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十三五期间实验室研发攻关代表性成果简介
查看:717次    日期:2021-12-3
 

1)代表性成果一:超大规模微细粒复杂红磁混合铁矿绿色低碳回收技术开发及工业化应用

成果源于国家“十二五”科技支撑计划,该成果针对我国储量约60亿吨的微细粒红磁混合铁矿利用难、利用能耗高等的问题,联合多家国内知名科研单位,开发出“矿体+矿类+品位+含铁硅酸盐矿物”多因素采配样技术,创建了矿石利用界定的全新标准体系;开发出浓缩-溢流澄清-深度净化三级水处理技术及中矿浓缩低能耗控制技术,解决了微细粒红磁混合矿浓缩水质、水系统平衡、浓密机提耙、能耗控制等制约生产和耗能的技术难题;成功应用半自磨-球磨-再磨高效短流程,开发出大型磨机磨矿分级生产实用技术,实现了微细粒高硬度铁矿石的高效低能耗碎磨。该成果使沉睡的太钢袁家村铁矿资源得到大规模绿色低碳开发回收利用,有效缓解了铁矿石进口压力,成果获2017年国家科技进步二等奖。

 

2代表性成果二:露天矿山岩体参数精细快速获取与边坡稳定性定量评价

成果源于国家“十二五”科技支撑计划。“绿水青山就是金山银山”,边坡稳定性全覆盖定量评价担负着确保“矿山复绿”行动方案顺利实施,保障群众生命财产安全的重任,是“美丽中国”建设的保障线工程。该成果针对我国长期以来,对数量众多、位置分散中小型露天矿山边坡稳定性评价缺乏有效的技术,岩体参数获取粗放,成本高、效率低、可靠性差的限制难以突破这一历史性难题,发明了岩体结构面粗糙度系数(JRC)精细快速获取技术,突破了困扰40多年的Barton-Bandis强度准则露天矿山应用的瓶颈,实现了量大面广露天矿山边坡稳定性全覆盖定量评价,有力的支撑了面向国家重大需求的建设“美丽中国”战略。成果转化应用于浙江、云南、贵州、四川、福建、河南等省的5670多座露天矿山,已成为“美丽中国”建设一种新的先进的安全保障技术。成果获2018年省部级科技进步特等奖。

 

3)代表性成果三:高泥质全尾矿新型胶凝充填材料开发应用

采用常规水泥作为地下矿山全尾砂充填的胶凝材料,存在充填体早期强度低、力学性能差、充填效果差的难题,该成果针对长江经济带宁芜枞地区的金属矿山高泥质全尾矿进行针对性研究,以矿渣、钢渣为主要原料,开发出不同种类的复合矿渣激活剂及专用复配助磨剂,通过物理活化和化学激活,生成大量针棒状钙矾石和无定型C-S-H凝胶并胶连成网充斥于充填料孔隙中,与尾矿颗粒相互连接成结构致密、形态稳定、强度高的空间网状结构,形成高强度充填体。最终制备出可广泛适用不同矿山充填要求的多类型胶凝材料,大幅度提高了尾矿充填利用率,降低了尾矿库的建设投资和维护成本,避免了环境污染,消除安全隐患。目前成果已实现产业化,建成生产能力10万吨/年的胶凝材料生产线一条和自动配料系统一套。该项技术入选了国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、自然资源部绿色技术推广目录(2020),研究成果已成功应用于长江沿线的多家金属矿山,每年提高矿山尾砂处理量25%左右,降低尾砂处理费用20%左右,解决地表塌陷坑的回填和土地复垦问题,消除尾矿带来的安全隐患和环境破坏,实现矿山固废减量排放直至零排放、社会效益显著,为长江经济带的固废清理整治发挥了重要作用。

 

(四)代表性成果四:深井隔热空心微球新材料工业化技术开发与应用

据统计,我国目前已有16座矿山开采深度超过1000m,并且未来10年内,将有1/3以上金属矿山开采深度达到或超过1000米。深井开采面临的其中一项关键难题即为高温高湿的作业环境,容易诱发工人中暑,湿疹、皮肤溃烂等高温疾病,严重影响了井下作业人员的职业健康以及工人劳动效率、安全生产。针对深井热害防治,实验室从源头控制热能溢出的技术路径出发联合研发了具有高强、轻质、耐酸碱、低热导率的深井隔热空心微球材料,喷射于岩体表面能很好地隔绝岩体热源,阻止岩壁热能溢出,实现深井热害防治的源头控害。高性能空心微球产品长期被美国3M公司垄断,价格昂贵。中钢矿院通过多年联合研究,成功开发出高模量、高成球率的工业化配方体系,实现了前驱物法制备深井隔热高性能空心微球工业化万吨级生产,填补了国内工业化生产的空白,建成国内首条高性能空心微球生产线,项目已成功产业化,打破了我国高性能空心微球产品必须依赖国外提供的历史,该项目攻克了空心微球这类战略新材料的“卡脖子”技术难题。目前,产品不仅用于深井热害隔绝防治、矿山岩土工程领域,还可广泛应用在航空航天、石油开采、深海材料等多个行业,产品远销欧美东南亚等国,遍布国内外市场,累计实现销售收入4亿多元,为我国空心玻璃微珠这一新兴战略材料领域的发展做出了重大贡献,成果获2020年省部级科技进步一等奖。

 

5)代表性成果五:矿井典型尘源产尘特征与控除尘技术开发

我国整体的职业危害主要以粉尘为主,近十年职业性尘肺病占总职业病例的比例呈稳态趋势,平均为86.67%,从尘肺病病例行业分布来看,各类矿山尘肺病患者数量占全国尘肺病总人数的比例接近90%。针对矿山粉尘危害,中钢矿院从矿山产尘源头和粉尘扩散过程方面重点攻克井下无组织粉尘尘源的粉尘运移规律和综合防尘技术及装备,研发了过滤风速高、阻力小、除尘效果好的新型高压喷雾湿式振动纤维栅净化装置和放矿溜井无组织粉尘复合除尘净化技术,对溜井粉尘除尘效率达到了95%以上;研发了掘进巷道和采场新型通风隔尘净化技术,有效地控制粉尘向其他作业场所扩散,达到了彻底解决掘进工作面和采场粉尘污染的难题;研发了地下矿山回风井污风除雾降尘系统,集回风井除雾和降尘功能为一体,有效减少回风井外排污风粉尘浓度,减少高达97%的粉尘排放总量。该成果对改善金属矿山井下作业环境和周边大气环境、预防职业病危害、保护矿工安全与健康具有重要的意义。

 

 


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