尾矿资源化利用 制造绿色建材
众所周知,矿(kuang)(kuang)产(chan)是(shi)人(ren)类赖以生存(cun)的重要资源。在(zai)矿(kuang)(kuang)产(chan)资源的开发过(guo)程中,会(hui)(hui)对矿(kuang)(kuang)石中某一或(huo)多个(ge)组分进行分选利用(yong),未(wei)被利用(yong)的组分则会(hui)(hui)作为固体废料予(yu)以废弃,形成尾矿(kuang)(kuang)。通常(chang)尾矿(kuang)(kuang)会(hui)(hui)被运至指定地点,并筑(zhu)坝储存(cun),形成尾矿(kuang)(kuang)库。
我国(guo)尾(wei)矿(kuang)(kuang)存量巨大(da)。据不完全统计,仅(jin)(jin)(jin)2013年产(chan)生尾(wei)矿(kuang)(kuang)就(jiu)达(da)16.49亿吨,铁尾(wei)矿(kuang)(kuang)51%,铜(tong)尾(wei)矿(kuang)(kuang)20%,其(qi)余为其(qi)他(ta)矿(kuang)(kuang)产(chan)尾(wei)矿(kuang)(kuang)。尾(wei)矿(kuang)(kuang)综(zong)合利用量仅(jin)(jin)(jin)为3.12亿吨,综(zong)合利用率(lv)非常(chang)低,仅(jin)(jin)(jin)为18.9%,其(qi)中(zhong),利用尾(wei)矿(kuang)(kuang)充填占53%,生产(chan)建材占43%。
除较低的(de)(de)(de)综合利用(yong)(yong)率之(zhi)外,由于常采用(yong)(yong)露天堆(dui)(dui)放的(de)(de)(de)形式,尾矿存在(zai)很大(da)生(sheng)态(tai)环境安全的(de)(de)(de)隐患(huan)。一(yi)(yi)方面,尾矿堆(dui)(dui)积占据大(da)量的(de)(de)(de)农用(yong)(yong)、林用(yong)(yong)土地(di)(di),导致尾矿库所在(zai)地(di)(di)区的(de)(de)(de)土地(di)(di)资源失去(qu)平衡(heng);另一(yi)(yi)方面,堆(dui)(dui)砌的(de)(de)(de)尾矿中一(yi)(yi)些粒(li)度较细的(de)(de)(de)粉末(mo)容(rong)易被风吹起(qi)(qi),引起(qi)(qi)沙(sha)尘、粉尘和(he)雾霾天气;尾矿库堆(dui)(dui)积得越来越高,非(fei)常容(rong)易造成滑坡(po)和(he)塌陷,存在(zai)巨大(da)安全隐患(huan)。
面(mian)对尾矿(kuang)(kuang)(kuang)综(zong)合利(li)用的(de)(de)严(yan)峻形(xing)势,建(jian)(jian)材(cai)行业(ye)作为最能(neng)消纳(na)尾矿(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)产(chan)业(ye),目(mu)前(qian)已有哪些成熟的(de)(de)技术(shu)和产(chan)品(pin)?在转型(xing)升级的(de)(de)行业(ye)背景下,建(jian)(jian)材(cai)企(qi)业(ye)应如何(he)顺应绿色(se)发展的(de)(de)大趋(qu)势,发力(li)尾矿(kuang)(kuang)(kuang)资(zi)源(yuan)化综(zong)合利(li)用制造绿色(se)建(jian)(jian)材(cai)领(ling)域呢?
我(wo)国(guo)利用(yong)(yong)尾(wei)矿(kuang)(kuang)制(zhi)作建筑(zhu)材(cai)料的研究(jiu)始于上世纪80年代,马钢姑山(shan)铁矿(kuang)(kuang)是(shi)我(wo)国(guo)较(jiao)早利用(yong)(yong)尾(wei)矿(kuang)(kuang)做建筑(zhu)材(cai)料的矿(kuang)(kuang)山(shan)。用(yong)(yong)尾(wei)矿(kuang)(kuang)制(zhi)作的砂(sha)浆(jiang),其抗(kang)(kang)折、抗(kang)(kang)压强度均高(gao)于黄沙,因此备受青睐。除此之(zhi)外(wai),也可利用(yong)(yong)尾(wei)矿(kuang)(kuang)制(zhi)作烧结(jie)空心砌块和(he)高(gao)档(dang)广(guang)场砖,由于结(jie)构致密,也可用(yong)(yong)作混凝土(tu)骨(gu)料。
“目前(qian),我国对尾(wei)矿(kuang)的(de)综合利用(yong)(yong)途(tu)径主要包括提(ti)纯非技术(shu)矿(kuang)物和(he)回(hui)收有价元素两方面。”经过再利用(yong)(yong)的(de)尾(wei)矿(kuang)可制成各(ge)种(zhong)(zhong)(zhong)建(jian)材产品,比如(ru)免烧(shao)砖(zhuan)和(he)烧(shao)结(jie)砖(zhuan)、混凝土空(kong)心砌(qi)块、陶粒自保(bao)温砌(qi)块砖(zhuan)、烧(shao)结(jie)保(bao)温砌(qi)块、各(ge)种(zhong)(zhong)(zhong)墙板、混凝土骨料、微晶(jing)玻(bo)璃和(he)玻(bo)璃、各(ge)种(zhong)(zhong)(zhong)砂浆、路基材料,并(bing)能用(yong)(yong)于(yu)矿(kuang)坑(keng)充填等(deng)。
在应用(yong)(yong)(yong)方面(mian),我国尾(wei)(wei)矿(kuang)资源化利用(yong)(yong)(yong)案(an)例(li)十分(fen)丰富。比(bi)如,利用(yong)(yong)(yong)尾(wei)(wei)矿(kuang)可(ke)制作(zuo)产品形式多(duo)样的(de)烧结砖(zhuan)和免烧砖(zhuan),包括路(lu)面(mian)砖(zhuan)、透水砖(zhuan)、墙面(mian)装饰用(yong)(yong)(yong)砖(zhuan)、建筑砖(zhuan)等;将尾(wei)(wei)矿(kuang)和石灰等材料混(hun)合,采用(yong)(yong)(yong)蒸压(ya)工艺制作(zuo)成加气混(hun)凝土,其强度和热工性能均可(ke)达标(biao);还(hai)可(ke)根(gen)据尾(wei)(wei)矿(kuang)级配、粒径(jing)分(fen)布(bu)用(yong)(yong)(yong)于不同的(de)混(hun)凝土骨料;尾(wei)(wei)矿(kuang)用(yong)(yong)(yong)作(zuo)路(lu)基材料的(de)应用(yong)(yong)(yong)案(an)例(li)也非(fei)常多(duo),经检测,各(ge)项(xiang)实(shi)际指标(biao)均符合相关国家标(biao)准(zhun)规定;还(hai)可(ke)利用(yong)(yong)(yong)尾(wei)(wei)矿(kuang)生产水泥(铅锌尾(wei)(wei)矿(kuang)等)、绝热材料、微(wei)晶(jing)玻璃。
由于尾(wei)矿(kuang)(kuang)本(ben)身具有储量巨大、综(zong)合利(li)用技术涉及范(fan)围广的特点(dian),实施综(zong)合利(li)用时(shi)需(xu)要进行详细(xi)的规(gui)划和设计(ji),充分掌握(wo)尾(wei)矿(kuang)(kuang)基本(ben)情况(kuang)以消纳尾(wei)矿(kuang)(kuang)储量,因地制宜(yi)地提出(chu)最为适宜(yi)的尾(wei)矿(kuang)(kuang)产品体系方案。
除此之(zhi)外,尾矿在新型(xing)城市建设领域也(ye)大有(you)可为。
随着我国海绵城市的逐渐兴起,透(tou)(tou)水混凝土(tu)和透(tou)(tou)水砖正(zheng)在成(cheng)为未来的发展(zhan)方向。据悉,尾(wei)(wei)矿(kuang)(kuang)透(tou)(tou)水混凝土(tu)主(zhu)要由尾(wei)(wei)矿(kuang)(kuang)碎石粗骨料(liao)(liao)(liao)、胶凝材料(liao)(liao)(liao),加水拌制(zhi)(zhi)(zhi)而成(cheng)。另(ling)外,加入颜(yan)料(liao)(liao)(liao)可以(yi)制(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)尾(wei)(wei)矿(kuang)(kuang)彩色透(tou)(tou)水混凝土(tu),也(ye)可制(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)透(tou)(tou)水砖。目(mu)前,中国建筑材料(liao)(liao)(liao)科(ke)学研究总(zong)院正(zheng)依托编制(zhi)(zhi)(zhi)《再生骨料(liao)(liao)(liao)透(tou)(tou)水混凝土(tu)应(ying)用技术规程(cheng)》开展(zhan)大量工程(cheng)应(ying)用实践(jian)。
利用土(tu)壤(rang)加(jia)固(gu)(gu)(gu)技(ji)术(shu)还可将(jiang)尾矿作(zuo)(zuo)为(wei)路基(ji)材料。中国建(jian)筑(zhu)材料科学研究(jiu)总(zong)院已(yi)经成(cheng)功提(ti)出(chu)成(cheng)套效果(guo)良好的(de)解(jie)决方案,掺加(jia)特制的(de)固(gu)(gu)(gu)化剂可实现将(jiang)尾矿作(zuo)(zuo)为(wei)道(dao)路路基(ji)(底基(ji)层和基(ji)层),且具有较高的(de)性价比。固(gu)(gu)(gu)硫灰渣用于修(xiu)筑(zhu)低等级道(dao)路的(de)关键(jian)(jian)技(ji)术(shu)研究(jiu)及(ji)工(gong)程应用正是同(tong)类成(cheng)功工(gong)程应用案例之一。同(tong)时,中国建(jian)筑(zhu)材料科学研究(jiu)总(zong)院正承担新疆维吾尔自治区科技(ji)计划项目《地聚物注浆治理道(dao)路病害的(de)关键(jian)(jian)技(ji)术(shu)研究(jiu)》,参与编制行(xing)业(ye)标准《软(ruan)土(tu)固(gu)(gu)(gu)化剂》和《土(tu)壤(rang)固(gu)(gu)(gu)化剂应用技(ji)术(shu)规范(fan)》。
纵观建(jian)筑技术(shu)和材(cai)料(liao)的(de)发展,新型墙体材(cai)料(liao)是以后(hou)建(jian)筑技术(shu)发展的(de)重要依托。墙体材(cai)料(liao)可大量吸(xi)纳尾(wei)矿(kuang),利用尾(wei)矿(kuang)制造(zao)墙体材(cai)料(liao)是很好的(de)思路。比如,发展砌(qi)块(kuai)、蒸压砖(zhuan)、陶(tao)粒自保温砌(qi)块(kuai)砖(zhuan)、墙板材(cai)、砂(sha)浆和装饰材(cai)料(liao)等(deng)。