矿产资源是我国国民经济发展、保障国家社会安全的物质基础。在开采矿产资源的同时,不可避免的会产生大量的固体废弃物。其中尾矿作为排量最大且危害最大的固体废弃物,如果不进行有效的处理,将会形成尾矿库,占用土地资源,污染环境。目前对尾矿进行处理最好的方法是将尾矿作为充填骨料充填回地下。传统的充填胶凝材料为水泥,但是水泥充填体的早期强度不足以满足目前的采充循环速度,并且水泥的价格在不断上升,给矿山企业带来了巨大的充填成本压力。本文针对项目组科研团队提出的一种能够适应目前采充循环速度,替代水泥降低矿山企业充填成本的新型矿渣基胶凝材料进行工业试验的应用和研究。本文以某铅锌矿分级尾砂充填工业试验为工程应用背景,开展现场调研,基本理论分析,室内实验,样品采集以及现场工业试验等一系列研究工作,对此矿渣基胶凝材料的分级尾砂充填工业应用可行性进行验证。本文的主要研究内容和结论如下:(1)针对矿山企业对不同尾矿的分类以及处理方法进行调研研究,并且采用XRF、XRD、激光粒度分析等方法对不同的尾矿样品进行物化性能分析。结合新型矿渣基胶凝材料的研发试验结果分析认为:现阶段全尾砂的质量不稳定且含水率较高,不好控制。而分级尾砂为良好级配砂,相对符合目前充填设备以及充填胶凝技术的要求。决定采用分级尾砂作为新材料充填工业试验的充填骨料。(2)根据该矿山充填质量以及各项指标要求,对此新材料充填体,水泥充填体的抗压强度以及流动性进行了室内试验研究。室内试验结果表明:新材料灰砂比在1:4,料浆浓度为76%,实验室中的充填体试块3d抗压强度为3.18MPa,可以满足3d3MPa的要求。灰砂比在1:6,料浆浓度为74%,实验室中的充填体试块28d抗压强度为3.16MPa,可以满足28d3MPa的要求。且新材料充填体的流动性优于水泥充填体的流动性,新材料可进行高浓度充填。对试验结果进行极差以及方差分析,得出结论:胶砂比,浓度这两种因素对新材料充填体,水泥充填体的强度和流动度的影响程度都非常显著。这两种因素对充填体的抗压强度影响程度大小为:胶砂比>浓度;对充填体的流动度的影响程度大小为:浓度>胶砂比。(3)项目组顺利搭建起该种新材料的生产线,对生产线的设备情况,生产流程,生产注意事项进行整理介绍。对生产线料仓堵塞以及粉料挂壁问题进行分析认为:为了避免此类问题,应该对新材料存放时间,温度,湿度以及存放高度进行把控。并对该种新材料充填工业试验流程以及注意事项进行了系统的整理介绍。(4)工业试验现场取样的试验结果表明:新材料能够适应现有的充填系统,并且顺利的进行充填生产。抗压强度指标均能够满足该矿的充填强度指标,且相对于水泥具有优越的流动性。从强度,流动性的指标来看,新材料能够替代水泥进行充填生产。(5)进行了新材料充填体与水泥充填体的选矿对比试验,试验结果表明:新材料充填体和水泥充填体的掺入都对选矿会产生影响,掺入量相同时影响程度基本相同;在掺入量都为2%时,对选矿的影响程度并不明显。故新材料如果作为替代水泥的充填材料,并不会对选矿造成很大的影响。(6)对新材料和水泥的充填效益进行对比分析,新材料在工期上通过调整充填配比相对于水泥可以做到早强快硬,能够适应目前较快的采充循环速度。采用新材料进行工业充填能够同时做到环保和固废资源高效利用,充分响应国家的环保号召,对环保具有重大意义。在充填成本上相对于水泥每年预计可节省946.08万元。