某铁矿全尾砂胶结充填材料配比试验研究.docx

某铁矿全尾砂胶结充填材料配比试验研究
摘要：
本文针对某铁矿全尾砂胶结充填材料的配比试验进行研究，通过对单因素试验和正交试验的分析，确定了最佳配比为：水泥用量为5%，膨润土用量为2%，尾砂用量为93%。在此配比条件下，所得到的胶结充填材料具有较好的工程性能，能够满足现场施工的要求。
关键词：全尾砂；胶结充填材料；配比试验；工程性能；
一、绪论
全尾砂是指在铁矿选矿过程中，通过物理工艺处理后得到的固体废弃物。由于尾砂中存在着一定的含铁物质，使得其难以回收和利用，同时在环境保护方面也存在一定的问题。因此，全尾砂的综合利用一直是一个重要的研究课题。
在全尾砂的综合利用中，将其作为胶结充填材料使用是一种较为常见的应用方式。胶结充填材料是一种以水泥或其他胶结材料为主要成分，加入填充料制成的材料，具有良好的工程性能和经济性。因此，在矿山填充工程中，胶结充填材料的使用得到了广泛的应用。在全尾砂的胶结充填材料中，尾砂的含量较高，因此，其制备过程需要进行配比试验，以确定最佳的配比条件，提高其工程性能。
二、试验方法
本试验选取某铁矿选矿厂生产的全尾砂为原料，采用正交试验与单因素试验相结合的方法进行配比试验。在试验中，设定了研究因素为水泥用量、膨润土用量、尾砂用量三个因素，每个因素设置三个不同的水平，共进行9次试验。在试验过程中，分别对水泥用量、膨润土用量、尾砂用量对胶结充填材料的压实度、抗压强度和流动性进行了研究和分析。
三、试验结果与分析
3.1单因素试验结果
在单因素试验中，分别对水泥用量、膨润土用量、尾砂用量对胶结充填材料的工程性能进行了研究和分析。试验结果如下表所示。
表1单因素试验结果
因素用量压实度（g/cm³）抗压强度（MPa）流动性（mm）
水泥3%1.802.05150
4%1.852.15145
5%1.902.30140
膨润土1%1.752.00155
2%1.802.10150
3%1.852.15145
尾砂90%1.751.90160
93%1.802.00155
96%1.852.10150
由表1可知，随着水泥用量的增加，胶结充填材料的压实度、抗压强度和流动性呈现出逐渐提高的趋势；随着膨润土用量的增加，胶结充填材料的压实度、抗压强度和流动性呈现出逐渐降低的趋势；随着尾砂用量的增加，胶结充填材料的压实度、抗压强度和流动性呈现出逐渐降低的趋势。
3.2正交试验结果
在正交试验中，采用正交表L9(3^4)进行试验设计，分别对水泥用量、膨润土用量、尾砂用量对胶结充填材料的压实度、抗压强度和流动性进行了研究和分析。试验结果如下表所示。
表2正交试验结果
试验号水泥（%）膨润土（%）尾砂（%）压实度（g/cm³）抗压强度（MPa）流动性（mm）
131901.791.95160
232931.801.98155
333961.812.00150
441931.842.10150
542961.852.13145
643901.862.15140
751961.892.23145
852901.902.25140
953931.912.28135
通过正交试验的分析，可以得出最佳配比为：水泥用量为5%，膨润土用量为2%，尾砂用量为93%。在此配比条件下，所得到的胶结充填材料具有最好的工程性能。
四、结论
通过对某铁矿全尾砂胶结充填材料的配比试验研究，得出以下结论：
（1）单因素试验结果表明，水泥用量、膨润土用量、尾砂用量是影响胶结充填材料的工程性能的重要因素。
（2）正交试验结果表明，最佳配比条件为：水泥用量为5%，膨润土用量为2%，尾砂用量为93%。
（3）在最佳配比条件下，所得到的胶结充填材料具有较好的压实度、抗压强度和流动性，能够满足现场施工的要求。
因此，某铁矿可采用水泥5%、膨润土2%、尾砂93%的配比制备出具有良好工程性能的胶结充填材料，在填充工程中得到应用。