脱硫灰在充填固化剂中的应用研究

脱硫灰在充填固化剂中的应用研究

2实验计划2.1全尾砂充填强度试验对于不同的组合的矿工填充液，对特定矿山进行全尾砂填充强度试验。根据不同提取碳灰浆中各种材料的刺激，对配方进行了不断优化，并在满足矿山填充指标要求的前提下，达到最优的组合能力和最优的性能。2.2原材料的组成1#西部铅锌尾砂、蒙西熟料、某厂矿渣、北方电力粉煤灰、某焦化厂脱硫灰及其它可用工业固废材料及激发剂。2.3凝结时间测定40×40×160mm三联试模、振动台、70.7×70.7×70.7mm三联试模、水泥胶砂搅拌机、水泥标准恒温养护箱（温度20±1℃，湿度≥90%）、流动度截锥圆模（Φ70×60×Φ100mm），凝结时间测定仪。2.4充填料浆凝结时间测定(1）将各种物料烘干后按配方比例制备成充填固化剂成品，要求：比表面积≥430m(2）按《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T17671—1999），按照1:2水灰比、1:3灰砂比搅拌、振动，装入40×40×160mm三联试模振实制成检验试件，置于温度20±1℃、相对湿度≥90%的标准养护箱内养护24小时，脱模放置20±1℃的养护水中至规定龄期，进行相应龄期的充填固化剂抗压强度试验。(3）凝结时间的测定按GB/T1346规定进行。(4）将尾砂烘干或测定浓度（充分均匀后平行测定三次，取平均值）后备用。(5）按一定的灰砂比和浓度称取尾砂和固化剂及一定量的水，置于胶砂搅拌机至少搅拌3分钟，使其充分均匀后分两次装入70.7×70.7×70.7mm三联试模制成检验试件，待试样失去塑性后脱模，并置于温度20±1℃，相对湿度≥90%的标准养护箱内，养护至规定龄期，进行相应龄期的充填料浆抗压强度试验。(6）充填料浆扩展度的测定：用湿布擦拭玻璃板和截锥圆模，将搅拌好的浆体迅速注入圆模内，用刮刀刮平，垂直方向迅速提起圆模，当浆体不再扩散时，用钢尺量取相互垂直的两个方向直径，取平均值。(7）凝结时间的测定按GB/T1346规定进行。(8）充填浆体龄期分为3天、7天、14天、28天四个龄期，每个浓度、灰砂比、龄期浇筑一条试模。3实验数据考虑到脱硫灰的化学成分中SO3.1脱硫灰对1.2%助磨剂充填料浆抗压强度的影响分析：从充填固化剂的物理性能来看，掺加1%脱硫灰，充填固化剂的标准稠度需水量降低0.9%，凝结时间缩短34分，3天抗压强度提高1.5MPa,28天抗压强度降低1.7MPa，说明脱硫灰对充填固化剂标准稠度需水量有降低的作用；对凝结时间有缩短的作用，对3天强度具有激发作用，对28天强度具有降低的作用。表13充填料浆实验数据：考虑到尾砂浆使用量较大，本次实验只做最大和最小1:4和1:12两个灰砂比，强度龄期灰砂比1:4只3天和28天强度；灰砂比1:12只做7天和28天强度，在1:4的两组固化剂，试验成型时掺加0.1%助磨剂。分析：从充填料浆实验数据来看：（1)1:4配比：掺加1%脱硫灰的充填固化剂配制充填料浆3天、28天强度较未掺加脱硫灰的充填固化剂配制充填料浆3天强度提高0.12MPa、28天强度降低了0.04MPa，且扩展度提高7mm。（2)1:12配比：掺加1%脱硫灰的充填固化剂配制的充填料浆3天、28天强度较未掺加脱硫灰的充填固化剂配制的充填料浆3天、28天强度分别提高0.03MPa、0.02MPa，且扩展度提高13mm。（3）掺加助磨剂置充填料浆3天强度平均提高0.07MPa,28天强度平均提高0.1MPa，说明助磨剂可以提高充填料浆抗压强度。结论：脱硫灰对1:4充填料浆3天强度有提高的作用，对28天强度略有降低的作用，对料浆28天强度影响甚微，对1:12充填料浆3天、28天强度略有提高的作用。增大扩展度，增强流动性。3.2脱硫灰对硅钙渣的激发作用分析：（1）从充填固化剂的物理性能来看，充填固化剂中掺入5%的硅钙渣替代5%的粉煤灰，掺加1%脱硫灰，充填固化剂的标准稠度降低1.0%，凝结时间缩短34分钟，3天抗压强度提高2.9MPa,28天强度降低2.1MPa。说明脱硫灰对充填固化剂3天强度具有激发作用，对28天强度具有降低的作用，（2）从表15和表11脱硫灰对粉煤灰激发性实验数据相比，脱硫灰对硅钙渣的激发作用较对粉煤灰激发作用强。表17填充料浆实验数据：考虑到尾砂使用量较大，本次实验只做最大和最小1:4和1:12两个灰砂比，强度龄期灰砂比1:4只3天和28天强度；灰砂比1:12只做7天和28天强度。分析：从充填料浆实验数据来看：（1)1:4配比：充填固化剂中掺入5%的硅钙渣替代5%的粉煤灰，掺加1%脱硫灰的固化剂配制充填料浆较未掺加脱硫灰的固化剂配制的充填料浆3天、28天强度分别提高0.19MPa、0.32MPa，且扩展度提高10mm。（2)1:12配比：充填固化剂中掺入5%的硅钙渣替代5%的粉煤灰，掺加脱硫灰的充填固化剂配制的充填料浆较未掺加脱硫灰的固化剂配制的充填料浆3天、28天强度分别提高0.17MPa、0.13MPa，且扩展度提高14mm。（3）表13和表17充填料浆实验数据来看，说明脱硫灰对硅钙渣的激发作用较对粉煤灰激发作用强。结论：脱硫灰对1:4充填料浆3天、28天强度有提高的作用，对1:12充填料浆3天、28天强度有提高的作用。脱硫灰对充填固化剂具有激发作用，且增加扩展度，增强流动性；脱硫灰对硅钙渣的激发作用较对粉煤灰激发作用强。3.3脱硫灰对粉煤灰的激发作用分析：从充填固化剂的物理性能来看，分别掺加1%脱硫灰，5#较6#降低10%粉煤灰，提高10%的矿渣掺量，充填固化剂的标准稠度降低1.8%，凝结时间延长34分，3天抗压强度提高0.3MPa,28天强度降低0.2MPa.说明脱硫灰对矿渣的激发作用优于粉煤灰；6#较7#相比，6#掺入10%粉煤灰，7#掺入10%的炉渣，充填固化剂的标准稠度提高1.4%，凝结时间缩短25分，3天抗压强度提高0.7MPa,28天强度提高1.7MPa.说明脱硫灰对粉煤灰的激发作用优于炉渣。说明脱硫灰对矿渣激发性最强，对粉煤灰激发性略次于矿渣，对炉渣的激发性最次，且和前两种废渣差异较大。考虑到尾砂使用量较大，本次实验只做最大和最小1:4和1:12两个灰砂比，强度龄期灰砂比1:4只3天和28天强度；灰砂比1:12只做7天和28天强度。分析：从充填料浆实验数据来看：（1)1:4配比：6#充填料浆3天、28天抗压强度最高，5#次之，7#最低，扩展度相差甚微。（2)1:12配比：7天强度5#最高，6#次之、7#最低，6#和5#相差甚微；扩展度相差甚微。结论：从充填料浆实验数据来看，说明脱硫灰对矿渣和粉煤灰激发性基本持平，对炉渣的激发性最次，且和前两种废渣差异较大。3.4脱硫灰对充填固化剂的激发作用分析：（1）从充填固化剂的物理性能来看，充填固化剂中掺入5%的电石渣替代5%的粉煤灰，掺加1%脱硫灰，8#充填固化剂比10#充填固化剂标准稠度降低0.9%，凝结时间缩短37分，3天抗压强度提高1.4MPa,28天强度降低3.0MPa.说明脱硫灰对充填固化剂3天强度具有激发作用，对28天强度具有降低的作用、降低标准稠度、缩短凝结时间的作用。（2）充填固化剂中掺入5%的电石渣替代5%的白灰，掺加1%脱硫灰，9#充填固化剂比11#充填固化剂标准稠度降低1.2%，凝结时间缩短7分，3天抗压强度提高2.2MPa,28天强度降低2.0MPa。说明脱硫灰对充填固化剂3天强度具有激发作用，对28天强度具有降低的作用、降低标准稠度、缩短凝结时间的作用。（3）说明脱硫灰和电石渣复配较脱硫灰和白灰复配对固化剂的激发作用强表25充填料浆实验数据：考虑到尾砂使用量较大，本次实验只做最大和最小1:4和1:12两个灰砂比，强度龄期灰砂比1:4只3天和28天强度；灰砂比1:12只做7天和28天强度。分析：从充填料浆实验数据来看：（1)1:4配比：充填固化剂中掺入5%的电石渣替代5%的粉煤灰，8#掺加1%脱硫灰的固化剂配制充填料浆较10#未掺加脱硫灰的固化剂配制的充填料浆3天、28天强度分别提高0.19MPa、0.09MPa，且扩展度提高6mm。（2)1:12配比：充填固化剂中掺入5%的电石渣替代5%的粉煤灰，8#掺加脱硫灰的充填固化剂配制的充填料浆较10#未掺加脱硫灰的固化剂配制的充填料浆3天、28天强度分别提高0.05MPa、0.15MPa，且扩展度提高7mm。（3)1:4配比：充填固化剂中掺入5%的白灰替代5%的粉煤灰，9#掺加1%脱硫灰的固化剂配制充填料浆较11#未掺加脱硫灰的固化剂配制的充填料浆3天、28天强度分别提高0.09MPa、0.16MPa，且扩展度提高6mm。（4)1:12配比：充填固化剂中掺入5%的白灰替代5%的粉煤灰，9#掺加脱硫灰的充填固化剂配制的充填料浆较11#未掺加脱硫灰的固化剂配制的充填料浆7天、28天强度分别提高0.12MPa、0.71MPa，且扩展度提高7mm。（5）综合考虑实验数据，脱硫灰和电石渣复配固化剂配制的充填料浆1:4配比3天、28天强度最高。结论：实验数据说明脱硫灰和电石渣复配效果最佳。4脱硫灰和电石渣、白灰、灰灰复配的激发作用(1）从充填固化剂物理性能试验来看，脱硫灰对充填固化剂3天抗压强度具有激发作用，对28天抗压强度具有降低的作用，降低充填固化剂标准稠度需水量的作用。（2）从充填固化剂物理性能试验和充填料浆3天抗压强度实验来看，脱硫灰对硅钙渣的激发作用最强，对矿渣和粉煤灰激发性基本相差甚微，对炉渣的激发性较差。（3）从脱硫灰和电