中(zhōng)國是礦産資(zī)源大(dà)國，伴随産生(shēng)的礦山廢石和尾礦量也是巨大(dà)的，礦業對環境的破壞和地球資(zī)源的日趨枯竭，緻使人們越來越關注礦山固體(tǐ)廢物(wù)的處理和資(zī)源化。專家認爲，我(wǒ)國礦業循環經濟當前的任務就是要開(kāi)發利用長期擱置的大(dà)量尾礦和廢石。

 

尾礦

 

對于礦山廢石和尾礦的用途，很多人知(zhī)道可以用來生(shēng)産再生(shēng)砂石骨料，但是對于其他的用途卻不是特别了解。今天，小(xiǎo)編給大(dà)家分(fēn)享一(yī)下(xià)礦山廢石和尾礦的13種用途。

 

 

1

 

砂石骨料

 

砂石骨料是建築、道路、橋梁等基礎設施工(gōng)程建設用量最大(dà)、不可或缺、不可替代的基礎材料。但砂石骨料屬于不可再生(shēng)資(zī)源，幾千年的開(kāi)采對地球環境造成了很大(dà)破壞。而我(wǒ)國金屬和非金屬礦行業，在長期開(kāi)采生(shēng)産過程中(zhōng)，礦山産生(shēng)大(dà)量的廢石、尾礦，利用這些尾礦資(zī)源完全可替代或部分(fēn)替代砂石骨料。

 

礦山的許多廢石都可以用作粗、中(zhōng)粒骨料，評價骨料時要考慮岩石的物(wù)理性質和化學成份。兩者都取決于岩石的種類，但還要考慮其裂隙發育程度和風化程度。物(wù)理性質中(zhōng)，強度大(dà)者當然有利；此外(wài)，還要考慮彈性模量，彈性模量越接近水泥砂漿越好。同時，還要求用作骨料的廢石，其中(zhōng)片狀或纖維狀岩屑含量都不能太多。一(yī)般說來，石灰岩、細砂岩、石英岩、結晶相對較細的花崗岩、閃長岩、片麻岩和玄武岩等都适用于作爲骨料。某些飛機場跑道的混凝土還專門要求用玄武岩作爲骨料，這就與天然岩石中(zhōng)玄武岩的強度最高有關。岩石的化學成份也不可忽視，主要是要預防堿－骨料反應問題，該問題在國際上被稱爲混凝土的癌症。

 

 

2

 

混凝土細骨料

 

利用尾礦作爲混凝土的細骨料，也要考慮對粗、中(zhōng)粒骨料的同樣要求。一(yī)般說來，尾礦砂較之海砂更好，因爲海砂往往含有鹽分(fēn)、氯離(lí)子，容易使鋼筋鏽蝕，而且尾礦表面粗糙、具有棱角，可以增加混凝土的強度。但尾礦要用作細骨料，要求一(yī)定的粒度，當粒度不符合要求時，需要将尾礦進行篩分(fēn)處理。因爲粗砂使混凝土較爲幹澀，黏性下(xià)降，工(gōng)作性不好；特細砂不但使混凝土極易離(lí)析，而且需水量大(dà)，從而提高了水泥用量。

 

 

3

 

利用廢石作爲鐵路道砟

 

對鐵路道砟的要求是在震動壓力下(xià)不易碎，片理或層理發育的岩石當然不适用于作爲道渣，而石灰岩、玄武岩等就較适用于作爲鐵路道砟。

 

 

 

4

 

水泥的基本原料

 

水泥的基本原料是石灰石和粘土礦。而石灰岩、粘土岩、頁岩等都是礦山常見的廢石，此外(wài)含相應成分(fēn)的尾礦也可用作基本原料。應注意的是，對于利用石灰岩和粘土岩，不要隻是機械地照搬過去(qù)規範中(zhōng)的品位指标要求。

 

 

5

 

水泥的混合材料

 

水泥中(zhōng)加入适量的混合材料，既可改善水泥的某些性能，又(yòu)可節省基本材料的消耗。混合材料分(fēn)爲填充性和活性兩種。目前，高爐渣、粉煤灰已成爲常用的水泥活性混合材料。實際上有些尾礦也适于用作混合材料，例如角閃岩中(zhōng)的釩钛鐵礦床的尾礦。此外(wài)，廢石（或尾礦）中(zhōng)非晶質物(wù)質含量較高者，如玻璃質火(huǒ)山岩、凝灰岩、浮岩等還可用作活性混合材料。

 

 

 

6

 

水泥的校正原料

 

鐵質校正原料和矽質校正原料。這兩種原料也可以利用尾礦。某些金屬礦的尾礦，鐵的含量高，可以售給水泥廠用作鐵質校正原料；某些鐵礦的尾礦，既含有大(dà)量矽，也含有鐵，也可成爲校正原料。

 

 

7

 

用于生(shēng)産各類磚

 

目前，煤矸石磚已成爲取代粘土磚的主要牆體(tǐ)建築材料之一(yī)，不僅可燒制殲石紅磚，還可以燒制空心磚，實際上許多頁岩廢石也适用于制磚，隻不過能耗較矸石磚要高。另外(wài)，采用未經鍛燒的石膏尾礦爲原料，磨細後與一(yī)定比例的磨細礦渣、粉煤灰混合，在複合激發劑的作用下(xià)，可用于生(shēng)産石膏尾礦磚、空心砌塊等新型牆體(tǐ)材料。

 

實際上許多尾礦都可以用于制造蒸養磚/蒸壓磚，這種磚是用一(yī)定膠凝劑将尾礦膠結後用蒸汽養護，乃至用高壓蒸汽養護而成。

 

廣場磚是一(yī)種剛在國内流行使用的陶瓷仿石制品，可以有多種形狀和顔色，可任意組合成各種花紋。一(yī)般可配加30~50%的尾礦，再添加一(yī)些陶瓷原料和色料，在1200~1300℃燒制而成。

 

 

 

 

8

 

用尾礦圍池造田

 

這種技術是将河灘荒地變成可耕地。在華北、西北等幹早地區，往往有許多間歇河或半間歇河，河灘很寬，即使下(xià)雨時所占水道亦很窄；而河道兩側的河灘有着大(dà)量大(dà)小(xiǎo)不一(yī)的河卵石而不能用作耕地。該辦法是在河灘上用石塊壘起高3.5~5米的圍壩，每個圍池的面積約40畝地；将尾礦直接排入池中(zhōng)，當池子将滿時，就接着排放(fàng)到另外(wài)的新圍池中(zhōng)去(qù)。填充了尾礦後的池子，河卵石已埋到尾礦之下(xià)，在其上覆蓋約25公分(fēn)的可耕土，就使這種池子成爲了可耕地，目前已經在一(yī)些地區應用并獲得成功。

 

 

9

 

利用廢石或/和尾礦填埋露天坑複田

 

将廢石或尾礦排放(fàng)到過去(qù)已有的露天坑，再覆蓋上一(yī)定厚度的可耕土以使其成爲可耕地。這是一(yī)些礦山正在采用的辦法。

 

 

10

 

作爲生(shēng)産矽磚的原料

 

矽磚是酸性耐火(huǒ)材料，廣泛用于玻璃熔窯、煉焦爐或熱風爐等設施，其荷重軟化開(kāi)始溫度高達1640~1670℃。對于矽磚原料的要求是SiO₂的含量不得低于96%，不得有太多的Al₂O₃、N₂O、K₂O等雜質。有些高嶺土礦的尾礦就完全符合此要求；而且某些礦山的廢石中(zhōng)，也有能達到此要求的石英岩或石英砂岩。

 

 

11

 

用于生(shēng)産碳酸鈣

 

造紙(zhǐ)白(bái)泥、電石渣、磷石膏、堿渣等中(zhōng)含有大(dà)量的氫氧化鈣或氧化鈣，可用作生(shēng)産輕質碳酸鈣的原料。

 

 

12

 

用作重質碳酸鈣原料

 

重質碳酸鈣主要用作塑料、橡膠、玻璃、陶瓷、牙膏等行業的主要原料或填充料。它主要以方解石，白(bái)雲石爲主要原材料，其要求是純度高，含鐵低，無硫，對人體(tǐ)無害。有些礦床的廢石中(zhōng)存在大(dà)型方解石脈或白(bái)雲石脈的碎塊或純淨的大(dà)理岩、白(bái)雲岩，可從廢石中(zhōng)挑選出來作爲此原料。

 

 

13

 

尾礦再選：從尾礦中(zhōng)回收有價成分(fēn)

 

開(kāi)展尾礦再選是提高資(zī)源利用率的重要措施，也有利于減少尾礦的排放(fàng)。從尾礦再選所取得的成果可以看出，不僅提高了資(zī)源的回收率，也給企業帶來巨大(dà)的經濟效益。

 

在礦業領域，世界上工(gōng)業發達的國家已把無廢料礦山作爲礦山的開(kāi)發目标，把尾礦的綜合利用程度作爲衡量一(yī)個國家科技水平和經濟發達程度的标志(zhì)。國外(wài)尾礦的利用率可達60%以上，歐洲一(yī)些國家已經在向無廢物(wù)礦山目标發展。

 

河砂禁采、砂石行業整頓，砂石短缺，價格飛漲。固體(tǐ)廢棄物(wù)資(zī)源化利用顯得尤爲迫切，其再生(shēng)材料可以代替部分(fēn)人工(gōng)及天然砂石骨料，實現循環利用，或将成爲新的機遇。