固结粉胶凝材料开发与胶结充填体强度试验

针对金川矿山开采面临的采矿经济与环保压力,利用酒钢低活性酸性矿渣,开展新型充填胶凝材料开发,获得称为固结粉的早强型新型充填胶凝材料。为了实现固结粉在金川矿山工业化应用,针对金川矿山废石、棒磨砂、戈壁砂和河沙等骨料,开展了4种充填骨料的固结粉胶结充填体抗压强度试验。结果表明,除了戈壁粗砂骨料胶结充填体3 d抗压强度小于设计抗压强度外,其他3种充填骨料的固结粉胶结充填体抗压强度均满足金川矿山安全采矿要求,说明早强型固结粉胶凝材料应用于金川矿山充填法采矿中能够替代水泥。

中关铁矿超细全尾砂固结粉充填胶凝材料试验研究

为了降低充填采矿成本,针对中关铁矿超细全尾砂充填料,利用中关地区固废资源,开展了固结粉充填胶凝材料试验研究。首先开展了盐基和碱基固结粉激发剂配比试验,由此确定碱和盐激发剂的合理配比范围;然后,针对盐基和碱基激发剂合理范围,开展固结粉胶凝材料胶结体强度正交试验。根据正交试验的极差分析、回归分析以及对胶凝材料特性要求,最终确定了固结粉优化配比为碱激发剂10%,盐激发剂15%。由此确定固结粉胶凝材料激发剂与矿渣微粉配比为1∶3;最后,根据固结粉优化配比制备胶凝材料,分别采用1∶4和1∶8的胶砂比,进行全尾砂固结粉胶结体强度验证试验。结果表明,胶砂比1∶4全尾砂胶结体28 d强度大于2.5 MPa,满足中关铁矿一步采场对充填体强度要求;1∶8胶砂比全尾砂胶结体强度大于1.5 MPa,可以用于嗣后充填二步回采矿柱的采场充填胶凝材料。

不同骨料固结粉胶结充填体强度试验与对比分析

为了将固结粉新型胶凝材料在金川矿山推广应用,针对目前矿山采用的4种充填骨料,开展固结粉胶结充填体强度试验研究.首先,针对龙首矿充填系统以及工业技术参数,进行4种充填骨料、3种胶凝材料和5种充填料浆浓度的试验方案设计.然后,针对4种充填骨料开展不同料浆浓度的充填体强度试验,获得了不同配比条件下胶结充填体强度.最后,针对固结粉胶凝材料进行4种骨料胶结充填体强度分析和对比研究.结果显示,除了戈壁粗砂骨料的胶结充填体3d和28d强度低于矿山设计强度外,其他3种骨料胶结充填体强度均满足金川矿山充填体设计强度.由此可见,固结粉新型胶凝材料可以替代水泥在金川矿山推广应用.

尾矿固结排放技术研究

采用尾矿固结排放技术处理西石门铁矿尾矿,可以不建尾矿库。尾矿固结排放工艺流程主要包括泵砂、添加胶凝材料、尾矿脱水和脱水后尾矿堆排。通过实验室和工业试验,优选出适用的胶凝材料并得到胶凝材料配比规律,得出浓缩脱水设备的技术参数。根据试验结果提出50万t/a尾矿固结排放系统优化方案。根据试验和分析计算,预计西石门铁矿尾矿固结排尾的综合成本低于尾矿库排尾。此外,尾矿固结排尾不需要建尾矿库,同时治理了塌陷区,因此经济效益和社会效益显著。

金川龙首矿固结粉充填胶凝材料细度与充填料浆配比的优化

金川龙首矿固结粉胶凝材料早期强度低,影响固结粉在金川矿山推广应用,为此开展固结粉细度分析以及充填料浆配比研究。首先,对原状固结粉进行0.5,1.0h和1.5h粉磨,获得比表面积分别为510,530 m^2/kg和570 m^2/kg固结粉胶凝材料。然后,针对不同细度固结粉开展胶结充填体强度试验。结果显示,当料浆浓度为80%、粉磨0.5h固粉磨胶凝材料掺量为300kg/m^3时,胶结充填体3,7d和28d强度分别达到1.60,2.72MPa和5.08MPa。粉磨1.0h的固结粉胶结充填体3,7d和28d强度分别达到1.81,3.19MPa和4.84MPa。结果表明,当固结粉平均比表面积520m^2/kg、混合骨料胶结充填体3d平均强度达到1.7 MPa,7d强达到3.0MPa,28d强度达到5.0MPa,可满足金川矿山胶结充填体强度要求。相同条件下水泥胶结充填体3,7d和28d强度分别达到1.67,2.62 MPa和4.50 MPa。由此可见,通过粉磨和优化配比决策获得的固结粉胶凝材料可满足金川矿山充填体强度要求,而且胶凝材料成本要低于水泥。

尾矿浓缩参数实验研究

通过实验室实验和理论分析的方法,对尾矿浓缩进行胶凝材料配比、外加剂选择及配比实验等,最终选择矿渣水泥作为固结胶凝材料(添加量为3%),Na2CO3作为外加剂,添加量取0.1%最佳。研究结果为矿山提供了合理的选择,节约了前期投资成本。