摘要:

    众所周知，矿产是人类赖以生存的重要资源。在矿产资源的开发过程中，会对矿石中某一或多个组分进行分选利用，未被利用的组分则会作为固体废料予以废弃，形成尾矿。通常尾矿会被运至指定地点，并筑坝储存，形成尾矿库。

    我国尾矿存量巨大。据不完全统计，仅2013年产生尾矿就达16.49亿吨，铁尾矿51%，铜尾矿20%，其余为其他矿产尾矿。尾矿综合利用量仅为3.12亿吨，综合利用率非常低，仅为18.9%，其中，利用尾矿充填占53%，生产建材占43%。隧道窑

    除较低的综合利用率之外，由于常采用露天堆放的形式，尾矿存在很大生态环境安全的隐患。一方面，尾矿堆积占据大量的农用、林用土地，导致尾矿库所在地区的土地资源失去平衡；另一方面，堆砌的尾矿中一些粒度较细的粉末容易被风吹起，引起沙尘、粉尘和雾霾天气；尾矿库堆积得越来越高，非常容易造成滑坡和塌陷，存在巨大安全隐患。

    面对尾矿综合利用的严峻形势，建材行业作为最能消纳尾矿的产业，目前已有哪些成熟的技术和产品？在转型升级的行业背景下，建材企业应如何顺应绿色发展的大趋势，发力尾矿资源化综合利用制造绿色建材领域呢？为此，笔者访问了中国建筑材料科学研究总院研究员曹力强，请他介绍目前尾矿资源化利用制造绿色建材的相关情况。

    新型建材是尾矿资源化利用的主要方向

    “我国利用尾矿制作建筑材料的研究始于上世纪80年代，马钢姑山铁矿是我国较早利用尾矿做建筑材料的矿山。”据曹力强介绍，用尾矿制作的砂浆，其抗折、抗压强度均高于黄沙，因此备受青睐。除此之外，也可利用尾矿制作烧结空心砌块和高档广场砖，由于结构致密，也可用作混凝土骨料。

    “目前，我国对尾矿的综合利用途径主要包括提纯非技术矿物和回收有价元素两方面。”经过再利用的尾矿可制成各种建材产品，比如免烧砖和烧结砖、混凝土空心砌块、烧结保温砌块、各种墙板、混凝土骨料、微晶玻璃和玻璃、各种砂浆、路基材料，并能用于矿坑充填等。

    在应用方面，我国尾矿资源化利用案例十分丰富。比如，利用尾矿可制作产品形式多样的烧结砖和免烧砖，包括路面砖、透水砖、墙面装饰用砖、建筑砖等；将尾矿和石灰等材料混合，采用蒸压工艺制作成加气混凝土，其强度和热工性能均可达标；还可根据尾矿级配、粒径分布用于不同的混凝土骨料；尾矿用作路基材料的应用案例也非常多，经检测，各项实际指标均符合相关国家标准规定；还可利用尾矿生产水泥（铅锌尾矿等）、绝热材料、微晶玻璃。

    “值得注意的是，尾矿制备建材尚存在许多难点。”曹力强表示，“其成分十分复杂，利用之前需要针对性地处理，目前尚缺乏普遍使用的处理方法。”同时，尾矿粒度级配差，会影响使用性能。尾矿制备混凝土和砂浆用骨料无专业设备，直接导致出产骨料产品粒形差、级配过细等显著缺陷。

    与此同时，目前尾矿制备建材产品缺乏相应的标准、规范等文件指导，技术指标不明确，盲目使用极易导致工程质量问题。窑炉公司

    “我国的尾矿存量庞大，尾矿以及综合利用技术种类多，可具体矿产具体对待。”曹力强表示，“建材行业是最能消纳尾矿的产业，新型建筑材料应是行业未来的发展的主要方向。”

    因地制宜规划尾矿综合利用

    “2010年起，中国建筑材料科学研究总院就展开了对尾矿的综合利用研究，并建立了相应的科研团队，与国内相关矿产企业和政府进行了一系列的合作。”曹力强介绍，研究技术涵盖尾矿综合利用规划和设计、混凝土尾矿利用技术、路基材料利用技术、墙体制品尾矿利用技术、砂浆尾矿利用技术、装饰材料尾矿利用技术、防火门尾矿利用技术、尾矿填充技术等多个领域。

    由于尾矿本身具有储量巨大、综合利用技术涉及范围广的特点，实施综合利用时需要进行详细的规划和设计，充分掌握尾矿基本情况以消纳尾矿储量，因地制宜地提出最为适宜的尾矿产品体系方案，合理规划投资规模，最终提出体系完善的尾矿综合利用规划和设计。

    “目前，已确定河北承德下辖的宽城县为利用尾矿制作新型建材产业化重点发展项目，包括新型环保建材工业项目和传统建材产品性能升级及功能提升项目。”曹力强说。

    据介绍，在尾矿制备混凝土骨料方面，中国建筑材料科学研究总院与承德有关企业在铁尾矿骨料生产控制技术、利用铁尾矿骨料制备绿色高性能混凝土、石灰石屑加工生产石灰石粉并制备绿色高性能混凝土等方面开展了系统的应用技术研究，进行了大量的工程应用，并协助企业建设尾矿砂石骨料生产线。

    “尾矿磨细到一定程度还可用作混凝土的掺合料，可改善混凝土性能。”曹力强介绍。

    利用尾矿制备混凝土矿物掺合料主要有三种应用方式。其一，尾矿微粉直接作为矿物掺合料，效果可与II级粉煤灰相当；其二，尾矿微粉与其他矿物掺合料同时掺入作为矿物掺合料，可制备出性能良好的混凝土。其三，尾矿微粉与其他矿物掺合料复合制复合掺合料，例如铁尾矿、磷渣、石灰石、石膏等可按一定比例进行梯级粉磨，制成铁尾矿—磷渣基复合掺合料。

    据悉，中国建筑材料科学研究总院与中国路桥工程有限责任公司签订协议，开展了“肯尼亚天然火山灰质材料在蒙内铁路高性能混凝土中的应用技术研究”项目。开发利用肯尼亚当地天然火山灰质材料，为东非铁路咽喉——蒙—内铁路成功采用天然火山灰质材料配制高性能混凝土提供技术支撑。除此之外，还与湖北恩施有关企业合作开展了“恩施当地掺合料在混凝土中高效应用技术研究”项目，对恩施当地掺合料的资源化利用开展了系统研究。

    尾矿综合利用技术助力新型城市建设

    “除此之外，尾矿在新型城市建设领域也大有可为。”曹力强说。

    随着我国海绵城市的逐渐兴起，透水混凝土和透水砖正在成为未来的发展方向。据悉，尾矿透水混凝土主要由尾矿碎石粗骨料、胶凝材料，加水拌制而成。另外，加入颜料可以制成尾矿彩色透水混凝土，也可制成透水砖。目前，中国建筑材料科学研究总院正依托编制《再生骨料透水混凝土应用技术规程》开展大量工程应用实践。窑炉建造

    “利用土壤加固技术还可将尾矿作为路基材料。”据曹力强介绍，中国建筑材料科学研究总院已经成功提出成套效果良好的解决方案，掺加特制的固化剂可实现将尾矿作为道路路基(底基层和基层)，且具有较高的性价比。固硫灰渣用于修筑低等级道路的关键技术研究及工程应用正是同类成功工程应用案例之一。同时，中国建筑材料科学研究总院正承担新疆维吾尔自治区科技计划项目《地聚物注浆治理道路病害的关键技术研究》，参与编制行业标准《软土固化剂》和《土壤固化剂应用技术规范》。

    “纵观建筑技术和材料的发展，新型墙体材料是以后建筑技术发展的重要依托。”墙体材料由于可大量吸纳尾矿，在曹力强看来，利用尾矿制造墙体材料是很好的思路。比如，发展砌块、蒸压砖、墙板材、砂浆和装饰材料等。

来源：中国砖瓦网

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