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磷氟杂质调控磷石膏胶结充填体力学强度及微观
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摘要：研究背景与问题 随着磷石膏作为工业废弃物资源化利用的推广，磷石膏胶结充填体因其环保和经济效益被广泛应用于矿业废弃地治理和矿山修复。然而，磷石膏中含有的磷氟杂质会对充
研究背景与问题
随着磷石膏作为工业废弃物资源化利用的推广，磷石膏胶结充填体因其环保和经济效益被广泛应用于矿业废弃地治理和矿山修复。然而，磷石膏中含有的磷氟杂质会对充填体的力学强度和微观结构产生显著影响。本研究旨在探究磷氟杂质对磷石膏胶结充填体性能的影响机制，以期为磷石膏资源的有效利用提供理论依据和技术支持。
研究方法
本研究选取了NaF、Na2SiF6、H3PO4和Ca3(PO4)2等4类典型磷氟杂质，通过室内实验方法，模拟磷氟杂质在磷石膏胶结充填体中的存在形态。实验中，对杂质加入量进行梯度设计，并测试了充填料浆的凝结时间、塌落度、泌水率以及充填体的抗压强度、软化系数等力学性能。此外，采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段，对充填体的微观结构进行了分析。
核心结果
研究结果表明，氟杂质NaF和Na2SiF6会显著缩短磷石膏胶结充填料的凝结时间，降低塌落度和泌水率，从而提高充填体的力学强度。磷杂质H3PO4和Ca3(PO4)2对凝结时间和塌落度影响不大，但对充填体的软化系数有一定提升作用。微观结构分析显示，氟杂质的加入促进了磷石膏水化反应的进行，生成了更多的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶，从而增强了充填体的结构稳定性。
结论与意义
本研究揭示了磷氟杂质对磷石膏胶结充填体性能的影响规律，明确了不同杂质类型的作用机制。结果表明，合理控制磷氟杂质的含量可以有效提高磷石膏胶结充填体的力学强度和稳定性。这一研究结果对磷石膏资源的综合利用具有重要意义，有助于推动磷石膏胶结充填体技术在矿山修复和环保工程中的应用，为实现废弃物的资源化利用提供科学依据和理论支持。
文章来源：《矿业研究与开发》 网址: http://www.kyyjykf.cn/qikandaodu/2026/1027/330.html