譚啟明 ，林祖宏 ，尤超 （滁州職業(yè)技術學院，安徽 滁州 239000）

0 前言

礦產(chǎn)資源的開發(fā)主要為提取有用金屬，提取過程必須要先經(jīng)過破碎、磨礦和浮選等工序得到精礦之后才能冶煉出有價值的金屬，在加工工藝過程中就會出現(xiàn)大量的廢棄尾砂，如果設置的堆砌尾砂區(qū)域靠近河流，會對河流和周圍環(huán)境造成污染，廢棄尾砂堆砌過多如不及時利用會占用企業(yè)成本，影響企業(yè)經(jīng)濟效益。對廢棄尾砂合理的綜合利用，既可優(yōu)化企業(yè)資源配置又能保護自然環(huán)境。在我國建設綠色環(huán)保節(jié)約型社會的背景下，合理地循環(huán)利用廢棄尾砂，將其變廢為寶具有十分重要的環(huán)境、經(jīng)濟、社會價值。

1 廢棄尾砂綜合利用必要性及價值

1.1 廢棄尾砂綜合利用是節(jié)能環(huán)保的重要舉措

全世界每年排出的廢棄尾砂總量大概50億t，我國礦業(yè)固體廢棄物年排放總量至少12億t,累計堆積已達200億t,占地5.5萬hm2，而且因為科學技術的發(fā)展進步和礦產(chǎn)資源綜合利用程度的提高，礦石可采品位的相應降低，廢棄尾砂量未來會持續(xù)增長，其大量排放堆積，污染自然生態(tài)環(huán)境，占用有限的土地資源,每年由此造成的經(jīng)濟損失高達300億元。廢棄尾砂，通常所指是在一定的技術條件下，經(jīng)選礦之后的工業(yè)固態(tài)殘留物，廢棄尾砂中可能含有部分可利用的金屬物質(zhì)。從廣義上講，尾礦、廢石、煤矸石、粉煤灰或者高爐渣等均可通稱為廢棄尾砂。企業(yè)堆砌的廢棄尾砂需要占用大量土地和成本，容易污染周圍環(huán)境，危害生態(tài)和人們的健康，廢棄尾砂的綜合利用十分令人關注。廢棄尾砂,從表面上看只是工業(yè)企業(yè)選礦后被丟棄的廢棄物，但是在21世紀隨著科學技術的進步、人們認識的改變和環(huán)保意識的提高,廢棄尾砂已實現(xiàn)變廢為寶，是可循環(huán)利用的物質(zhì)資源，被稱為自然礦產(chǎn)的二次資源。

1.2 廢棄尾砂綜合利用是我國戰(zhàn)略規(guī)劃重要組成部分

上世紀九十年代成立了中國地質(zhì)科學院尾礦研究中心,是我國唯一的一家專門從事礦山廢石、尾礦、等工業(yè)固體廢棄物資源綜合利用新技術研發(fā)、新產(chǎn)品開發(fā)和成果轉化的科技型研究機構。特別是在利用廢棄尾砂研究制作建筑原材料、研究微晶玻璃系列產(chǎn)品等方面，做了巨大的努力和突出貢獻。為了促進廢棄尾礦的綜合利用,工信部發(fā)布《大宗工業(yè)固體廢棄物綜合利用“十二五”規(guī)劃》，規(guī)劃明確指出，大宗工業(yè)固體廢棄物綜合利用。僅2010年大宗工業(yè)固體廢棄物綜合利用全國總量超過11億t,綜合利用率實現(xiàn)40%以上,對廢棄尾砂的循環(huán)利用應用成效顯著。

1.3 廢棄尾礦實際用途廣泛，綜合利用價值高

廢棄尾礦的綜合利用，根據(jù)應用領域的不同主要是繼續(xù)提取有用的金屬元素、制作新型建筑材料、路面材料以及用做礦山、土地生態(tài)恢復的填充材料等（如下表所示）。本文僅就廢棄尾礦在建材中的應用做些舉例分析說明。采用廢棄尾砂作為建筑工程原材料時因其特殊的性能，在民用建筑工程中，應特別注意檢驗采用尾砂做原材料的輻射性。必須考慮建筑工程結構特點和應用環(huán)境，對應用的工程進行合理的技術調(diào)整。

1.4 案例

滁州因礦建市，礦業(yè)是支柱產(chǎn)業(yè)，滁州地區(qū)開采和選礦規(guī)模很大，選礦后產(chǎn)生大量的工業(yè)廢料即尾礦。我國目前各地大多是把尾礦存于尾礦庫中，滁州市有多座大中型尾礦庫，不僅占用寶貴的土地（如圖1所示），需要大量建設和維護成本的投入，而且尾礦庫對周圍生態(tài)環(huán)境有一定的影響或破壞，如管理不當或發(fā)生重大自然災害，可能造成潰壩等重大安全事故。近年來，我國建筑工程的規(guī)模持續(xù)增大，施工需要大量的建筑材料，建筑材料大都需要消耗黏土、砂石、石灰石等自然資源，因此合理的利用礦業(yè)固體廢料，對廢棄尾砂開發(fā)研究，變廢為寶在建筑材料中推廣應用，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

廢棄尾砂綜合利用

圖1 廢棄尾砂存儲

2 廢棄尾砂在建材中的應用

2.1 廢棄尾砂做建材原材料

廢棄尾砂在建材中的應用具有顯著的環(huán)境效益、企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益。對尾砂的綜合利用研究和作為建材原材料的實際應用結果表明廢棄尾砂作建材的原材料是安全可行和具有普遍推廣應用價值的[2]。例如，通過對廢棄尾砂進行級配等方面的調(diào)整，科學設計尾砂在混凝土配合比，采用高性能減水劑或者其他功能性化學外加劑可以生產(chǎn)出滿足工作性、力學性能、變形性能及耐久性等高質(zhì)量要求的高性能混凝土，作為建筑工程原材料。

利用尾礦生產(chǎn)建材系列產(chǎn)品,已成為實現(xiàn)尾礦減量，降低對自然環(huán)境的影響，最大程度地提高自然資源利用率的重要途徑。如今廢棄尾砂已成為陶瓷、玻璃和建筑材料等工業(yè)的原材料，在多種工業(yè)領域得到廣泛應用,經(jīng)濟成效明顯,應用前景廣闊。例如,在上世紀90年代初期,利用銅礦、鋼鐵的廢棄尾砂等制成紫砂、藝術陶瓷、砂鍋等，或者利用廢棄尾砂作為建筑外墻磚、錦磚、水泥以及廣場磚等的原材料。

2.2 利用廢棄尾砂生產(chǎn)新型材料

實現(xiàn)廢棄尾礦“減量化、無害化、資源化”的重要途徑是生產(chǎn)建材新型材料系列產(chǎn)品。特別是現(xiàn)階段,廢棄尾礦已成為建材的重要原料，作為陶瓷、玻璃工業(yè)和新型材料工業(yè)的復合礦物原料被廣泛應用,社會經(jīng)濟效益明顯,未來應用前景廣闊。廢棄尾礦的綜合利用，生產(chǎn)新型建筑材料系列產(chǎn)品,提高了就業(yè)率,又實現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境保護,是循環(huán)經(jīng)濟、環(huán)保產(chǎn)業(yè)[3]。

微晶玻璃是利用廢棄尾砂生產(chǎn)新型材料的典型應用，微晶玻璃是國際上近幾年新興的一種應用領域廣泛的建材，在機械力學材料、光學材料、電子與微電子材料、生物醫(yī)學材料、化學化工材料、建筑材料等多種領域應用中得到推廣使用。特別是泡沫微晶玻璃作為建筑結構材料、熱絕緣材料或者制造纖維復合增韌微晶玻璃，得到了廣泛的研究、推廣和應用。微晶玻璃被用于制造原子反應堆控制棒上的材料，可作為反應堆密封劑和核廢料存儲材料等，具有耐腐蝕、抗磨損、熱穩(wěn)定、電絕緣、抗壓、抗沖擊、強度高、無放射性危害等多種優(yōu)良性能。

3 結語

近年來我國廢棄尾砂的利用率有所改變和提高，但實際利用率仍有很大提高空間，廢棄尾砂在建材行業(yè)中應用的基礎理論研究比較缺乏，循環(huán)利用技術體系還不完善，未來應加強廢棄尾砂性能理論研究和實踐應用，不斷拓展廢棄尾砂在建筑材料中的應用，提高綜合利用率，降低占用的土地資源，保護環(huán)境。