低浓度拜耳赤泥充填材料制备及水化机理

刘娟红^1,2,3，周在波¹，吴爱祥^1,3，王贻明^1,3

1. 北京科技大学土木与资源工程学院2. 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室3. 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室

摘 要：针对矿山充填中拜耳法赤泥利用率较低或低浓度赤泥充填材料存在强度低、泌水量高、易收缩等问题,研究粉煤灰添加比例、脱硫石膏、石灰及激发剂对赤泥充填材料早期强度及体积稳定性的影响,采用扫描电子显微镜-能谱仪（SEMEDS）和X射线衍射（XRD）分析手段探讨赤泥基充填材料的水化机理.结果表明,脱硫石膏促进钙矾石的生成,石灰促进粉煤灰火山灰效应,激发剂可以加快赤泥-粉煤灰水化反应进程,三者协同作用提高赤泥充填体强度.充填材料28 d抗压强度3.35 MPa,且初始及60 min流动度在200 mm以上.微观实验表明,硬化体水化产物为钙矾石、硬柱石、硅铝酸盐凝胶类矿物,水化产物通过填充孔隙,提高浆体强度.赤泥基充填材料固体废弃物利用率达到92%,无泌水,无沉缩,具有较高的经济价值和环保价值.

关键词：低浓度;拜耳法赤泥;充填材料;制备;水化机理;