磷石膏中和赤泥制备胶结充填体的新策略：力学性能、水化机理与生产成本分析

本研究创新性地提出利用磷石膏(PG)中和赤泥(RM)制备胶结充填体(PR-CPB)的环保技术，通过宏观-微观实验证实PR-1组28天无侧限抗压强度(UCS)达4.02 MPa，pH值降至11.0，微观结构显示水化产物与未反应颗粒交织形成致密结构。成本分析表明每消耗1000吨普通硅酸盐水泥(OPC)可节省94.5万元，为工业固废大规模回收提供理论支撑。

　　

Highlight
本研究突破性地开发了磷石膏(PG)中和赤泥(RM)协同制备胶结充填体(PR-CPB)的技术路径，其核心创新点在于：

1. 力学性能突破：PR-1组试样14天和28天养护后的无侧限抗压强度(UCS)分别达到2.60 MPa和4.02 MPa，远超磷矿二步回填采矿法要求的1.0 MPa基准值
2. 酸碱中和效应：体系pH值快速下降至约11.0，有效缓解了RM强碱性(PH=12.5)与PG强酸性(PH=3.4)对材料性能的负面影响
3. 微观机制解析：SEM-EDS显示水化产物与未反应的RM/PG颗粒交织形成"三维网状"致密结构，XRD证实随着P&R复合材料含量增加，非晶态含量呈梯度下降
4. 工业化价值：以消耗1000吨OPC为基准，成本分析显示可产生94.5万元的经济效益，实现"固废增值-环境修复-采矿安全"三重效益耦合

Conclusions
本研究得出以下关键结论：
(1) PR-CPB表现出优异的力学性能，28天UCS达4.02 MPa，且所有组别在水化初期均呈现显著强度增长
(2) 矿物相分析揭示P&R复合材料含量增加会轻微降低试样中的非晶态含量
(3) 微观结构证实水化产物与未反应颗粒形成的致密结构是性能提升的关键
(4) 该技术为铝磷工业固废的大规模回收提供了兼具成本效益与环境友好的解决方案