Экономически эффективная переработка полугидратного фосфогипса и фосфорного шлака для использования в качестве материала для закладочного массива на подземных рудниках

Загрязнение окружающей среды, вызываемое сбросом фосфогипса (PG) и фосфорного шлака (PS), является общей проблемой для всех стран. Для полной утилизации полугидратного фосфогипса (HPG) и PS, а также заполнения выработанных пространств в шахтах HPG и PS использовали в качестве вяжущих материалов для твердеющей пастовой закладки (CPB). Сначала были проанализированы физические и химические свойства HPG и PS, после чего характеристики CPB оценивали с помощью испытаний на растекаемость, газоанализ, одноосное сжатие (UCS), водоотделение и сканирующей электронной микроскопии (SEM). Затем воздействие CPB на основе HPG и PS на подземную окружающую среду исследовали с помощью эксперимента по динамической выщелачиваемости. Результаты показали, что: (1) UCS CPB увеличивается с повышением содержания и массовой доли HPG, а добавление 3% негашёной извести устраняет CO2, H2S и SO2, образующиеся из суспензии CPB на основе HPG–PS; (2) добавление 3% негашёной извести и 5% цемента к смесям HPG–PS компенсирует потерю прочности CPB на поздней стадии твердения; (3) UCS рекомендуемых образцов достигает 1,15–3,32 МПа после 7–28 суток твердения, при этом значения осадки конуса составляют 15–26 мм, а коэффициент водоотделения — 0,87–1,15%, что соответствует техническим требованиям применяемых способов добычи; (4) UCS CPB обусловлена совместной гидратационной реакцией полугидратного гипса (HG), содержащегося в HPG, и активных Al2O3 и SiO2, содержащихся в PS; (5) показатели выщелачивания соответствуют категории IV китайского стандарта качества подземных вод (DZ/T 0290-2015). Полученные результаты обеспечивают экономически эффективный способ рациональной добычи фосфатных ресурсов и комплексной утилизации HPG и PS.