脫硫灰在充填固化劑中的應(yīng)用研究

脫硫灰在充填固化劑中的應(yīng)用研究

2實驗計劃2.1全尾砂充填強(qiáng)度試驗對于不同的組合的礦工填充液，對特定礦山進(jìn)行全尾砂填充強(qiáng)度試驗。根據(jù)不同提取碳灰漿中各種材料的刺激，對配方進(jìn)行了不斷優(yōu)化，并在滿足礦山填充指標(biāo)要求的前提下，達(dá)到最優(yōu)的組合能力和最優(yōu)的性能。2.2原材料的組成1#西部鉛鋅尾砂、蒙西熟料、某廠礦渣、北方電力粉煤灰、某焦化廠脫硫灰及其它可用工業(yè)固廢材料及激發(fā)劑。2.3凝結(jié)時間測定40×40×160mm三聯(lián)試模、振動臺、70.7×70.7×70.7mm三聯(lián)試模、水泥膠砂攪拌機(jī)、水泥標(biāo)準(zhǔn)恒溫養(yǎng)護(hù)箱（溫度20±1℃，濕度≥90%）、流動度截錐圓模（Φ70×60×Φ100mm），凝結(jié)時間測定儀。2.4充填料漿凝結(jié)時間測定(1）將各種物料烘干后按配方比例制備成充填固化劑成品，要求：比表面積≥430m(2）按《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法》（GB/T17671—1999），按照1:2水灰比、1:3灰砂比攪拌、振動，裝入40×40×160mm三聯(lián)試模振實制成檢驗試件，置于溫度20±1℃、相對濕度≥90%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)24小時，脫模放置20±1℃的養(yǎng)護(hù)水中至規(guī)定齡期，進(jìn)行相應(yīng)齡期的充填固化劑抗壓強(qiáng)度試驗。(3）凝結(jié)時間的測定按GB/T1346規(guī)定進(jìn)行。(4）將尾砂烘干或測定濃度（充分均勻后平行測定三次，取平均值）后備用。(5）按一定的灰砂比和濃度稱取尾砂和固化劑及一定量的水，置于膠砂攪拌機(jī)至少攪拌3分鐘，使其充分均勻后分兩次裝入70.7×70.7×70.7mm三聯(lián)試模制成檢驗試件，待試樣失去塑性后脫模，并置于溫度20±1℃，相對濕度≥90%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期，進(jìn)行相應(yīng)齡期的充填料漿抗壓強(qiáng)度試驗。(6）充填料漿擴(kuò)展度的測定：用濕布擦拭玻璃板和截錐圓模，將攪拌好的漿體迅速注入圓模內(nèi)，用刮刀刮平，垂直方向迅速提起圓模，當(dāng)漿體不再擴(kuò)散時，用鋼尺量取相互垂直的兩個方向直徑，取平均值。(7）凝結(jié)時間的測定按GB/T1346規(guī)定進(jìn)行。(8）充填漿體齡期分為3天、7天、14天、28天四個齡期，每個濃度、灰砂比、齡期澆筑一條試模。3實驗數(shù)據(jù)考慮到脫硫灰的化學(xué)成分中SO3.1脫硫灰對1.2%助磨劑充填料漿抗壓強(qiáng)度的影響分析：從充填固化劑的物理性能來看，摻加1%脫硫灰，充填固化劑的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量降低0.9%，凝結(jié)時間縮短34分，3天抗壓強(qiáng)度提高1.5MPa,28天抗壓強(qiáng)度降低1.7MPa，說明脫硫灰對充填固化劑標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量有降低的作用；對凝結(jié)時間有縮短的作用，對3天強(qiáng)度具有激發(fā)作用，對28天強(qiáng)度具有降低的作用。表13充填料漿實驗數(shù)據(jù)：考慮到尾砂漿使用量較大，本次實驗只做最大和最小1:4和1:12兩個灰砂比，強(qiáng)度齡期灰砂比1:4只3天和28天強(qiáng)度；灰砂比1:12只做7天和28天強(qiáng)度，在1:4的兩組固化劑，試驗成型時摻加0.1%助磨劑。分析：從充填料漿實驗數(shù)據(jù)來看：（1)1:4配比：摻加1%脫硫灰的充填固化劑配制充填料漿3天、28天強(qiáng)度較未摻加脫硫灰的充填固化劑配制充填料漿3天強(qiáng)度提高0.12MPa、28天強(qiáng)度降低了0.04MPa，且擴(kuò)展度提高7mm。（2)1:12配比：摻加1%脫硫灰的充填固化劑配制的充填料漿3天、28天強(qiáng)度較未摻加脫硫灰的充填固化劑配制的充填料漿3天、28天強(qiáng)度分別提高0.03MPa、0.02MPa，且擴(kuò)展度提高13mm。（3）摻加助磨劑置充填料漿3天強(qiáng)度平均提高0.07MPa,28天強(qiáng)度平均提高0.1MPa，說明助磨劑可以提高充填料漿抗壓強(qiáng)度。結(jié)論：脫硫灰對1:4充填料漿3天強(qiáng)度有提高的作用，對28天強(qiáng)度略有降低的作用，對料漿28天強(qiáng)度影響甚微，對1:12充填料漿3天、28天強(qiáng)度略有提高的作用。增大擴(kuò)展度，增強(qiáng)流動性。3.2脫硫灰對硅鈣渣的激發(fā)作用分析：（1）從充填固化劑的物理性能來看，充填固化劑中摻入5%的硅鈣渣替代5%的粉煤灰，摻加1%脫硫灰，充填固化劑的標(biāo)準(zhǔn)稠度降低1.0%，凝結(jié)時間縮短34分鐘，3天抗壓強(qiáng)度提高2.9MPa,28天強(qiáng)度降低2.1MPa。說明脫硫灰對充填固化劑3天強(qiáng)度具有激發(fā)作用，對28天強(qiáng)度具有降低的作用，（2）從表15和表11脫硫灰對粉煤灰激發(fā)性實驗數(shù)據(jù)相比，脫硫灰對硅鈣渣的激發(fā)作用較對粉煤灰激發(fā)作用強(qiáng)。表17填充料漿實驗數(shù)據(jù)：考慮到尾砂使用量較大，本次實驗只做最大和最小1:4和1:12兩個灰砂比，強(qiáng)度齡期灰砂比1:4只3天和28天強(qiáng)度；灰砂比1:12只做7天和28天強(qiáng)度。分析：從充填料漿實驗數(shù)據(jù)來看：（1)1:4配比：充填固化劑中摻入5%的硅鈣渣替代5%的粉煤灰，摻加1%脫硫灰的固化劑配制充填料漿較未摻加脫硫灰的固化劑配制的充填料漿3天、28天強(qiáng)度分別提高0.19MPa、0.32MPa，且擴(kuò)展度提高10mm。（2)1:12配比：充填固化劑中摻入5%的硅鈣渣替代5%的粉煤灰，摻加脫硫灰的充填固化劑配制的充填料漿較未摻加脫硫灰的固化劑配制的充填料漿3天、28天強(qiáng)度分別提高0.17MPa、0.13MPa，且擴(kuò)展度提高14mm。（3）表13和表17充填料漿實驗數(shù)據(jù)來看，說明脫硫灰對硅鈣渣的激發(fā)作用較對粉煤灰激發(fā)作用強(qiáng)。結(jié)論：脫硫灰對1:4充填料漿3天、28天強(qiáng)度有提高的作用，對1:12充填料漿3天、28天強(qiáng)度有提高的作用。脫硫灰對充填固化劑具有激發(fā)作用，且增加擴(kuò)展度，增強(qiáng)流動性；脫硫灰對硅鈣渣的激發(fā)作用較對粉煤灰激發(fā)作用強(qiáng)。3.3脫硫灰對粉煤灰的激發(fā)作用分析：從充填固化劑的物理性能來看，分別摻加1%脫硫灰，5#較6#降低10%粉煤灰，提高10%的礦渣摻量，充填固化劑的標(biāo)準(zhǔn)稠度降低1.8%，凝結(jié)時間延長34分，3天抗壓強(qiáng)度提高0.3MPa,28天強(qiáng)度降低0.2MPa.說明脫硫灰對礦渣的激發(fā)作用優(yōu)于粉煤灰；6#較7#相比，6#摻入10%粉煤灰，7#摻入10%的爐渣，充填固化劑的標(biāo)準(zhǔn)稠度提高1.4%，凝結(jié)時間縮短25分，3天抗壓強(qiáng)度提高0.7MPa,28天強(qiáng)度提高1.7MPa.說明脫硫灰對粉煤灰的激發(fā)作用優(yōu)于爐渣。說明脫硫灰對礦渣激發(fā)性最強(qiáng)，對粉煤灰激發(fā)性略次于礦渣，對爐渣的激發(fā)性最次，且和前兩種廢渣差異較大?？紤]到尾砂使用量較大，本次實驗只做最大和最小1:4和1:12兩個灰砂比，強(qiáng)度齡期灰砂比1:4只3天和28天強(qiáng)度；灰砂比1:12只做7天和28天強(qiáng)度。分析：從充填料漿實驗數(shù)據(jù)來看：（1)1:4配比：6#充填料漿3天、28天抗壓強(qiáng)度最高，5#次之，7#最低，擴(kuò)展度相差甚微。（2)1:12配比：7天強(qiáng)度5#最高，6#次之、7#最低，6#和5#相差甚微；擴(kuò)展度相差甚微。結(jié)論：從充填料漿實驗數(shù)據(jù)來看，說明脫硫灰對礦渣和粉煤灰激發(fā)性基本持平，對爐渣的激發(fā)性最次，且和前兩種廢渣差異較大。3.4脫硫灰對充填固化劑的激發(fā)作用分析：（1）從充填固化劑的物理性能來看，充填固化劑中摻入5%的電石渣替代5%的粉煤灰，摻加1%脫硫灰，8#充填固化劑比10#充填固化劑標(biāo)準(zhǔn)稠度降低0.9%，凝結(jié)時間縮短37分，3天抗壓強(qiáng)度提高1.4MPa,28天強(qiáng)度降低3.0MPa.說明脫硫灰對充填固化劑3天強(qiáng)度具有激發(fā)作用，對28天強(qiáng)度具有降低的作用、降低標(biāo)準(zhǔn)稠度、縮短凝結(jié)時間的作用。（2）充填固化劑中摻入5%的電石渣替代5%的白灰，摻加1%脫硫灰，9#充填固化劑比11#充填固化劑標(biāo)準(zhǔn)稠度降低1.2%，凝結(jié)時間縮短7分，3天抗壓強(qiáng)度提高2.2MPa,28天強(qiáng)度降低2.0MPa。說明脫硫灰對充填固化劑3天強(qiáng)度具有激發(fā)作用，對28天強(qiáng)度具有降低的作用、降低標(biāo)準(zhǔn)稠度、縮短凝結(jié)時間的作用。（3）說明脫硫灰和電石渣復(fù)配較脫硫灰和白灰復(fù)配對固化劑的激發(fā)作用強(qiáng)表25充填料漿實驗數(shù)據(jù)：考慮到尾砂使用量較大，本次實驗只做最大和最小1:4和1:12兩個灰砂比，強(qiáng)度齡期灰砂比1:4只3天和28天強(qiáng)度；灰砂比1:12只做7天和28天強(qiáng)度。分析：從充填料漿實驗數(shù)據(jù)來看：（1)1:4配比：充填固化劑中摻入5%的電石渣替代5%的粉煤灰，8#摻加1%脫硫灰的固化劑配制充填料漿較10#未摻加脫硫灰的固化劑配制的充填料漿3天、28天強(qiáng)度分別提高0.19MPa、0.09MPa，且擴(kuò)展度提高6mm。（2)1:12配比：充填固化劑中摻入5%的電石渣替代5%的粉煤灰，8#摻加脫硫灰的充填固化劑配制的充填料漿較10#未摻加脫硫灰的固化劑配制的充填料漿3天、28天強(qiáng)度分別提高0.05MPa、0.15MPa，且擴(kuò)展度提高7mm。（3)1:4配比：充填固化劑中摻入5%的白灰替代5%的粉煤灰，9#摻加1%脫硫灰的固化劑配制充填料漿較11#未摻加脫硫灰的固化劑配制的充填料漿3天、28天強(qiáng)度分別提高0.09MPa、0.16MPa，且擴(kuò)展度提高6mm。（4)1:12配比：充填固化劑中摻入5%的白灰替代5%的粉煤灰，9#摻加脫硫灰的充填固化劑配制的充填料漿較11#未摻加脫硫灰的固化劑配制的充填料漿7天、28天強(qiáng)度分別提高0.12MPa、0.71MPa，且擴(kuò)展度提高7mm。（5）綜合考慮實驗數(shù)據(jù)，脫硫灰和電石渣復(fù)配固化劑配制的充填料漿1:4配比3天、28天強(qiáng)度最高。結(jié)論：實驗數(shù)據(jù)說明脫硫灰和電石渣復(fù)配效果最佳。4脫硫灰和電石渣、白灰、灰灰復(fù)配的激發(fā)作用(1）從充填固化劑物理性能試驗來看，脫硫灰對充填固化劑3天抗壓強(qiáng)度具有激發(fā)作用，對28天抗壓強(qiáng)度具有降低的作用，降低充填固化劑標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量的作用。（2）從充填固化劑物理性能試驗和充填料漿3天抗壓強(qiáng)度實驗來看，脫硫灰對硅鈣渣的激發(fā)作用最強(qiáng)，對礦渣和粉煤灰激發(fā)性基本相差甚微，對爐渣的激發(fā)性較差。（3）從脫硫灰和電