Eco-efficient valorization of gold tailings: A low-carbon binder with high early strength and reduced carbon footprint

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a new binder formulation and hydration mechanism insights for low-carbon cementitious materials.

🏢実務担当者:Companies in mining and construction can adopt this binder to reduce carbon footprint and material costs.

金尾鉱セメンテーション用の高い初期強度を有する低炭素バインダーの需要に対応するため、低炭素硫アルミ鉄系セメンテーション材料（LSCM）、石膏、石灰、および普通ポルトランドセメント（OPC）を用いて、硫アルミ鉄系金尾鉱セメンテーション材料（SGCM）を開発した。バインダー組成は三元および四元系実験により最適化し、対応する水和メカニズムは等温熱量測定、X線回折、熱重量分析、走査型電子顕微鏡により調査した。最適配合比はLSCM：（石膏＋石灰）：OPCの質量比1：1.2：0.4と特定された。セメント対砂比1：4、充填濃度71%において、最適化されたSGCMは3日で3.40 MPa、28日で8.26 MPaの圧縮強度を達成し、既往研究で報告された代表的なセメンテーションシステムと比較して優れた初期強度と競争力のある長期強度を示した。さらに、セメント対砂比を1：6に低減して適用した場合、SGCMはOPCシステムの1：4と同等の圧縮強度を維持しつつ、炭素排出係数を70.2%削減した。自家生産LSCMシナリオでは、材料コストはさらに15.0%削減された。メカニズム解析により、石膏と石灰の含有量増加はAFt生成を促進する一方で、AFtをより短く太い結晶へと変態させることが明らかになった。一方、OPCの混入は初期水和を促進し、C-S-H生成量を増加させ、微細構造を緻密化した。AFtは骨格支持を提供し、C-S-Hは充填と接着を提供し、それらの相乗効果がSGCMの強度発現を支配した。• 金尾鉱セメンテーション用の低炭素高初期強度バインダーを開発した。• 3日（3.40 MPa）および28日（8.26 MPa）の優れた圧縮強度を達成した。• 同等強度で炭素排出係数を70.2%、コストを15.0%削減した。• AFt骨格とC-S-Hゲル接着の相乗メカニズムを解明した。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

To address the demand for low-carbon binders with high early-age strength for gold tailings cementation, a sulfur-aluminum-ferric gold tailings cementitious material (SGCM) was developed using low-carbon sulfur-aluminum-ferric cementitious material (LSCM), gypsum, lime, and ordinary Portland cement (OPC). The binder composition was optimized through ternary and quaternary system experiments, and the corresponding hydration mechanism was investigated by isothermal calorimetry, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. The optimal proportion was identified as an LSCM:(gypsum + lime):OPC mass ratio of 1:1.2:0.4. At a cement-to-sand ratio of 1:4 and a filling concentration of 71%, the optimized SGCM achieved compressive strengths of 3.40 MPa at 3 d and 8.26 MPa at 28 d, showing superior early-age strength and competitive long-term strength compared with representative cementitious systems reported in previous studies. In addition, when applied at a reduced cement-to-sand ratio of 1:6, SGCM maintained compressive strength comparable to that of the OPC system at 1:4, while reducing the carbon emission factor by 70.2%; under the self-produced LSCM scenario, the material cost was further reduced by 15.0%. Mechanistic analyses revealed that increasing gypsum and lime contents promoted AFt formation but also transformed AFt into shorter and thicker crystals, whereas OPC incorporation enhanced early hydration, increased C-S-H generation, and densified the microstructure. AFt provided skeletal support, while C-S-H provided filling and bonding, and their synergy governed the strength development of SGCM. • Developed a low-carbon high early-strength binder for gold tailings cementation. • Achieved superior 3 d (3.40 MPa) and 28 d (8.26 MPa) compressive strengths. • Reduced carbon emission factor by 70.2% and cost by 15.0% at comparable strength. • Revealed synergistic mechanism of AFt skeleton and C-S-H gel adhesion.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.gerr.2026.100187first seen 2026-05-17 05:30:08 · last seen 2026-06-14 04:44:47