磷石膏—矿渣复合胶凝材料配比优化试验

李宏业¹，杨晓炳^2,3，温震江^2,3，高谦^2,3，王永定¹

1. 金川集团股份有限公司2. 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室3. 北京科技大学土木与资源工程学院

摘 要：针对金川矿山充填采用水泥作为胶凝材料成本较高的问题,利用当地固体废弃物资源开发矿用新型胶凝材料。首先对试验材料进行物化分析,开展了磷石膏—矿渣复合胶凝材料强度正交试验,并在此基础上进行磷石膏—矿渣复合胶凝材料配比优化试验确定最优配比;然后对磷石膏—矿渣复合胶凝材料强度的影响因素进行了分析,利用扫描电镜观察了各龄期水化产物的微观结构,并对磷石膏—矿渣复合胶凝材料成本进行了核算。研究表明:磷石膏—矿渣复合胶凝材料早期强度较低,而后期强度较高;磷石膏—矿渣复合胶凝材料配比优化试验确定最优配比为生石灰7%、磷石膏30%、芒硝2%和矿渣微粉61%;SEM观察到水化产物以钙矾石和C—S—H凝胶为主,并且随着养护龄期的增长,结构不断紧密,强度不断提高;对磷石膏—矿渣复合胶凝材料最优配比进行成本核算,得出其成本为180元/t,与金川矿山专用的38.5非标水泥成本相比,胶凝材料成本降低了44%;对复合胶凝材料充填料浆管输特性进行了测定,结果满足金川矿山自流输送要求。

关键词：充填采矿法;磷石膏;矿渣;胶凝材料;优化;水化机理;