不同粗骨料对膏体凝结性能的影响及配比优化

尹升华¹，刘家明¹，陈威¹，邹龙²，寇永渊²，李希雯¹

1. 北京科技大学土木与资源工程学院2. 金川集团股份有限公司镍钴资源综合利用国家重点实验室

摘 要：甘肃金川铜镍矿似膏体充填料浆水化凝结时间迟缓、粗骨料离析程度大,严重影响充填浆体的质量.本文以金川二矿区全尾砂、废石和棒磨砂为实验材料,采用全面实验设计法,研究不同质量分数、粗骨料及尾骨比(全尾砂与粗骨料质量比)对膏体充填凝结性能、抗压强度和流变特性的影响规律.实验结果表明:全尾砂–粗骨料膏体中,粗骨料的比表面积和化学成分(活性MgO和CaO)是影响凝结时间的主要因素;凝结时间随尾骨比增加而缩短,屈服应力随尾骨比增加而增加,塑性黏度(全尾砂–废石、全尾砂–棒磨砂膏体)随尾骨比增加而增加;全尾砂–废石膏体抗压强度优于全尾砂–废石–棒磨砂膏体抗压强度;最短凝结时间及最佳抗压强度(全尾砂–废石膏体、尾骨比5∶5)比矿用凝结时间和抗压强度分别缩短2.1 h和增加33%以上.最后对凝结性能进行单目标及多目标回归优化,多目标回归优化表明:全尾砂–废石–棒磨砂膏体最佳凝结时间为270～300 min、尾骨比10∶6∶6～10∶7∶7、屈服应力为167.0～169.0 Pa;全尾砂–棒磨砂膏体最佳凝结时间为300～330 min、尾骨比10∶14～10∶16、屈服应力为164.0～167.0 Pa,满足矿山生产要求.

关键词：粗骨料;凝结性能;膏体充填;抗压强度;流变特性;回归优化;