利用钢渣、矿渣生产全尾砂充填胶凝材料

充填开采是当今矿山科学开采的重要部分，不仅可以有效地缓解或防止周围岩体移动和地表塌陷，同时实现矿产资源的可持续开发。然而高额的充填费用制约了矿山充填技术的应用。据测算，充填胶凝材料成本占充填费用的75%左右。因此，研发高效、低成本的充填胶凝材料是当务之急。目前，矿山充填用胶凝材料主要分为硅酸盐水泥、高水材料和地聚物3种类型。硅酸盐水泥是传统的充填胶凝材料，来源广、性质稳定、凝结快、早期强度高。
河北科技大学的学者以机械研磨和化学激发相结合的方法提高钢渣和矿渣的胶凝活性，利用脱硫石膏、氯化钙、电石渣等助剂合理调控水化产物，强化水化过程，开发了一种以钢渣、矿渣为主要成分的全尾砂充填专用胶凝材料。胶凝材料适宜的物料配比为，钢渣35.5%、矿渣35.5%、硅酸盐水泥10%、矿物调控剂19%，胶凝材料28d抗压强度达到29.47MPa。适当调整物料配比，可以得到满足不同采空区充填要求的胶凝材料：胶凝材料与尾砂比为1∶5～1∶10，料浆浓度为70%，充填体28d，抗压强度达1.0～2.8MPa。借助XRD、SEM对胶凝材料水化产物和强度调控机理进行了分析，结果表明，对胶凝体系强度起到关键作用的物质为水化C-S-H凝胶和不同类型的高水产物（如AFt）。调控剂的合理搭配，强化了钢渣、矿渣水化过程，优化了水化产物构成。