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尾矿资源低碳高值综合利用一体化集成技术
目前，我国共有各类尾矿库约8000座，总量居世界第一。2020年我国尾矿产量12.7亿吨，累计超过230亿吨，综合利用率约30%。地表堆存排放是当前尾矿处置的主要方式。尾矿直接排放侵占土地，并且易导致水体、土壤和空气污染，破坏生态环境，造成安全风险。
开展尾矿资源综合利用是我国深入实施可持续发展战略、建立健全绿色低碳循环发展经济体系、实现碳达峰碳中和战略目标的重要途径之一。长沙院积极响应国家战略需求，紧跟行业政策导向，长期致力于矿山尾矿资源低碳高值综合利用一体化集成技术的研发与应用。
2022年8月，经湖南省自然资源厅评选推荐，长沙院申报的“矿山固废资源化生态化梯级集成利用技术”入选自然资源部矿产资源节约与综合利用先进适用技术，以科技创新引领和推动我国绿色矿山建设进程，积极践行“两山”理念与“双碳”战略。
1、技术介绍
长沙院通过构建尾矿有价组分再选提纯技术、基于充填材料组分调控的低成本充填技术、尾矿基多元高值资源化利用技术、细粒级尾矿脱水干排与生态修复技术等关键技术一体化梯级协同的技术体系，将离散化、孤岛化的传统尾矿利用方式转变为基于“物料流”“价值流”的全过程一体化集成利用模式，提供尾矿高值化、生态化梯级协同集成利用整体解决方案，实现尾矿全利用，取消尾矿库，彻底化解尾矿堆存安全和环保风险。
01尾矿有价组分再选提纯技术
通过对金属尾矿进行组分特征研究，确定银、石英、长石等金属非金属有价组分的成分、组成、嵌布特征，研究相应的选矿（冶炼）技术和高纯产品除杂技术，开发专用药剂和高效选矿设备，实现尾矿中金属非金属有价组分的有效分离与富集，产出高纯度产品。
02基于充填材料组分调控的低成本充填技术
基于充填体在不同采矿工艺采充时序过程中的功能作用，建立充填体力学模型，合理设计充填体结构及强度。构建尾砂粒径级配与充填体强度的关联模型，通过尾砂粒级重构实现低灰砂比高强度充填体制备。以“就地取材”为原则开发新型胶凝材料替代水泥，实现低成本充填。
03尾矿基多元高值资源化利用技术
针对尾矿物理化学特性，研究其制备结构材料方面的资源属性。研究粒径、孔隙率、渗透性、密度、杂质含量等尾砂性质和制备工艺对结构材料性能的影响规律，构建结构材料性能模型，研究其性能强化技术。研究尾矿基高值化产品制备技术及服役性能，拓展尾砂多元利用途径，使尾砂变废为宝，替代传统建材原料开采，降低工业碳排放。
04细粒级尾矿脱水干排与生态修复技术
根据尾矿物理化学特性，开发超细尾矿极速脱水技术，提升微细颗粒沉降速率与脱水效率。针对酸性尾矿废弃地植物适生条件差，强酸性、高重金属、营养匮乏、物理结构不良、自然演替恢复周期长等问题，研发隔离覆盖、基质改良、植物修复、微生物治理等生态修复技术，实现尾矿堆场生态复垦，提高矿区碳捕集能力。
2、应用案例
01湖北大冶大红山矿
湖北大冶大红山矿临近大冶湖，尾矿库已闭库，面临无新库址可选的现实困难。通过采用全尾砂分级精细化充填、新型胶凝材料开发、尾矿混凝土骨料制备、废弃露天坑与井下采空区协同充填治理等技术，做到了全矿区无尾矿外排，尾矿综合全利用，同时实现了废弃露天坑地质灾害治理和生态修复。
脱水后的粗尾矿和细尾矿
露天坑下隐伏采空区探测与建模
露天坑尾矿回填地质灾害治理与生态修复效果图
02广东凡口铅锌矿
广东韶关凡口铅锌矿随着矿山产生的尾矿持续增多，尾矿库容量严重不足。根据广东省相关政策要求，矿山尾矿库退出，尾矿综合利用迫在眉睫。通过采用光电选矿预先抛废、废石加工建材产品、尾矿分级低成本充填以及尾矿库生态修复等技术，实现了矿山尾矿资源化综合全利用，为尾矿库顺利退出提供了坚实保障。
光电选矿抛废设备
细尾砂沉降深锥浓密机
尾矿库生态修复
凡口铅锌矿绿色矿山外景
03福建宁化行洛坑钨矿
福建宁化行洛坑钨矿尾矿库库容紧张，尾矿固废综合利用刻不容缓。长沙有色院与中南大学联合攻关，采用无氟无酸法长石和石英浮选分离工艺，可以得到长石产品的产率为25.43%，石英产品的产率为27.74%，长石副产品的产率为8.29%；长石产品白度约为70%，石英产品白度约为91%。通过对钨尾矿中的长石、石英等非金属进行分离富集，实现尾矿减量61.46%，大大降低了尾矿排放量。
尾矿选出石英产品白度
尾矿选出长石产品白度
04广西平果堆积型铝土矿尾矿干排
桂西铝土矿属于典型的岩溶堆积型铝土矿，铝土矿矿泥具有含水量大、颗粒细小、比表面积大、颗粒表面带电等特点，矿泥颗粒沉积非常缓慢，难以在自然条件下达到固结。通过开发特种絮凝剂形成矿泥大絮团，大絮团矿泥真空电渗复合脱水，实现了细泥中水份的极速脱除，形成含固率为60%的无自由流动滤饼，为矿山尾矿干排和生态修复奠定了坚实基础。
铝土矿滤饼