礦山充填新型膠凝材料協(xié)調(diào)處置利用尾礦工藝技術(shù)

礦山充填新型膠凝材料協(xié)調(diào)處置利用尾礦工藝技術(shù)1.適用范圍本工藝技術(shù)適應(yīng)礦山選礦過程產(chǎn)出的副產(chǎn)品尾礦的井下充填，礦山充填新型膠凝材料能夠?qū)崿F(xiàn)高硫超細(xì)、低硫超細(xì)以及分級(jí)尾砂的膠結(jié)固化，相比傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥具有強(qiáng)度高、低水化熱、抗離析強(qiáng)等特點(diǎn)。2.技術(shù)原理及工藝（1）技術(shù)原理礦山充填膠凝材料是以高爐礦渣、脫硫灰、熟料、石灰、外加劑等經(jīng)過破碎、球磨，干混工序加工而成的粉體材料，能夠在物理和化學(xué)作用下和尾砂形成漿體變成石狀體，形成一定機(jī)械強(qiáng)度復(fù)合固體的新型膠凝材料，產(chǎn)品執(zhí)行企標(biāo)Q/TGJC01-2021,該產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T51450-2022《金屬非金屬礦山充填工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，礦山新型膠凝材料適用于高硫超細(xì)、超細(xì)、以及分級(jí)尾砂的膠結(jié)充填。堿激發(fā)材料中的CaO以及礦渣微粉中的CaO與水反應(yīng)：CaO+H2O→Ca(OH)2（1）尾礦中提供的SiO2、Al2O3以及礦渣和堿激發(fā)材料中提供的活性SiO2、Al2O3在堿性條件下反應(yīng)：SiO2+m1Ca(OH)2+aq→m1CaO·SiO2·aq(2)Al2O3+m2Ca(OH)2+aq→m2Al2O3·SiO2·aq(3)石膏起到硫酸鹽激發(fā)作用：Al2O3+3Ca(OH)2+3(CaSO4·2H2O)+aq→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32aq（4）3CaO·Al2O3·3CaSO4此化合物為形成強(qiáng)度的主要成分-鈣礬石。（2）工藝流程礦山充填新型膠凝材料生產(chǎn)主要有破碎、粉磨、混合三大主要工序，礦山選礦后產(chǎn)出的尾砂主要通過造漿或濃縮形成一定的尾礦漿，尾礦漿和新型膠凝材料混合通過自流或外加壓力輸送至井下采空區(qū)。礦山充填膠凝材料生產(chǎn)工藝圖尾礦分級(jí)及充填工藝圖3.技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)品型號(hào)適用尾砂充填環(huán)境抗壓強(qiáng)度MPa濃度灰砂比7d28dGQ-A-XX高硫超細(xì)60%1:100.92GQ-B-XX超細(xì)尾砂60%1:100.61.5GQ-C-XX分級(jí)尾砂68%1:061.53表1新型膠凝材料充填膠結(jié)尾礦強(qiáng)度4.技術(shù)功能特性（1）定制化研發(fā)針對(duì)不同尾砂性質(zhì)進(jìn)行量身定做新型膠凝材料，充分發(fā)揮新型膠凝材料的優(yōu)良性能，最大程度降低礦山充填灰砂比，實(shí)現(xiàn)礦山充填成本降低。（2）充分利用固廢，實(shí)現(xiàn)以廢治廢礦山充填新型膠凝材料原料主要為高爐礦渣、鋼渣、石膏等一般工業(yè)固廢，原料固廢利用率可達(dá)90%，通過多源固廢協(xié)同制備技術(shù)實(shí)現(xiàn)了固廢原料增值化，同時(shí)制備的膠凝材料能夠協(xié)同處置尾礦，保障了礦山可持續(xù)開采。（3）新型膠凝材料節(jié)能減碳傳統(tǒng)的尾礦井下充填多為水泥，且耐久性差，灰砂比高，和傳統(tǒng)“二磨一燒”水泥生產(chǎn)相比，一方面膠結(jié)強(qiáng)度由于水泥，另一方面新型膠凝材料能耗低，每噸膠凝材料對(duì)比水泥可實(shí)現(xiàn)區(qū)域降碳0.5噸。5.應(yīng)用案例（1）銅陵有色金屬集團(tuán)冬瓜山銅礦2022年使用礦山充填膠凝材料15萬噸，年可協(xié)同處置尾礦150萬噸；（2）銅陵有色金屬集團(tuán)銅冠廬江礦業(yè)公司2022年使用11萬噸，年協(xié)同處置尾礦120萬噸；（3）銅陵有色金屬集團(tuán)安慶銅礦2022年使用4萬噸，年協(xié)同處置尾礦40萬噸；（4）銅陵有色金屬集團(tuán)天馬山黃金礦業(yè)公司2022年使用0.92萬噸，年協(xié)同處置尾礦4萬噸；（5）宣城全鑫礦業(yè)公司2022年使用0.4萬噸，年協(xié)調(diào)處置尾礦2.4萬噸。6.未來推廣前景礦山充填新型膠凝材料協(xié)調(diào)處置尾礦工藝技術(shù)無論在生產(chǎn)環(huán)境還是利用鏈都是契合當(dāng)下“雙碳”要求，同時(shí)新型膠凝材料的優(yōu)越性能能夠幫助礦山企業(yè)降低充填成本，使用量僅為水泥的1