科创中国

选矿尾砂的安全处置和循环利用是建设绿色矿山的必然要求。该项目围绕长距离自流充填高稳定性要求和胶结体高性能化需求，采用材料微观控制原理，调控尾砂胶结充填体微观结构形成过程，发展了水化产物立体整形方法，实现高水胶结料力学性能提升。揭示了长时程铝硅物相表面电荷与空间位阻演变规律，建立了基于碱度调控实现颗粒分散基团选择吸附新方法，实现了高浓度尾砂料浆流变稳定性的平衡提升。提出基于碱-硫协同水化的反应热/动力学促进新原理，形成最优碱度驱动的硫-铝-钙水化产物短时增量调控新方法，实现高浓度充填材料长时程凝结行为精准调控。发展了基于介电常数的混合料浆用水量实时监测新技术，研发了混合料浆浓度在线监测新装备，实现了精准控制充填料浆组成和性质。建立了尾砂激发胶凝材料生产成套工艺、标准。同时对尾砂宽容性大，料浆不离析、不分层、泌水量小，胶材用量仅为水泥一半，实现了细粒级尾砂全利用。
成果在凡口铅锌矿、广西盘龙、铜绿山等矿山成功应用，建成年产30万吨胶结料生产线。近三年累计节省充填直接成本约3600万元，新增利税1660万元，减少尾矿库运维费用5000万元，延长了尾矿库服务年限或退库，经济、社会效益重大。研究成果大幅提高细粒级尾砂利用率、降低充填成本、保障矿山安全运行，为有色金属矿山处置和循环利用细粒级尾砂提供了关键技术支撑和产业示范，推动了我国有色金属矿山行业的的科技进步。