科创中国

        建设绿色矿山是我国矿业发展的方向和目标, 矿山生产过程中产生的固废主要是选矿尾砂和废石, 将尾砂与废石充填至井下采空区不仅能有效地控制地压, 提高资源的回收率, 而且能减少尾矿废石的排放堆存, 是实现矿山无废开采和绿色开采的有效途径。

        将高硫尾砂作为掺合料原料应用于混凝土制备中，实现了尾砂固体废弃物的二次利用，同时避免了高硫尾砂作为胶结充填骨料导致的充填体强度逐渐变低的现象。该种混凝土与普通混凝土相比具有更好的工作性能，且早期强度更高，可以较好地应用于建筑工程领域，缓解目前尾矿大量堆积造成的环境污染乃至尾矿库溃坝、滑坡等次生地质灾害问题，对建设绿色矿山和矿产资源的可持续发展具有重要意义。

         矿石的选冶过程中会产生大量的尾砂，为了实现采空区治理和尾砂二次利用的目的，往往需要将尾砂回填进入采空区。近年来，胶结充填已经成为主要的充填采矿方式。但研究表明，金属矿产生的尾砂通常含有较高的硫化物，可以与水泥水化产物反应生成钙矾石、次生石膏等膨胀相产物，从而影响胶结充填体的强度，且化学外加剂对充填体改性的效果不明显。同时，尾矿的大量堆积会造成环境污染乃至尾矿库溃坝、滑坡等次生地质灾害问题，是重大的危险源和污染源。目前国内外学者对于高硫金属尾矿的处理与应用研究较少，并不能解决日益严峻的尾矿堆存问题。

          另一方面，混凝土作为重要的建筑工程材料，其需求量也随着建筑行业的飞速发展日益增加。在现代混凝土技术中，矿物掺和料已经成为高性能混凝土中的重要组分。传统优质粉煤灰及磨细矿渣粉已经供不应求，因此寻求一种可以替代传统矿物掺合料的新型复合掺合料势在必行。

        尾砂是我国产出量最大、综合利用率最低的大宗固体废弃物之一，每年以12亿t的增长速度堆存在尾矿库中，成为潜在的地质灾害和环境污染源头。因此,进行尾砂利用是矿山安全、绿色开采的必然要求。

       建设绿色矿山是我国矿业高质量发展的重要途径和必然要求，也是我国实现由矿业大国向矿业强国转变的必由之路。在建设绿色矿山中，如何实现资源利用高效化是极为关键的一步，也是难点所在。将高硫尾砂作为掺合料原料应用于混凝土制备中，既可以实现大量消耗尾矿的目的，也可以节能减排，缓解粉煤灰、矿渣等矿物掺合料紧缺的状况，对尾矿的合理处理与利用及保护生态环境也具有重要意义，具有十分广阔的市场前景。

刘娟红教授，北京科技大学土木与资源工程学院，教授，博士生导师。长期从事现代混凝土技术、固体废弃物在水泥基材料中的高效利用等方面的研究应用工作。主持国家自然科学重点基金、面上基金，承担国家重点基础研究发展计划、省部级科技计划项目和横向科研课题等60余项。获省部级科技进步一等奖2项、二等奖1项、三等奖4项。获国家发明专利20余项。在公开刊物上发表文章160余篇，被SCI、EI收录60余篇。出版学术专著《绿色高性能混凝土技术与工程应用》、《活性粉末混凝土》、《固体废弃物与低碳混凝土》等。主编教材《土木工程材料》。其主要科研成果应用于北京市奥运工程地铁工程混凝土裂缝控制；广东省、浙江省道路桥梁工程；新疆、宁夏等自治区重点工程；大唐国际发电有限公司粉煤灰品质提升等方面。

       将高硫金属尾矿微粉作为掺合料原料应用于混凝土制备中，既可以实现大量消耗尾矿的目的，也可以减少单方混凝土中的水泥用量，节能减排，缓解粉煤灰、矿渣等矿物掺合料紧缺的状况，改性后的高硫金属尾矿微粉对混凝土的流动性有提高作用，力学性能比较优异，具有显著的经济效益、社会效益和环保效益。随着国家对环保的日益重视,自2018年起尾砂排放将征收15元/t的环保税，矿山排尾成本显著提高。同样因为环保的影响,河沙、山石和戈壁料等传统充填骨料开采成本逐年攀高，且不少地方开始限制开采，矿山获取充填骨料的成本和难度越来越大。

      将高硫尾砂应用于混凝土制备中，可以大量消耗尾矿，减少由其造成的资源浪费和环境污染等问题，使之变废为宝，化害为利，促进矿产资源的可持续发展；降低单方混凝土的水泥用量，补充Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰的供应不足，并能使单方混凝土成本降低6%~10%，具有显著的经济效益。

合作方式：技术许可、作价入股、合作开发

目前处于何种研发阶段：小试

样机：无

已投入成本：50万。

推广应用情况：应用于铜陵地区高硫尾砂的处理。

期望技术转移成交价格（大概金额）：100万。