科创中国

以水泥作为胶凝剂应用于矿山充填，昂贵的水泥成本，不仅给矿山企业带来巨大的压力，降低矿山经济效益，而且制约了充填采矿技术的推广。利用工业固废替代水泥开发新型胶凝材料缓解了矿山充填成本高的压力，提高了矿山企业经济效益和环境效益。为有效解决厂坝铅锌矿尾矿库库容不足、进一步降低充填成本，兰州有色冶金设计研究院有限公司对厂坝铅锌矿尾矿胶结充填协同尾矿资源化综合利用提出成套技术解决方案，并进行系统论证研究。以厂坝铅锌矿周边及陇南区域内大宗工业固废（冶炼矿渣、电厂炉渣、煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏）为基础原材料、因地制宜、就地取材，在大量消化尾矿同时，实现更高价值的资源化综合利用，提高经济价值。因此，该本项目具有显著的社会、经济、环境效益。该成果的成功应用对类似矿山具有较好的借鉴作用。

1、新材料成分组成为高炉矿渣40-50%、钢渣30-40%、粉煤灰10-15%、石膏8-10%、激发剂2-3%等组成；2、“灰石”胶固粉由S95矿粉、52.5水泥、激发剂3种半成品混合后构成成品。其中S95矿粉占比60%、52.5水泥占比25%、核心料占比15%，按比例混合构成；3、研发的新材料优化为硅氧四面体固化体系；4、“混料均化机+核心料仓+工辅设备”系统。

本项目研制的新型全尾砂胶结充填材料可应用于采空区的充填，不仅能够控制矿山地压活动、避免地表塌陷、保障采矿安全,而且能够消耗大量的尾矿、矸石等矿山固体废弃物，不再产生昂贵的水泥成本，其通过因地制宜、就地取材，在大量消化尾矿的同时，实现更高价值的资源化综合利用，提高经济价值，从而提高了矿山的经济效益，同时也进一步推广了充填采矿技术。

新型全尾砂胶结充填材料既可起到充填骨料的作用,又可发挥胶结材料的作用,而且能够改善充填料浆的流变性和泌水性,在矿山胶结充填中具有广阔的应用前景。目前，该技术研制的新型充填材料已在甘肃厂坝铅锌矿、甘肃金徽矿业郭家沟铅锌矿得到了较好的应用。

项目承担单位是兰州有色冶金设计研究院有限公司，是一所具备跨行业、跨区域、多层次、全方位工程建设服务的综合甲级设计研究院有限公司。本单位自成立以来，始终坚持“同心同德、追求卓越、求真务实、创新进取”的企业精神，大力支持科研创新，为本次科研项目提供了大量帮助。研发团队一共15人，有色行业设计大师1人，注册采矿工程师5人，教授级高级工程师3人，高级工程师12人员占比80%，团队曾多次承担科研项目，并取得了诸多科研成果，技术力量雄厚、经验丰富。

1）社会效益

1、新型充填胶结材料以高炉矿渣等工业废料为主要原料生产的高性能尾矿充填材料，实现了资源的综合利用，符合国家的产业政策。

2、该材料有效的解决了目前许多矿山采用的水泥胶结充填存在的成本高、含硫高、水化热高和抗酸性差等缺点，满足了矿山充填对高性能充填胶结材料的需求。

3、该材料应用于尾矿充填，大大降低了灰砂比，可由原来用水泥的平均灰砂比1:4左右降低到1:8左右，减少了充填胶结材料的用量，提高了尾砂的利用率，不仅减低了充填成本，同时减少了尾矿的排放，有效的保护环境和提高企业的市场竞争力，具有良好的经济效益和社会效益。

4、白银有色集团厂坝铅锌矿是国家“七•五”、“八•五”期间重点建设项目，是白银有色集团主要的铅锌原料基地，属大型铅锌采选联合矿山企业。本项目的实施可在白银有色集团乃至全国形成示范性工程，供其他矿山企业使用。

2）间接经济效益

党的十八大以来，绿色发展成为时代发展的主旋律和最强音，为了全面贯彻习近平生态文明思想，抓紧推进生态保护修复工作，2019年4月25日，自然资源部印发《长江经济带废弃露天矿山生态修复工作方案》。5月15日，自然资源部又在湖南省岳阳市召开露天矿山生态修复工作部署会，这标志着由各级自然资源部门主导的新一轮矿山生态修复战役正式拉开帷幕。“保护生态环境就是保护生产力，改善生态环境就是发展生产力”。习近平总书记的殷切嘱托言犹在耳，为矿山生态修复工作提供了方向和动力。

本项目的实施和推广，为矿山生态文明的修复提供了强有力的技术支撑，为促进矿山生态文明建设提供了坚实保障。推进矿山生态修复，既是生态环境保护的需要，更是推动矿山企业高质量发展的必然之路，有利于我国矿业提质增效、转型升级，进入高效发展新阶段。

针对生态文明及绿色矿山建设中存在的问题，本项目创新的提出了固废综合利用的方案，既解决了矿山开采产生的工业固废对生态环境的破坏问题，同时将工业固废综合利用，使其变废为宝，为企业增加经济效益。因此，本项目具有显著的经济、环境效益。

本项目研发的充填新材料已在甘肃厂坝铅锌矿、甘肃金徽矿业郭家沟铅锌矿实现成果转化，，取得了明显的社会、经济和环境效益。

甘肃厂坝铅锌矿成本情况分别是1:4条件下水泥96.34元/方、灰石83.41元/方；1:8条件下水泥53.52元/方、灰石44.16元/方；相比水泥使用灰石矿胶剂，年节约成本1040万元，节约率16%，单方节约10.51元；按照甘肃厂坝铅锌矿15年服务年限，共计可节省充填材料成本1.56亿元。新型充填胶结材料以高炉矿渣等工业废料为主要原料生产的高性能尾矿充填材料，实现了资源的综合利用，符合国家的产业政策，经济、社会效益十分显著。