microscopic analysis found that the storage temperature mainly affects the supersaturation of the system,and the microscopic morphology of the HCM prepared after different storage temperatures is different. KEY WORDS hemihydrate phosphogypsum;storage temperature;cementitious property;standardized processing;strength prediction 我国金属矿产资源储量大、种类多，是国民经济和社会发展的重要基础四。目前基于传统采矿方法产生 的采空区和尾矿库已成为金属矿山的危险源四，有鉴于此，充填采矿法逐渐成为矿产资源开采优先选择的 方法，受限于水泥等胶凝材料昂贵价格，限制了充填采矿法的推广应用。因此，选择低成本胶凝材料代替 水泥，成为矿山充填技术领域研究的重点。大量研究表明6)，半水湿法磷酸生产中，用硫酸处理磷矿时， 产生的固体废料半水磷石膏(Hemihydrate phosphogypsum,HPG)具有一定的胶凝活性，可替代水泥成为 新型胶凝材料，满足充填作业需要，进而实现“一废治两害”的资源化利用。 目前利用HPG制备矿山充填材料的研究已经取得了重大进步山。但相关研究◇忽略了温度对堆存 状态下HPG胶凝活性的影响。温度的影响需从两方面考虑：一是，新鲜HPG运送至充填站，无法保证随运 随充，需在充填站暂时堆存，其环境温度对HPG胶凝活性的影响：S是化江原料厂产生的副产品 HPG,具有较高的初始温度，堆存时产生的温度场对HPG胶凝活性的影响。文献[12]揭示，温度是影响磷 石膏结晶水变化的关键因素，而结晶水是衡量其胶凝活性的重要指标。文献13]表明，HPG随着养护时间 延长，结晶水含量升高，而强度性能呈降低趋势。因此，探明不同堆存温度下HPG体系中的自由水转变为 结晶水的影响规律，合理调控HPG堆存温度、控制工程成本具有一定的工程意义。 鉴于上述发现，本文将基于室内HPG结晶水检测和单轴缩武验，检测不同堆存温度下HPG试样结 晶水含量，取堆存后的HPG试样制备充填胶凝材料(PG-cementitious material,.HCM),测试其无侧限 抗压强度(Unconfined compression strength,UCS),分析维存温度对HCM强度发展的影响规律，探究堆 存温度对HCM强度影响的内在机制，相关研究成果将为PG的推广应用提供理论和技术支撑。 1HPG物化性质与试验方法 1.1HPG物化性质 HPG物化性质指标包括粒度、化学成份、自由水和结晶水等。HPG的化学成份、自由水和结晶水测定结 果详见表1。HPG的X射线衍射仪和猫电子显微镜分析图像见图1。粒度分析结果见图2。试验所用的改性 剂为市售生石灰，生石灰中有效Ca0含量为70.14%。 由表1可知，HPG主要轮学成份为CaO、SO,符合半水石音制备的基本性征，含有少量 Al2O、PO5、SiO2等为影响成品强度特征成份。由图1可见，HPG主要物相为半水石音。电镜扫描图显示 HPG颗粒呈现由柱状和片状半水石膏晶体组成“球状”聚晶形态，这是因半水法生产磷酸浓度过高，C+ 不断在半水硫酸钙晶核上富集而成。图2表明，HPG的Ds0为57.277um,图中50~100um颗粒较多。综合 分析，HPG具备制备胶凝材料的条件。 表1HPG化学成份及含水率测定结果表 fable 1 HPG chemical composition and moisture content measurement result table w/% Material CaO Al2O3 SiOz P2Os MgO Fe2O3 SO:Sro loss Free water Crystal water HPG 37.86 2.46 4.20 1.37 0.28 0.45 44.82 0.36 0.20 22.10 5.40 w is mass fractionmicroscopic analysis found that the storage temperature mainly affects the supersaturation of the system, and the microscopic morphology of the HCM prepared after different storage temperatures is different. KEY WORDS hemihydrate phosphogypsum; storage temperature; cementitious property; standardized processing; strength prediction 我国金属矿产资源储量大、种类多，是国民经济和社会发展的重要基础[1]。目前基于传统采矿方法产生 的采空区和尾矿库已成为金属矿山的危险源[2]，有鉴于此，充填采矿法逐渐成为矿产资源开采优先选择的 方法，受限于水泥等胶凝材料昂贵价格，限制了充填采矿法的推广应用。因此，选择低成本胶凝材料代替 水泥，成为矿山充填技术领域研究的重点[3-5]。大量研究表明[6-8]，半水湿法磷酸生产中，用硫酸处理磷矿时， 产生的固体废料半水磷石膏（Hemihydrate phosphogypsum，HPG）具有一定的胶凝活性，可替代水泥成为 新型胶凝材料，满足充填作业需要，进而实现“一废治两害”的资源化利用。 目前利用 HPG 制备矿山充填材料的研究已经取得了重大进步[9-11]。但相关研究中，忽略了温度对堆存 状态下 HPG 胶凝活性的影响。温度的影响需从两方面考虑：一是，新鲜 HPG 运送至充填站，无法保证随运 随充，需在充填站暂时堆存，其环境温度对 HPG 胶凝活性的影响；二是，化工原料厂产生的副产品 HPG，具有较高的初始温度，堆存时产生的温度场对 HPG 胶凝活性的影响。文献[12]揭示，温度是影响磷 石膏结晶水变化的关键因素，而结晶水是衡量其胶凝活性的重要指标。文献[13]表明，HPG 随着养护时间 延长，结晶水含量升高，而强度性能呈降低趋势。因此，探明不同堆存温度下 HPG 体系中的自由水转变为 结晶水的影响规律，合理调控 HPG 堆存温度、控制工程成本具有一定的工程意义。 鉴于上述发现，本文将基于室内 HPG 结晶水检测和单轴压缩试验，检测不同堆存温度下 HPG 试样结 晶水含量，取堆存后的 HPG 试样制备充填胶凝材料（HPG-cementitious material，HCM），测试其无侧限 抗压强度（Unconfined compression strength，UCS），分析堆存温度对 HCM 强度发展的影响规律，探究堆 存温度对 HCM 强度影响的内在机制，相关研究成果将为 HPG 的推广应用提供理论和技术支撑。 1 HPG 物化性质与试验方法 1.1 HPG 物化性质 HPG 物化性质指标包括粒度、化学成份、自由水和结晶水等。HPG 的化学成份、自由水和结晶水测定结 果详见表 1。HPG 的 X 射线衍射仪和扫描电子显微镜分析图像见图 1。粒度分析结果见图 2。试验所用的改性 剂为市售生石灰，生石灰中有效 CaO 含量为 70.14%。 由表 1 可知，HPG 主要化学成份为 CaO、SO3，符合半水石膏制备的基本性 征，含有少量 Al2O3、P2O5、SiO 2等为影响成品强度特征成份。由图 1 可见，HPG 主要物相为半水石膏。电镜扫描图显示 HPG 颗粒呈现由柱状和片状半水石膏晶体组成“球状”聚晶形态，这是因半水法生产磷酸浓度过高，Ca2+ 不断在半水硫酸钙晶核上富集而成[14]。图 2 表明，HPG 的 D50为 57.277 um，图中 50~100 um 颗粒较多。综合 分析，HPG 具备制备胶凝材料的条件。 表 1 HPG 化学成份及含水率测定结果表 Table 1 HPG chemical composition and moisture content measurement result table w/% Material CaO Al2O3 SiO2 P2O5 MgO Fe2O3 SO3 SrO loss Free water Crystal water HPG 37.86 2.46 4.20 1.37 0.28 0.45 44.82 0.36 0.20 22.10 5.40 w is mass fraction 录用稿件，非最终出版稿