金川矿山充填采矿固体废弃物综合利用关键技术_杨志强

度中国有色金属工业科学技术奖评审通过项目

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金属非金属矿山采矿工程中充填采矿技术的有效运用

金属非金属矿山采矿工程中充填采矿技术的有效运用
郭玉杰
【期刊名称】《中国金属通报》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】为满足社会生产对矿产资源的需求,采矿企业必须加大对采矿技术的创新,以保证采矿工作的顺利进行.充填采矿技术作为一种新型的采矿技术,具有较高的应用价值.本文首先对充填采矿技术在金属非金属矿山采矿工程中的重要性进行阐述,分析了充填采矿技术在实施过程中存在的难点,提出了金属非金属矿山采矿工程中充填采矿技术的有效运用,希望通过本文的分析,可进一步提高我国金属非金属矿山采矿工程中充填采矿技术的应用效果,从而更好地促进我国工业发展水平的提升.【总页数】3页(P43-45)
【作者】郭玉杰
【作者单位】盛达资源金属股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD8
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镍冶金渣资源化利用现状

镍冶金渣资源化利用现状赵洁婷【摘要】镍冶金渣作为重要的二次资源,含有铁、镍、铜等有价金属.随着镍需求量的增大,排放的镍渣也越来越多,若不能得到合理利用,既造成资源浪费,又污染环境.本文对镍冶金渣资源化利用现状进行分析,并讨论了进一步资源化的方向.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷),期】2018(041)005【总页数】3页(P50-52)【关键词】镍冶金渣;资源化;有价金属;建筑材料【作者】赵洁婷【作者单位】长春师范大学工程学院,吉林长春130032【正文语种】中文【中图分类】TM921.51随着我国对有色金属需求量增大，每年有色冶金渣的数量不断增长，这些冶炼弃渣由于未得到合理利用，不仅占用大量的土地资源，同时对环境有着潜在的威胁，从而不利于可持续发展，因此有色冶金渣的资源化利用就有着十分重要的意义。

中国是世界上镍资源消费最大的国家，每生产1 t镍约排除6～16 t渣，仅金川集团的镍冶金渣堆存量多达4 000万t，每年还新增约200万t[1-3]。

镍渣的组成因其矿石种类和冶炼工艺不同而变化较大。

以金川镍闪速炉渣的物相组成为例，主要由铁氧化物、硅氧化物、钙和镁的氧化物组成，渣中含有约40%的铁元素，还含有一定数量的有色金属元素镍、铜、钴；铁主要以铁橄榄石形式存在，橄榄石间充填的非晶态玻璃质并且机械夹杂着大颗粒镍硫[4]。

镍渣的处理已经成为镍冶炼过程的重要工序，如何正确有效的回收再利用这些二次资源，使得镍冶炼过程顺畅，解决排渣占地和环境污染等问题，成为镍冶金发展循环经济的主要问题。

本文对目前镍渣资源化利用进行综述，再利用的主要研究包括：有价金属的提取，用作填充材料，制作微晶玻璃，生产建材等[5-7]。

1 镍渣资源化利用现状1.1 有价金属提取倪文[8]等利用以焦炭为还原剂的熔融还原法提取闪速炉水淬镍渣中的有价铁，探讨了不同碱度，不同还原温度，不同还原时间对提铁率的影响。

结果表明控制100 g渣配加34.7 gCaO、4.04 gCaO和8.5 g焦炭，熔融温度为1 500℃，还原时间为180 min，铁的还原率达96.32%。

采矿工程中充填采矿技术及应用

采矿工程中充填采矿技术及应用伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司摘要：随着中国综合国力的增强，以及矿井工程的广泛开展，充填科学技术水平也不断提高。

在矿山过程中应用充填工艺可提高矿山效率，保障工作的安全和平稳。

因此，对充填工程技术理论和应用加以研究，健全理论体系，增加矿井的效益，对促进矿井工作的提高和开展具有积极意义。

就采矿工程中充填技术的应用和发展趋势展开了探讨，首先剖析了填充技术的定义、优点与类型，然后再结合案例对填充技术的应用情况加以阐述，进而指出了该技术未来的发展要点，并力求为采矿业提供借鉴。

关键词：采矿技术；充填采矿工艺；应用引言以现代化经济社会为研究背景，矿山产业在开展矿山作业的过程中一方面要为开发到适应经济社会发展需要的矿产品，另一方面，要努力做到对矿产品的节约与合理使用，并尽可能减少在开发矿产品过程中所产生的资源浪费，以积极响应我国经济可持续发展战略目标。

要想做到矿山工作的科学、合理化发展，必须从矿山科技的挖掘出发，选用合理的矿山科技可以在一定水平上完成矿山业向着安全管理、循环经营目标的转变，为矿山产业的可持续发展目标作出相应贡献。

1充填采矿技术的基本概念在现代矿产系统中，充填采矿技术大致包括二大部分，即分别是填充和采矿二部分。

其中，填充部分最主要解决的是采矿过程中的环境污染冲突，最主要形式是使用废石将箱体加以填充，以便于进一步减少矿采对山体生态环境的损害。

而在矿山部分中，技术人员则对传统矿山工艺加以完善，从而把采矿活动中对山体的干扰减少至最少。

此外，这种方法和填充方面也有一定的联系，例如矿采过程中要提前预留好填充渠道，以便减少山体填充所需要的成本损耗。

同时在部分发达国家的充填采矿技术中，甚至还试图把某些可使用资源填充至山体中，以此实现“转废为宝”的利用效益。

例如在德国矿井的开采上，特殊垃圾的充填使山体可以进行发电。

可以看到，填充物的使用可以有效改善矿采污染现象的发生，或者传统为其他行业的管理创造场所。

工业固体废物综合利用先进适用技术目录

工业固体废物综合利用先进适用技术目录（征求意见稿）工业和信息化部二〇一三年一月工业固体废物综合利用先进适用技术目录附件2工业固体废物综合利用先进适用技术简介中华人民共和国工业和信息化部二〇一三年一月目录Ⅰ尾矿、赤泥综合利用技术一、尾矿渣制备高性能微晶玻璃技术 (31)二、粘土矿物尾矿高效综合利用技术 (32)三、尾矿、高炉渣生产新型复合材料技术 (35)四、废石料规模化优质高效利用技术 (36)五、锰尾渣永磁综合分选及利用技术 (39)六、拜耳法赤泥回收铁技术 (41)Ⅱ煤矸石、燃煤固废及工业副产石膏综合利用技术七、煤矸石似膏体自流充填技术 (43)八、泵送矸石填充技术 (46)九、用粉煤灰制备活性炭技术 (48)十、造气渣综合利用技术 (50)十一、工业副产石膏生产纸面石膏板及其它新型建材技术 (52)Ⅲ钢铁冶金工业固体废物综合利用技术十二、钢渣综合利用技术 (54)十三、超细钢渣粉生产改性S95级矿渣粉技术 (56)十四、熔融钢渣热闷处理及金属回收技术 (58)十五、钢渣非金属磨料技术 (60)十六、冶金渣返炼钢生产技术 (62)十七、炼铁除尘灰综合利用技术 (64)十八、硅系合金烟尘分离提纯活性二氧化硅微粉技术 (66)十九、电解锰渣污染治理及综合利用技术 (68)Ⅳ有色冶金工业固体废物综合利用技术二十、鼓风炉还原造锍熔炼清洁处置重金属（铅）废料技术 (70)二十一、银转炉渣湿法处理技术 (72)二十二、电解铝废料分离提纯技术 (74)二十三、含锌炼铁烟尘综合利用技术 (76)二十四、含硫铅渣生产粗铅、硫酸钠技术 (77)二十五、废旧镍铜、镍铁合金利用技术 (80)二十六、利用含铜废弃物制备高纯亚微米超微细铜粉 (81)Ⅴ建材及新材料工业固体废物综合利用技术二十七、废弃砼资源循环利用技术 (82)二十八、利用陶瓷废料生产干挂空心陶瓷板技术 (84)二十九、废旧玻璃生产无铅玻管应用技术 (86)三十、固体废物生产复合增强纤维技术 (87)三十一、硅片线切割砂浆再生技术 (89)Ⅵ多种固废协同综合利用生产建材技术三十二、新型半干法建通窑利用工业固体废物烧制水泥熟料技术91 三十三、固体废弃物制作新型墙材技术 (93)三十四、工业废渣粉料计量与控制系统 (95)Ⅶ石化及化工固体废物综合利用技术三十五、废润滑油生产再生基础油技术 (98)三十六、废弃油脂制备生物柴油成套技术 (100)三十七、丙烯酸及酯类废油资源化处理技术 (104)三十八、精对苯二甲酸（PTA)残渣资源综合利用技术 (106)三十九、废弃四氯化碳生产四氯乙烯技术 (108)四十、碱回收白泥生产轻质碳酸钙技术 (110)Ⅷ废橡胶、废塑料、废纸综合利用技术四十一、废橡胶处理及综合利用技术 (112)四十二、废橡胶生产稳定型橡胶沥青技术 (115)四十三、纸塑铝复合包装废弃物分离技术 (117)四十四、废纸脱墨浆生产超薄包装纸 (119)Ⅸ制革工业固体废物综合利用技术四十五、铬泥生产铬鞣剂技术 (121)四十六、利用铬革屑生产再生纤维革技术 (123)四十七、制革废渣生产蛋白填料技术 (124)Ⅹ其他有机固体废物综合利用技术四十八、剑麻渣提取剑麻皂素技术 (126)四十九、果皮果渣提取果胶联产辛弗林技术 (129)五十、无害化处理废弃酒糟工艺技术 (130)五十一、固废制备生物质颗粒设备技术 (131)五十二、工业有机剩余物节能环保处理及资源化技术 (133)一、尾矿渣制备高性能微晶玻璃技术1.技术名称：尾矿渣制备高性能微晶玻璃技术2.技术简介2.1基本原理富含SiO2的铁矿尾矿、钢渣、铬渣、铁尾矿等矿渣均可用来制备微晶玻璃，在其制备过程中还可以同时消耗大量的粉煤灰、民用垃圾焚烧底灰、废玻璃等其它工业或民用废弃物。

铜铅锌冶炼多源固废协同利用关键技术开发及应用

铜铅锌冶炼多源固废协同利用关键技术开发
及应用
1 冶炼炉废物协同利用
冶炼炉废物是有害废物，如铜炉、铅炉、锌炉冶炼产生的废物，
这些废物经过表征分析和系统研究后，发现它们富含金属元素，其中铜、铅、锌含量较萃取和回收价值较高，其中还有硫、气态有机物等。

为了更加有效的利用这些废物的资源，开发多源废物的高效提炼利用
成为当务之急。

于是，国内科研机构和企业纷纷研究，拟定多源废物协同回收回
用技术，以期将有害废物减量化高效回收，开发出多源废物协同利用
的新技术。

其中，发展和实施了冶炼多源废物复合原料的分级筛分技术，采
用先进的技术和设备，分级混合冶炼多源废物，去除多源废物中的污
染物，经过腐蚀、分解、过滤精选等技术将协同回收的组分分离，可
大大提高冶炼多源废物的回收率和资源化率，并节省化学原料和能源
的消耗。

此外，行业也逐步发展出以多源废物协同利用为基础的多元化综
合炼制方法，将普通冶炼多源废物等原料配以大量废物，显著改善了
冶炼工艺，使多源废物复合原料合成新系列产品，大大提高了冶炼多
源废物的回收率和回用价值，从而更好地实现资源化利用和节约能源。

据悉，上述技术应用已被推广至国内多铸造炉厂，影响深远，不仅可以提高冶炼炉废物协同利用的效率，作用更大的是彻底解决了有毒有害废物的处理问题，节约能源。

尾砂充填材料优化配比试验

的充填骨料进行胶结充填体强度试验，在该实验的基础上，推导出了神经网络的预测模型，最后得到了充填体强度与充填骨料特征值的关系。吴鹏等［5］对某钒铁矿的充填材料进行了许多试验 , 测出了相关物理力学参数和一些力学指标，借助 MATLAB 软件得到相应的回归模型，最后根据所得模型运用 LINGO 进行参数优化。田立鹏等［6］、杨志强等［7］分析了金川全尾砂充填料的物理化学特性，然后开展了胶结充填体强度正交试验，优化了全尾砂与废
Abstract: In order to study the strength and flow characteristics of the filling material of the plaster filling material with tailings as aggregate and cement-solid powder as fine aggregate, the optimal combination method was obtained, and the basic properties of the test material were analyzed and the orthogonal test was designed. The strength of the tail-sand paste with different mass concentration and different ratio of silt and sand was compared and analyzed. The test results show that the strength of the backfill is positively correlated with the curing time and the strength is maintained at a stable value when the mortar concentration and the ratio of the silt and sand are constant. Under the same curing time and mortar concentration, the strength of the backfill and the silt The ratio is in a positive proportion relationship; when the ratio of silt and sand is controlled and the curing time is fixed, the strength value becomes larger with the increase of the slurry mass concentration. The comparative analysis shows that the optimal combination of the final choice is: the silt ratio of 1:5 and the mass concentration of 69% of the filling body can meet the strength requireme ZHU Li-yi, ZHOU Chao, WAN Fei, WANG Yu-ding

项目前期考察论证情况的

金昌市科学技术局关于2007年度市列计划项目前期考察论证情况的公示为进一步提高我市技术创新能力，发展高新技术产业并利用高新技术改造和提升传统产业，促进高新技术成果转化为现实生产力，加快建立和完善我市科技创新体系，根据《金昌市科学技术发展“十一五”计划》的部署和《金昌市科技项目申报指南》的要求，现将2007年度市列计划项目前期考察论证情况向全社会公示，希望得到全社会的支持、理解和监督。

2007年度市列计划项目，按照“有所为、有所不为，总体跟进、重点突出，提高科技持续创新能力，实现技术跨越式发展”的科技发展思路。

坚持以市场为导向，以产业结构调整为主线，以提高经济效益为中心。

突出“一特两化”和高新技术产业开发，以有色金属新材料、化工产业的研究开发及产业化、生物技术、电子信息、新能源高效节能与环保、农业科技示范、院地院企合作等为重点，鼓励引导全社会走依靠科技进步的发展道路，努力培植新的经济增长点和新兴产业，加快科技创新和科技成果转化。

金昌市科技计划项目申报、立项程序分为五个阶段。

既项目承担单位申报阶段、市科技局业务科室初审阶段、科技局组织考察论证（公示）阶段、主管市长办公会决策阶段、签订合同书项目下达阶段。

金昌市科技局受理2007年度市列计划项目共108项，其中：农业项目52项、工业项目34项、医疗卫生和软科学项目22项，经市科技局初审申报材料、现场考察和征求各方面意见，提交专家论证会议67项，其中：农业项目32项、工业项目21项、医疗卫生和软科学项目14项。

任何单位或者个人，如对公示的项目异议（项目本身存在的技术问题的异议、专家打分的异议），请于公示之日起15天内向市科学技术提出书面陈述意见，并提供必要的证明材料。

以个人名义提出的，应在异议材料上签署真实姓名及所在单位，以单位名义提出的，应加盖公章。

异议涉及的有关单位或人员接到通知后，应当提供必要的补充材料，由市科技审查处理。

对公示无异议或对异议问题已落实的项目，按有关程序审批下达。

2012年度中国有色金属工业科学技术奖评审通过项目解析

2012年度中国有色金属工业科学技术奖评审通过项目一等奖（46项）（排序不分先后）1、2012002 陕西秦岭地区主要矿集区铅锌银铜金综合勘查技术研究西北有色地质勘查局、西北有色地质勘查局地质勘查院、西北有色地质勘查局七一一总队、西北有色地质勘查局七一三总队、西北有色地质勘查局七一七总队、西北有色地质研究院、西北有色地质勘查局物化探总队王瑞廷、王东生、代军治、任涛、李福让、王长安、许小峰、陈荔湘、邢义征、张云峰、李建斌、李建华、王涛2、2012014 危机矿山元素综合查定和可利用性评价技术北京矿产地质研究院、昆明中色地科矿产勘查有限责任公司、昆明理工大学、云南锡业集团（控股）有限责任公司、贵州省晴隆锑矿方维萱、胡煜昭、郭玉乾、赵晶晶、贾润幸、杜玉龙、武俊德、杨文宝、赵玉民、朱俊宾、刘鸿、王京、甘凤伟、王同荣、马骋3、2012030 浅井矿山高浓度管道自流胶结充填技术及装备陕西煎茶岭镍业有限公司李炜、王佩勋、周旭、杨陆海、孔令君、林强、冯金庆、马云昭、廖美权、白朝选、麻仲宁、田世义、袁策、樊继波、李松4、2012031 空区预热反向风流及风温联动防冻井技术研究湖南有色冶金劳动保护研究院、河北峪耳崖黄金矿业有限责任公司、中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司袁梅芳、李文义、李志超、邢东栓、袁永忠、李印洪、屈伟华、王玉兵、王志、黄程辉、张国兴、曹同波、陈研文、杨官涛、陈湘兰、彭涛5、2012035 金属矿山坚硬矿岩井巷快速施工成套新技术研究金诚信矿业管理股份有限公司、中国恩菲工程技术有限公司、中色非洲矿业有限公司、江西铜业股份有限公司、大冶有色金属股份有限公司王先成、王友成、李红辉、张晋军、杜贵文、谭金胜、朱为好、李建国、黄金刚、安建英、谢建兵、龙志阳、黄凤辉、杨永军、乔伟、龚浩源6、2012041 复杂联贯地下空区条件下露天强化开采协同技术长沙矿山研究院有限责任公司、栾川龙宇钼业有限公司宋嘉栋、尚战军、林卫星、王克杰、柳小胜、宁柯、党国建、欧任泽、吕佩炎、聂永祥、刘继良、田志恒7、2012046 高地应力作用下露天转地下开采安全控制关键技术金川集团股份有限公司、北方工业大学、昆明理工大学杨志强、孙世国、乔登攀、高建科、把多恒、乔富贵、冯少杰、宋志飞、陈永强、刘月悦、田红芳、吕清华、王衍、安梅、毛艳梅、戴福初8、2012047 复杂空区群条件下的矿床高效采矿与地压灾害监控综合技术北京矿冶研究总院、云南彝良驰宏矿业有限公司解联库、王进、杨小聪、陈进、余斌、吉学文、曹辉、王峰、郭利杰、张长洪、董凯程、陈青、许文远、徐超、陈赞成、黄灏9、2012057 含砷复杂难选金矿石提金工艺的研究与应用西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司袁泽、徐存元、肖飞、宋国荣、田忠喜、陈桂霞、于庆强、李鹏海、袁建林、张新、吕新义、李永波10、2012059 复杂低品位黑白钨共生矿“浮-磁-浮”选矿新技术广州有色金属研究院、湖南柿竹园有色金属有限责任公司邱显扬、李晓东、汤玉和、严在春、周晓彤、伏彩萍、邓丽红、魏大为、关通、曹登国、翟爱峰、肖宏、付广钦、毛文明、李纪、梁冬云11、2012062 难处理混合铜矿高效加工新技术（发明）昆明理工大学、昆明汤丹冶金有限责任公司、昆明风景矿业有限责任公司、昆明滥泥坪冶金有限责任公司、云南迪庆矿业开发有限责任公司文书明、张文彬、彭金辉、刘殿文、方建军、任代红12、2012063 铜冶炼渣回收铜和废水处理关键技术及产业化中国瑞林工程技术有限公司、江西铜业股份有限公司、北京矿冶研究总院、江西理工大学雷存友、黄明金、黄万抚、徐小龙、景宇、黄明琪、邵福国、石贵明、袁国才、刘昌勇、王莉萌、王国红、马民、余浔、胡根华、王帮敬13、2012070 复杂难处理铜硫铁资源高效综合利用新技术及其应用铜陵有色金属集团控股有限公司、北京矿冶研究总院、中南大学、铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿韦江宏、吴熙群、胡岳华、李冬青、孙伟、王中明、张毅力、胡新付、黄红军、于传兵、王毓华、何国勇、汪太平、凌石生、李冬、何太龙14、2012076 超强化旋浮铜冶炼工艺研究与产业化应用阳谷祥光铜业有限公司、中南大学周松林、谢锴、刘卫东、陈卓、陈迎武、彭小奇、葛哲令、梅炽、胡松、张士庆、殷庆飞、董广刚15、2012078 “一炉三段”直接炼铅工艺技术开发及产业化应用云南锡业股份有限公司、中国恩菲工程技术有限公司、中国瑞林工程技术有限公司、昆明理工大学宋兴诚、顾鹤林、兰旭、皇甫智伟、唐都作、杨建中、黄卫华、朱玲、陈颖飞、张成明、郭炜、范丽霞、邓兆磊、陈志刚、袁锐波、严之光16、2012080 金属锡提纯新技术昆明理工大学、昆明鼎邦科技有限公司杨斌、徐宝强、戴卫平、刘大春、戴永年、李一夫、速斌、蒋文龙、熊恒、曹劲松、邓勇、王飞、曲涛、汤文通、潘建仁、韩龙17、2012084 硫酸锌溶液砷盐净化技术研究株洲冶炼集团股份有限公司陈爱国、苗华磊、肖功明、李文、谭轶中、刘懿、林文军、彭晓峰、肖云贵、钟谦、魏文武、王文录、陈阳、周玉琳18、2012093 新型白银铜熔池熔炼炉（BYL-3）集成技术研究及应用白银有色集团股份有限公司、中国瑞林工程技术有限公司、西安建筑科技大学、江西理工大学杨成渊、李沛兴、余智艳、席斌、朱军、黄文华、胡忠东、廖文江、汪金良、李贵宁、王栋、余旦新、张铁峰、付文伟、彭天照、冯志兵19、2012094 锌精矿流态化焙烧工艺节能高效技术开发与产业化白银有色集团股份有限公司、中国恩菲工程技术有限公司张鸿烈、廖明、李若贵、许多丰、杨斌、郑丽、李涛、魏甲明、陈向强、屈登涛、刘安强、张金成、金忠、张昱琛、许波、段宏志20、2012095 锌直接浸出及稀散金属综合回收新技术研究及产业化长沙有色冶金设计研究院有限公司、深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂、中铝国际技术发展有限公司何醒民、潘晨湘、余刚、廖江南、刘野平、张登凯、邓孟俐、左小红、仝一喆、李有刚、董晓伟、高东海、晏心、徐静、骆建伟、黄光21、2012096 新型节能密闭电解槽与氯化钴电积新技术的产业化北京矿冶研究总院、江苏凯力克钴业股份有限公司王振文、江培海、张爱青、尹飞、阮书锋、李传伟、李宝德、杜长福、杨永强、揭晓武、姚志超22、2012106 高效强化拜耳法技术研究及产业化应用中国铝业股份有限公司顾松青、刘保伟、温金德、张文豪、江新民、邹若飞、刘亚平、邓洁、芦东、李国乾、蒋涛、马吉正、王强、季建稳、吴海文、秦念勇23、2012112 铝电解槽磁流体稳定技术与新式阴极钢棒结构研究沈阳铝镁设计研究院有限公司、中国铝业股份有限公司连城分公司杨晓东、史生文、周东方、张明谦、刘雅锋、张整社、刘伟、刘保卫、张钦菘、李积明、刘铭、殷国栋、邹智勇、张逢春、胡红武、毛文军24、2012118 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2016年度中国有色金属工业科学技术奖评审通过项目

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2016年度中国有色金属工业科学技术奖评审通过项目

2016年度中国有色金属工业科学技术奖评审通过项目一等奖（65项）（排序不分先后）1、2016001 江西城门山铜矿帷幕堵水改性湖泥注浆技术研究华北有色工程勘察院有限公司刘新社、杨显文、韩贵雷、但新民、贾伟杰、李淼清、王云、高学通、薛晓峰、王志奇、于佳维、蒋鹏飞、张凤伟、马履霞、李蕴镭、赵晓明2、2016002 广西珊瑚钨锡矿成矿规律及其预测研究中国有色桂林矿产地质研究院有限公司、广西桂华成有限责任公司杨明德、王喜绍、徐文杰、敬荣中、周奇明、莫江平、黄家贤、秦来勇、宋甫、李莉、吴小雷、黄理善、刘运锷、王滋平、陶明荣、周守余3、2016003 贵州省务正道地区铝土矿勘查技术集成与示范研究有色金属矿产地质调查中心、贵州省有色金属和核工业地质勘查局、中国有色桂林矿产地质研究院有限公司、贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院、中国有色金属工业技术开发交流中心、北京矿产地质研究院、贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队、贵州省有色金属和核工业地质勘查局二总队、贵州省有色金属和核工业地质勘查局一总队金中国、邹林、莫江平、张力、韩英、谢樨、陈兴龙、张建国、刘玲、赵毅、苏之良、邵拥军、赵远由、尹展、张伦尉、黄杰4、2016004 后碰撞过程壳幔物质交换与成矿北京矿产地质研究院、合肥工业大学、中色地科矿产勘查股份有限公司王京彬、王玉往、周涛发、龙灵利、张会琼、王莉娟、唐萍芝、李德东、解洪晶、袁峰、石煜、赵路通、邹滔、廖震、孙燕5、2016005 陕西省山阳县龙头沟金矿深部及外围勘查西安西北有色地质研究院有限公司、山阳纵横矿业有限公司刘新伟、刘勇、王锁太、汪超、王瑜亮、胡西顺、陈富强、薛玉山、冯源、张凯、姬星怡、梁康6、2016006 中深部开采辅扇引导两翼回风降阻及防雾害冻井技术研究湖南有色冶金劳动保护研究院、中国黄金集团石湖矿业有限公司刘伟强、李文义、李印洪、刘华彬、郭家能、刘东锐、姚银佩、王志、石力博、吴洁葵、何潇亮、陈平、刘庆、周英烈、钟生元、方万点7、2016007 缓倾斜矿体超前切顶采矿环境再造开采综合技术云南锡业股份有限公司采选分公司、中南大学周科平、吕国新、李杰林、蒋洪林、杨念哥、许伟、邓红卫、普杰飞、高峰、李建平、高继伟、王建贵、罗雄、王凌、李帆、王锋8、2016008 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高纯有色金属系列分析方法研究及检测标准体系的建立北京有色金属研究总院、中国有色金属工业标准计量质量研究所、兰州金川新材料科技股份有限公司、峨嵋半导体材料研究所、国标（北京）检验认证有限公司、株洲硬质合金集团有限公司、有研亿金新材料有限公司、北京矿冶研究总院、铜陵有色集团控股有限公司、新疆众和股份有限公司、山东兖矿轻合金有限公司、昆明理工大学、金堆城钼业股份有限公司刘英、李继东、李宝城、高新秀、刘红、童坚、张江峰、张殿凯、李艳芬、李娜、李爱嫦、王长华、高燕、邱平、孙平、潘元海58、2016058 《多晶硅工厂设计规范》（GB51034-2014）中国恩菲工程技术有限公司、洛阳中硅高科技有限公司、多晶硅材料制备技术国家工程实验室严大洲、杨永亮、汤传斌、张升学、姜利霞、司文学、张志刚、陈希勇、杨健、谢冬晖、石何武、高晓辉、何炜、罗英、师波、郭瑶59、2016059 低浓度SO2资源化经济利用新技术集成与示范云南云铜锌业股份有限公司戴兴征、王成彦、杨美彦、曾鹏、袁文辉、张浩杰、邢鹏、陈国木、王林、朱学云、陈永强、吴琼仙、周中华、张国莹、卓越、沈景雷60、2016060 废家电全组分高值化清洁利用关键技术与产业化示范江苏理工学院、扬州宁达贵金属有限公司、常州翔宇资源再生科技有限公司周全法、朱炳龙、张锁荣、樊红杰、周品、王琪、张仁俊、程洁红、汪洋、徐红胜、童霏、蔡璐、赵世晓、屠远、郭云飞61、2016061 废弃锂电池中稀有金属高效选择性回收关键技术及推广应用南昌航空大学、上饶市鼎鑫金属化工有限公司、湖南理工学院、清远市新绿环境技术有限公司、赣州世瑞钨业股份有限公司罗胜联、罗旭彪、郭百新、曾桂生、侯朝辉、肖民、邹建平、肖潇、代威力、涂新满、张永岳、罗丰、李峰、张宁、汪月华、秦元成62、2016062 铜冶炼污酸治理与资源化新工艺及装备（发明）中南大学、长沙赛恩斯环保科技有限公司柴立元、王庆伟、李青竹、蒋国民、高伟荣、王海鹰63、2016063 典型电子废弃物高效回收及清洁循环利用关键技术及产业化中南大学、格林美股份有限公司郭学益、许开华、田庆华、黄国勇、李栋、周继锋、杨英、鲁习金、严康、樊红杰、张云河、邓多、魏琼、郭苗苗、闫梨、秦玉飞64、2016064 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内蒙古边家大院银多金属矿成矿预测与找矿实践赤峰市利拓矿业有限公司、核工业二四三大队孙幼平、张安立、于文斌、王雨、李彦林、牛子良、韩华、黎伟、孙引强、苏玉亮、梁猛、赵志伟8、2016073 西天山成矿带勘查技术集成研究中国有色桂林矿产地质研究院有限公司、桂林理工大学、新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七0三队敬荣中、莫江平、秦来勇、徐庆鸿、罗先熔、张力、王建超、胡耀华、曾高福、裴超、刘峰、何方9、2016074 广东省玉水铜矿成矿规律与找矿实践北京矿产地质研究院、梅州市金雁铜业公司玉水硫铜矿、中色地科矿产勘查股份有限公司、有色金属矿产地质调查中心祝新友、林振东、程细音、罗志荣、彭永新、王艳丽、蒋斌斌、骆黎明、黄行凯、邹滔、田野、王晨昇10、2016075 新疆卡拉塔格铜（锌）矿床地质-地球物理、地球化学勘查模式及找矿预测研究中色地科矿产勘查股份有限公司、有色金属矿产地质调查中心、北京矿产地质研究院、北京资源勘查技术中心陈卫、刘涛、柯国秋、侯朝勇、方同辉、陈伟民、毛启贵、徐春宏、王书来、邓小华、柳玉龙、马立东11、2016076 阿尔泰跨境成矿带找矿靶区优选与评价北京矿产地质研究院、有色金属矿产地质调查中心、中色地科矿产勘查股份有限公司、新疆有色地勘局706队、中国有色桂林矿产地质研究院有限公司、有色金属矿产地质调查中心北京地质调查所丁汝福、卫晓锋、张斌、赵路通、郭旭吉、游军、吕晓强、潘东、任育智、李春霞、廖震、单立华12、2016077 青海省迎庆沟-景忍东地区多金属矿床成矿条件与靶区预测研究北京矿产地质研究院、云南铜业（集团）有限公司、中色地科矿产勘查股份有限公司祝新友、李顺庭、王艳丽、程细音、蒋斌斌、姜华、和晓南、李加多、吴锦荣、张永军、李光、刘长城13、2016078 三稀资源供需预测及尾矿资源综合利用评价研究有色金属矿产地质调查中心、北京矿产地质研究院、北京矿冶研究总院周园园、王静纯、杨国龙、张洪国、田锦川、王中明、饶晓宇、袁莹、蔡厚安、苏永津、王京、唐萍芝14、2016079 棋盘式人工点柱置换原生矿柱及台阶三角定位楔形接顶技术湖南有色冶金劳动保护研究院、湖南安化湘安钨业有限责任公司吴洁葵、刘伟强、刘迪初、艾幼孙、王志、李印洪、姚银佩、谭浪浪、周英烈、刘涛、钟生元、李亚俊15、2016080 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金川充填胶凝材料研究进展与废弃物综合利用展望

金川充填胶凝材料研究进展与废弃物综合利用展望杨志强;陈得信;高谦;把多恒;王永定【摘要】矿山废弃物排放面临严峻的环保压力,同时随着开采深度增加,充填采矿成本逐年提高.利用废弃物开发低成本充填胶凝材料和废石作为充填骨料,是提高充填采矿经济效益和实现可持续发展的必由之路.首先简要介绍充填胶凝材料研究进展,分析开发金川矿山充填胶凝材料存在的困难和问题;然后提出利用酒钢矿渣开发低成本充填胶凝材料的技术路线与关键技术;最后针对金川镍矿资源开采和废弃物利用现状,提出以新型充填胶凝材料开发为突破口,开展废石、废渣、尾砂等固体废弃物资源化综合利用的技术途径,展望金川固体废弃物资源化综合利用的发展前景.%A lot of waste discharge faces severe environmental pressure in Jinchuan mine and filling mining cost increase year by year with the mining depth increasing.It is the only road to reduce filling mining cost and realize sustainable development for Jinchuan mine that use waste developing low-cost cementing materials and using waste rock as filling aggregate.First,the research and development of filling cementing materials and analyze existing difficulties and problems for development of new filling gelled material for Jinchuan mine are briefly introduced in this paper.Then,the technical route and key technology for development of new type filling cementing materials using slag was putforward.Finally,considering the status of comprehensive utilization of nickel and cobalt mining resources in Jinchuan mine,the research technique route to develop the new filling gelled material,as the breakthrough point,realize comprehensive utilization of solid wastes suchwaste rock and tailings are put forward and look forward development prospects to realize the resource comprehensive utilization in Jinchuan mine.【期刊名称】《福州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(045)004【总页数】7页(P610-616)【关键词】充填胶凝材料;矿山;固体废弃物;综合利用【作者】杨志强;陈得信;高谦;把多恒;王永定【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京 100083;金川集团股份有限公司,镍钴资源综合利用国家重点实验室,甘肃金昌737100;金川集团股份有限公司,镍钴资源综合利用国家重点实验室,甘肃金昌737100;北京科技大学土木与环境工程学院,北京 100083;金川集团股份有限公司,镍钴资源综合利用国家重点实验室,甘肃金昌737100;金川集团股份有限公司,镍钴资源综合利用国家重点实验室,甘肃金昌737100【正文语种】中文【中图分类】TD863金川镍矿是世界第三大硫化铜镍矿床，已探明资源储量5.64亿t，镍金属储量550万t. 目前矿山生产能力为910万t， 2018年末提高到1 000万t，年充填量340万m3，是目前我国乃至世界上最大分层胶结充填有色矿山. 金川硫化铜镍矿床以埋藏深、地应力高、矿体厚大和围岩破碎等不利的采矿技术条件著称于国内外，以水泥作为胶凝材料并以棒磨砂作为充填骨料实施下向分层进路式充填法开采[1]，充填材料成本高达165元·m-3. 近年来镍金属国际市场持续低迷，给企业带来巨大的经济压力. 同时，采、选、冶工程每年排放大量废石、废渣等工业废弃物，不仅占用大量土地，而且其有害成分使土地毒化、酸化，从而恶化生存环境，给矿山带来严重的环境问题. 降低充填采矿成本和实现绿色开采，是提高金川企业在国际上的竞争力以及可持续发展的必由之路[2-3]. 金川二矿区从2004年开展废石-尾砂混合骨料的充填采矿技术研究，已获得显著的经济效益和社会效益. 龙首矿从2013年开始废石-棒磨砂混合粗骨料的充填工业试验，也取得了初步成果[4-8]. 金川矿山采用1∶4高灰砂比充填采矿，每年胶凝材料用量超过80万t. 利用固体废弃物开发低成本充填胶凝材料，是降低金川充填采矿成本的重要途径. 为此，金川矿山开展替代水泥的新型胶凝材料开发. 经过3年的室内外和半工业化试验，已经取得了突破性进展[8-12]. 研究结果表明，开发的固结粉新型充填胶凝材料，不仅满足下向分层进路采矿对胶结充填体强度要求，而且对废石-棒磨砂等混合骨料充填具有很好的适应性，从而为废石、尾砂等固体废弃物在金川充填采矿中资源化利用探索出一条有效途径.1.1 水泥充填胶凝材料应用现状充填胶凝材料是充填法采矿的核心，直接影响充填采矿安全、高效和采矿经济效益. 目前以水泥作为胶凝材料充填矿山存在主要问题是：① 水泥价格昂贵，采矿成本高. 据统计，水泥成本约占整个充填采矿成本的1/3～1/2甚至更高. ② 水泥工业能源与资源消耗大，污染严重. ③ 每生产1 t水泥熟料将排放0.8 t的CO2，生产水泥排放大量CO2污染环境. ④ 水泥难以适应含泥量高的全尾砂充填骨料，导致加大充填采矿成本，使充填法采矿面临更大经济压力.为降低充填成本，国内外学者开展了粉煤灰、脱硫灰渣及矿渣微粉等火山灰材料作为掺合料，在充填采矿中应用研究. 金川矿山研究结果表明，粉煤灰是一种良好的火山灰材料，掺入水泥不仅可以降低水泥用量，而且还能够提高充填料浆的流动性. 但由于粉煤灰早期水化程度低，降低充填体早期强度，因此粉煤灰掺量不大于10%[5]. 钢铁冶金工业排放的水淬铁渣是另一种火山灰质材料，当水淬渣粉磨成一定细度后，可以用于水泥掺合料，由此降低水泥胶凝材料成本. 矿渣微粉掺入水泥也存在充填体早期强度低的问题，因此矿渣微粉掺量受到控制，通常掺量不大于40%. 脱硫石膏、灰渣、电石渣和磷石膏等固体废弃物不仅可以用于混凝土掺合料，而且还是开发新型充填胶凝材料的激发剂材料. 但由于这些废弃物的化学成分、粉体粒径级配以及排放方式不同，其物化特性在不同企业存在很大的不确定性，由此给材料选择、材料配方以及应用条件带来诸多技术难题. 目前金川企业的粉煤灰、灰渣及石膏等废弃物除了少量掺加水泥外，大部分均无偿地提供给金昌水泥集团用于生产水泥的原料.1.2 新型充填胶凝材料研究进展新型充填胶凝材料是相对于水泥料而言，其本质是采用碱、盐类或碱与盐类材料合成的激发剂，对矿渣微粉、粉煤灰等一类具有潜在活性的火山灰质材料进行激发，由此开发新型胶凝材料. 国内学者已经开展了大量研究[13-17]. 这种新型胶凝材料国外称之为无机高聚合胶凝材料或地质聚合物，由法国Joseph于1970年首先发现并命名，原意是指由地球化学作用或地质合成作用形成的铝硅酸盐矿物聚合物. 1980年前后，前苏联、前西德、美国等国家均对该类胶凝材料开展大量研究，并取得阶段性成果； 1990年后，澳大利亚墨尔本大学的Deventer对地质聚合物作为有害元素固化处理材料开展研究. 我国建材研究院、建设科学研究院等单位共同开展了石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、湿碾矿渣混凝土和湿磨矿渣混凝土研究，在包钢、武钢等工程中应用. 在国外研究基础上，中冶集团建筑研究总院开始粒化高炉矿渣微粉的应用研究， 1996年首次用于首都机场扩建工程和地铁复八线建设工程. 随着充填采矿技术的发展，全尾砂作为充填骨料应用于矿山充填. 但由于采矿工艺、充填强度及设备等不利因素的影响，限制了全尾砂水力充填，大多数矿山采用分级尾砂充填，导致矿山生产环境污染严重、充填体强度低、细粒尾砂难以处理等技术问题. 全尾砂充填法采矿作为一种充填骨料，能够最大限度地利用尾矿资源，减少对环境污染，缓解尾矿库压力，为建设无废绿色矿山提供一条途径[18-23]. 为解决水泥胶凝材料难以适应全尾砂充填采矿技术问题，我国以孙恒虎教授为代表的充填材料专家，最早开展了充填胶凝材料研发与应用研究. 湖北三鑫金铜股份有限公司和黄石海易充填材料有限公司共同研发一种称之为“胶固粉”的新型矿山尾砂充填胶结材料， 2004年5月建成年产2万t的胶凝材料生产线， 2005年9月4日通过由中国黄金协会组织的专家鉴定. 该胶凝材料的原料为钢铁厂经高温煅烧后的工业水淬渣、石膏和复合激发剂. 新型尾砂胶结材料主要用于三鑫公司等黄金矿山井下充填. 工业试验结果表明，在相同灰砂比和料浆浓度的条件下，全尾砂胶结充填体早期和后期强度均达到水泥胶结充填体强度的2倍以上，且充填料浆流动性、悬浮性与可泵性好，充填工艺简单，能满足井下充填的需要. 经过多年开发与完善，该种胶凝材料在我国山东黄金矿山获得推广应用.为开发铁矿全尾砂新型充填胶凝材料， 2009—2011年北京科技大学与河钢集团矿业公司共同开展铁矿全尾砂充填胶凝材料研究并获得成功. 开发的全尾砂新型胶凝材料命名为“矿尾粉”，由唐山唐龙新型建材有限公司工业化生产，在东华集团东凯矿业公司矿山中应用，获得显著的经济效益和社会效益. “矿尾粉”胶凝材料开发应用，为正在建设中的河钢冀东地区大型铁矿全尾砂充填法开采奠定了基础[24-26].2.1 金川下向分层充填采矿法对充填体强度要求金川矿山采用下向分层进路充填法采矿，作业人员在充填混凝土假顶下作业，因此充填体强度和整体稳定性直接关系到采矿生产安全. 金川矿山设计的胶结充填体3、 7和28 d强度分别不低于1.5、 2.5和5.0 MPa，与上向分层和阶段嗣后充填采矿法相比，该采矿方法对充填体强度，尤其早期强度要求高. 为达到设计强度，金川矿山采用高成本的棒磨砂作为充填骨料和1∶4高灰砂比，因此大大增大采矿成本. 降低采矿成本是金川矿山最迫切的研究课题. 2005年金川矿山技术人员对新型尾砂胶结材料研发与应用进行考察. 但由于金川矿山对充填体早期强度要求高以及金川铜镍渣活性低，与考察的矿山情况存在显著差异，因此金川矿山新型充填胶凝材料的研究没有取得进展.2.2 金川冶炼铜镍渣矿物成分与活性分析1963年金川企业的采选冶工程建成投产以来，每年排放出大量的废石、尾砂、冶金渣等固体废弃物. 到2012年底累计堆存冶炼炉渣3 300万t，并每年以160万t的速度增加. 在提取约60万t的铁金属之后，每年可产生熔融二次尾渣约120～130万t，是金川亟待开发利用的固体废弃物. 虽然镍渣化学成分与高炉矿渣相似，但其活性与矿渣存在本质差异. 质量系数K由下式计算：表1给出我国不同冶炼企业镍渣的化学成分和质量系数. 由此可见，镍渣主要以SiO2、 Fe2O3和MgO为主，还有少量的CaO、 Al2O3. 熔融相是以FeO2、SiO2为主，与普通高炉矿渣、磷渣、钢渣和粉煤灰等玻璃相组成完全不同. 研究还发现，由于镍冶炼方法和矿石来源不同，其矿物成分与质量存在较大差异. 我国镍渣质量系数最大为0.496，金川镍渣仅为0.292. 根据《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉(GB/T 18046-2008)》[27]规定，可利用的冶炼渣质量系数K 应不小于1.2. 显然金川镍渣活性低，不能直接用于金川矿山新型充填胶凝材料开发.借鉴北京科技大学在河钢集团矿业公司开发矿微粉充填胶凝材料的成功经验，利用金川矿山附近的酒钢公司高炉水淬渣，开展了金川矿山新型充填胶凝材料开发研究.3.1 酒钢矿渣物化特性与可行性分析研究表明，不同铁矿的矿石成分、冶炼工艺以及生产管理水平不同，导致高炉水淬渣潜在的活性存在较大差异. 活性系数H0、碱性系数M0由下式计算：H0=wAl2O3/wSiO2， M0=(wCaO+wMgO)/(wSiO2+wAl2O3).表2给出了我国不同地区矿渣化学成分及评价指标. 由此可见，酒钢矿渣碱性系数为0.935<1.0，属于酸性渣；活性系数为0.295<0.3，属于低活性渣；质量系数为1.411<1.6，是一种合格的矿渣. 但矿渣质量系数>1.2，可以利用开发充填胶凝材料.3.2 金川充填胶凝材料开发技术路线与关键技术3.2.1 金川充填胶凝材料开发技术路线金川矿山充填胶凝材料开发技术路线见图1，由图可知，利用低活性酸性矿渣开发充填胶凝材料技术途径有： 1) 通过机械活化提高粉体细度来增加矿渣微粉的水化活性； 2) 化学激发活化，即开发一定量的激发组分来加快矿渣活性组分的水硬化性； 3) 通过提高温度加快矿渣水化反应，或在提高温度的同时引入改性物质改善矿渣组成与结构来提高矿渣本身的胶凝性能； 4) 通过特定的分选工艺，实现矿渣中活性矿物与非活性矿物的相分离，从而提高矿渣的水化活性. 从实际应用情况来看，最常用活化方法有机械粉磨和化学激发两种，由于分选工艺和热活化法在矿山充填中的操作工艺复杂、成本高难以实现，因此目前应用较少. 针对酒钢公司的低活性酸性矿渣，提出利用酒钢公司低活性酸性矿渣开发金川早强新型充填胶凝材料的技术路线.3.2.2 金川充填胶凝材料开发关键技术金川早强新型充填胶凝材料主要涉及机械粉磨和化学复合激发剂激发与最优配比设计等关键技术：1) 机械活化机理与关键技术. 矿渣微粉只有达到一定细度时才能充分水化，但矿渣微粉活性不仅取决矿渣细度，而且还与矿粉粒径级配密切相关. 提高矿渣微粉细度和优化粒径级配，是提高矿渣微粉活性的关键技术. 研究结果表明，大于60μm的矿渣粉体属于惰性粒子，对胶结充填体强度无积极作用. -30 μm粉体对强度起主导作用，而-10 μm粉体有利于提高充填体早期强度. 提高矿渣微粉细度必然增加矿渣微粉的生产成本. 尤其超细粉对充填体的工作性及自收缩可能产生负面影响，因此当比表面积超过一定值后，对提高胶结充填体性能影的效果不显著，所以确定比表面积的合理范围至关重要. 针对酒钢低活性矿渣，通过调整球磨机钢球的粒径级配以及结构参数与风压，来提高矿渣微粉的粒度和优化渣粉级配，是本研究利用低活性酸性矿渣开发早强充填胶凝材料的关键技术之一.2) 化学活化机理与技术. 化学活化激发就是研发由碱、盐合理配比的复合激发剂，对矿渣微粉实施复合激发，从而提高矿渣微粉的胶结性能. 因此，化学激发剂的选择和优化配比是开发新型充填胶凝材料的关键技术之一. 目前盐类激发剂材料主要有石膏、硫酸钠、碳酸盐类(碳酸钠)等；碱性激发剂多选择氢氧化钙、氢氧化钠等. 研究表明，对于低活性矿渣微粉，采用碱和盐类激发剂能够显著提高矿渣微粉活性.3) 外加剂的选择与配比设计. 外加剂选择与配比是开发金川早强充填胶凝材料的另一关键技术. 随着技术发展，目前可以利用的外加剂种类很多，例如亚硫酸钠早强剂、萘系早强减水剂、水玻璃、促凝剂和增效剂等. 但对于不同矿渣微粉的物化特性，外加剂作用效果存在显著差异. 针对酒钢矿渣物化特性，选择与之相适应的外加剂与合理添加量，是开发金川矿山充填胶凝材料的关键.4.1 金川固体废弃物与资源利用存在的问题4.1.1 金川矿山固体废弃物与利用现状金川集团公司采、选、冶工程自建成投产以来，在生产过程中已经排放大量废石、尾砂、废渣和烟气灰渣等废弃物. 随着金川集团生产能力逐年提高，废弃物排量也在逐年增加. 根据金川集团公司《二次资源调查报告》， 2011年矿山产生废石202.5万t，选厂产生尾砂689.75万t，热电厂产生粉煤灰与脱硫灰渣20.578万t. 建成投产的110万t·a-1铜炉渣选矿工程，每年产生66万t铜渣尾砂. 河西堡瓮福化工集团在地表堆放磷石膏超过700万t，每年还以100万t的排放量增加. 废石作为粗骨料已在二矿区和龙首矿充填采矿中获得少量应用，选矿尾砂在膏体充填技术中也实现了部分充填. 热电厂排放的粉煤灰无偿提供给金昌水泥厂作为水泥混合材，而热电厂脱硫灰渣除了周边砖厂和建筑工地拉运少部分外，其余大部分均在指定地点倾倒处置. 铜渣尾砂的资源化利用目前仍未得到很好的解决，大部分采用堆放处置. 甘肃瓮福集团排放的磷石膏废弃物虽然多家一直在开展资源综合利用研究，但现有技术由于开发利用成本高，利用规模小，大部分废弃物仍地表堆放.4.1.2 充填采矿废弃物资源化利用存在的问题针对金川矿山固体废弃物，将废石替代棒磨砂并以粉煤灰作为掺合料替代水泥，是实现金川矿山废弃物资源化利用的主要途径. 但存在以下主要的问题：1) 废石骨料粒径大，料浆离析严重，充填体强度低，整体稳定性差，并存在堵管、爆管风险.2) 掺加粉煤灰的水泥胶凝材料，会降低胶结充填体早期强度，因此粉煤灰用量小.3) 脱硫灰渣、铜渣尾砂和磷石膏等具有低活性的掺合料，由于研究工作少，目前尚无利用途径.4) 泡沫砂浆充填技术在三矿区进行试验研究，但增加充填工艺，目前在矿山未得到推广应用.4.2 固体废弃物在金川充填采矿中综合利用途径针对金川矿区及周围废弃物利用现状，以开发固结粉充填胶凝材料为契机，提出在金川矿山充填采矿中实现废弃物资源综合利用途径、研究技术路线和亟待解决的关键技术.4.2.1 废弃物资源综合利用途径高浓度充填技术是解决料浆离析的主要途径，同时还能提高充填体强度和整体稳定性. 因此，针对金川废弃物在采矿中综合利用存在的技术难题，提出了“以高浓度充填技术为研究目标，以优化固结粉高浓度充填料浆的流动性为技术手段”，从而实施金川矿山废石、尾砂、废渣和粉煤灰等固体废弃物资源化应用的新途径. 提高充填料浆流动性的关键技术如下：1) 优化废石-棒磨砂-掺合料混合充填料粒径级配. 充填材料的粒径级配对充填料浆的流动性、稳定性以及充填体强度产生重要影响，优化“废石、棒磨砂和掺合料”三组分混合材料的粒径级配，从而确定粗、细、粉三种集料的最优配比，由此获得混合充填料的粒径级配和堆积密实度的合理级配. 同时，发挥低活性掺合料对充填体强度的增强作用以及充填料浆的流动性与稳定性的双重作用.2) 优化固结粉充填胶凝材料的流变性能. 固结粉胶凝材料主要由火山灰质材料组成，因此固结粉充填料浆的流变性一般情况下优于水泥充填胶凝材料的充填料浆. 在利用固结粉新型胶凝材料的基础上，在生产过程中添加如泡沫剂、减水剂等外加剂，进一步提高固结粉胶凝材料本身的流变性能，从而提高固结粉充填料浆的和易性与管输特性.4.2.2 实现废弃物资源化综合利用亟待研究的关键技术实现三组分混合料高浓度充填法采矿亟待研究解决的关键技术如下：1) 混合充填料的粒径级配分析与配比决策优化技术. 在废石、棒磨砂和掺合料三种集料粒径分析的基础上，确定最优级配的三种混合料的最优配比.2) 固结粉和易性改性技术. 选择与之相适应的高效外加剂，并通过在固结粉生产过程中实施添加，从而提高材料特性来改善充填料浆的流动性和强度，避免在充填生产中添加外加剂使充填工艺过于复杂而增加生产与管理程序.3) 混合充填料浆优化设计模型的决策技术. 采矿安全、技术可靠、经济显著和工艺简单是充填采矿技术的所追求的目标; 而为了满足矿山充填体的设计强度, 使充填料浆具有良好的流动性及稳定性，且使充填工艺方便简单，是将废弃物在充填采矿中推广应用的基础. 由于充填料浆的流动性与充填体强度及稳定性有部分对立，因此合理解决他们之间的对立关系，是充填料浆优化设计目标. 在研究中，将以充填料浆流动性作为优化目标，以充填体强度和充填料浆的稳定性为约束条件，建立废弃物充填料浆配比优化决策设计模型，从而获得满足约束条件的充填料浆最优流动度. 如果该流动性满足矿山自流输送要求，则通过数值仿真和环管试验，研究建立充填料浆管输水力坡度计算模型. 否则，调整掺合料的类型与配比，重复上述优化设计过程，直至获得合理的充填料浆配比.4.3 金川矿山废弃物资源综合利用研究技术路线针对废弃物资源综合利用途径和关键技术，提出的研究技术路线如图2所示.由此可见，从优化混合充填料粒径级配和采用固结粉新型胶凝材料两个方面研究，优化充填料浆的流动性，实现混合粗骨料料浆高浓度充填，从而解决粗骨料料浆分层离析问题. 根据矿山充填系统，选择灰砂比1∶5. 在废石、棒磨砂混合料优化设计的基础上，分别掺加铜渣尾砂、脱硫灰渣及磷石膏的三组分混合料的优化设计研究，由此确定在满足矿山安全、可靠和经济的条件下，使废弃物掺加量最大. 最后，在管输特性的环管试验和数值仿真基础上，建立充填料浆管输阻力的计算模型.固体废弃物在充填采矿中资源化利用是目前充填采矿技术的发展趋势. 利用酒钢公司低活性矿渣，已经成功开发出金川矿山早强型充填胶凝材料—固结粉. 该胶凝材料配方已获得国家发明专利，并授权金昌熙金节能建材公司实现工业化生产. 截止2015年10月，固结粉在龙首矿工业用量达到5.4万t. 现场试验结果表明，固结粉胶结充填体强度满足矿山设计要求，可以替代水泥用于金川矿山充填法采矿. 与目前的普通硅酸盐水泥相比，固结粉胶凝材料成本降低15%以上. 针对固结粉在金川矿山工业化应用，提出采用废石替代棒磨砂的充填采矿技术途径和可行性，展望金川矿山固体废弃物资源化综合利用的技术路线和发展前景.【相关文献】[1] 刘同有. 充填采矿技术与应用[M]. 北京: 冶金工业出版社， 2001.[2] 王武名, 鲁安怀, 陶维东, 等. 金川铜镍矿山尾矿砂循环经济研究[J]. 金属矿山， 2006 (4): 81-84.[3] 梁永顺, 索文德. 金川铜镍矿资源综合利用和矿山生态环境建设[J]. 有色金属， 2002, 54(2):111-113.[4] 党明智, 田维, 莫亚斌. 高浓度尾砂胶结充填在金川二矿区的应用[J]. 矿业研究与开发， 2004,24(5): 73-75.[5] 王正辉. 金川矿山废料胶结充填工艺技术研究[J]. 采矿技术， 2011, 11(4): 32-36.[6] 乔登攀, 姚维信. 金川矿山废石-全尾砂高浓度充填工艺试验研究[J]. 有色金属科学与工程，2011, 2(6): 57-61.[7] 杨志强, 王永前, 高谦, 等. 金川镍矿尾砂膏体充填系统工艺技术改造与应用研究[J]. 有色金属科学与工程， 2014, 5(2): 1-9.[8] 杨志强, 高谦, 王永前, 等. 金川全尾砂棒磨砂混合充填料胶砂强度与料浆流变特性研究[J]. 岩石力学与工程学报， 2014, 33(增刊2): 3 985-3 991.[9] 杨志强, 肖柏林, 高谦, 等. 基于金川棒磨砂充填料开发新型充填胶凝材料试验研究[J]. 有色金属(矿山部分)， 2014, 66(5): 65-68.[10] 王佳佳, 刘广宇, 倪文, 等. 激发剂对金川水淬二次镍渣胶结料强度的影响[J]. 金属矿山， 2013 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金川集团工程建设有限公司_企业报告(业主版)

目标单位：金川集团工程建设有限公司
报告时间：
2023-08-14
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4/25
重点项目
项目名称
中标单位
中标金额（万元）公告时间
TOP6
梅特瑞斯如瓦西矿业公司穆松尼铜钴精矿深加工项目正常公示_浓缩机
无锡斯普流体设备有限公司
123.5
2022-11-07
TOP7 穆松尼铜钴精矿深加工项目
\
2023-05-26
TOP8
企业基本信息
单位名称: 营业范围：
金川集团工程建设有限公司建筑施工（凭有效资质证经营）；木器、门窗、涂料、保温材料、防水材料、混凝土添加剂、干混砂浆、建筑用砂、建筑用石、建筑用砖、玻璃钢、混凝土、钢结构制品的研发、生产、安装与销售；电力设备、冶金设备制作、销售与安装；矿产品加工、销售（以上国家禁止及须取得专项许可的项目除外），冶金设备设施维护及保养；施工设备、周转材料的租赁；玻璃产品加工；体育设施施工；软件、信息技术设计服务；废旧钢材销售；起重机械安装（含修理），承压类特种设备安装、修理、改造。（（以上国家禁止及须取得专项许可的项目除外，依法须经审批的项目，经相关部门批准后方可开展经营活动）***

非煤矿山中充填采矿法应用研究

30M ine engineering矿山工程非煤矿山中充填采矿法应用研究原虎军，钟超（云南安益安全评价有限公司，云南昆明 650200）摘要：在我国，非煤矿山主要指的是对建筑材料、金属与非金属矿石的开采作业，这些资源的开采可以有效为其他的生产生活活动提供物质保障。

非煤矿山开采时，由于资源分布环境的复杂性，需选取恰当的开采技术，充分提升开采的工艺和技术水平。

充填采矿法虽然是非煤矿山开采中一种有效的方式，虽然具有突出的技术优势，但也存在一定的技术局限性。

基于此，本文探析了非煤矿山中充填采矿法的具体应用，有利于指导实际的开采作业，提升非煤矿山资源的利用价值。

关键词：非煤矿山；充填采矿法；应用中图分类号：TD803 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）19-0030-2收稿日期：2020-10作者简介：原虎军，男，生于1986年，汉族，甘肃陇西人，硕士研究生，中级工程师，研究方向：矿山安全。

1 非煤矿山及充填采矿法1.1 非煤矿山概述从当前我国资源开发的角度来看，非煤矿山重点包含了金属矿石、放射性矿石、石油化工原料、建筑材料、辅助原料等资源。

由于非煤矿山的种类多，在资源开发的过程中，需从资源种类、分布条件等现实情况出发，选择最为恰当的开采工艺，以保障安全、高效开采目标的实现。

一般情况下，针对非煤矿山的开采作业，多采用的是空场、充填和崩落的开采工艺。

1.2 充填采矿法及其优缺点在非煤矿山开采作业中，充填采矿法是一种十分有效的开采工艺，在充填采矿法下，在回采工作面逐步推进的过程中，即使用充填材料充填采空区，保持回采工作面推进与采空区充填的同步性。

从非煤矿山的开采作业中，充填是回采中的关键工序，通过这一方式的应用，有效实现了对开采过程中地压的科学控制。

在充填采矿法应用时，存在充填材料和输送方式的差异，根据这些差异，充填采矿法有细分为了以下几种：（1）充填材料为废石、干砂的干式充填采矿法。

金属矿山充填采矿技术要点及应用分析

78采矿工程M ining engineering金属矿山充填采矿技术要点及应用分析郭玉杰（河北　邢台　０５４０００）摘要：金属矿山充填采矿技术作为一种支撑矿山结构、提高资源利用效率的先进采矿方法，对于矿业的可持续发展具有重要意义。

基于此，本文阐述了金属矿山充填采矿技术在提高安全性、增加资源利用率、减少环境影响以及提高经济效益等方向的应用意义，介绍了常见的金属矿山充填采矿技术，如干式填充采矿法、水利充填采矿技术、胶结充填采矿发以及总结技术的应用要点，分析了金属矿山充填采矿技术现存问题，包括自动化水平较低、技术应用能力不足，材料利用不合理、不正确，充填站的管理效果不佳，控制困难增大，矿区管理制度存在问题，并在此基础上，提出相应的解决策略，例如利用多种先进的技术、运用新型充填材料、完善管控制度、进行采矿工艺的改革与创新等，以期为金属矿山的科学管理和可持续发展提供参考。

关键词：金属矿山；充填采矿技术；安全性；资源利用率中图分类号：ＴＤ８５３文献标志码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２３）２２－００７８－３Key points and application analysis of filling mining technology in metal minesGUO Yu-jie（Ｘｉｎｇｔａｉ　０５４０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａｓ　ａｎ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｈａｔ　ｓｕｐｐｏｒｔｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｍｉｎｅｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｓ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，　ｔｈｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅｓ　ｉｓ　ｏｆ　ｇｒｅａｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ，　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｆ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｓａｆｅｔｙ，　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｉｍｐａｃｔ，　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ．　Ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｃｏｍｍｏｎ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｄｒｙ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ，　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ，　ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ，　ａｎｄ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，　Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｌｏｗ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｌｅｖｅｌ，　ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｂｉｌｉｔｙ，　ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ａｎｄ　ｉｎｃｏｒｒｅｃｔ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，　ｐｏｏｒ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎｓ，　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ，　ａｎｄ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ，　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｕｓｉｎｇ　ｖａｒｉｏｕｓ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，　ｕｓｉｎｇ　ｎｅｗ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍｓ，　ａｎｄ　ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｎｎｏｖａｔｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，　Ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅｓ．Keywords: ｍｅｔａｌ　ｍｉｎｅｓ；　Ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；　Ｓｅｃｕｒｉｔｙ；　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ收稿日期：２０２３－０９作者简介：郭玉杰，男，生于１９８４年，汉族，本科，采矿工程师，研究方向：金属矿山。

2016年中国有色金属工业科学技术奖评审通过项目

2016年度中国有色金属工业科学技术奖评审通过项目一等奖（65项）（排序不分先后）1、2016001 江西城门山铜矿帷幕堵水改性湖泥注浆技术研究华北有色工程勘察院有限公司刘新社、杨显文、韩贵雷、但新民、贾伟杰、李淼清、王云、高学通、薛晓峰、王志奇、于佳维、蒋鹏飞、张凤伟、马履霞、李蕴镭、赵晓明2、2016002 广西珊瑚钨锡矿成矿规律及其预测研究中国有色桂林矿产地质研究院有限公司、广西桂华成有限责任公司杨明德、王喜绍、徐文杰、敬荣中、周奇明、莫江平、黄家贤、秦来勇、宋甫、李莉、吴小雷、黄理善、刘运锷、王滋平、陶明荣、周守余3、2016003 贵州省务正道地区铝土矿勘查技术集成与示范研究有色金属矿产地质调查中心、贵州省有色金属和核工业地质勘查局、中国有色桂林矿产地质研究院有限公司、贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院、中国有色金属工业技术开发交流中心、北京矿产地质研究院、贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队、贵州省有色金属和核工业地质勘查局二总队、贵州省有色金属和核工业地质勘查局一总队金中国、邹林、莫江平、张力、韩英、谢樨、陈兴龙、张建国、刘玲、赵毅、苏之良、邵拥军、赵远由、尹展、张伦尉、黄杰4、2016004 后碰撞过程壳幔物质交换与成矿北京矿产地质研究院、合肥工业大学、中色地科矿产勘查股份有限公司王京彬、王玉往、周涛发、龙灵利、张会琼、王莉娟、唐萍芝、李德东、解洪晶、袁峰、石煜、赵路通、邹滔、廖震、孙燕5、2016005 陕西省山阳县龙头沟金矿深部及外围勘查西安西北有色地质研究院有限公司、山阳纵横矿业有限公司刘新伟、刘勇、王锁太、汪超、王瑜亮、胡西顺、陈富强、薛玉山、冯源、张凯、姬星怡、梁康6、2016006 中深部开采辅扇引导两翼回风降阻及防雾害冻井技术研究湖南有色冶金劳动保护研究院、中国黄金集团石湖矿业有限公司刘伟强、李文义、李印洪、刘华彬、郭家能、刘东锐、姚银佩、王志、石力博、吴洁葵、何潇亮、陈平、刘庆、周英烈、钟生元、方万点7、2016007 缓倾斜矿体超前切顶采矿环境再造开采综合技术云南锡业股份有限公司采选分公司、中南大学周科平、吕国新、李杰林、蒋洪林、杨念哥、许伟、邓红卫、普杰飞、高峰、李建平、高继伟、王建贵、罗雄、王凌、李帆、王锋8、2016008 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采矿工程充填技术的应用与发展

采矿工程充填技术的应用与发展摘要：我国作为矿产资源开发大国，在长期的矿产资源开发过程中积累了大量固体废弃物。

大量固体废弃物长时间堆积在表面，容易造成严重的环境污染。

为此，对充电技术理论和应用进行深入研究，完善理论体系，提高矿业经济效益，促进矿业工程的进步和发展具有积极意义。

关键词：采矿工程；充电技术的应用与发展引言在我国社会经济持续发展的大趋势下矿业行业也在发展。

我国采矿企业在激烈的市长/市场竞争下不断更新采矿技术。

在采矿技术的应用中，充填技术应用比较广泛，是比较先进安全的采矿技术，在实际应用中可以提高矿山开采率，对采矿工程的整体效率和安全性都有了很大的提高。

使采矿企业取得了较高的经济效益，促进了采矿企业的稳定发展。

1充填采矿技术概述开采充填技术可以有效避免开采过程中部分开采废弃物(如废石、工业废弃物等)在开采过程中因机械振动引起的岩石松动、地表沉降等，从而在开采过程中利用部分开采废弃物，确保矿产资源的利用，同时保证施工人员的生命财产安全，有利于矿业的可持续发展。

还利用开采过程中产生的残渣直接填满开采区，以降低运输残渣的运输成本，减少开采过程中可能出现的各种潜在风险，保障施工人员的生命财产安全，确保采矿。

2采矿工程充填技术充电技术是指在落光、搬运和其他工作过程中，使用特制填充物对开采区域进行充电，以提高开采区域的稳定性。

矿区开采困难，岩层不稳定时采用该技术，可以有效地保护周边生态环境，维护矿区生产安全。

这一技术优势和具体方法如下：第一，可以大大减少屋顶掉落和偏房等。

第二，切割相关工作量小，操作更方便。

第三，材料成本低，可以就地取材，可以选择现有自然资源作为填充物的主要成分。

充填采矿方法，根据材料可分为：2.1干式充电法干式充电法是利用矿车、风力等将废石、砂石等干材料装载到采矿场，通过电耙或铲运机运输和储存填充物。

应用此方法期间，应提前安装充电井，注意区域内通风灰尘，分层充电。

该方法应用时间长，工艺复杂，粉尘多，充电的工作周期长，充电体强度不高。