“工业固废资源化利用新理论与新技术”专题

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“工业固废资源化利用新理论与新技术”专题

来源：金属矿山

专题来自于《金属矿山》2022年第1期，共有研究成果14篇。

行业视野: 环境保护
类别; 155个
关键词; 140位
专家; 32篇
论文; 5314IP
点击量; 3次
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冬瓜山矿床盘区隔离矿柱回采工艺优化方案

作者(Author)：董世华

摘要：为确保冬瓜山矿床第三步骤隔离矿柱成功回采，针对隔离矿柱回采时的开采技术条件较第一步骤回采矿房和第二步骤回采矿柱时严重恶化的问题，为进一步优化回采工艺，有效控制地压危害以及提高回采效率，结合隔离矿柱回采的不利影响因素，提出了包含大直径底部漏斗、垂直深孔拉槽、后退式梯段爆破、下向布孔在内的技术方案，丰富和发展了隔离矿柱三步骤回采技术。实践表明：上述技术措施的成功应用，确保了隔离矿柱安全、高效回采，实现了矿床资源综合回收率从两步骤回采的70%到三步骤回采的81%跨越，可为国内同类型矿山开采提供借鉴。

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三山岛金矿分段空场嗣后充填采场结构参数设计

作者(Author)：赵兴东, 周鑫, 魏慧

摘要：合理的采场结构参数是保证深部矿山安全高效生产的前提。为应对深部金属矿山高应力、岩体质量变差这一问题，提出了一种分段空场嗣后充填采场结构参数设计方法。以岩体质量分级为基础，借助RMR临界跨度图表和Mathews稳定性图表初步确定采场结构参数；利用RS2数值软件和Mathews稳定性图表对采场稳定性进行分析，最终确定最优采场结构参数。以三山岛金矿分段空场嗣后充填法采场为研究对象，利用Q、RMR和GSI 3种岩体质量评价方法对采场矿岩进行岩体质量分级，并估算了其岩体力学参数，在此基础上计算得到两种采场结构参数方案，对最易发生失稳破坏的上盘围岩进行了稳定性分析，最终确定8 m×15 m×15 m作为最优尺寸，为矿山采矿方法设计提供了一定的依据。

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半干法脱硫灰蒸压加气混凝土的制备及性能研究

作者(Author)：董庆广, 曹宇, 陈宁, 王娟, 徐兵

摘要：利用半干法脱硫灰制备蒸压加气混凝土，研究不同脱硫灰掺量对蒸压加气混凝土抗压强度、干密度、吸水率等性能的影响。采用MATLAB和IMAGE J的图像分析方法，研究并揭示蒸压加气混凝土孔隙率及气孔直径分布的变化规律，通过X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分析其水化产物。结果表明：随着脱硫灰掺量的增加，蒸压加气混凝土抗压强度和干密度呈现出先增大后减小的趋势，而孔隙率和吸水率呈现出先降低后增大的趋势。对于孔结构，随着脱硫灰掺量的增加，1.4~5.4 μm的气孔分布先降低后增大，且大于6.7 μm的气孔分布逐渐增加。XRD与SEM结果表明，适宜掺量的脱硫灰有利于托贝莫来石生成，增强托贝莫来石的结晶度，使得托贝莫来石的空间分布更加紧密，提高蒸压加气混凝土的力学性能。研究结果表明，10%~20%掺量的脱硫灰制备蒸压加气混凝土，可满足A3.5 B06级蒸压加气混凝土的性能指标要求。

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铁尾矿基多固废混凝土耐酸侵蚀性能研究

作者(Author)：刘文亮, 张延年, 顾晓薇, 于洋, 韩东, 姜大伟

摘要：为提高混凝土材料的耐酸侵蚀性能，同时实现大宗固废的综合利用，以铁尾矿、钢渣及脱硫灰为掺合料，铁尾矿砂及铁尾矿废石为骨料制备混凝土试块，研究了水泥替代率及水胶比对混凝土试块28 d抗压强度及酸侵蚀60 d后抗压强度、质量损失、表观劣化及中性化深度的影响。结果表明：①当水胶比一定、水泥替代率为10%时，混凝土试块28 d的抗压强度最高，且高于纯水泥混凝土试块的抗压强度；当水泥替代率一定、水胶比为0.42时，混凝土试块28 d的抗压强度最高。②当水胶比一定、水泥替代率大于15%时，酸侵蚀60 d后的混凝土试块表现出较强的耐酸侵蚀性能；当水泥替代率一定、水胶比小于0.45时，酸侵蚀60 d后的混凝土试块表现出较强的耐酸侵蚀性能。③当水胶比一定、水泥替代率为30%时，达到最小的质量损失；当水泥替代率一定、水胶比为0.42时，达到最小的质量损失；且均小于纯水泥混凝土试块的质量损失。④复合掺合料体系使得混凝土的内部结构致密、孔隙细化，有效地阻碍了醋酸溶液对混凝土的侵蚀，降低了混凝土试块的中性化深度。总体上看，铁尾矿、钢渣、脱硫灰进行复掺制备混凝土，具有优于纯水泥混凝土的耐酸侵蚀性能。

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铁尾矿—磷渣—脱硫灰三元固废混凝土抗压性能研究

作者(Author)：杨道魁, 张延年, 顾晓薇, 陈昊, 韩东, 贾子涛

摘要：为实现铁尾矿固废材料的再生利用，提高工业固废利用率，以铁尾矿、磷渣、脱硫灰作为掺合料部分代替水泥制备混凝土，研究三元体系下钙相固废与铁尾矿协同作用对混凝土抗压强度的影响，测试不同水胶比、铁尾矿研磨时间、掺合料掺量及掺合料比例对混凝土抗压强度的影响。结果表明，混凝土抗压强度与水胶比呈正相关关系，机械研磨提高了铁尾矿的比表面积，有利于铁尾矿表面与自由水发生水化反应，30%掺量混凝土后期抗压强度较20%掺量下降不大，在铁尾矿比表面积为1 589.3 m2/kg，铁尾矿、磷渣、脱硫灰分别占胶凝材料的6%、16%、8%时制备的混凝土抗压强度最高，28 d抗压强度达到40.9 MPa。通过采用压汞法（MIP）和背散射电子成像技术（BSE）研究了混凝土的微观结构，结果表明，掺合料的掺入优化了混凝土的孔隙结构，促进了界面过渡区的发展。铁尾矿、磷渣、脱硫灰三元体系在30%掺量下对混凝土强度影响较小，可代替水泥制备混凝土。

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以铁尾矿为主的多元固废混凝土抗压性能与微观结构研究

作者(Author)：杨博涵, 张延年, 顾晓薇, 崔长青, 韩东, 闫飞

摘要：为实现铁尾矿、煤矸石等固废再利用，降低混凝土水泥用量，并缓解铁尾矿单独作为混凝土掺合料对抗压性能的不利影响，以铁尾矿-煤矸石-粉煤灰为复合掺合料，考察了复合掺合料掺量和配比对混凝土抗压强度及微观结构的影响。结果表明：①复合掺合料的掺入降低了混凝土的抗压强度，掺量为20%时对后期抗压强度影响较小，28 d抗压强度可达42.1 MPa，达到C40混凝土标准；掺量为30%时28 d抗压强度最高可达38.4 MPa。②铁尾矿材料活性较低，单独作为掺合料劣化了混凝土抗压性能，但其具有填充效应以及分散作用；粉煤灰和煤矸石都具有一定的火山灰活性，粉煤灰活性较高且具有滚珠效应，对混凝土抗压强度的贡献高于煤矸石；铁尾矿与粉煤灰、煤矸石协同作用缓解了铁尾矿单独作为掺合料对混凝土抗压性能的劣化，最优掺入比例为1∶2∶2。③掺量为20%的复合掺合料促进了界面过渡区附近的水泥水化，但劣化了整体孔结构，掺量为30%的复合掺合料优化了混凝土孔结构，明显降低了界面过渡区的孔隙率，但对水泥水化产生了消极影响。研究结果表明，复合掺合料改变了界面过渡区的孔隙率和水化进程，平衡界面过渡区的孔结构和水化进程是提高混凝土宏观强度的关键。

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极细高硅型铁尾矿制备超高性能混凝土研究

作者(Author)：顾晓薇, 徐建宇, 贾泽藩, 韩继宝, 陈亮霄, 阿如日

摘要：基于骨料堆积理论和颗粒最紧密堆积理论，利用辽宁地区的高硅型铁尾矿砂替代天然河砂制备绿色新型超高性能混凝土（UHPC），并针对其浆体性能和力学性能开展了研究。结果表明，随着铁尾矿砂替代量的增大，UHPC浆体的流动性逐渐降低，含气量逐渐增大；UHPC试件的抗折强度随着掺量的增大有所上升，但7 d抗压强度随着铁尾矿砂掺量的增大而减小，而28 d龄期的抗压强度随着铁尾矿掺量的增大而增大，并在40%时达到最大值。

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基于不同机械活化方式的二元固废混凝土抗压性能研究

作者(Author)：王凤丹, 胥孝川, 顾晓薇, 张延年, 张信龙, 王青

摘要：为了改善二元固废混凝土的抗压性能，基于不同机械活化方式研究了铁尾矿-粉煤灰复合掺合料对二元固废混凝土抗压性能的影响，并采用X射线衍射、扫描电镜和热重分析等检测手段探究了铁尾矿-粉煤灰复合掺合料混凝土抗压强度增强的水化机理。当采用先掺后磨的机械活化方式时，铁尾矿-粉煤灰复合掺合料的混凝土抗压强度增强效果最明显，28 d龄期可达70.6 MPa。不同机械活化方式导致水化产物结构不同，同时改变了掺合料参与二次水化反应的程度；采用先掺后磨的机械活化方式，能促进水泥熟料的进一步水化，消耗更多Ca(OH)2参与二次水化反应，生成更多更致密的网状C—S—H凝胶。从混凝土抗压强度及混凝土胶凝材料的水化硬化机理来看，采用先掺后磨的机械活化方式活化效果更优，利于二元固废混凝土的强度发展。

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