磷尾矿胶结充填材料力学性能与水化过程研究
发布时间：2020-01-25 20:41
【摘要】：将重介质选矿产生的磷尾矿破碎至5 mm以下后与粉煤灰、水泥按一定比例混合制备胶结充填材料。通过X射线衍射(XRD)、综合热分析(TG/DSC)、扫描电镜(SEM)等技术手段,对磷尾矿和粉煤灰的化学成分和矿物成分进行分析,对优化配比的胶结充填材料不同龄期的力学性能与水化过程的关系进行研究。结果表明:磷尾矿受粒径和活性物质的影响,活性较低。而粉煤灰具有一定的火山灰活性。胶结充填材料的水化反应包括:水泥的水化反应,粉煤灰、少量磷尾矿的火山灰反应。以上水化反应生成的钙矾石(AFt)和水化硅(铝)酸盐(C-S-H)凝胶与分散的磷尾矿、未反应的粉煤灰等联结起来,构成牢固紧密的整体,具有较好的力学性能。
【图文】：
的是磷石膏、黄磷渣。姚健［4］等利用磷石膏、粉煤灰和水泥制备膏体充填材料。王新民［5］等以碎石、磷石膏和水泥为原材料制备胶结充填材料。候姣姣［6］等利用黄磷渣、磷石膏、粉煤灰和生石灰等制备膏体充填材料。廖国燕［7］等以NaOH和CaO为激发剂，利用磷石膏和黄磷渣制备胶凝材料。而以磷尾矿作为充填材料的应用相对较少，对于磷尾矿胶结充填材料的水化机理的研究则从未出现相关报道。因此，作者以前期有关磷尾矿制备胶结充填材料的研究为基础［8-10］，以破碎后的磷尾矿、普通硅酸盐水泥、粉煤灰和水为原料制备胶结充填材料，揭示其水化反应机理。1原材料试验所用磷尾矿来自宜昌挑水河磷矿，粉煤灰来自湖北三宁化工股份有限公司，水泥为葛洲坝水泥厂生产的42．5#普通硅酸盐水泥，试验用水为自来水。1．1磷尾矿试验所用尾矿为重介质选矿后破碎至5mm以下的磷尾矿［8］。磷尾矿的化学成分见表1，矿物成分见图1，主要物相为磷灰石、石英、氧化铁、白云石、方解石及少量石膏，其碱性率M0=5．006＞1，质量系数K=2．650＞1．6，可知磷尾矿具有潜在胶凝活性的组分。破碎后的磷尾矿粒径分布见图2，－0．3mm以下含量占17．584%，级配指数为0．556，具有良好的级配水平。但尾矿中细骨料20μm以下仅占6．0%，极细颗粒较少，因此磷尾矿的活性较低，在胶结充填材料中主要充当惰性骨料。表1充填材料化学成分/(mg·g－1)Chemicalcomposition/%SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaONa2OK2OTiO2SO3P2O5MnOLossPhosphatetailing31．721．207．321．0723．210．151．710．175．8223．760．023．85Flyash50．5618．159．920．9910．381．911．760．882．170．120．203．031．2粉煤灰由图3可知，粉
的是磷石膏、黄磷渣。姚健［4］等利用磷石膏、粉煤灰和水泥制备膏体充填材料。王新民［5］等以碎石、磷石膏和水泥为原材料制备胶结充填材料。候姣姣［6］等利用黄磷渣、磷石膏、粉煤灰和生石灰等制备膏体充填材料。廖国燕［7］等以NaOH和CaO为激发剂，利用磷石膏和黄磷渣制备胶凝材料。而以磷尾矿作为充填材料的应用相对较少，对于磷尾矿胶结充填材料的水化机理的研究则从未出现相关报道。因此，作者以前期有关磷尾矿制备胶结充填材料的研究为基础［8-10］，以破碎后的磷尾矿、普通硅酸盐水泥、粉煤灰和水为原料制备胶结充填材料，揭示其水化反应机理。1原材料试验所用磷尾矿来自宜昌挑水河磷矿，粉煤灰来自湖北三宁化工股份有限公司，水泥为葛洲坝水泥厂生产的42．5#普通硅酸盐水泥，试验用水为自来水。1．1磷尾矿试验所用尾矿为重介质选矿后破碎至5mm以下的磷尾矿［8］。磷尾矿的化学成分见表1，矿物成分见图1，主要物相为磷灰石、石英、氧化铁、白云石、方解石及少量石膏，其碱性率M0=5．006＞1，质量系数K=2．650＞1．6，可知磷尾矿具有潜在胶凝活性的组分。破碎后的磷尾矿粒径分布见图2，－0．3mm以下含量占17．584%，级配指数为0．556，具有良好的级配水平。但尾矿中细骨料20μm以下仅占6．0%，，极细颗粒较少，因此磷尾矿的活性较低，在胶结充填材料中主要充当惰性骨料。表1充填材料化学成分/(mg·g－1)Chemicalcomposition/%SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaONa2OK2OTiO2SO3P2O5MnOLossPhosphatetailing31．721．207．321．0723．210．151．710．175．8223．760．023．85Flyash50．5618．159．920．9910．381．911．760．882．170．120．203．031．2粉煤灰由图3可知，粉
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的是磷石膏、黄磷渣。姚健［4］等利用磷石膏、粉煤灰和水泥制备膏体充填材料。王新民［5］等以碎石、磷石膏和水泥为原材料制备胶结充填材料。候姣姣［6］等利用黄磷渣、磷石膏、粉煤灰和生石灰等制备膏体充填材料。廖国燕［7］等以NaOH和CaO为激发剂，利用磷石膏和黄磷渣制备胶凝材料。而以磷尾矿作为充填材料的应用相对较少，对于磷尾矿胶结充填材料的水化机理的研究则从未出现相关报道。因此，作者以前期有关磷尾矿制备胶结充填材料的研究为基础［8-10］，以破碎后的磷尾矿、普通硅酸盐水泥、粉煤灰和水为原料制备胶结充填材料，揭示其水化反应机理。1原材料试验所用磷尾矿来自宜昌挑水河磷矿，粉煤灰来自湖北三宁化工股份有限公司，水泥为葛洲坝水泥厂生产的42．5#普通硅酸盐水泥，试验用水为自来水。1．1磷尾矿试验所用尾矿为重介质选矿后破碎至5mm以下的磷尾矿［8］。磷尾矿的化学成分见表1，矿物成分见图1，主要物相为磷灰石、石英、氧化铁、白云石、方解石及少量石膏，其碱性率M0=5．006＞1，质量系数K=2．650＞1．6，可知磷尾矿具有潜在胶凝活性的组分。破碎后的磷尾矿粒径分布见图2，－0．3mm以下含量占17．584%，级配指数为0．556，具有良好的级配水平。但尾矿中细骨料20μm以下仅占6．0%，极细颗粒较少，因此磷尾矿的活性较低，在胶结充填材料中主要充当惰性骨料。表1充填材料化学成分/(mg·g－1)Chemicalcomposition/%SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaONa2OK2OTiO2SO3P2O5MnOLossPhosphatetailing31．721．207．321．0723．210．151．710．175．8223．760．023．85Flyash50．5618．159．920．9910．381．911．760．882．170．120．203．031．2粉煤灰由图3可知，粉
的是磷石膏、黄磷渣。姚健［4］等利用磷石膏、粉煤灰和水泥制备膏体充填材料。王新民［5］等以碎石、磷石膏和水泥为原材料制备胶结充填材料。候姣姣［6］等利用黄磷渣、磷石膏、粉煤灰和生石灰等制备膏体充填材料。廖国燕［7］等以NaOH和CaO为激发剂，利用磷石膏和黄磷渣制备胶凝材料。而以磷尾矿作为充填材料的应用相对较少，对于磷尾矿胶结充填材料的水化机理的研究则从未出现相关报道。因此，作者以前期有关磷尾矿制备胶结充填材料的研究为基础［8-10］，以破碎后的磷尾矿、普通硅酸盐水泥、粉煤灰和水为原料制备胶结充填材料，揭示其水化反应机理。1原材料试验所用磷尾矿来自宜昌挑水河磷矿，粉煤灰来自湖北三宁化工股份有限公司，水泥为葛洲坝水泥厂生产的42．5#普通硅酸盐水泥，试验用水为自来水。1．1磷尾矿试验所用尾矿为重介质选矿后破碎至5mm以下的磷尾矿［8］。磷尾矿的化学成分见表1，矿物成分见图1，主要物相为磷灰石、石英、氧化铁、白云石、方解石及少量石膏，其碱性率M0=5．006＞1，质量系数K=2．650＞1．6，可知磷尾矿具有潜在胶凝活性的组分。破碎后的磷尾矿粒径分布见图2，－0．3mm以下含量占17．584%，级配指数为0．556，具有良好的级配水平。但尾矿中细骨料20μm以下仅占6．0%，，极细颗粒较少，因此磷尾矿的活性较低，在胶结充填材料中主要充当惰性骨料。表1充填材料化学成分/(mg·g－1)Chemicalcomposition/%SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaONa2OK2OTiO2SO3P2O5MnOLossPhosphatetailing31．721．207．321．0723．210．151．710．175．8223．760．023．85Flyash50．5618．159．920．9910．381．911．760．882．170．120．203．031．2粉煤灰由图3可知，粉
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1 王R
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