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1、尾矿综合利用综述（不含有价元素的再利用）尾矿可用来生产建筑材料，如微晶玻璃、建筑陶瓷、水泥、铸石制品、玻璃 制品、肥料、灰砂砖、免烧砖、人造石、工艺美术陶瓷、日用陶瓷原料、混凝 土等利用尾矿加工建筑用砂利用尾矿加工建筑用砂以取代传统的山砂和河砂，其加工工艺十分简单， 只需对尾矿进行筛分和应用旋流器进行分选，即可得到符合建筑要求的尾矿 砂。一般建筑用砂要求含泥量（0.08mm的粉矿）5%、云母含量2%、轻物含量 1%、SO31%、SiO2 65%、Fe2O32500kg/m3、松散容重13501500kg/m3、压碎指标35%。攀枝花尾矿的物理性质基本上都能满足上述要求。由 于尾矿砂呈不规则的棱
2、角状，质量稳定、洁净，与传统的山砂、河砂相比，用 尾矿砂配制的混凝土其性能优于用圆形的山砂和河砂配制的混凝土，而且尾矿 砂加工成本很低，因此具有广阔的发展前景。混凝土砌块是用水泥和粗细骨料混合挤压成型后经自然养护而成。矿山的 废石可做粗骨料，尾矿可做细骨料，废石和尾矿的掺入比例高达90%以上。铁矿山尾矿由于其组分与水泥配料相近，可作为水泥原料，代替部分石灰 石、粘土和铁质，用量可达40%以上，且基本不改变水泥厂原有设备及工艺。 其次，水泥生产对原料的粒度要求比较严格，磨料工序要占水泥生产整个能耗 的50%，由于尾矿粒度较细，因此可以大幅度降低水泥生产能耗。第三，尾矿 中含有的金属元素对水泥生产
3、工艺和产品性能有良好影响。因此，将来很有可 能出现尾矿系列水泥。矿山尾矿的成份多与微晶玻璃的原料相近，因此近期国内很多科研机构都 对开展了对尾矿微晶玻璃的研究，利用尾矿生产建筑用轻质隔墙板轻质隔墙板是一种新型室内墙体材料，它具有轻质高强，耐水、耐火、隔 音、安装简便、扩大建筑使用面积等优点，是传统室内砖墙的良好替代品，具 有广阔的市场前景。普通轻质隔墙板所采用的基本原材料是水泥和砂子，另配 加了少量的耐碱玻璃纤维无捻粗纱及网格布、膨胀珍珠岩等原料，其中的砂子 完全可以用尾矿代替。对尾矿工艺矿物学研究的重点在伴生金银，同时研究了金属矿物和非金属 矿物的工艺矿物学。主要内容有：尾矿的化学组成特征；
4、矿物组成特征；矿物含量及赋存状态及其工艺特性；伴生金银的赋存特征及工艺特性；在矿物中金银的配分率乡(6)非金属矿物的工艺矿物学等。主要集中在制造尾矿砖、微晶玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料以及混凝土粗 细骨料和建筑用砂方面。利用尾矿制砖除通常的建筑用砖外,还包括路面砖、墙 面装饰用砖等，根据不同的工艺可以分为烧结砖、蒸压砖、蒸养砖和双免砖等。铁尾矿制作双免砖。双免砖即免烧免蒸砖,此类建材属于胶结型建材,是靠胶 结剂在常温下或者低于100C环境下结合为一个整体，而制成的有规则外形和满 足使用条件的建筑材料或制品。烧结砖属于烧结类建材，是以热力为形成动力的高温生成材料,烧结砖对尾矿 成分的要求较低，需用
5、量很大，有很好的利用前景。以铁尾矿代替部分粘土，掺入适 量增塑剂,可以制成不同强度等级的尾矿砖。矽卡岩型低硅尾矿为主要原料,通过加入一定比例的矿渣、粉煤灰、生石灰, 实验制成蒸压砖，产品达到MU10强度等级。唐钢石人沟铁矿的尾矿为原料,研究 以铁尾矿为主要原料制备蒸压尾矿砖的方法,其中尾矿在原料配比中平均可达到 50%以上，产品各项指标符合蒸压灰砂砖标准。铁尾矿制作装饰面砖，工艺简单，原料成本低，物理性能好，装饰效果相当于其 他各类装饰面砖。低硅铁尾矿为主要原料研制出彩色路面砖，为低硅铁尾矿的综 合利用寻求了一个新途径。姚明刚，王金龙，任瑞晨.辽宁西部地区铁尾矿资源化综合利用与研究.矿业 工程
6、，2011,9（4）:53-56铁尾矿属于铁矿选后的废弃物，是主要的工业固体废弃物。铁尾矿是一种 复合矿物原料，除了含少量金属组分外，其主要矿物组分是脉石矿物，如石 英、辉石、长石、石榴石、角闪石及其蚀变矿物；其化学成分主要以铁、硅、 镁、钙和铝的氧化物为主，并伴有少量的磷和硫等6。据统计，全世界每年排 出的尾矿及废石在100亿t以上。我国现堆存的尾矿量近50亿t，年排出的尾 矿量高达5亿t以上，其中黑色冶金矿山年排放尾矿量达1.50亿t。随着矿产资源的大量消耗，矿石日渐贫化与枯竭，而尾矿作为二次资源及 其资源化开发利用，已受到各国的高度重视。尾矿的综合利用方向为：尾矿再选、回收有价元素、生产
7、建筑材料、土壤改良和矿区复垦等。铁尾矿生产建筑材料大部分选矿排出和堆存的尾矿粒度较细，一般粒度为0.3 mm以下。同 时，铁尾矿化学成分接近建筑用陶瓷材料、玻璃、砖瓦等所需要的成分，为开 展尾矿制作建筑材料创造了条件。鞍钢矿山公司大孤山选矿厂，自1979年就开始利用尾矿为主要原料进行尾 矿砖的试验研究7。该砖对原料有一定要求，其主要原料以含铁尾矿为 主，加入适量的CaO活性材料，经一定工艺制得，经过反复研究实验，1980年 生产出第一批尾矿砖，1981年4月正式通过鉴定，达到国家规定的蒸养灰砂砖标准。同济大学与 马钢姑山铁矿合作，利用粒度为0.15mm以下的尾矿粉为主要原料，并掺入10%15%
8、的生石灰粉，压制 成各种规格和外形的地面砖；北京清华科技园清迈新材料公司投资5.5亿元建设的尾矿综合利用项目，是 国家发改委在辽宁建立的国家级尾矿综合利用高新技术产业化示范工程项 目，以南芬区数以亿吨废尾矿原料，进行再选矿并开发生产高强度水泥和轻质 建筑材料等系列产品，将废弃工业物全部回收利用达到零排放。每年可“吞食 尾矿渣粉300万t，多于年产生的数量。铁尾矿作土壤改良剂及微量元素肥料铁尾矿中含有Zn、Mn、Cu、Mo、V、B等微量元素，这正是维持 植物生长和发育的必须元素。因此用尾矿可以生产出含钼、锰、稀土、锌等微 量元素肥料。利用磁化铁尾矿改良土壤，该项研究是将铁尾矿在一定磁场强度的磁化
9、机 上进行磁化处理，制成磁化肥料。磁化肥料施于土壤中后，在其磁性衰变过程 中会释放出具有“磁活性的能量，可使土壤磁化。这种被磁化的土壤，具有促 进土壤中有效养分转化，促进土壤团粒结构形成，改善土壤的透气性能，增强 根系活力，提高其对水分及养分的吸收，从而促进作物生长发育，达到增加产 量的目的。复合磁肥生产线，年产磁化复合肥5 000t,以加磁后的尾矿代替膨润土 作复合肥的粘结剂,既节约了成本，又增加了肥效,深受当地农民的欢迎。黑龙江鸡 西选矿厂用尾矿研制出镁钾肥;河南一选矿厂用尾矿做主要原料生产出钙镁磷肥 8。靳建平，马晶，郭月琴，吴天骄.我国尾矿资源的利用现状.矿业工程杂 志，2011 年增
10、刊,213-2161制备建筑材料1.1生产水泥尾矿作为配料用于生产硅酸盐水泥和高标号水泥的技术日臻成熟，在不改 变传统生产工艺的情况下，可直接应用于旋窑、立窑水泥的生产，尤其适合立 窑水泥熟料的生产。根据尾矿性质和水泥生产工艺的不同，尾矿使用量可达到20%50%,水泥产品各项物理指标完全达到并超过325MPa型硅酸盐水泥标准 要求，而且具有易磨性好、改善安定性、缩短安定期提高早期强度、保持后期 强度、改善凝结时间等优点。以年产10万t水泥生产企业为例，水泥配料中使 用20% 50%的尾矿，年可增加纯利润100 一 150万元，不仅经济效益显著， 还可为矿山和水泥企业带来显著的社会效益和环境效益
11、11。北京建筑材料科学研究院、凡口矿、长沙矿山研究院、长沙有色冶金设计 院等单位对凡口尾矿进行了试验研究工作。一一含适宜组分的尾矿经一定的温 度煅烧后，可作硅酸盐水泥的混合材料，其用量可达15% 55%。掺入的尾矿 熟料作混合材时，水泥标号能维持在600;掺入30%时，水泥标号可达500；掺人 50%时，水泥标号达400。其掺人量为15% 30%时，水泥性能良好，凝结、安 定性正常。利用含适宜组分的全尾矿，作为硅酸盐水泥的原料代替粘土，可烧制 出品质优良的尾矿硅酸盐水泥，其标号在400以上，水泥性能良好，凝结、安 定性正常。山东省昌乐县特种水泥厂用5.32%的铜尾矿进行配料后，熟料质量有所提
12、高，能够满足高标号水泥生产要求，吨熟料耗煤比标定指标降低15.7%，代替复 合矿化剂，生产成本降低12%。辽宁省葫芦岛市林业水泥厂采用铅锌尾矿配料，可以显著改善生料的易烧 性，降低熟料的热耗，提高机立窑的产质量。一个年产10万t的机立窑厂，每 年可利用铅锌尾矿1万t，创经济效益可达100万元以上。1.2生产建筑用砖、混凝土空心砌块目前，利用尾矿制砖技术日趋成熟，而且品种繁多，如制作瓷砖、烧砖、 免烧砖、墙面砖、铺路砖、空心砖、加气混凝土砌块等。制作烧结砖尾矿用量 大，生产效率高，可用于墙体材料使用，一般采用挤压成型，经干燥、1000C 左右烧结后，抗压强度15MPa，合格率87% 95%，规格
13、 240mmX115mmX53mm的烧砖，生产成本仅为0.10 一 0.15元/块，而且尾矿使 用量70%80%。2006年，鞍钢集团建成了年生产8000万块标准实心砖（多孔 砖、砌块）生产线，该项目所生产的产品市场价格坚挺，供不应求，极大的缓解 和解决了鞍山市在全面禁止使用实心粘土砖生产以后，全市建筑墙体材料市场 出现供应缺口的难题。月山铜矿以尾矿和石灰为原料，经坯料制备，压制成型，饱和蒸压养护制 成灰砂砖，经检验质量均达部颁标准，年产砖2000万块，产值100多万元 12。江铜银山铅锌矿，利用该矿的尾矿化学成分比较稳定来生产蒸压硅酸盐 砖，经测定达到国标150号砖，1995年建成一个年产1
14、000万块砖的尾矿砖 厂，获得了良好的经济效益和社会效益13。利用焦家金矿尾矿和少量的当地廉价粘土，研制出符合国家标准的陶瓷砖 和地砖。准备从尾矿中提取二氧化硅、三氧化二铝等。利用黄金尾矿生产空心砖、彩瓦等符合环保要求的绿色建材产品，实现了 尾矿资源的综合利用。该项目总投资1200万元，设计能力为年利用尾砂10万 t，预计年产值可达5000万元，年利润将达1000万元。1.3制备微晶玻璃、陶瓷和其他材料微晶玻璃具有许多优异性能，如力学强度高、化学稳定性及热稳定性好、 使用温度高及坚硬耐磨等，在国防、航空航天、电子、建筑、化工、生物医 学、机械工程等领域，作为结构材料、功能材料、装饰材料而获得应
15、用。利用 铁尾矿制备微晶玻璃，可以开发出高性能、低成本的高档建筑装饰或工业耐 损、耐腐蚀材料，提高了尾矿产品的技术含量和附加值。武汉理工大学陈吉春等9以武钢程潮铁矿的低硅铁尾矿为原料，采用 CaOMgOA12O3 SiO2四元系统，成功地研制成主晶相为透 辉石的微晶玻璃；北京科技大学张锦瑞等10以大庙铁尾矿和废石为主要 原料制成了尾矿微晶玻璃花岗岩；沈阳建筑工程学院与东北大学联合研制利用 歪头山铁尾矿及新城金矿尾矿加入调整氧化物及适当晶核剂，形成以透辉石为 主晶相的建筑用微晶玻璃，尾矿掺量可达6 5%以上等11。含石英或长石为主的尾矿可以作为玻璃、陶瓷原料。1995年，我国建成了 第一家微晶玻
16、璃生产企业唐山大唐新型建材有限公司，其后金石微晶玻璃有限 公司、天津标准国际建材有限公司、广东中辰建材有限公司等企业相继投产， 产品批量上市。2007年上半年，新疆年产20万m,尾矿微晶玻璃生产线建成投产，实现 了尾矿微晶玻璃技术成果产业化。尾矿还可用作各种耐火材料、陶粒、铸石、 型砂的原料。江苏梅山铁矿用尾砂作陶瓷原料，烧制无釉装饰面砖，年处理尾 矿4000t，生产10万m2墙面砖，年收入130万元;江西德兴铜矿利用尾矿制成 紫砂美术陶瓷和砂锅、酒具等日用陶瓷，也取得了一定的经济效益14。同 济大学与上海玻璃器皿二厂合作，以安徽琅琊山铜矿尾矿为原料，已研制出可 代替大理石、花岗岩和陶瓷面砖等具有高强、耐磨和耐蚀的铜尾矿微晶玻璃
