基于粘土矿合成新型胶凝材料的工艺研究

 一、项目背景

针对集团公司海外矿山（如奥同克、卡莫阿铜矿矿山企业等）充填水泥昂贵，充填成本高，给海外矿山企业带来严重的生产经营压力。据了解，奥同克有限公司周边有大量粉煤灰，将该粉煤灰直接与水泥一起用作充填胶固料，效果不佳。卡莫阿铜矿山企业需要大量水泥制品，但是面临当地水泥少、价格昂贵的问题。基于此背景，本课题通过开展低钙粉煤灰代替部分水泥的充填工艺研究，为奥同克有限公司提供粉煤灰代替部分水泥的充填材料和技术，为该矿山降低充填成本，增加经济效益。另外，针对卡莫阿铜矿缺少水泥且成本高的问题，利用海外矿山当地尾矿或围岩矿物为原料，开发研制一种具有早强型高胶凝性水泥材料，为将来矿山井下充填提供技术支持。

针对海外矿山水泥成本昂贵问题，为了减少矿山生产成本，利用矿山尾矿或围岩矿物合成一种新型胶凝材料，获得胶凝材料最佳合成工艺条件，为海外矿山代替水泥制品提供技术支持。对低钙粉煤灰进行活化处理，开发一种低钙粉煤灰代替部分充填水泥的技术。

二、研究内容及结论

利用卡莫阿尾矿为原料，借鉴水泥熟料制备工艺，通过合理调整硅源、钙源配制所需物料，采用高温煅烧制备早强型高胶凝性材料，通过对制备工艺的探索，获得胶凝材料最佳合成工艺，通过充填实验考察胶凝材料的抗压强度、流动性、稳定性等参数，为将来海外矿山井下充填提供技术支持。针对奥同克公司井下充填问题，对粉煤灰进行复合活化处理，激发低钙粉煤灰的活性，通过充填实验，调整和优化低钙粉煤灰代替水泥的最佳配比和条件，为海外矿山降低充填水泥用量和成本提供技术支持。

2.1卡莫阿浮选尾矿制备高强、早强新型胶凝材料工艺研究

新制备胶凝材料用于实验室充填结果表明，利用矿山尾矿制备的胶凝材料作为充填胶固料，充填试块7d抗压强度最高可达1.34MPa，28d抗压强度在1.72～3.19MPa，远大于以水泥为胶固料的充填块的抗压强度（1.31MPa）。该胶凝材料具备早强、高胶凝性的特点，用于卡莫阿矿山充填中，可节约充填胶固料用量，加快井下充填周期，更有利于矿山生产运营。

2.2低钙粉煤灰替代水泥的充填工艺研究

    通过武平紫金尾砂充填实验，论证低钙粉煤灰代替部分水泥的充填效果，可减少约50%水泥用量，达到降低充填成本的目的。