金矿尾矿胶结充填用胶凝材料的制备及其性能表征

董毅萌，李 淋，李家茂，樊传刚，何兆芳

(1.安徽工业大学材料科学与工程学院，安徽马鞍山243032; 2. 中国十七冶集团有限公司，安徽马鞍山243000)

金矿尾矿是金矿石经过选矿或回收有价元素后留下的工业废渣，每生产1 t 金精矿约排出38.26 t 尾矿。目前我国多数金矿企业尾矿库告急，如何处置尾矿成为限制企业发展的难题。尾矿的随意弃置不仅污染环境，还浪费资源，因此开发高效尾矿资源化处置技术成为当务之急。尾矿综合利用主要为回收有价元素、复垦造田、充填采空区、生产建筑材料。采用尾矿胶结充填采空区不但能提高尾矿资源的利用率，还能减少尾矿对环境的污染。国内外多数矿山目前多采用通用水泥作为尾矿充填胶凝材料，但通用水泥的充填成本高、生产过程会排放大量CO，且充填体的强度低(采用细粒级尾砂胶结井下充填时，胶结作用极弱)。以火山灰反应为基础的胶凝材料具有高效胶结细颗粒尾矿的作用，胡术刚等采用新型胶凝材料固化细粒径的全尾砂，当胶砂质量比为1∶5、充填料浆质量分数为65%时，胶结充填体3 d早期强度达0.66 MPa；杨志强等利用水淬镍渣为原料开发了新型尾矿充填胶凝材料。以火山灰反应为基础的胶凝材料，其胶结尾矿的胶结体早期强度低、细颗粒的尾矿浆流动性不良，导致水灰(尾矿)比例大的充填尾矿胶结体强度极低。为克服上述问题，笔者以实验室自制的矿渣基胶凝材料为金矿细粒尾矿的矿胶结材料，加入聚羧酸减水剂，研究胶结材料和减水剂掺量对金矿细粒尾矿胶结充填体强度和充填流动性的影响，使充填体的力学性能和充填流动性能均可满足矿山充填要求，为矿山充填提供数据支持及理论依据。……