除铁器

还在为矿山废石和尾矿发愁？下面这些潜在应用途径你必须了解！
矿业对环境的破坏和地球资源的日趋枯竭，致使人们越来越关注矿山固体废物的处理和资源化。有句话说得好，尾矿就是放错地方的资源，如果利用好了，那就是金子！

1、用于生产装配式构件掺合料
 
在装配式构件领域，尾矿中的大量石灰石粉同样可作为混凝土和水泥掺合料，《预制混凝土构件质量控制标准》（DB11/T1312—2015）要求：预制混凝土选用石灰石粉等矿物掺合料时，其性能应分别符合相关标准要求。有研究表明，在免振自密实预制混凝土构件制作中，石灰石粉能有效提高混凝土流动性、抗分离性，对混凝土成型作用效果明显，解决了原材料不足等问题。除上述灰岩石粉外，性能和灰岩接近的白云岩、花岗岩石粉也可以作为混凝土、水泥的掺和料。
 
2、用于生产重质碳酸钙
 
重质碳酸钙主要以方解石，白云石为主要原材料，其要求是纯度高，含铁低，无硫，对人体无害。有些矿床的废石中存在大型方解石脉或白云石脉的碎块或纯净的大理岩、白云岩，可从废石中挑选出来作为此原料。
 
例如，广西贺州利用石材废料生产重质碳酸钙，已形成了“矿山开采-天然石材-重钙粉体-生态岗石-涂料、塑料-废浆废渣再利用”“一石多吃、吃干用尽”的全国为数不多的碳酸钙绿色循环全产业链。
 
53用于生产脱硫用石粉
 
目前石灰石脱硫因技术成熟、运行稳定，是我国电厂烟气脱硫最主要的方法，砂石矿山加工过程中产生的石灰石粉经过进一步研磨加工，能有效降低电厂脱硫工艺成本，为尾矿石灰石粉变废为宝提供了良好的市场。
 
4、用于生产轻质碳酸钙
 
造纸白泥、电石渣、磷石膏、碱渣等中含有大量的氢氧化钙或氧化钙，可用作生产轻质碳酸钙的原料。如新疆天业碳酸钙项目就是以电石生产过程中产生的废渣和工业排放高纯二氧化碳为原料，规模为年产5万吨碳酸钙系列产品。美国矿物技术集团（MTI）在太阳纸业利用造纸白泥成功制备出具有商业价值的矿物填料。
 
5、用于生产煅烧高岭土
 
高岭土是煤矸石的重要组分，煤矸石通过提纯、超细粉碎、煅烧和表面改性等精细加工技术，可生产超细煅烧高岭土，既可在造纸中用作涂布颜料和填料，又可在塑料、橡胶、航天、电线电缆、涂料、油墨、食品添加剂、化妆品、杀虫剂等领域中作为填充剂和延展剂，同时也可作为陶瓷工业及耐热高温陶器的一种生产原料。目前，全国各地煤矸石制备煅烧高岭土项目遍地开花，已成为煤矸石高附加值利用的重要方向之一。
 
6、用作玻璃原料
 
某些高硅尾矿，如金矿尾矿、钨矿尾矿、高岭土矿尾矿以及某些富含钾长石的尾矿，都可用作玻璃的原料，这是众所周知的事实。但是，如果尾矿中铁的含量高，则不能作为平板玻璃的原料，而只能作为有色瓶罐玻璃的原料。
 
7、用作生产矿物聚合物的原料
 
矿物聚合物，又名地质聚合物，是近年来新发展起来的碱激发胶凝材料，它在许多场合可代替水泥；较之生产水泥，能耗可减少70%，排放污染物可减少约90%；同时，它具有高抗折强度、耐腐蚀、耐高温、隔热以及更好的体积稳定性，特别是阻止重金属从构筑物中溶出方面性能优异。现在已经有人开始研究利用尾矿来制造这种材料，并获得初步成功。由于原料中以尾矿为主，所以降低了生产成本，而且可以享受减免税费的优惠，使其与水泥有了一定竞争力。
 
能用作矿物聚合材料的尾矿要求是成份中以铝硅酸盐为主，并含有一定量的碱金属；但是最重要的是，其中非晶质物质的含量要较高。
 
8、用作污水处理时直接降解重金属的材料
 
最早利用矿山尾矿用于污水处理的是瑞典，早在30多年前瑞典己经在利用波立登和克里斯廷贝两座选矿厂的尾矿来净化酸性污水和城市污水。
 
尾矿净化污水的原理是：将尾矿泥加入城市污水，矿泥能将重金属离子吸附于尾矿的表面，形成沉淀物从水中分离，而且比一般的氢氧化物吸附分离要充分。研究表明，如果吸附是纯表面的结合，那么每吨尾矿可吸附几磅金属；如果能兼起化学反应，例如像磁黄铁矿对于汞离子起化学作用那样，那么每吨尾矿可吸收数百磅金属。

9、用于生产砂石骨料
 
砂石骨料是建筑、道路、桥梁等基础设施工程建设用量最大、不可或缺、不可替代的基础材料。在长期开采生产过程中，矿山产生大量的废石、尾矿，利用这些尾矿资源完全可替代或部分替代砂石骨料，特别是今年国家和地方政府纷纷出台砂石产业发展指导意见，鼓励利用尾矿、废石生产机制砂。
 
一般说来，石灰岩（不含非晶质SiO2和MgO者）、细砂岩、石英岩、结晶相对较细的花岗岩、闪长岩、片麻岩和玄武岩等都适用于作为骨料。
10、用于生产混凝土细骨料
 
利用尾矿作为混凝土的细骨料，也要考虑对粗、中粒骨料的同样要求。一般说来，尾矿砂较之海砂或河砂更好，因为海砂往往“含有盐分、氯离子，容易使钢筋锈蚀，而且尾矿表面粗糙、具有棱角，可以增加混凝土的强度。
 
尾矿要用作细骨料，要求一定的粒度，当粒度不符合要求时，需要将尾矿进行筛分处理。粗砂使混凝土较为干涩，黏性下降，工作性不好；特细砂不但使混凝土极易离析，而且需水量大，从而提高了水泥用量。

11、用作铸石原料
 
铸石具有耐磨、抗腐蚀的特点。其耐磨性是锰钢的5~10倍，是铸铁的几十倍，除了氢氟酸外，几乎不与酸、碱起反应。因而广泛用于化工、矿山、冶金、水电等部门。玄武岩或辉绿岩最适于制造铸石，而这两种岩石也可以是矿床的围岩。此外，在生产铸石时，为了补充主原料中某些成分之不足，还常用角闪石、蛇纹石、石灰石、重晶石等作为辅料；还可用铬铁矿、钦铁矿尾矿作为核化剂。
 
12、用于生产人造4A沸石
 
传统的洗涤剂的助剂是三聚磷酸钠（STPP），但由于它会造成洗衣废水的磷污染，近年开始采用4A沸石以取代STPP。近年我国已有学者研究成功利用含高岭石为主的煤矸石来制造4A沸石，也有的研究表明蒙脱石也可用于制造4A沸石。同时，如果废石中铁含量较高，也已有脱铁的办法，这就为利用矿山废石制造4A沸石开辟了广泛的前景；因为不仅煤矸石才含高岭石或蒙脱石，有些非煤矿废石中的页岩、火山岩或热液蚀变岩也可含大量高岭石或蒙脱石。
 
13、用于生产玻化砖
 
玻化砖也是一种建筑装饰材料，也可用高硅尾矿来生产；但是生产成本较之微晶玻璃低得多，而且对原料的要求也不如微晶玻璃高，所以有更多的尾矿可用于生产这种建筑装饰材料。
 
14、用作微量化学肥料
 
微量化学肥料被认为是植物生长的“维生素”，已发现的微肥至少有十几种，如：Zn、Mn、B、Mo、V、Co、Li、Ti以及某些稀土元素等。微肥的增产效果显著，针对作物和土壤特点，其增产幅度为5~30%，但尾矿中应不含重金属有害杂质。
 
15、用作磁性肥料
 
磁肥是近年来国内外公认的新型肥料之一。我国马鞍山矿山研究院早在80年代就曾研究用磁化铁矿尾矿作为磁肥并取得成效。我国现在开采的铁矿山，采出的矿石以磁铁矿矿石占多数，所以这个用途，值得重视。
 
16、用于生产钙镁磷肥
 
适用于生产这种肥料的是含镁高的废石或尾矿，如蛇纹岩、橄榄岩或超基性岩矿床的尾矿等。某些含镁高的金属矿石，如果是难选矿石，还可通过生产钙镁磷肥富集其中的金属；例如，某地曾用含镍蛇蚊岩配加一些含磷等原料进行熔炼；其中镍等金属因比重大富集于炉底而形成人工富矿，熔融体上部的“炉渣”经水淬细磨后即可成为钙镁磷肥。
 
17、用于生产钾肥
 
虽然我国青海有丰富的钾肥资源，但现在仍然有60%的钾肥需要靠进口；所以有许多研究者都在研究利用含钾高的岩石来制造钾肥，例如，利用碱性岩或含钾砂、页岩等来制造钾肥；但问题是这些岩石中的钾多呈非可溶性，因此要采用活化剂加以活化才能加以利用。所以利用高钾尾矿或废石以提取钾肥，可能成为解决我国钾肥不足的重要途径。
 
18、用作土壤改良剂
 
某些尾矿中如富含碳酸钙或碳酸镁，可用作改良酸性土壤的矿物原料。某些尾矿中如含有石膏，可作为改良碱土或弱盐土的矿物原料。含黄铁矿的尾矿可用来酸化含碳酸盐高的土壤，特别是含碳酸钠的土壤。当利用尾矿作为土壤改良剂时，要检查其中有害组份是否超标。
 
19、用作陶瓷原料
 
研究结果表明，许多尾矿不仅可用于制造日用陶瓷或工业陶瓷，甚至可用于制造陶瓷工艺品。有的研究表明，某些尾矿也可用于制造釉料。如利用高岭土尾矿制成250目、325目高岭土瓷土，是一种通用陶瓷原料。
 
20、用于生产各类砖
 
目前，煤矸石砖已成为取代粘土砖的主要墙体建筑材料之一，不仅可烧制歼石红砖，还可以烧制空心砖，实际上许多页岩废石也适用于制砖，只不过能耗较矸石砖要高。
 
另外，采用未经锻烧的石膏尾矿为原料，磨细后与一定比例的磨细矿渣、粉煤灰混合，在复合激发剂的作用下，可用于生产石膏尾矿砖、空心砌块等新型墙体材料。
 
实际上许多尾矿都可以用于制造蒸养砖/蒸压砖，这种砖是用一定胶凝剂将尾矿胶结后用蒸汽养护，乃至用高压蒸汽养护而成。
 
广场砖是一种刚在国内流行使用的陶瓷仿石制品，可以有多种形状和颜色，可任意组合成各种花纹。一般可配加30~50%的尾矿，再添加一些陶瓷原料和色料，在1200~1300℃烧制而成。
 
21、用于生产陶粒
 
2018年11月7日，福建省人民政府公布2017年度福建省科学技术奖励和专利奖励名单，其中《龙岩地区高岭土尾矿和煤矸石的综合利用》荣获2017年度福建省科技进步三等奖。
 
该项目是以龙岩地区高岭土尾矿和煤矸石为原料，用于生产轻质高强陶粒，用于建设行业可降低建筑物的地基基础设计承载力、主体结构截面尺寸及配筋数量，大大降低建设成本。此外，该轻质高强陶粒的废物利用率高达97%以上，能有效减少废弃物的堆放空间，节约土地，改善环境，解决尾矿带来的环境污染等问题，最大限度地做到资源化、无害化，环保特质突出。
 
22、用于生产微晶球
 
以煤矸石、炉渣等为原料，可用于生产微晶球产品，主要用于石油、煤制气、煤制油、甲醇等煤化工行业，具有抗压强度强、吸水率高、耐酸碱度高等特性，例如微晶球装在脱硫塔里起到脱硫的作用，环保效能好。
 
23、用于生产无机高分子絮凝剂
 
 以高岭土

24、用于防治面源氨污染
 
在防治面源氨污染方面，根治的办法是农业改使用缓释肥料以降低氮肥中氨的挥发。伊利石既易于吸收氨成为铵伊利石，而铵伊利石中的又易于被水溶出；这正是配制缓释肥料所要求的性能，且众多尾矿和废石中都富含伊利石。膨润土最适用于配制缓释肥料，膨润土中主要含蒙皂石，赋存于超基性岩中的钒钛铁矿尾矿中也富含蒙皂石。
 
25、用于防治蓝藻爆发和赤潮
 
在防治蓝藻爆发和赤潮方面，根治的办法也是改使用缓释肥料以降低氮肥中氨的挥发、淋失和流失。对于刚发生的赤潮，过去常用粘土类矿物作为絮凝剂，让藻类沉淀到海底；但是，需要粘土量大（每平米海水面几百克），而且易于反弹。有人曾利用“绢云母+高岭土+少量萤石粉”混合粉体来治理赤潮，每平米海水面仅需2-8g，而且不易反弹。在山东莱州的几个萤石矿的尾矿中就有像这样组合的环境矿物材料。如浙江和福建海域也是赤潮高发区，而当地一些萤石矿山由于选矿技术落后，其尾矿中萤石的品位多在10%以上，如果配加露采高岭土矿的废矿（的高岭土）以及江西德兴铜矿富含绢云母的尾矿，也是一种治理赤潮的组合环境矿物材料。
 
26、用作物理法处理污水的滤料
 
物理法处理污水常用于一级处理，是为了去除污水中的悬浮物或乳浊物。物理法有多种，其中过滤法常用的滤料是石英砂、石榴石粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩粒等，国外还有用钦矿砂者，这些物质是尾矿中所常见的。
 
但是，能用作这种滤料对粒度有一定要求；例如，对石英砂的粒度要求是0.5-1.2mm，对石榴石砂的要求是0.2-0.5mm。某些钨矿山的尾矿中常以石英粒或花岗岩粒为主，故有可能从其跳汰粗选尾矿中筛选出符合粒度要求的这种滤料。
 
27、用作化学法处理酸性污水的碱性滤料
 
化学处理常用于工业废水的处理有多种方法，其中过滤中和法（适用于酸的浓度不太大时）的滤料有三种：石灰石、大理石和白云石。这三种岩石在矿山废石中是常见的，但由于其量少而块度又不大，既不能用作建筑饰材，也不能用作烧石灰或用作冶炼熔剂，而附近如果有工厂需要进行酸性污水处理，则挑选出来用作滤料却不失为物尽其用。
 
28、用作曝气生物滤池（BAF）的滤料
 
目前尾矿或废石用于污水处理的最大量用途，却可能是先进的曝气生物滤池污水处理的滤料，其中专业名称为“Arlita”的滤料，完全可以用粘土矿物含量高的尾矿或废石中的页岩（包括煤矸石），并添加少量辅料来制造。符合这种原料要求的是必须含有较多的伊利石或蒙脱石等粘土矿物，这些矿物的特点是当高温焙烧时，熔化与膨胀基本同步。
 
29、用于生产微晶玻璃饰材
 
微晶玻璃饰材是高档建筑饰材之一，适合于制造微晶玻璃的尾矿是高硅低铁的尾矿，最好能含有一定量的碱金属，例如某些高岭土矿山、黄金矿山、钨矿山的尾矿等。
 
矿渣微晶玻璃板是用硅砂、方解石、长石与矿渣等天然矿物原料加入核化剂与着色剂等化工原料，经过熔制、成型、切割与抛光后形成一种高档装饰或工业用板材，国内外有的称之为微晶大理石、结晶化玻璃、硅晶石板或玻璃陶瓷。
 
30、用于生产泡沫微晶玻璃
 
泡沫玻璃是一种保温、隔热、吸声的轻质新型建筑材料。这种新材料对原料的要求与微晶玻璃相近，所以也可以用一些与微晶玻璃相近似的废石或尾矿来生产，但要求添加一些发泡剂。
 
31、用作水泥的基本原料
 
水泥的基本原料是石灰石和粘土矿。石灰岩和粘土岩（页岩等）都是矿山常见的废石，或是含相应成分的尾矿也可用作基本原料。要注意的是对于利用石灰岩和粘土岩，不要机械地照搬过去规范中的品位指标要求。
 
32、用作水泥的混合材料
 
水泥中加入适量的混合材料，既可改善水泥的某些性能，又可节省基本材料的消耗。混合材料分为填充性和活性两种。目前，高炉渣、粉煤灰已成为常用的水泥活性混合材料。实际上有些尾矿也适于用作混合材料，例如角闪岩中的钒钛铁矿床的尾矿。废石（或尾矿）中非晶质物质含量较高者，如玻璃质火山岩、凝灰岩、浮岩等还可用作活性混合材料。
 
33、用作水泥的校正原料
 
主要是铁质校正原料和硅质校正原料。这两种原料也可以利用尾矿。例如，福建尤溪某多金属矿的尾矿，铁的含量高，已售给水泥厂用作铁质校正原料。多数鞍山式铁矿的尾矿，既含有大量硅，也含有铁，都有成为校正原料的可能。
 
34、用于生产加气混凝土
 
目前我国加气混凝土产品主要有三种：一是粉煤灰型；二是硅砂型；三是砂渣型（砂加气混凝土）。砂加气混凝土主要分矿尾砂和江砂两种，为市场高端产品，尤以石英砂为原料的加气混凝土产品特性最好。
 
例如，用凤阳石英尾砂制作加气混凝土墙材有如下性能：产品比重为40-600kg/m3，是水的12/，红砖1/3，混凝土的1/4，质轻，可大幅度提高施工进度，从而降低建筑成本，并具有保温节能，抗渗性强等特点。
 
在矿业领域，世界上工业发达的国家已把无废料矿山作为矿山的开发目标，把尾矿的综合利用程度作为衡量一个国家科技水平和经济发达程度的标志。国外尾矿的利用率可达60%以上，欧洲一些国家已经在向无废物矿山目标发展。
 
矿物固废的综合利用，不仅仅是追求最大的经济效益，还要从资源综合回收利用率、保护生态环境等方面综合加以考虑。随着科技的发展和学科间的互相渗透，尾矿利用的途径将越来越广阔。

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