尾礦的分類、利用途徑和產(chǎn)品
把尾礦作為資源加以開發(fā)利用已為人們所共識,在國外開發(fā)利用尾礦資源已有20~30年歷史,我國近年來也很重視。由于尾礦種類多樣,組分復雜,各類尾礦可利用性也不盡相同,所以為了更好地開發(fā)利用尾礦資源,需要對尾礦進行分類。
1.尾礦的分類
按其化學成分不同,可把尾礦分為:
(1) 高硅型(含SiO2>80%);
(2) 鈣鎂質(zhì)型(CaO+MgO>30%、SiO2>30%);
(3) 鋁硅質(zhì)型(AL2O3>15%、SiO2>60%);
(4) 鐵硅質(zhì)型(Fe2O3+FeO>20%、SiO2>60%);
(5) 堿鋁硅質(zhì)型(K2O+Na2O>10%、AL2O3>10%、SiO2>60%);
(6) 鈣鋁硅質(zhì)型(CaO>10%、AL2O3>10%、SiO2>40%);
(7) 復成分型(SiO2 40~60%)。
按其礦物成分不同可分為:
(1) 石英型,組成礦物以石英為主;
(2) 石英-長石型,組成礦物以石英和長石為主;
(3) 碳酸鹽礦物型,組成礦物以方解石和白云石為主;
(4) 粘土礦物型,各類粘土礦物總量達50%以上;
(5) 復成分型,礦物組成復雜,通常以鈣、鎂和鐵硅酸鹽礦物居多。
據(jù)李章大(1992)對我國95個金屬礦山尾礦資源的分析和26個礦山尾礦樣品的組分研究結果,我國金屬礦山尾礦的礦物成分為石英、長石、方解石(白云石)、輝石、角閃石、云母、石榴石(或橄欖石)、絹云母、高嶺石、粘土礦物、綠泥石(蛇紋石)、硅灰石等,微量未選凈的磁(赤)鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦等金屬礦物;瘜W成分主要為硅、鋁、鈣、鎂、鉀、鈉、鐵、鈦(錳)、硫的氧化物等。
2.尾礦的利用途徑
據(jù)國內(nèi)外開發(fā)利用尾礦總的途徑來看,主要是尾礦的再選和尾礦的整體利用,具體的利用途徑有:
(1)尾礦中有價組分的回收利用
包括留存在尾礦中的原選礦目的組分和伴生組分,也包括原未查明和未發(fā)現(xiàn)用途的新型有價組分。這一利用途徑的實施,可在原有選礦工藝設備基礎上,通過改進工藝流程、選礦設備或增加部分流程和設備來實現(xiàn)。有時需建立二次選廠,以新的工藝流程和設備來回收。
(2)制造高附價值的尾礦產(chǎn)品
包括尾礦再選產(chǎn)品的深加工,制造各種功能材料、復合材料、光學制品、化工產(chǎn)品、玻璃制品等,也包括無再選價值尾礦的整體利用產(chǎn)品,根據(jù)尾礦的化學成分、礦物成分、粒度特性、工藝性能,制造高附加值的微晶玻璃、玻化磚、建筑陶瓷、工美和日用陶瓷、鑄石和水泥等。
(3)用作建筑材料的部分原料
前蘇聯(lián)等許多國家,尾礦被大量用作建材原料。由于尾礦在類型、粒度、物理化學性質(zhì)等方面的差異,它們在工程建筑方面可有不同的用途。例如,塊狀尾礦可用作鐵路道渣、混凝土骨料,細粒尾礦被用作混凝土細骨料、砂漿等,有些尾礦可用作制造建筑陶瓷、免燒磚、水泥等。
(4)用作礦物肥料或土壤改良劑
有些尾礦含有某些植物生長所需的微量元素,如Mn、Ree、Zn、Mo、K、P等,將尾礦適當加工,施于土壤中,起到了施鉀肥、磷肥、微量元素肥的作用。
此外,尾礦往往可用作土壤改良劑,例如含鈣尾礦適量施于酸性土壤,可達到中和酸性、改良土壤的目的。
(5)用于井下充填或造地復田
這是尾礦開發(fā)利用最常見的形式,也是尾礦消耗量較大的領域,對開發(fā)土地資源、減少尾礦污染及改善礦山環(huán)境均有積極意義。
3.尾礦整體利用的主要產(chǎn)品
實現(xiàn)無尾礦礦山生產(chǎn)最終依賴于尾礦的整體利用,而且整體利用盡量避免低層次的利用形式,從國內(nèi)外已開發(fā)的較高層次的尾礦整體利用產(chǎn)品主要有:
(1)微晶玻璃,這是目前尾礦整體利用層次最高的產(chǎn)品,以高硅型尾礦、鋁硅質(zhì)尾礦、堿鋁硅質(zhì)尾礦、鈣鋁硅質(zhì)尾礦為主要原料制成,廣泛用于建筑裝飾業(yè),被譽為21世紀的建筑材料。
(2)玻璃制品,以硅質(zhì)、鋁硅質(zhì)、堿鋁硅質(zhì)尾礦為原料,制造瓶罐玻璃、色玻璃、光敏玻璃和平板玻璃等。
(3)鑄石制品,以鐵硅質(zhì)尾礦和鐵、鎂、鈣含量較高的復成分尾礦為主要原料,制成耐磨、耐腐蝕、擠壓和絕緣性好的鑄石制品,能代替金屬和合金材料。
(4)建筑陶瓷,以粘土礦物型尾礦為主要原料,制作用于建筑業(yè)的各類陶瓷制品。
(5)免燒磚,又稱灰砂磚或鈣化磚,以比重較輕的細粒尾礦為主要原料,經(jīng)鈣化處理而獲得,廣泛用于工業(yè)或民用建筑業(yè)中。
(6)尾礦水泥,以含鈣尾礦為主要原料,也可以鈣鎂質(zhì)尾礦為輔料制成,與普通水泥一樣應用于建筑業(yè)中。
(7)尾礦肥料,從含微量元素的尾礦和含鈣、鎂、錳、磷、鉀等組分較高的尾礦中獲得,要注意有無污染組分和放射性組分等。
此外,尾礦產(chǎn)品還有混凝土骨料、鐵路道渣、砂漿、筑路砂石等。
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