眾所周知,礦產(chǎn)是人類賴以生存的重要資源。在礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中,會對礦石中某一或多個組分進(jìn)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(yùn)至指定地點(diǎn),并筑壩儲存,形成尾礦庫。
我國尾礦存量巨大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),僅2013年產(chǎn)生尾礦就達(dá)16.49億噸,鐵尾礦51%,銅尾礦20%,其余為其他礦產(chǎn)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(chǎn)建材占43%。
除較低的綜合利用率之外,由于常采用露天堆放的形式,尾礦存在很大生態(tài)環(huán)境安全的隱患。一方面,尾礦堆積占據(jù)大量的農(nóng)用、林用土地,導(dǎo)致尾礦庫所在地區(qū)的土地資源失去平衡;另一方面,堆砌的尾礦中一些粒度較細(xì)的粉末容易被風(fēng)吹起,引起沙塵、粉塵和霧霾天氣;尾礦庫堆積得越來越高,非常容易造成滑坡和塌陷,存在巨大安全隱患。
面對尾礦綜合利用的嚴(yán)峻形勢,建材行業(yè)作為最能消納尾礦的產(chǎn)業(yè),目前已有哪些成熟的技術(shù)和產(chǎn)品?在轉(zhuǎn)型升級的行業(yè)背景下,建材企業(yè)應(yīng)如何順應(yīng)綠色發(fā)展的大趨勢,發(fā)力尾礦資源化綜合利用制造綠色建材領(lǐng)域呢?
我國利用尾礦制作建筑材料的研究始于上世紀(jì)80年代,馬鋼姑山鐵礦是我國較早利用尾礦做建筑材料的礦山。用尾礦制作的砂漿,其抗折、抗壓強(qiáng)度均高于黃沙,因此備受青睞。除此之外,也可利用尾礦制作燒結(jié)空心砌塊和高檔廣場磚,由于結(jié)構(gòu)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(shù)礦物和回收有價元素兩方面。”經(jīng)過再利用的尾礦可制成各種建材產(chǎn)品,比如免燒磚和燒結(jié)磚、混凝土空心砌塊、陶粒自保溫砌塊磚、燒結(jié)保溫砌塊、各種墻板、混凝土骨料、微晶玻璃和玻璃、各種砂漿、路基材料,并能用于礦坑充填等。
在應(yīng)用方面,我國尾礦資源化利用案例十分豐富。比如,利用尾礦可制作產(chǎn)品形式多樣的燒結(jié)磚和免燒磚,包括路面磚、透水磚、墻面裝飾用磚、建筑磚等;將尾礦和石灰等材料混合,采用蒸壓工藝制作成加氣混凝土,其強(qiáng)度和熱工性能均可達(dá)標(biāo);還可根據(jù)尾礦級配、粒徑分布用于不同的混凝土骨料;尾礦用作路基材料的應(yīng)用案例也非常多,經(jīng)檢測,各項(xiàng)實(shí)際指標(biāo)均符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;還可利用尾礦生產(chǎn)水泥(鉛鋅尾礦等)、絕熱材料、微晶玻璃。
由于尾礦本身具有儲量巨大、綜合利用技術(shù)涉及范圍廣的特點(diǎn),實(shí)施綜合利用時需要進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃和設(shè)計(jì),充分掌握尾礦基本情況以消納尾礦儲量,因地制宜地提出最為適宜的尾礦產(chǎn)品體系方案。
除此之外,尾礦在新型城市建設(shè)領(lǐng)域也大有可為。
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(fā)展方向。據(jù)悉,尾礦透水混凝土主要由尾礦碎石粗骨料、膠凝材料,加水拌制而成。另外,加入顏料可以制成尾礦彩色透水混凝土,也可制成透水磚。目前,中國建筑材料科學(xué)研究總院正依托編制《再生骨料透水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》開展大量工程應(yīng)用實(shí)踐。
利用土壤加固技術(shù)還可將尾礦作為路基材料。中國建筑材料科學(xué)研究總院已經(jīng)成功提出成套效果良好的解決方案,摻加特制的固化劑可實(shí)現(xiàn)將尾礦作為道路路基(底基層和基層),且具有較高的性價比。固硫灰渣用于修筑低等級道路的關(guān)鍵技術(shù)研究及工程應(yīng)用正是同類成功工程應(yīng)用案例之一。同時,中國建筑材料科學(xué)研究總院正承擔(dān)新疆維吾爾自治區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目《地聚物注漿治理道路病害的關(guān)鍵技術(shù)研究》,參與編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《軟土固化劑》和《土壤固化劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》。
縱觀建筑技術(shù)和材料的發(fā)展,新型墻體材料是以后建筑技術(shù)發(fā)展的重要依托。墻體材料可大量吸納尾礦,利用尾礦制造墻體材料是很好的思路。比如,發(fā)展砌塊、蒸壓磚、陶粒自保溫砌塊磚、墻板材、砂漿和裝飾材料等。
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