聚合硫酸鋁調控硫酸鹽激發尾砂充填材料工作性能與微觀結構的研究

陳 偉，余匡迪,2，袁 波

(1.武漢理工大學硅酸鹽建筑材料國家重點實驗室，武漢 430070;2.武漢理工大學材料科學與工程學院，武漢 430070)

0 引 言

細粒級尾砂為選礦后的工業廢棄物，粒徑小(d50≤25 μm)、比表面積大、含水率高、易團聚。以水泥為主要膠凝材料制備的細粒級尾砂充填體固體濃度約為60wt%，具有流動度低、凝結時間長、硬化后強度低等特點，傳統水泥基材料難以滿足礦山回填的性能要求[1-2]。目前細粒級尾砂利用率低，仍以排放至尾礦庫堆存為主，對環境造成影響[3]。隨著國家環保政策收緊和尾礦庫即將退庫，如何安全合理地處置細粒級尾礦已成為建設“無尾礦山”的關鍵[4]。

以礦粉為主要混合材的膠凝材料制備的尾礦充填體具有力學性能高、流動性能好、經濟效益高等特點[5-6]。研究表明，利用礦粉部分替代普通硅酸鹽水泥制備的尾礦充填體的28 d抗壓強度由8.9 MPa提升至10.2 MPa，并且提高了其抗凍融性能等耐久性能。進一步研究發現[7]，充填體內部孔結構及顆粒之間的結合程度是提升充填體力學性能的關鍵。其中，具有膨脹性質的水化產物鈣礬石能夠顯著提高充填體性能,鈣礬石的生成和含量與礦粉的激發劑種類及摻量密切相關[8]。本文以膠凝材料的交結性能及充填體顆粒結合度作為指標，旨在制備出一種具有良好交聯性能的膠凝材料，應用于細粒級尾礦高水充填材料中，獲得優異的力學性能和工作性能，并降低顆粒間的空隙，提高充填體致密性。

研究表明，以硫……