新型绿色半水合磷石膏基填充材料可加工性的提升：方法、机理与实践

《International Journal of Minerals Metallurgy and Materials》：Improvement in workability of new green hemihydrate phosphogypsum-based filling materials: Methods, mechanism and practice

HPG基填充材料作为低成本早强绿色材料具有应用潜力，但其工作性差导致的管道堵塞问题亟待解决。研究表明，机械磨碎处理（20min）对提升浆料工作性（含水率、流动度、流变稳定性）效果优于提高浓度（59-65wt%）或添加尾矿（0-200wt%）。微观分析揭示了颗粒尺寸、形态、水膜及界面相互作用对工作性的综合影响，并首次直接证实了从致密嵌合结构向松散堆积结构的转变机制。优化方案为磨碎HPG后掺入0-200wt%磷石膏尾矿，可实现工作性与力学性能的协同提升。

　　

摘要

基于半水合磷石膏（HPG）的填充材料已成为一种新型的、低成本的绿色早期强度填充材料替代品，同时也为磷石膏的大规模利用提供了有前景的解决方案。然而，由于HPG基填充材料的可加工性较差，导致管道堵塞现象，这已成为填充过程中的主要安全隐患。因此，迫切需要找到一种经济且实用的方法来改善HPG浆体的可加工性。首先，通过综合分析水保持性、流动性及流动稳定性，研究发现研磨处理比提高浓度（59wt%–65wt%）或添加尾矿（20wt%–100wt%）更能有效提升HPG浆体的可加工性。随后，通过微观分析定量描述了颗粒大小、颗粒形态、水膜以及颗粒间相互作用对HPG浆体可加工性的综合影响。此外，本研究首次直接证明了从坚固的嵌入结构向柔软堆积结构的转变过程。在实际应用中，应将HPG研磨20分钟，并与0–200wt%的磷尾矿混合，以达到满意的可加工性和机械性能。本研究的结果为解决HPG浆体稳定运输问题提供了切实可行的方法。