礦產是人類賴以生存的重要資源。在礦產資源的開發過程中,會對礦石中某一或多個組分進行分選利用,未被利用的組分則會作為固體廢料予以廢棄,形成尾礦。通常尾礦會被運至指定地點,並築壩儲存,形成尾礦庫。
我國尾礦存量巨大。據不完全統計,僅2013年產生尾礦就達16.49億噸,鐵尾礦51%,銅尾礦20%,其餘為其他礦產尾礦。尾礦綜合利用量僅為3.12億噸,綜合利用率非常低,僅為18.9%,其中,利用尾礦充填占53%,生產建材占43%。除較低的綜合利用率之外,由於常采用露天堆放的形式,尾礦存在很大生態環境安全的隱患。
本文采訪了中國建材科學研究院研究院曹力強,請他介紹了目前尾礦資源化利用製造綠色建材的相關情況。
新型建材是尾礦資源化利用的主要方向
“我國利用尾礦製作建築材料的研究起於上世紀80年代,馬鋼姑山鐵礦是我國較早利用尾礦做建築材料的礦山。”曹力強介紹,用尾礦製作的砂漿,其抗折、抗壓強度均高於黃沙,因此備受青睞。除此之外,也可利用尾礦製作燒結空心砌塊和高檔廣場磚,由於結構致密,也可用作混凝土骨料。
“目前,我國對尾礦的綜合利用途徑主要包括提純非技術礦物和回收有價元素兩方麵。”經過再利用的尾礦可製成各種建材產品,比如免燒磚和燒結磚、混凝土空心砌塊、燒結保溫砌塊、各種牆板、混凝土骨料、微晶玻璃和玻璃、各種砂漿、路基材料,並能用於礦坑充填等。
“值得注意的是,尾礦製備建材尚存在許多難點。”曹力強表示,“其成分十分複雜,利用之前需要針對性地處理,目前尚缺乏普遍使用的處理方法。”同時,尾礦粒度級配差,會影響使用性能。尾礦製備混凝土和砂漿用骨料無專業設備,直接導致出產骨料產品粒形差、級配過細等顯著缺陷。
尾礦綜合利用技術助力新型城市建設
隨著我國海綿城市的逐漸興起,透水混凝土和透水磚正在成為未來的發展方向。據悉,尾礦透水混凝土主要由尾礦碎石粗骨料、膠凝材料,加水拌製而成。另外,加入顏料可以製成尾礦彩色透水混凝土,也可製成透水磚。目前,建研院正依托編製《再生骨料透水混凝土應用技術規程》開展大量工程應用實踐。
“利用土壤加固技術還可將尾礦作為路基材料。”據曹力強介紹,建研院已經成功提出成套效果良好的解決方案,摻加特製的固化劑可實現將尾礦作為道路路基(底基層和基層),且具有較高的性價比。同時,建研院正在承擔新疆維吾爾自治區科技計劃項目《地聚物注漿治理道路病害的關鍵技術研究》,參與編製行業標準《軟土固化劑》和《土壤固化劑應用技術規範》。(本文來自維特根)
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