利用采矿废料制作混凝土砌块环境经济双赢

慧聪工程机械网   2010-09-13 17:15   来源:慧聪工程机械网

尾矿是选矿后的废弃物,是工业固体废弃物的主要组成部分。据不完全统计,全世界每年排出的尾矿及废石在100亿t以上。我国现有8000多个国营矿山和11万多个乡镇集体矿山,堆存的尾矿量近50亿t,年排出尾矿量高达5亿吨以

尾矿是选矿后的废弃物,是工业固体废弃物的主要组成部分。据不完全统计,全世界每年排出的尾矿及废石在100亿t以上。我国现有8000多个国营矿山和11万多个乡镇集体矿山,堆存的尾矿量近50亿t,年排出尾矿量高达5亿吨以上,其中黑色冶金矿山年排放尾矿量达1.5亿吨。目前,我国的尾矿综合利用率只有7%,堆存的铁尾矿量高达十几亿吨,占全部尾矿堆存总量的近1/3,随着社会生产对矿产资源的大量需求,产生了更多的尾矿排放,对当地的自然环境造成了巨大的伤害。山西襄汾在今年9月8日发生的特大尾矿坝事件,容量为26.8万立方米尾矿外泄,过泥面积30.2公顷,波及下游500米左右的矿区办公楼、集贸市场和部分民宅,造成建筑毁坏,导致二百七十多人死亡或失踪。本次特大事故,使得铁尾矿的综合回收利用问题再次受到全社会的广泛关注。

从这次特大的事故可以看出,采矿企业如果处理尾矿将花费不菲的成本,而处理尾矿并不能为企业带来经济效益,所以才有采矿企业冒着违法的风险随意排放尾矿。笔者认为,处置几个企业主和官员解决不了企业随意排放尾矿事实,解决这个问题,必须从根本着手,即让企业处理尾矿能产生经济效益。

1、铁尾矿的性质

铁尾矿化学成分中Si02达5-75%,TFe88-14%,一般不含有价伴生元素。主要成分为石英,少量角闪石、绿泥石、黑云母、方解石和白云石等。他们一般都经过破碎分级处理,颗粒教细,级配良好,有些还因经过一定程度的煅烧或化学处理而且具有一定的化学活性。根据有关资料,生产建材制品对原料的化学成分要求为:Si02>65%、Al2O3<15%、MgO<5%、Na2O<2%、K2O<2.5%、SO2<4%。我国的大多数铁尾矿都能符合上述要求。

2、铁尾矿利用的可行性

国内外的研究和应用证明,尾矿中存在着一些矿物胶体,它们具有一定的电性、吸收性和巨大的表面能,在碱性激发下,这种胶体物质可以与水泥浆的水化产物产生离子交换,形成新的凝聚体。这些凝聚体都是依靠比较强的化学键结合而成的网状结构。同时,由于建筑制品是在一定震动力下成型,水泥颗粒与矿物之间接触面的紧密度都增大,加上水化反应,使之能强有力地胶凝石英颗粒和其它物质。研究表明,水泥在水化过程中与石英颗粒能较紧密的结合,仅次于石灰石和白云石。

3、可利用尾矿生产混凝土砌块(砖)

利用尾矿制作混凝土砌块(砖),用量可以达到70%,添加水泥、骨料、添加剂,坯体成型为震动成型,常温养护,养护周期为28天。其中骨料配比合理时可用铁尾矿中粗砂代替,按照尾矿在材料中的作用,可将其分为3种利用形式;

(1)仅当骨料使用,在制品结构种主要起支撑骨架作用,水化合成反应仅发生于其3微米的范围内。

(2)用作胶结料(通常称为磨细尾矿),主要是通过化学反应,合成出新的胶凝或结晶矿物连生体,将骨料胶结成一个整体。

(3)采用自然粒级的尾矿砂,直接与碱性激发剂混合,依靠界面反应实现结合。

混凝土砌块(砖)属于胶结型尾矿建材,是指在常温不高于100摄氏度的条件下,通过胶结材料将尾矿颗粒结合成整体。与蒸压砖的区别在于不用蒸压,而是采用常温养护。其优点是设备投资少,生产成本低,加速这类建材产品的推广更具现实意义。

安徽霍邱大昌矿产品公司,是安徽省闻名的采矿企业,尾矿排放问题一直困扰着该公司。2005年,大昌公司按照北京瑞图公司提供的铁尾矿制砖方案,引进一条混凝土砌块生产线,年产混凝土砌块10万立方米,其中尾矿掺加量为70%,年可处理尾矿约6万立方米,利润可达200万元以上。混凝土砌块项目的上马,不但解决困扰大昌公司多年的环保问题,使过去的废弃物变成了建材资源,工厂还解决了40人的就业问题,该项目目前已成为安徽省尾矿处理的示范工程,对国内尾矿排放单位处理尾矿有着深远的影响。

4、结语

通过铁尾矿的资源化利用,可节省原材料消耗、节约能源、保护生态环境、解决资源开发与环境保护之间的矛盾,达到环境与经济效益的双赢,真正实现矿山企业的可持续发展。

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