金川矿山利用镍渣开发新型胶凝材料替代水泥以降低充填成本,为了使镍渣胶凝材料更好地应用于矿山充填,需要对其力学性能与水化机理进行研究.首先对试验材料进行物化分析,然后在此基础上进行强度试验,确定激发剂配比、物料比表面积及料浆质量分数,最后利用XRD分析、红外光谱分析、差热分析、能谱分析以及SEM微观结构分析来探究镍渣胶凝材料水化产物及水化机理,为其在矿山的应用提供理论基础.结果表明:镍渣胶凝材料配比为m(镍渣):m(脱硫石膏):m(电石渣):m(硫酸钠):m(熟料)=85:5:5:3:2;镍渣、脱硫石膏、电石渣和熟料最佳比表面积分别为620、320、320和300 m2/kg;料浆质量分数为81％时不仅满足自流输送,并可按照1:4胶砂比制备充填体,7 d和28 d静态抗压强度分别为3.46 MPa和5.76 MPa,7 d和28 d动载抗压强度分别为5.3 MPa和12.5 MPa,7 d和28 d抗拉强度分别为1.53 MPa和1.79 MPa,7 d和28 d抗剪强度分别为1.19 MPa和4.04 MPa,均满足矿山要求.镍渣在碱和硫酸盐复合激发作用下,结晶态物质和玻璃体不断解聚和溶解,并且发生水化反应,生成大量钙矾石、类钙矾石相;同时,生成不规则的絮状凝胶填充空隙,随着养护龄期不断增长,结构逐渐密实,强度也随之提高.
充填采矿法 镍渣 复合激发 力学性能 水化机理