金矿尾矿井下胶结充填及其绿色墙材的制备研究

发布时间：2022-08-11 14:42

　　由于金矿的品位低,其开采和选矿过程会产生大量尾矿,而市场对黄金制品的大量需求无疑大幅度增加了金矿尾矿的数量。大量金矿尾矿的堆放对周围环境造成了严重的危害,并且占用大量的土地资源。所以,解决金矿尾矿的有效存放处置问题迫在眉睫。利用矿渣基胶凝材料进行废弃矿井的金矿尾矿井下胶结充填和用其开发建筑墙体材料,这一举措将具有重大意义。本文以山东某金矿尾矿为研究对象,在分析该尾矿基本性能的基础上,通过加入自制的矿渣基胶凝材料来制备井下胶结充填试样和免烧砖试样,并研究其力学性能,和借助X射线衍射分析（XRD）及扫描电镜（SEM）等手段,系统分析胶结充填试样和免烧砖试样的固化机理和微观形貌。在尾矿浆中加入K₁胶结材料制备尾矿胶结充填试样,对胶结充填试样的性能进行表征后发现:充填料浆的流动性可以通过加入聚羧酸减水剂来改善,当减水剂质量掺量为0.15%时,充填料浆的坍落度为278 mm;胶结充填试样的抗压强度随着充填料胶砂比和尾矿浆浓度的增大而提高,在相同实验条件下,胶结充填试样的28 d抗压强度是P.O 42.5水泥的3.8~4.9倍;胶结充填试样的软化系数随着充填料胶砂比的增大而提... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 文献综述
    1.1 金矿尾矿的性质及危害
    1.2 金矿尾矿的综合利用现状
        1.2.1 回收有价元素
        1.2.2 复土造田
        1.2.3 充填采空区
        1.2.4 生产建筑材料
    1.3 新型尾矿胶结材料的研究现状
        1.3.1 高炉矿渣
        1.3.2 粉煤灰
        1.3.3 赤泥
        1.3.4 工业废石膏
    1.4 研究意义及内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 实验原料及研究方法
    2.1 实验原料
        2.1.1 金矿尾矿
        2.1.2 矿渣
        2.1.3 粉煤灰
        2.1.4 其他原材料
    2.2 实验仪器及设备
    2.3 实验步骤
        2.3.1 新型尾矿胶结材料的制备
        2.3.2 尾矿胶结充填试样的制备
        2.3.3 尾矿免烧砖试样的制备
    2.4 研究方法
        2.4.1 粒度分布测定
        2.4.2 X射线荧光光谱(XRF)分析
        2.4.3 比表面积测定
        2.4.4 密度测定
        2.4.5 尾矿含水率测定
        2.4.6 pH值测定
        2.4.7 充填料浆坍落度测定
        2.4.8 抗压强度测定
        2.4.9 软化系数测定
        2.4.10 收缩率测定
        2.4.11 吸水率测定
        2.4.12 扫描电子显微镜(SEM)分析
        2.4.13 X-射线衍射(XRD)分析
第三章 低碱胶凝材料的尾矿胶结充填试样制备研究
    3.1 引言
    3.2 样品制备
        3.2.1 配合比设计
        3.2.2 K_1 尾矿胶结材料的制备与pH值测定
        3.2.3 尾矿胶结充填试样的制备与性能表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 水泥与K1 胶结充填试样的抗压强度对比试验
        3.3.2 减水剂掺量对试样性能的影响
        3.3.3 胶砂比对试样性能的影响
        3.3.4 尾矿浆浓度对试样抗压强度的影响
        3.3.5 尾矿细度对试样抗压强度的影响
    3.4 水化产物及固化机理分析
        3.4.1 XRD分析
        3.4.2 SEM分析
        3.4.3 固化机理分析
    3.5 本章小结
第四章 高碱胶凝材料的尾矿胶结充填试样制备研究
    4.1 引言
    4.2 样品制备
        4.2.1 配合比设计
        4.2.2 K2 尾矿胶结材料的制备与pH值测定
        4.2.3 尾矿胶结充填试样的制备与性能表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 掺加不同石膏对试样抗压强度的影响
        4.3.2 水泥与K2 胶结充填试样的抗压强度对比试验
        4.3.3 胶砂比对试样性能的影响
        4.3.4 尾矿浆浓度对试样抗压强度的影响
        4.3.5 脱硫灰取代硫酸盐含量对试样抗压强度的影响
    4.4 水化产物及固化机理分析
        4.4.1 XRD分析
        4.4.2 SEM分析
        4.4.3 固化机理分析
    4.5 本章小结
第五章 金矿尾矿免烧砖的制备研究
    5.1 引言
    5.2 样品制备
        5.2.1 配合比设计
        5.2.2 免烧砖试样的制备与性能表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 拌合料用水量对试样抗压强度的影响
        5.3.2 胶砂比对试样性能的影响
        5.3.3 冻融循环作用对试样抗压强度的影响
        5.3.4 干湿循环作用对试样抗压强度的影响
    5.4 水化产物分析
        5.4.1 XRD分析
        5.4.2 SEM分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]金矿尾矿综合利用途径研究与展望[J]. 胡术刚,尚修宇,初慧.  世界环境. 2018(05)
[2]冻融循环作用后水泥土及粉煤灰土的力学性能试验研究[J]. 张淑玲,倪静,马蕾,李鑫,李枭.  水资源与水工程学报. 2018(04)
[3]基于正交试验和神经网络的新型充填胶凝材料配比优化[J]. 李立涛,杨志强,高谦.  矿产综合利用. 2018(03)
[4]复合碱激发剂对脱硫石膏-矿渣-粉煤灰复合材料性能的影响[J]. 杨尚,徐立新,田军,张忠学.  甘肃科技. 2018(11)
[5]减水剂对充填料浆流动性能的影响分析[J]. 薛杉杉,郭利杰,许文远.  中国矿业. 2018(S1)
[6]石膏激发矿渣活性的试验研究[J]. 李明艳.  中国资源综合利用. 2018(05)
[7]某金矿尾矿综合回收金钨试验研究[J]. 杜芳芳.  矿山机械. 2018(05)
[8]矿山新型充填胶凝材料概述与发展趋势[J]. 吴爱祥,姜关照,王贻明.  金属矿山. 2018(03)
[9]基于棒磨砂充填料的新型充填胶凝材料优化决策[J]. 李茂辉,陈志杰,高谦.  金属矿山. 2018(02)
[10]高强快凝尾砂胶结材料在矿山胶结充填中的应用[J]. 秦大健.  煤炭与化工. 2018(01)

硕士论文
[1]矿山充填胶凝材料的研究及应用[D]. 刘满超.河北科技大学 2018
[2]干湿循环下某金属尾矿力学特性随初始参量的变化研究[D]. 汤运昌.南华大学 2018



本文编号：3674851