收稿日期: 2023-07-20
修回日期: 2024-01-04
网络出版日期: 2024-07-05
基金资助
镍钴资源综合利用国家重点实验室基金项目“镍渣在金川矿山膏体充填中的应用研究”(KY-YJ-05-2022);国家自然科学基金重点项目“细尾砂深度浓密中双屈服应力的变化机理及耦合效应”(52304121)
Experimental Study on the Ratio Proportioning of Nickel Slag-Full Tailings Mixed Aggregate
Received date: 2023-07-20
Revised date: 2024-01-04
Online published: 2024-07-05
为实现固废循环利用，降低尾砂和镍渣的固废堆存，开展了镍渣—全尾砂混合骨料配比试验。通过扫描电镜和X射线荧光光谱测定（XRF）方法分析了镍渣和全尾砂的粒级分布和化学成分，利用骨料堆积密实度理论确定了镍渣—尾砂的配比优化范围为4∶6、5∶5和6∶4；考虑料浆的流动性、和易性及充填体强度，最终推荐镍渣—全尾砂的最优配合比为5∶5，料浆的质量浓度为77%~79%，水泥添加量为310 kg/m3；针对镍渣—全尾砂充填，镍渣利用量最高不超过50%，最大质量浓度为79%，对应的剪切应力为112.634 Pa，黏度为0.938 Pa·s。
张涛 , 李德贤 , 张鹏强 , 赵国亮 , 何宇 , 牛猛 , 俞军真 . 镍渣—全尾砂混合骨料配比试验研究[J]. 黄金科学技术, 2024 , 32(3) : 437 -444 . DOI: 10.11872/j.issn.1005-2518.2024.03.100
The national sustainable development strategy attaches great importance to ecological and environmental protection issues，and the construction of green mines has become an inevitable trend in the development of mining industry.Solid waste filling is an effective measure to achieve green mines.In order to achieve the recycling of solid waste and reduce the solid waste storage of tailings and nickel slag，the mixed aggregate ratio test of nickel slag-full tailings was carried out to provide technical support for the industrial verification of nickel slag full tailings full solid waste filling.In order to study the optimal mix ratio of nickel slag-tailings paste slurry，the particle size distribution and chemical composition of nickel slag-tailings were analyzed by scanning electron microscopy （SEM），X-ray diffraction （XRF） and other test methods，and the optimal nickel slag-tailings ratio range of 4∶6，5∶5，6∶4 was determined by the aggregate packing density theory.Considering the fluidity，workability and backfill strength of slurry，the optimal mix ratio of nickel slag-total tailings is finally recommended as 5∶5，the mass concentration of slurry is 79%~81%，and the reasonable cement content is 310 kg/m3.For nickel slag-total tailings pumping filling in Jinchuan mine，the maximum utilization of nickel slags is not more than 50%，the maximum mass concentration of nickel slags can be pumped and filled is 81%，the corresponding shear stress is 112.634 Pa，and the viscosity is 0.938 Pa·s.
| null | Chen Dexin， Gao Qian， Ba Duoheng，et al，2017.Research progress of Jinchuan filling cementitious materials and prospects for comprehensive utilization of waste［J］.Journal of Fuzhou University（Natural Science Edition），45（4）：610-616. |
| null | Gao Qian， Wang Yongqian， Ni Wen，et al，2014.Experimental study on the development of a new filling cementing agent using Jinchuan water quenched nickel slag tailings［J］.Journal of Geotechnical Engineering，36（8）：1498-1506. |
| null | Gao Shujie， Ni Wen， Li Keqing，2013.Preparation and hydration mechanism of mine filling materials using water quenched secondary nickel slag ［J］.Journal of Silicates，41（5）：612-619. |
| null | General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China，2007. Granulated blast furnace slag powder for use in cement，mortar，and concrete： ［S］.Beijing：General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. |
| null | General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China，2011. Chemical analysis methods for granulated blast furnace slag： ［S］.Beijing：General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. |
| null | Guo Lijie， Zhang Lei， Li Wenchen，2020.Research status and prospects of preparation of cementitious materials from nonferrous metallurgical slag［J］.Gold Science and Technology，28（5）：621-636. |
| null | Khamdan C，Kholik，2019.Simulation of precious metals recovery from nickel smelter slag under high-pressure oxidative acid leaching （HPOXAL）［J］.Journal of Physics：Conference Series，1295（1）：012006. |
| null | Li Keqing， Feng Lin， Gao Shujie，2015.Preparation of cementitious materials for nickel slag based mine filling ［J］.Journal of Engineering Science，37（1）：1-6. |
| null | Li Wenchen， Guo Lijie， Yang Chao，2020.Study on the preparation of filling cementitious materials from alkaline activated copper nickel water quenched smelting slag ［J］.China Mining，29 （7）：122-127. |
| null | Mustika W， Kadir A， Ngii E，et al，2021.Properties of concrete paving blocks made with nickel slags［J］.IOP Conference Series：Earth and Environmental Science，622（1）：012033. |
| null | Peng Peng， Wang Shuang， Li Keqing，2015.Experimental study on deep reduction magnetic separation of nickel residue for iron extraction［C］//Proceedings of the 6th Comprehensive Utilization Technology Seminar of Tailings and Metallurgical Residues and Quzhou Project Investment Matchmaking Conference.Beijing：The Chinese Ceramic Society. |
| null | Shi Caixing， Guo Lijie， Li Wenchen，2018.Research and application of lead-zinc smelting slag filling cementitious materials ［J］.Gold Science and Technology，26（2）：160-169. |
| null | Suvorova O， Selivanova E， Mikhailova J，et al，2020.Ceramic products from mining and metallurgical waste［J］.Applied Sciences，10（10）：3515. |
| null | Wang C L， Ren Z Z， Huo Z K，et al，2021.Properties and hydration characteristics of mine cemented paste backfill material containing secondary smelting water-granulated nickel slag［J］.Alexandria Engineering Journal，60（6）：4961-4971. |
| null | Wang Z J， Ni W， Li K Q，et al，2011.Crystallization characteristics of iron-rich glass ceramics prepared from nickel slag and blast furnace slag［J］. International Journal of Minerals，Metallurgy and Materials，18（4）： 455-459. |
| null | Wen Zhenjiang， Gao Qian， Yang Zhiqiang，et al，2021.Mechanical properties and hydration mechanism of Jinchuan nickel slag filling cementitious material［J］.Chinese Journal of Non ferrous Metals，31（4）：1074-1083. |
| null | Wu Aixiang， Wang Yong， Zhang Minzhe，et al，2021.New progress and prospects of key technologies for underground mining in metal mines ［J］.Metal Mines，50（1）：1-13. |
| null | Wu Q S， Wu Y， Tong W，et al，2018.Utilization of nickel slag as raw material in the production of Portland cement for road construction［J］. Construction and Building Materials，193：426-434. |
| null | Yin Suhong， Ma Jian， Yan Bo，et al，2019.Characteristics of several different nickel slags and their feasibility in cement and concrete ［J］.Portland Bulletin，38（7）：2268-2273，2280. |
| null | Zhang Chao， Hu Yafei， Wang Yanchun，et al，2019.Study on the law of the effect of aggregate stacking density on the strength of filling bodies［J］.Mining Research and Development，39（8）：96-100. |
| null | Zhang Tingting， Zhi Shiwei， Guo Lijie，et al，2020.Research progress on resource utilization of copper nickel smelting slag ［J］.Gold Science and Technology，28（5）：637-645. |
| null | Zhou Qi， Xueli Nan， Yi Yuqiang，et al，2010.Preparation of nic-kel slag microcrystalline glass and recycling of iron［J］.Jou-rnal of Lanzhou University of Technology，36（5）：14-18. |
| null | 陈得信，高谦，把多恒，等，2017.金川充填胶凝材料研究进展与废弃物综合利用展望［J］.福州大学学报（自然科学版），45（4）：610-616. |
| null | 高谦，王永前，倪文，等，2014.利用金川水淬镍渣尾砂开发新型充填胶凝剂试验研究［J］.岩土工程学报，36（8）：1498-1506. |
| null | 高术杰，倪文，李克庆，2013.用水淬二次镍渣制备矿山充填材料及其水化机理［J］.硅酸盐学报，41（5）：612-619. |
| null | 郭利杰，张雷，李文臣，2020.有色冶金渣制备胶凝材料研究现状与展望［J］.黄金科学技术，28（5）：621-636. |
| null | 李克庆，冯琳，高术杰，2015.镍渣基矿井充填用胶凝材料的制备［J］.工程科学学报，37（1）：1-6. |
| null | 李文臣，郭利杰，杨超，2020.碱激发铜镍水淬冶炼渣制备充填胶凝材料研究［J］.中国矿业，29（7）：122-127. |
| null | 彭朋，王爽，李克庆，2015.镍渣提铁的深度还原—磁选试验研究［C］//第六届尾矿与冶金渣综合利用技术研讨会暨衢州市项目招商对接会论文集.北京：中国硅酸盐学会. |
| null | 史采星，郭利杰，李文臣，2018.铅锌冶炼渣充填胶凝材料研究及应用［J］.黄金科学技术，26（2）：160-169. |
| null | 温震江，高谦，杨志强，等，2021.金川镍渣充填胶凝材料力学性能与水化机理［J］.中国有色金属学报，31（4）：1074-1083. |
| null | 吴爱祥，王勇，张敏哲，等，2021.金属矿山地下开采关键技术新进展与展望［J］.金属矿山，50（1）：1-13. |
| null | 殷素红，马健，颜波，等，2019.几种不同镍渣的特性及其用于水泥和混凝土中的可行性［J］.硅酸盐通报，38（7）：2268-2273，2280. |
| null | 张超，胡亚飞，王延春，等，2019.骨料堆积密实度对充填体强度影响的规律研究［J］.矿业研究与开发，39（8）：96-100. |
| null | 张婷婷，智士伟，郭利杰，等，2020.铜镍冶炼渣的资源化利用研究进展［J］.黄金科学技术，28（5）：637-645. |
| null | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，2011. 粒化高炉矿渣的化学分析方法： ［S］.北京：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. |
| null | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，2017. 用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉： ［S］.北京：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. |
| null | 周琦，南雪丽，易育强，等，2010.镍渣微晶玻璃制备及铁的回收利用［J］.兰州理工大学学报，36（5）：14-18. |
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