生态胶凝材料在矿山充填工程中的研究与应用
发布时间：2021-11-10 01:47
目前,处理矿山尾砂较为普遍的方法是制备尾砂充填体回填矿井采空区,不仅提高了矿石回采率,也保证了井下工作环境的稳定,同时也使尾砂固废得以回收利用。某铅锌矿通过旋流器对尾矿进行处理,得到分级尾砂和细尾砂。其中,分级尾砂可与水泥胶结进行矿山充填,但充填体的各方面性能不能够很好的满足充填生产要求,水泥成本日益增长,充填成本高居不下;而细尾砂90%以上颗粒粒径小于100um,难以回收利用,因而排放至尾矿库堆存。本文针对某铅锌矿山面临的充填问题,结合周边环境的固废资源现有情况,旨在解决矿山尾矿库退库,改善周边生态环境,以研制替代水泥充填的胶凝材料为目标,开展了研究工作。通过实地调研及理论分析,选择矿渣粉部分替代水泥的碱激发体系,采用XRD、SEM和微量热等测试方法,研究了胶凝材料及充填体的胶结机理及性能优势。最终开展现场工业试验验证其在实际充填中的可行性。同时,为研究细尾砂对新胶凝材料体系充填体的性能影响,通过利用细尾砂部分替代分级尾砂,制备充填体进行初步试验。研究表明:1)在矿渣粉部分替代水泥的体系中,添加适量的硫酸钠可以加快体系前期的水化反应速率,释放矿渣粉自身的活性成分,使体系在早期的水化过...
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
广州大学硕士学位论文13第二章生态胶凝材料的研发试验2.1原材料的物化性能分析2.1.1硅酸盐水泥本课题所用水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5，经抽样检测，水泥的密度为3.10g/cm3，凝结时间以及抗折、抗压强度等性能指标均满足国家《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的要求，其形貌特征如图2-1所示。水泥的主要氧化物成分XRF分析结果见表2-1，其主要的氧化物成分包含CaO和SiO2，还有少量的SO3和MgO，水泥的主要技术性质见表2-2。图2-1硅酸盐水泥形貌Fig.2-1MorphologyofPortlandcement表2-1水泥的氧化物成分（wt.%）Table2-1Oxidecompositionofcement氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5含量0.1951.7197.15123.4100.048氧化物Fe2O3CuOZnOAs2O3Rb2O含量3.0870.0110.0250.0030.009氧化物SO3K2OCaOTiO2MnO含量2.6600.87858.0460.3720.065氧化物SrO2PbOCl-烧失量含量0.0530.0030.0292.238
生态胶凝材料在矿山充填工程中的研究与应用14表2-2硅酸盐水泥的技术性质Table2-2TechnicalpropertiesofPortlandcement类别3d龄期凝结时间/min抗压强度/MPa抗折强度/MPa初凝终凝PO42.515.83.41602802.1.2矿渣粉矿渣粉又称矿渣微粉、粒化高炉矿渣粉，是高炉炼铁过程中发生熔融产生的非金属副产品，以硅酸盐和铝硅酸盐为主要的熔融体，经由冷却淬冷工艺后，其原子来不及结晶而形成的玻璃态活性物质，具备高细度、高活性等特性，是配制高性能混凝土的重要材料。因此，选用矿渣粉作为此课题研究的固废胶凝材料的主要原材料。本课题研究所选用的矿渣粉，由项目当地的钢铁厂生产，是用矿渣经干燥、磨细后得到的S95级矿渣粉，经抽样检测，其密度为2.88g/cm3，比表面积为438m2/kg，性能指标均满足国标要求，其形貌如图2-2所示。通过查阅文献和相关专业资料，了解并掌握了多种可以用来对矿渣粉的活性进行判定的方法。质量系数K值判定法，通过质量系数K值得大小判定其活性，K值的计算公式为K=（CaO%+MgO%+Al2O3%）/（SiO2%+MnO%+TiO2%）。碱性系数Mo值判定法，Mo值的计算公式为Mo=（CaO%+MgO%）/（SiO2%+Al2O3%）；第三种是活度系数A值判定法，A值的计算公式为A=Al2O3%/SiO2%。通过利用以上三种方法可以判定矿渣粉的活性[55]。本课题研究所选用矿渣粉的主要氧化物成分XRF分析结果如表2-3所示，从表中可见，矿渣粉的化学成分主要是SiO2、CaO、MgO、Al2O3等。图2-2矿渣粉形貌Fig.2-2Morphologyofslag
【参考文献】：
期刊论文
[1]固体废弃物资源化的发展趋向分析[J]. 张海燕,郑仁栋,袁璐韫,陈培. 中国资源综合利用. 2019(10)
[2]某铜矿尾砂高浓度充填技术方案优化研究[J]. 史采星,郭利杰,许文远,陈鑫政. 中国矿业. 2019(S2)
[3]固体废弃物收集、处理及资源化利用技术探究[J]. 朱泓宇,赵海光. 环境与发展. 2019(09)
[4]浅谈工业固体废弃物资源化利用的分离技术[J]. 宋丽,蒋东海. 四川水泥. 2019(09)
[5]我国固废资源化的技术及创新发展[J]. 林文锋. 中国资源综合利用. 2019(08)
[6]一般工业固体废物治理及资源化利用研究[J]. 姚婷,曹霞,吴朝阳. 经济问题. 2019(09)
[7]思山岭铁矿超细全尾砂固结粉充填胶凝材料研究[J]. 梁峰,高谦,丛革臣,杨寿军. 金属矿山. 2019(08)
[8]分析固体废物资源化及综合利用技术[J]. 潘欣琳. 科技与创新. 2019(15)
[9]深井矿山全尾砂胶结充填体早期强度特性及微观影响机理分析[J]. 张钦礼,王钟苇,荣帅,王新民. 有色金属工程. 2019(06)
[10]黄金尾矿井下充填现状综述[J]. 陈军. 中国矿山工程. 2019(03)
博士论文
[1]矿物掺合料对超高性能混凝土的水化及微结构形成的影响[D]. 黄伟.东南大学 2017
本文编号：3486325
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
广州大学硕士学位论文13第二章生态胶凝材料的研发试验2.1原材料的物化性能分析2.1.1硅酸盐水泥本课题所用水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5，经抽样检测，水泥的密度为3.10g/cm3，凝结时间以及抗折、抗压强度等性能指标均满足国家《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的要求，其形貌特征如图2-1所示。水泥的主要氧化物成分XRF分析结果见表2-1，其主要的氧化物成分包含CaO和SiO2，还有少量的SO3和MgO，水泥的主要技术性质见表2-2。图2-1硅酸盐水泥形貌Fig.2-1MorphologyofPortlandcement表2-1水泥的氧化物成分（wt.%）Table2-1Oxidecompositionofcement氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5含量0.1951.7197.15123.4100.048氧化物Fe2O3CuOZnOAs2O3Rb2O含量3.0870.0110.0250.0030.009氧化物SO3K2OCaOTiO2MnO含量2.6600.87858.0460.3720.065氧化物SrO2PbOCl-烧失量含量0.0530.0030.0292.238
生态胶凝材料在矿山充填工程中的研究与应用14表2-2硅酸盐水泥的技术性质Table2-2TechnicalpropertiesofPortlandcement类别3d龄期凝结时间/min抗压强度/MPa抗折强度/MPa初凝终凝PO42.515.83.41602802.1.2矿渣粉矿渣粉又称矿渣微粉、粒化高炉矿渣粉，是高炉炼铁过程中发生熔融产生的非金属副产品，以硅酸盐和铝硅酸盐为主要的熔融体，经由冷却淬冷工艺后，其原子来不及结晶而形成的玻璃态活性物质，具备高细度、高活性等特性，是配制高性能混凝土的重要材料。因此，选用矿渣粉作为此课题研究的固废胶凝材料的主要原材料。本课题研究所选用的矿渣粉，由项目当地的钢铁厂生产，是用矿渣经干燥、磨细后得到的S95级矿渣粉，经抽样检测，其密度为2.88g/cm3，比表面积为438m2/kg，性能指标均满足国标要求，其形貌如图2-2所示。通过查阅文献和相关专业资料，了解并掌握了多种可以用来对矿渣粉的活性进行判定的方法。质量系数K值判定法，通过质量系数K值得大小判定其活性，K值的计算公式为K=（CaO%+MgO%+Al2O3%）/（SiO2%+MnO%+TiO2%）。碱性系数Mo值判定法，Mo值的计算公式为Mo=（CaO%+MgO%）/（SiO2%+Al2O3%）；第三种是活度系数A值判定法，A值的计算公式为A=Al2O3%/SiO2%。通过利用以上三种方法可以判定矿渣粉的活性[55]。本课题研究所选用矿渣粉的主要氧化物成分XRF分析结果如表2-3所示，从表中可见，矿渣粉的化学成分主要是SiO2、CaO、MgO、Al2O3等。图2-2矿渣粉形貌Fig.2-2Morphologyofslag
【参考文献】：
期刊论文
[1]固体废弃物资源化的发展趋向分析[J]. 张海燕,郑仁栋,袁璐韫,陈培. 中国资源综合利用. 2019(10)
[2]某铜矿尾砂高浓度充填技术方案优化研究[J]. 史采星,郭利杰,许文远,陈鑫政. 中国矿业. 2019(S2)
[3]固体废弃物收集、处理及资源化利用技术探究[J]. 朱泓宇,赵海光. 环境与发展. 2019(09)
[4]浅谈工业固体废弃物资源化利用的分离技术[J]. 宋丽,蒋东海. 四川水泥. 2019(09)
[5]我国固废资源化的技术及创新发展[J]. 林文锋. 中国资源综合利用. 2019(08)
[6]一般工业固体废物治理及资源化利用研究[J]. 姚婷,曹霞,吴朝阳. 经济问题. 2019(09)
[7]思山岭铁矿超细全尾砂固结粉充填胶凝材料研究[J]. 梁峰,高谦,丛革臣,杨寿军. 金属矿山. 2019(08)
[8]分析固体废物资源化及综合利用技术[J]. 潘欣琳. 科技与创新. 2019(15)
[9]深井矿山全尾砂胶结充填体早期强度特性及微观影响机理分析[J]. 张钦礼,王钟苇,荣帅,王新民. 有色金属工程. 2019(06)
[10]黄金尾矿井下充填现状综述[J]. 陈军. 中国矿山工程. 2019(03)
博士论文
[1]矿物掺合料对超高性能混凝土的水化及微结构形成的影响[D]. 黄伟.东南大学 2017
本文编号：3486325
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