以及经济效益。1试验方法1.1试验原材料矿渣：唐山唐龙新型建材有限公司，密度为2.9g/cn?,比表面积为409m2/kgo钢渣：丰润新宝泰钢铁有限公司，密度为3.51g/cm3,比表面积为419m2/kgo脱硫石膏：唐山某电厂的烟气脱硫产物，密度为2.62g/cn?,比表面积为141m2/kgo水泥：唐山冀东水泥厂PO42.5Ro碱性激发剂JOI：i

5、j售化工原料配制。尾矿砂：唐山周边某铁矿厂。上述主要原材料的化学成分和有关的质量系数见表1。表1原材料化学成份名称LOSSCaOSiO2A12O3Fe2O3MgOSO3K9ONa2OCLf-CaO/%/%/%/%/

6、%/%/%/%/%/%/%水泥3.5056.4222.086.842.783.582.61.010.210.0175矿渣-1.3940.231.9715.870.64&160.070.50.370.08钢渣0.3536.5412.537.5522.2113.311.690.070」20.0084.4脱硫石膏22.9530.914.051.540.712.4236.890.220.120.24尾矿砂1.544.5967.703」515.845.260.540.520.012.2试验方法1）填充料的配制将矿渣、钢渣、脱硫石膏、水泥以及碱性激发剂按一定的配比混合，保证充分混合均匀。按照胶砂

7、比为1:9,将一定量的胶凝材料与全尾矿砂混合制成填充料。2）填充料的成型试验采用水泥胶砂搅拌机，将填充料按照固体浓度为70%加入水，搅拌180s制成胶砂，将其均匀倒入70.7cmx70.7cmx70.7cm的三联试模屮，然后将其放置在温度20°C±l°C,湿度不低于90%的标准恒温恒湿养护箱中标准养护48h后拆模，在同样的环境下养护至龄期。3试验及结果分析根据前期的探索性实验，选取钢渣、脱硫石膏、水泥和碱性激发剂的掺量作为因素，以3天、7天和28天抗压强度为口标开展正交试验。正交试验因素与水平见表2。表2正交试验因素与水平水平因索脱硫石膏/%钢渣/%水泥/%碱性激发剂181521.5

8、21020533122584.5根据选择的因索和水平，按照四因索三水平正交表安排正交试验，正交试验3d、7d及28d结果数据如表3和表4所示。表3正交实验结果数据编号矿渣/%脱硫石膏/%钢渣/%水泥/%碱性激发剂/%3天抗压强度/MPa7天抗压强度/MPa28天抗压强度/MPaA173.581521.50.791.352.39A264820530.851.522.23A354.582584.50.8L142」()A465.5101554.50.911.562.47A560.5102081.50.841.392.30A6601025230.821.202.12A7621215830.8

9、71.522.50A861.5122024.50.881.402.28A956.5122551.50.841.352.20表4抗压数据极差直观分析表所在列1234因索脱硫石膏/%钢渣水泥/%碱性激发剂/%/%3d抗压强度均值10.8130.8570.8300.823均值20.8570.8570.8670.847均值30.8630.820.8370.863极差0.0500.0370.0370.040显箸性因素脱硫石膏掺赧以及碱性激发剂掺赧7d抗压强度均值11