低品质矿渣协同粉煤灰制备充填胶结料及参数优化研究

摘要

针对尾砂充填成本高、固结效果差的问题,本文采用低品质矿渣、粉煤灰等活性材料制备充填胶结料,并对料浆参数进行优化,以期在满足充填要求的前提下,降低充填成本。首先对实验材料进行物化特性分析,采用正交实验和极差分析确定胶结料配比,并分析其水化机理;其次以料浆配比实验分析了胶砂比、质量浓度对充填体强度、料浆流动性和稳定性的影响;最后采用多属性决策模型对料浆参数进行优化,获得了满足矿山要求的料浆优化参数。研究结果表明:低品质矿渣复合胶结料配比为熟料8%、脱硫石膏14%、粉煤灰10%、矿渣68%,熟料水化促进矿渣和粉煤灰水解,并发生水化生成大量凝胶,在脱硫石膏作用下生成少量钙矾石,随着水化产物增多,强度逐渐增加;充填体强度均随着料浆质量浓度和胶砂比的提高不同程度增大,塌落度和泌水率均随着浓度和胶砂比的提高逐渐减小;充填料浆优化参数为胶砂比1∶4,质量浓度70%。通过实验验证,充填料将满足矿山要求。