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矿业固废有着巨大的利用价值

日期:2020-12-21 14:15:25admin

   我国是矿产资源大国,伴随产生的矿业固废数量也是巨大的,这些矿业固废对环境和人类健康产生重大影响。但世上没有绝对的垃圾,只有放错了地方的资源。随着科技的进步,矿业固废越来越被作为一种易于获得、利用途径广、经济效益好的资源为人类所利用。

 
 
  矿业固废主要包括采矿废石和尾矿。废石是指各种金属、非金属矿山开采过程中从主矿上剥离下来的各种围岩,尾矿是指在选矿过程中提取精矿以后剩下的尾渣。那么有哪些途径可以令这些“放错地方的资源”得以有效利用呢?
回收有价元素。
 
 
  在采矿工业发展早期,由于受到冶炼技术条件的限制,很多尾矿中存在大量的铁、铜等有价金属元素和硫等非金属元素。加之尾矿已经磨细,还可节省开采和破碎、磨矿成本,因此对尾矿中有价元素进行回收,具有显著的社会效益和经济效益。
 
  制备砂石骨料
 
 
  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。但砂石骨料属于不可再生资源,几千年的开采对地球环境造成了很大破坏。而我国金属和非金属矿行业,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。
 
  制备水泥
 
 
  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。有些尾矿也适于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。例如废石(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。
 
 
  用作充填材料
 
 
  利用高浓度尾矿与胶凝材料配比制成的高水速凝材料充填矿山地下采空区,既能就地取材让矿山固体废料资源化,又可以大大减少地面堆存的尾矿量,节省征地费用和建设尾矿设施的投资,降低因建设尾矿库而产生的一系列安全隐患,缓解对周边环境的污染和原有生态的破坏,避免土地资源的浪费,对建设节约环保型社会具有促进作用。
 
 
  用作路基材料
 
 
  中国公路建设正经历快速发展阶段,对优质的道路工程材料的需求也在日益增长,在我国,最为常见的无论是路基填料还是半刚性基层、沥青混合料面层的路面结构,都对天然石料的消耗都巨大。而尾矿其几何形状与力学性能与轧制碎石相似,具有代替天然石料的潜能,能有效解决筑路材料短缺的问题。
 
  转化为耕地
 
 
  除少数放射性矿石和能源类矿石外,绝大部分尾矿的矿物成分和粒度组成都与土壤的成分和结构十分接近或相当。用尾矿围池造田或是将废石或尾矿排放到过去已有的露天坑,再覆盖上一定厚度的可耕土以使其成为可耕地。这种做法不仅减少了尾矿库中尾矿的堆放量,又增加了可耕地,一举两得。
 
  制作土壤改良剂
 
 
  农田经过数百上千年的耕作种植,土壤中原始有用矿物质的含量越来越少,单靠施肥无法弥补这一缺陷。而尾矿含有大量有效成分,并具有粒度较细的特点,可以改性后作为矿物复合肥料或改良剂来改善土壤环境,提高农作物的产量。另外尾矿所含的Si、Zn、B、Fe、P等元素,也是维持某些植物生长和发育所需元素。
 
 
  生产各类砖
 
 
  事实上许多废石都适用于制砖。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。将尾矿中的细颗粒从全尾砂中分离出来,掺合一定比例的胶固粉、普通水泥和特性水泥等材料,加水充分混匀后,制成可以用作装饰的小型面砖。配加30~50%的尾矿,再添加一些陶瓷原料和色料,经1200~1300℃可烧制成广场砖等等。
 
 
  制作玻璃
 
 
  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。
 
  用于生产涂料
 
 
 
  随着我国生产建设的迅速发展,涂料需求量很大,而且品种繁多,有建筑涂料、防热涂料侧、防锈涂料,乃至军用涂料等;其中建筑涂料约占总量的50%。有许多涂料按其特殊要求,需要添加一定量的填料,这些填料多是天然矿物粉末,如绢云母粉、滑石粉、碳酸钙粉等等。这些矿物粉末都可能在尾矿中出现,并已有从尾矿中选取成功而进行生产的先例。
 
 
  净化污水
 
 
  最早利用矿山尾矿用于污水处理的是瑞典,早在30多年前瑞典已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:用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。
 
  制作饲料添加剂
 
 
  随着科技的发展,人们发现矿物质中,至少有沸石、凹凸棒石、麦饭石、膨润土及稀土元素等可作为饲料添加剂;它们对家畜、家禽的生长有很大的助益。在水产养殖中用得较多的是沸石、麦饭石和膨润土。有的不仅可有吸附作用,可净化水质并增加水中含氧量,同时可吸附鱼类肠道中各种有毒物质和有害细菌;有的有离子交换作用,鱼类可吸收其所含的钾、镁、铁、锰、钡、锆等,并能将鱼体或饲料中的有毒重金属置换出来。
 
 
  用作矿物药材
 
 
  对于中药,可以入药的矿物有50中之多,如朱砂(辰砂)、雄黄、阳起石、滑石、磁铁矿等。可能出现于废石中的就有阳起石、滑石、麦饭石等,其中麦饭石是最可能出现于废石中的,日本称麦饭石为“健康石”,南韩称其为“矿泉药石”,台湾称其为“长寿石”。
 
  虽然列出了矿山固废的多种利用领域,但实际上还绝不止这些可应用领域,同时相信随着时代的发展还会有更多的利用途径出现。


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