摘要
尾矿充填具有控制矿山地压活动、防止坍塌、提高回采率等作用，然而充填料浆中有害物质下渗及后期有害物质的溶出，污染地下水。防止磷尾矿充填体污染地下水资源，对实现矿山安全、环保、高效开采具有非常重要的意义。本文对充填原料磷尾矿、粉煤灰、水泥物化特性和充填料浆特性进行分析，通过泌水试验，考察掺入添加剂后泌水中有害物质、料浆流动性能、抗压强度等变化情况，确定添加剂种类及其用量，设计制备浸出试验装置，探究充填环境中pH、温度、压力变化对充填体释放有害物质的影响及分析添加剂对有害物质的作用机理。 （1）磷尾矿主要矿物组成为白云石、氟磷灰石和石英，主要化学成分为CaO、MgO和P2O5；粉煤灰主要组成矿物为石英、石膏和赤铁矿，主要化学成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3；水泥的主要矿物为硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙，水泥中主要化学成分为CaO、SiO2；磷尾矿中白云石和氟磷灰石溶解释放总硬度、氟化物、总磷等有害元素。 （2）测得原料浆泌水中的总硬度、硫酸盐、氟化物、总磷浓度分别为1728.80mg/L、2189.70mg/L、6.20mg/L、0.25mg/L，总硬度、硫酸盐、氟化物属于地下水质量标准Ⅳ类，总磷属于地表水质量标准Ⅳ类，有害物质的浓度偏高，存在污染地下水的风险。 （3）根据已筛选添加剂对有害物质的处理效果并综合考虑料浆特性及充填体抗压强度，推荐0.01%PSAF使用在料浆输送距离较长、地质条件简单、抗压强度要求低、矿体及围岩稳定的矿山充填开采。加入0.003%CMC+0.01%PSAF，泌水中总硬度、硫酸盐、氟化物、总磷的浓度下降到796.30mg/L、868.50mg/L、0.81mg/L、0.01mg/L，分别下降53.90%、60.30%、91.80%、96.00%，氟化物浓度达到地下水质标准Ⅰ类，总磷的浓度达到地表水质标准Ⅰ类，推荐其使用在环境水质要求较高、料浆输送距离较长、矿体相对稳定的矿山充填开采。0.003%PSAF+0.2%SAP可使用于环境水质和充填抗压强度要求较高、料浆输送距离较短的矿山充填开采。 （4）在试验范围内，酸性、温度和压力增大均促进充填体中钙镁矿物、硫酸盐矿物、氟磷灰石的溶解，使浸出液中总硬度、硫酸盐、氟化物、总磷的浓度升高，污染性增大。添加（0.003%PSAF+0.2%SAP）后充填体浸出液中总硬度、硫酸盐、氟化物和总磷的浓度相对较低，污染性降低。 （5）添加剂没有改变充填体硬化后的主要物质组成，但微观结构发生了变化，孔隙率降低1.72%，添加剂以絮凝吸附及改变充填体微观结构的方式降低有害物质渗出。
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