1.砂石骨料
砂石骨料是建築、道路、橋梁等基礎設(shè)施工程建設用量最(zuì)大、不可或缺、不(bú)可替代的基礎材料。但砂石骨料屬於不可再生資源(yuán),幾千年(nián)的開采對地球環境造成了很大破壞。而我國金屬和非金屬礦行業(yè),在長期開采生產過程中,礦山產生大(dà)量的廢石、尾礦(kuàng),利用這些尾礦資源完全可替代或部分替代砂石骨料。
礦山的許多(duō)廢石都可以用(yòng)作粗、中粒骨(gǔ)料,評(píng)價骨料時要考慮(lǜ)岩石的物(wù)理性質和化學成份。兩者都取決(jué)於岩石的種類,但還要考(kǎo)慮其裂隙發育程度(dù)和風化程度。物理性質中,強度(dù)大者當然有利;此外,還要考慮彈性模量(liàng),彈性模量越接近水泥砂漿越好。同時,還要求用作骨料的廢石,其中片狀(zhuàng)或纖維狀岩屑含量都不能太多。一般說來,石灰岩、細砂岩、石英岩、結晶相對較細的花(huā)崗岩、閃長岩、片麻(má)岩和玄武岩等都適用於作為骨料。某些飛(fēi)機場跑(pǎo)道的混凝土還專門要求用(yòng)玄武岩作為骨料,這就與天然岩石中玄武岩的強度(dù)最高有關。岩石的化學成份也不(bú)可忽視,主要是要預防(fáng)堿-骨料反應問題,該問題在國際上被稱為混凝土的癌症。
2.混凝土細骨料
利用尾礦作為混凝土的細骨料,也要考慮對粗、中粒骨料的同樣要求。一般說來,尾(wěi)礦砂較之海砂更好,因(yīn)為海砂往往含有(yǒu)鹽分、氯離子,容易使鋼筋鏽蝕,而且尾礦表麵粗(cū)糙、具有棱角,可以增加混凝土的強度。但尾礦要用作細骨料(liào),要求一定的粒度,當粒度不符合要求時,需要將尾礦進行篩分處理。因為粗砂使混凝土較為幹澀,黏性下降,工作性不(bú)好;特細砂不但(dàn)使混凝土極易離析,而且需(xū)水量大,從而提高了水泥用量。
3.利用廢石作為鐵路道砟
對(duì)鐵路道砟的要求是在震動壓力下不易碎,片理或層理發育的岩石當然不適用於作為道渣,而石灰岩、玄武岩等就較適用於作為鐵路道砟。
4.水泥(ní)的基(jī)本原料
水泥的基(jī)本原料是石灰石和粘(zhān)土礦。而石灰岩、粘土岩、頁岩(yán)等都是礦山常見的廢石,此外含相應成分(fèn)的尾礦也可用作基本原料。應注意的是,對於利用石灰岩和粘土(tǔ)岩,不要隻是機械(xiè)地照搬過去(qù)規範中的品位指標要求。
5.水泥的混合(hé)材料
水泥中加入適量的混合材料,既可改善水泥的某些性能,又可節省基本材料的消耗。混(hún)合材料分為填充性(xìng)和活性兩種。目前,高(gāo)爐渣、粉煤灰已成為常(cháng)用的水泥活性混合材料。實際上有些尾礦也適於用作混合材料,例如角閃岩中(zhōng)的(de)釩(fán)鈦鐵礦床的尾礦。此外,廢石(或尾礦)中非晶質物質含量較高者,如玻璃質火山岩、凝灰岩、浮岩等還可用作活性混合材料。
6.水泥的校正原料
鐵質校正原料(liào)和矽質校正原料。這兩種原料也可(kě)以利用尾礦(kuàng)。某(mǒu)些金屬礦的尾礦,鐵的含量高,可以售給水泥廠用作鐵質(zhì)校正原料(liào);某些鐵礦的尾礦,既含有(yǒu)大量矽,也含有鐵,也可(kě)成為校正原料。
7.用於生(shēng)產各類磚
目前,煤矸石磚已成為取代粘土磚的主要牆體建築材料(liào)之一,不僅可燒製殲石紅磚,還可以(yǐ)燒製空心磚,實際上許多頁岩廢石也適用於製磚,隻不過能耗較矸石磚要高。另外,采(cǎi)用未經鍛燒的石(shí)膏尾礦為原料,磨細後與(yǔ)一定比(bǐ)例的(de)磨細礦渣、粉煤(méi)灰混合,在(zài)複(fù)合激發劑的作用下,可用於(yú)生產石膏尾礦磚、空心(xīn)砌(qì)塊等新型牆體(tǐ)材料。
實際上許多尾礦都可以(yǐ)用於(yú)製(zhì)造蒸養磚/蒸壓磚(zhuān),這種磚是用一定膠凝劑將尾礦膠(jiāo)結後用蒸汽養護,乃至用(yòng)高壓蒸汽(qì)養(yǎng)護而成。
廣場(chǎng)磚是一種剛在國內流(liú)行使用的陶瓷仿石製品,可以有多種形狀和顏色,可任(rèn)意組(zǔ)合成各種花紋。一般可配加30~50%的尾礦(kuàng),再添加一些陶瓷原料和色料,在1200~1300℃燒製而成。
8.用尾礦圍池造田
這種技(jì)術是將河灘荒地變成可耕地。在華北、西北等(děng)幹早地區,往往有許多間歇河或半間歇河,河灘很(hěn)寬,即使下雨時所占水(shuǐ)道(dào)亦很窄;而河道兩側的河灘有著大量大小不一的河卵石而不能用作(zuò)耕地。該辦(bàn)法是在(zài)河灘上用(yòng)石塊壘起高3.5~5米的圍壩,每(měi)個圍池的麵積約40畝地;將尾礦(kuàng)直接排入池中,當池子將滿時,就接著排放到另外的新圍(wéi)池中(zhōng)去。填充(chōng)了尾礦後的池子,河卵石已埋到尾礦之下(xià),在其上覆蓋約25公分的可耕土,就使這種池子成為了可耕地,目前已經在一些(xiē)地區應用並獲得成功。
9.利用(yòng)廢石或/和尾礦(kuàng)填埋(mái)露天坑複田
將廢石或尾礦排(pái)放到過去(qù)已有的露天(tiān)坑(kēng),再覆蓋上一定厚(hòu)度的可耕土以使其成為可耕地。這是一些礦山(shān)正在采用(yòng)的辦法。
10.作為生產矽(guī)磚的原料
矽磚是酸性耐火材料,廣泛用於玻璃熔窯、煉焦爐或熱風爐等設施,其(qí)荷重軟(ruǎn)化開始溫度高達1640~1670℃。對於矽磚原料的要求是SiO2的含量不得低於96%,不得有太多的Al2O3、N2O、K2O等雜質。有些高嶺土礦(kuàng)的尾礦就完(wán)全符合此(cǐ)要求;而且某些礦山的廢石中,也有能達到此要求的(de)石英岩或石英砂岩。
11.用於生產碳酸鈣
造紙白泥、電石渣、磷石膏、堿渣等中含有大量的氫氧化鈣或氧化鈣,可用作生(shēng)產輕質碳酸鈣的原料。
12.用作重質碳酸鈣原料
重質碳酸鈣(gài)主要用作塑料、橡膠、玻璃(lí)、陶瓷、牙膏等行業的(de)主要原料或填充料。它主要(yào)以方(fāng)解石,白雲石為主要原材(cái)料,其要求(qiú)是純度高,含鐵低,無硫,對人體無害。有些礦床的廢石中(zhōng)存在大型方解石脈或白雲石(shí)脈的碎塊或純淨的大理岩、白雲岩,可(kě)從廢石中挑(tiāo)選出來作為此原料。
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尾礦再選:從尾(wěi)礦(kuàng)中回收有(yǒu)價成分(fèn)
開展尾礦再選是提高(gāo)資源利用(yòng)率的重要措施,也有利(lì)於減少尾礦的排放。從尾礦再選所取得的成果可以看出,不(bú)僅提高了資源的(de)回收率,也給(gěi)企業帶來巨(jù)大的經濟效益。
在礦業領域,世界上工業發達的國(guó)家已把無廢料礦山作為礦山的(de)開(kāi)發目(mù)標,把尾(wěi)礦的綜合利用程度作為衡量一個國家科技水平和經濟發(fā)達(dá)程度的標誌。國外尾礦的利用率可達60%以上(shàng),歐洲一(yī)些國家已經在向無廢物礦山目標發展。
河砂禁采、砂石行業整頓,砂(shā)石短缺,價格飛漲。固體廢棄物資源化利(lì)用顯得尤為迫(pò)切,其再生材料可以(yǐ)代替部分人工及天然砂石骨(gǔ)料(liào),實現(xiàn)循環利用,或將成為新的機遇。