铅锌矿尾砂胶结膏体充填材料的性能研究

摘要

随着我国国民经济的快速发展，采矿工业也发展迅速，采矿工业在为我国国民经济建设提供矿产资源的同时不可避免的产生大量废弃尾砂。所以，对矿上废弃尾砂再利用是矿山亟待解决的问题。尾砂胶结膏体充填材料作为一种对废弃尾砂再利用的充填料，被矿上填充到地下采空区，这样不仅可以解决充填骨料来源不足问题还可以减轻由于尾砂的地面堆放带来的环境污染问题。对于含有大量硫化物的铅锌矿尾砂，在潮湿环境中会发生氧化反应生成硫酸盐，这对充填体的强度，特别是后期强度非常不利。
　　本文取以铅锌矿粗尾砂和铅锌矿细尾砂为骨料，制备成胶结充填料，采用理论研究和试验操作相结合的办法，来解决矿上充填成本高、尾砂堆积在地表、采空区产生塌陷等问题。通过对试验结果的分析，获得如下主要成果：
　　（1）以铅锌矿（含硫13.0％）粗尾砂为骨料，采用固定变量法，研究铅锌矿粗尾砂-胶凝材料-减水剂-细颗粒体系中胶凝材料种类、减水剂、细颗粒对粗尾砂胶结充填材料料浆性能和固化体强度发展的影响。在含有粗尾砂的胶结充填料浆中掺加减水剂和细颗粒来制备满足充填要求的膏体，均能显著提高固化体的强度，对后期强度发展有利。
　　（2）以铅锌矿（含硫19.1%）细尾砂为骨料，需考虑固化强度和后期稳定性问题。固定料浆浓度63%，研究铅锌矿细尾砂-水泥体系、铅锌矿细尾砂-矿渣基胶凝材料体系中胶凝材料种类对细尾砂胶结膏体充填料性能的影响；对于铅锌矿细尾砂-矿物掺合料-水泥体系，研究细颗粒（石灰石粉、废红砖粉、偏高岭土）对细尾砂胶结膏体充填料性能的影响。采用偏高岭土、矿渣粉、石灰石粉、废砖粉等量取代水泥，偏高岭土取代率30%时，固化体抗28d压强度大于2MPa，对后期固化体有一定的稳定作用；而矿渣粉、石灰石粉、废砖粉作为取代物，固化体后期不稳定（即固化体抗压强度明显降低或开裂）。
　　（3）以铅锌矿全尾砂为骨料，固定胶凝材料掺量，采用矿渣粉取代部分水泥，随着矿渣粉取代水泥率的增加，固化体抗压强度逐渐增加；无论矿渣取代率多少，随着龄期延长，强度逐渐增加，强度发展稳定；将偏高岭土在不同条件下煅烧，取代部分水泥，偏高岭土（800℃6h）取代率是5%时，固化体的抗压强度高于不掺加偏高岭土的对照组，偏高岭土（800℃6h）取代率是10%、15%、30%、60%时，相应龄期内的固化体强度逐渐降低，固化体抗压强度均低于不掺加偏高岭土的对照组；无论在600℃8h还是950℃6h煅烧条件下，随着偏高岭土取代水泥率的增加，相应龄期内的固化体强度逐渐降低并低于不掺加偏高岭土的对照组。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 尾砂和胶结膏体的定义

1.3 国内外胶结充填技术研究现状

1.4 本论文研究内容及目标

2 试验原材料及试验方法

2.1 试验原材料

2.2 主要试验内容及方法

3 铅锌矿粗尾砂胶结充填材料的性能研究

3.1 引言

3.2 试验材料及试验内容

3.3 试验结果及分析

3.4 本章小结

4 铅锌矿溢流尾砂胶结膏体充填材料的固化及长期强度研究

4.1 引言

4.2 试验原材料和内容

4.3 试验内容及分析

4.4 结论

5 铅锌矿全尾砂胶结膏体充填材料的性能研究

5.1 引言

5.2 试验原材料及试验内容

5.3 试验结果及分析

5.4 结论

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简历、在校期间学术论文及参与研究项目

致谢