阎爱云等：膏体充填用矿渣一钢渣基胶结剂协同固化P2· 901 照GB/T2419一2005《水泥胶砂流动度测定方法》. 体流动度为120~240mm☒，一般流动度达到250mm 3结果与讨论 基本可以实现自重输送， 从表4可以看出，同一配比下治金渣胶凝材料充 3.1全尾砂膏体充填料的抗压强度 填料试样的流动性明显优于水泥，且保水性比水泥好， 制备满足条件的膏体充填料浆为本试验的目标之 不易离析和泌水，均满足全尾砂膏体充填料浆流动度 一。 我国矿山的胶结充填体强度一般在1.0~6.5MPa 的要求 之间，其中大多在3.0MPa左右四 而当胶砂质量比为1：4和1：5时，治金渣胶凝材料 从表3可见，随着胶凝材料掺量的逐渐减少和尾 料浆的流动度可达220mm以上，此时浆体基本可以实 矿掺量的增加，充填料试块在养护7d和28d后的抗 现自流平，不泌水，不离析 压强度呈下降趋势，不过其均满足一般矿山的强度要 表3不同胶砂质量比试样的强度 求.不同的矿山对充填体强度的要求差异较大，对于 Table 3 Compressive strength of different mortar samples 矿体深度较大、开采条件复杂等强度要求较高的矿体 胶凝材料中成分的质量分数 胶砂 强度/MPa 应选择胶砂质量比较大的S4组.对于大多数强度要 编号 矿渣钢渣脱硫石膏 质量比 7d28d 求不太高的矿山可选择胶砂质量比略低的$5组，这样 S4 60%28% 12% 1:4 2.13.9 可以尽可能多地固结尾砂，节约充填成本，缓解尾矿库 S5 60% 28% 12% 1:5 3.2 压力.S6组强度相对偏低，不建议直接使用. 号 60% 28% 12% 1:6 2.7 3.2全尾砂膏体充填料的流动性 P4 P42.5水泥 1:4 6.58.2 流动度是衡量全尾砂膏体充填料浆可泵性等工作 性能的一个综合指标.一般而言，流动度达到80mm 5 P-42.5水泥 1:5 5.36.8 的膏体充填料浆就可以泵送，而性能最好的可泵送膏 P6 P-42.5水泥 1:6 3.56.4 表4不同胶砂质量比试样的流动性 Table 4 Liquidity of different mortar samples 编号 胶砂质量比 料浆中固相质量分数/% 流动度/mm 现象 S4 1:4 83 221 流动性好，基本实现自密实，轻微泌水 P4 1:4 83 175 流动性较好，易振平，轻微泌水离析 雪 1:5 83 222 流动性好，基本实现自密实，不泌水，不离析 P5 1:5 83 157 流动性一般，易振平，轻微泌水离析 S6 1:6 西 173 流动性较好，易振平，不泌水，不离析 P6 1:6 83 125 流动性较差，可振平，泌水、离析 3.3全尾砂膏体充填料固铅性能分析 量浓度均低于地下水环境质量Ⅲ类标准0.05mgL- 表5为水泥和治金渣胶凝材料分别配合尾砂制成 的限值，固化后更为安全 的固化体浸出试验结果.试验表明，所有矿渣钢渣体 表6为PbCl,溶液调制而成的水泥和治金渣胶 系胶凝材料试样对铅的固化作用均远大于P·I42.5 凝材料净浆固化体浸出试验结果。结果同样表明， 硅酸盐水泥，并且铅浸出质量浓度随养护龄期延长逐 所有治金渣胶凝材料试样对铅的固化作用均优于 渐降低.治金渣胶凝材料固化样品28d龄期铅浸出质 水泥. 表5不同龄期砂浆试样中铅离子浸出质量浓度 Table 5 Leaching concentration of lead ions for mortar samples with different ages 胶凝材料中成分的质量分数 编号 P%2◆质量浓度/(mgL1) 胶砂质量比 矿渣 钢渣 脱硫石膏 3d 7d 28d S4 60% 28% 12% 1:4 ND ND ND S5 60% 28% 12% 1:5 0.07 0.05 ND S6 60% 28% 12% 1:6 0.10 0.07 0.01 P4 P-42.5水泥 1:4 0.142 0.120 0.092 P5 P-42.5水泥 1:5 0.192 0.185 0.110 P6 P-42.5水泥 1:6 0.251 0.232 0.182 注：ND表示低于检出限0.005mgL1阎爱云等: 膏体充填用矿渣--钢渣基胶结剂协同固化 Pb2 + 照 GB / T2419—2005《水泥胶砂流动度测定方法》． 3 结果与讨论 3. 1 全尾砂膏体充填料的抗压强度 制备满足条件的膏体充填料浆为本试验的目标之 一． 我国矿山的胶结充填体强度一般在 1. 0 ～ 6. 5 MPa 之间，其中大多在 3. 0 MPa 左右［11］． 从表 3 可见，随着胶凝材料掺量的逐渐减少和尾 矿掺量的增加，充填料试块在养护 7 d 和 28 d 后的抗 压强度呈下降趋势，不过其均满足一般矿山的强度要 求． 不同的矿山对充填体强度的要求差异较大，对于 矿体深度较大、开采条件复杂等强度要求较高的矿体 应选择胶砂质量比较大的 S4 组． 对于大多数强度要 求不太高的矿山可选择胶砂质量比略低的 S5 组，这样 可以尽可能多地固结尾砂，节约充填成本，缓解尾矿库 压力． S6 组强度相对偏低，不建议直接使用． 3. 2 全尾砂膏体充填料的流动性 流动度是衡量全尾砂膏体充填料浆可泵性等工作 性能的一个综合指标． 一般而言，流动度达到 80 mm 的膏体充填料浆就可以泵送，而性能最好的可泵送膏 体流动度为 120 ～ 240 mm［12］，一般流动度达到 250 mm 基本可以实现自重输送． 从表 4 可以看出，同一配比下冶金渣胶凝材料充 填料试样的流动性明显优于水泥，且保水性比水泥好， 不易离析和泌水，均满足全尾砂膏体充填料浆流动度 的要求． 而当胶砂质量比为 1∶ 4和 1∶ 5时，冶金渣胶凝材料 料浆的流动度可达 220 mm 以上，此时浆体基本可以实 现自流平，不泌水，不离析． 表 3 不同胶砂质量比试样的强度 Table 3 Compressive strength of different mortar samples 编号 胶凝材料中成分的质量分数 矿渣 钢渣 脱硫石膏 胶砂 质量比 强度/MPa 7 d 28 d S4 60% 28% 12% 1∶ 4 2. 1 3. 9 S5 60% 28% 12% 1∶ 5 — 3. 2 S6 60% 28% 12% 1∶ 6 — 2. 7 P4 P·I42. 5 水泥 1∶ 4 6. 5 8. 2 P5 P·I42. 5 水泥 1∶ 5 5. 3 6. 8 P6 P·I42. 5 水泥 1∶ 6 3. 5 6. 4 表 4 不同胶砂质量比试样的流动性 Table 4 Liquidity of different mortar samples 编号 胶砂质量比 料浆中固相质量分数/% 流动度/mm 现象 S4 1∶ 4 83 221 流动性好，基本实现自密实，轻微泌水 P4 1∶ 4 83 175 流动性较好，易振平，轻微泌水离析 S5 1∶ 5 83 222 流动性好，基本实现自密实，不泌水，不离析 P5 1∶ 5 83 157 流动性一般，易振平，轻微泌水离析 S6 1∶ 6 83 173 流动性较好，易振平，不泌水，不离析 P6 1∶ 6 83 125 流动性较差，可振平，泌水、离析 3. 3 全尾砂膏体充填料固铅性能分析 表 5 为水泥和冶金渣胶凝材料分别配合尾砂制成 的固化体浸出试验结果． 试验表明，所有矿渣钢渣体 系胶凝材料试样对铅的固化作用均远大于 P·I 42. 5 硅酸盐水泥，并且铅浸出质量浓度随养护龄期延长逐 渐降低． 冶金渣胶凝材料固化样品 28 d 龄期铅浸出质 量浓度均低于地下水环境质量Ⅲ类标准 0. 05 mg·L － 1 的限值，固化后更为安全． 表 6 为 PbCl2溶液调制而成的水 泥 和 冶 金 渣 胶 凝材料净浆固化体浸出试验结果． 结果同 样 表 明， 所有冶金渣胶凝材料试样对铅的固化作用均优于 水泥． 表 5 不同龄期砂浆试样中铅离子浸出质量浓度 Table 5 Leaching concentration of lead ions for mortar samples with different ages 编号 胶凝材料中成分的质量分数 矿渣 钢渣 脱硫石膏 胶砂质量比 Pb2 + 质量浓度/( mg·L － 1 ) 3 d 7 d 28 d S4 60% 28% 12% 1∶ 4 ND ND ND S5 60% 28% 12% 1∶ 5 0. 07 0. 05 ND S6 60% 28% 12% 1∶ 6 0. 10 0. 07 0. 01 P4 P·I42. 5 水泥 1∶ 4 0. 142 0. 120 0. 092 P5 P·I42. 5 水泥 1∶ 5 0. 192 0. 185 0. 110 P6 P·I42. 5 水泥 1∶ 6 0. 251 0. 232 0. 182 注: ND 表示低于检出限 0. 005 mg·L － 1 ． · 109 ·