摘要:
隨著我國礦業行業的綠色轉型,尾礦的資源化、減量化和無害化處理已成為亟待解決的科技挑戰。當前我國尾礦存儲總量已超過200 億t,導致了嚴重的環境污染和資源浪費。為拓展尾礦在環保、建筑材料領域的高效利用,減輕尾礦處理的環境和經濟負擔,開辟尾礦的資源化創新路徑,推動綠色礦山建設,實現資源的可持續利用與環境保護的平衡,聚焦尾礦在環保和建筑材料領域的資源化利用,研發了尾礦基環境功能材料和高附加值建筑材料制備關鍵技術,涵蓋尾礦脫色劑、重金屬吸附材料、陶瓷釉料、發泡陶瓷和高密實混凝土等技術。首先,尾礦與偏高嶺土和表面活性劑混合,通過堿溶工藝研發高效食品廢水脫色劑,脫色效率超過95%。針對廢水中的重金屬污染,通過高溫焙燒和后處理工藝提升尾礦的吸附性能,可有效去除污水中的鉛、鎘等重金屬。其次,尾礦被用作陶瓷釉料的替代原料,通過優化配方和燒制工藝,開發低成本且環保的陶瓷釉料。通過優化發泡陶瓷的配方和燒制工藝,成功制備出具有優良強度、保溫性和防火性的材料,其尾礦摻入量高達65%,節省原料成本40%~50%。通過將尾礦與其他礦物原料結合,開發出耐腐蝕、低孔隙的新型高密實混凝土,強度提升5%~20%,水滲透系數減小10%~35%,適用于海洋工程等惡劣環境。尾礦在環保、建筑材料領域的資源化利用不僅解決了環境問題,還為綠色礦業和可持續發展提供了創新技術路徑。研發的尾礦綜合利用技術將尾礦資源化應用于多個領域,包括環保(廢水脫色、重金屬吸附)和建筑材料(陶瓷釉料、發泡陶瓷、高密實混凝土)。通過優化尾礦的配方和工藝,顯著提高了尾礦的環保性和性能,特別是在食品廢水脫色、污水中重金屬吸附和發泡陶瓷強度、保溫性等方面表現突出,開辟了尾礦高效利用的新途徑,不僅提升了尾礦的附加值,還為環保和建筑材料行業提供了可行的解決方案,推動了綠色礦山建設,促進了礦產資源的可持續利用。通過將尾礦替代傳統材料,成功降低了生產成本并提升了環保性,具有較強的市場競爭力,助力綠色礦業的發展,為環境保護和可持續發展貢獻了創新的技術路徑。
結論:
本文提出“環境功能材料+高附加值+大宗利用”的“無尾化”綜合利用新思路,通過持續攻關研發了如下技術:①通過低溫堿溶、礦物復配和官能團嫁接聯合技術,增加礦物吸附點位和吸附能力,研發了尾礦基環保材料;②通過原料組分配比設計和溫度精細控制,構建Si-Al-Ca-Fe-Mg 混熔體系,優化燒結曲線,實現了礦物結構的精細化重構,研發了發泡陶瓷和陶瓷釉面材料制備技術;③通過堿溶、煅燒和CO2養護,提高天然礦物活性,研制了尾礦制備高密實混凝土材料。在此基礎上,集成了尾礦資源化、減量化、無害化綜合利用技術組合,解決了細粒尾礦極難利用的技術難題。本文研發的環保材料、高附加值產品和大宗利用產品技術,推動了礦山固體廢棄物領域的科技進步,提高了尾礦資源的附加值和市場競爭能力,應用前景十分廣闊,落實了“綠水青山就是金山銀山”的新理念。(《中國礦業》雜志 )
原文鏈接:http://www.chinaminingmagazine.com/article/doi/10.12075/j.issn.1004-4051.20242298
