矿山充填新型胶凝材料协调处置利用尾矿工艺技术

矿山充填新型胶凝材料协调处置利用尾矿工艺技术1.适用范围本工艺技术适应矿山选矿过程产出的副产品尾矿的井下充填，矿山充填新型胶凝材料能够实现高硫超细、低硫超细以及分级尾砂的胶结固化，相比传统的硅酸盐水泥具有强度高、低水化热、抗离析强等特点。2.技术原理及工艺（1）技术原理矿山充填胶凝材料是以高炉矿渣、脱硫灰、熟料、石灰、外加剂等经过破碎、球磨，干混工序加工而成的粉体材料，能够在物理和化学作用下和尾砂形成浆体变成石状体，形成一定机械强度复合固体的新型胶凝材料，产品执行企标Q/TGJC01-2021,该产品应用技术标准GB/T51450-2022《金属非金属矿山充填工程技术标准》，矿山新型胶凝材料适用于高硫超细、超细、以及分级尾砂的胶结充填。碱激发材料中的CaO以及矿渣微粉中的CaO与水反应：CaO+H2O→Ca(OH)2（1）尾矿中提供的SiO2、Al2O3以及矿渣和碱激发材料中提供的活性SiO2、Al2O3在碱性条件下反应：SiO2+m1Ca(OH)2+aq→m1CaO·SiO2·aq(2)Al2O3+m2Ca(OH)2+aq→m2Al2O3·SiO2·aq(3)石膏起到硫酸盐激发作用：Al2O3+3Ca(OH)2+3(CaSO4·2H2O)+aq→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32aq（4）3CaO·Al2O3·3CaSO4此化合物为形成强度的主要成分-钙矾石。（2）工艺流程矿山充填新型胶凝材料生产主要有破碎、粉磨、混合三大主要工序，矿山选矿后产出的尾砂主要通过造浆或浓缩形成一定的尾矿浆，尾矿浆和新型胶凝材料混合通过自流或外加压力输送至井下采空区。矿山充填胶凝材料生产工艺图尾矿分级及充填工艺图3.技术指标产品型号适用尾砂充填环境抗压强度MPa浓度灰砂比7d28dGQ-A-XX高硫超细60%1:100.92GQ-B-XX超细尾砂60%1:100.61.5GQ-C-XX分级尾砂68%1:061.53表1新型胶凝材料充填胶结尾矿强度4.技术功能特性（1）定制化研发针对不同尾砂性质进行量身定做新型胶凝材料，充分发挥新型胶凝材料的优良性能，最大程度降低矿山充填灰砂比，实现矿山充填成本降低。（2）充分利用固废，实现以废治废矿山充填新型胶凝材料原料主要为高炉矿渣、钢渣、石膏等一般工业固废，原料固废利用率可达90%，通过多源固废协同制备技术实现了固废原料增值化，同时制备的胶凝材料能够协同处置尾矿，保障了矿山可持续开采。（3）新型胶凝材料节能减碳传统的尾矿井下充填多为水泥，且耐久性差，灰砂比高，和传统“二磨一烧”水泥生产相比，一方面胶结强度由于水泥，另一方面新型胶凝材料能耗低，每吨胶凝材料对比水泥可实现区域降碳0.5吨。5.应用案例（1）铜陵有色金属集团冬瓜山铜矿2022年使用矿山充填胶凝材料15万吨，年可协同处置尾矿150万吨；（2）铜陵有色金属集团铜冠庐江矿业公司2022年使用11万吨，年协同处置尾矿120万吨；（3）铜陵有色金属集团安庆铜矿2022年使用4万吨，年协同处置尾矿40万吨；（4）铜陵有色金属集团天马山黄金矿业公司2022年使用0.92万吨，年协同处置尾矿4万吨；（5）宣城全鑫矿业公司2022年使用0.4万吨，年协调处置尾矿2.4万吨。6.未来推广前景矿山充填新型胶凝材料协调处置尾矿工艺技术无论在生产环境还是利用链都是契合当下“双碳”要求，同时新型胶凝材料的优越性能能够帮助矿山企业降低充填成本，使用量仅为水泥的1