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矿山固废和尾矿居然有这么多种用途?千万不要再浪费啦!

发布日期:2020-11-26 09:35:29 作者:中科盛联

    “没有完全的垃圾,只有放错地方的资源”,矿山固废作为传统意义上的垃圾同样也是放错地方的资源。矿山固废、尾矿的大量堆积不仅占用土地面积,长时间下来,其中的有害物质还会污染大气、土壤及地下水源,给人们的身体健康带来严重威胁。


      但以尾矿、矿山固废等为代表的一般工业固废,在高科技的助力下,加工之后可变身为新的环保建筑材料,但如要真正实现“变废为宝”则需采用可行性的加工方案,对其进行综合回收再利用。


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      2019年10月22日,自然资源部国土空间生态修复司发布《关于建立激励机制加快推进矿山生态修复的意见(征求意见稿)》(以下简称《征求意见稿》),面向社会公开征求意见。《征求意见稿》提出,鼓励矿山土地综合修复利用。尤其是提出,合理利用废弃矿山土石料。

 

经过加工后的一般工业固废用很多种用途。

1.砂石骨料

      砂石骨料是建筑、道路、桥梁等基础设施工程建设用量最大、不可或缺、不可替代的基础材料。但砂石骨料属于不可再生资源,几千年的开采对地球环境造成了很大破坏。而我国金属和非金属矿行业,在长期开采生产过程中,矿山产生大量的废石、尾矿,利用这些尾矿资源完全可替代或部分替代砂石骨料。

 

      矿山的许多废石都可以用作粗、中粒骨料,评价骨料时要考虑岩石的物理性质和化学成份。两者都取决于岩石的种类,但还要考虑其裂隙发育程度和风化程度。物理性质中,强度大者当然有利;此外,还要考虑弹性模量,弹性模量越接近水泥砂浆越好。同时,还要求用作骨料的废石,其中片状或纤维状岩屑含量都不能太多。一般说来,石灰岩、细砂岩、石英岩、结晶相对较细的花岗岩、闪长岩、片麻岩和玄武岩等都适用于作为骨料。某些飞机场跑道的混凝土还专门要求用玄武岩作为骨料,这就与天然岩石中玄武岩的强度最高有关。岩石的化学成份也不可忽视,主要是要预防碱-骨料反应问题,该问题在国际上被称为混凝土的癌症。

 

2、混凝土细骨料

     利用尾矿作为混凝土的细骨料,也要考虑对粗、中粒骨料的同样要求。一般说来,尾矿砂较之海砂更好,因为海砂往往含有盐分、氯离子,容易使钢筋锈蚀,而且尾矿表面粗糙、具有棱角,可以增加混凝土的强度。但尾矿要用作细骨料,要求一定的粒度,当粒度不符合要求时,需要将尾矿进行筛分处理。因为粗砂使混凝土较为干涩,黏性下降,工作性不好;特细砂不但使混凝土极易离析,而且需水量大,从而提高了水泥用量。

 

3、利用废石作为铁路道砟

     对铁路道砟的要求是在震动压力下不易碎,片理或层理发育的岩石当然不适用于作为道渣,而石灰岩、玄武岩等就较适用于作为铁路道砟。

 

4、水泥的基本原料

      水泥的基本原料是石灰石和粘土矿。而石灰岩、粘土岩、页岩等都是矿山常见的废石,此外含相应成分的尾矿也可用作基本原料。应注意的是,对于利用石灰岩和粘土岩,不要只是机械地照搬过去规范中的品位指标要求。

 

5、水泥的混合材料

     水泥中加入适量的混合材料,既可改善水泥的某些性能,又可节省基本材料的消耗。混合材料分为填充性和活性两种。目前,高炉渣、粉煤灰已成为常用的水泥活性混合材料。实际上有些尾矿也适于用作混合材料,例如角闪岩中的钒钛铁矿床的尾矿。此外,废石(或尾矿)中非晶质物质含量较高者,如玻璃质火山岩、凝灰岩、浮岩等还可用作活性混合材料。

 

6、水泥的校正原料

     铁质校正原料和硅质校正原料。这两种原料也可以利用尾矿。某些金属矿的尾矿,铁的含量高,可以售给水泥厂用作铁质校正原料;某些铁矿的尾矿,既含有大量硅,也含有铁,也可成为校正原料。

 

7、用于生产各类砖

     目前,煤矸石砖已成为取代粘土砖的主要墙体建筑材料之一,不仅可烧制矸石红砖,还可以烧制空心砖,实际上许多页岩废石也适用于制砖,只不过能耗较矸石砖要高。另外,采用未经锻烧的石膏尾矿为原料,磨细后与一定比例的磨细矿渣、粉煤灰混合,在复合激发剂的作用下,可用于生产石膏尾矿砖、空心砌块等新型墙体材料。


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8、用尾矿围池造田

     这种技术是将河滩荒地变成可耕地。在华北、西北等干旱地区,往往有许多间歇河或半间歇河,河滩很宽,即使下雨时所占水道亦很窄;而河道两侧的河滩有着大量大小不一的河卵石而不能用作耕地。该办法是在河滩上用石块垒起高3.5~5米的围坝,每个围池的面积约40亩地;将尾矿直接排入池中,当池子将满时,就接着排放到另外的新围池中去。填充了尾矿后的池子,河卵石已埋到尾矿之下,在其上覆盖约25公分的可耕土,就使这种池子成为了可耕地,目前已经在一些地区应用并获得成功。

 

9、利用废石或/和尾矿填埋露天坑复田

     将废石或尾矿排放到过去已有的露天坑,再覆盖上一定厚度的可耕土以使其成为可耕地。这是一些矿山正在采用的办法。

 

10、作为生产硅砖的原料

       硅砖是酸性耐火材料,广泛用于玻璃熔窑、炼焦炉或热风炉等设施,其荷重软化开始温度高达1640~1670℃。对于硅砖原料的要求是SiO2的含量不得低于96%,不得有太多的Al2O3、N2O、K2O等杂质。有些高岭土矿的尾矿就完全符合此要求;而且某些矿山的废石中,也有能达到此要求的石英岩或石英砂岩。

 

11、用于生产碳酸钙

       造纸白泥、电石渣、磷石膏、碱渣等中含有大量的氢氧化钙或氧化钙,可用作生产轻质碳酸钙的原料。

 

12、用作重质碳酸钙原料

       重质碳酸钙主要用作塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、牙膏等行业的主要原料或填充料。它主要以方解石,白云石为主要原材料,其要求是纯度高,含铁低,无硫,对人体无害。有些矿床的废石中存在大型方解石脉或白云石脉的碎块或纯净的大理岩、白云岩,可从废石中挑选出来作为此原料。

 

13、尾矿再选:从尾矿中回收有价成分

       开展尾矿再选是提高资源利用率的重要措施,也有利于减少尾矿的排放。从尾矿再选所取得的成果可以看出,不仅提高了资源的回收率,也给企业带来巨大的经济效益。

 

       在矿业领域,世界上工业发达的国家已把无废料矿山作为矿山的开发目标,把尾矿的综合利用程度作为衡量一个国家科技水平和经济发达程度的标志。国外尾矿的利用率可达60%以上,欧洲一些国家已经在向无废物矿山目标发展。

 

       伴随着当下河砂禁采、砂石行业整顿,砂石短缺,价格飞涨。固体废弃物资源化利用显得尤为迫切。从建设资源节约型、环境友好型社会的战略决策,到循环经济产业链的打造,再到‘无废城市’理念的提出、固废法律及政策的出台,我国的资源循环利用在理念、行动和实效上都取得了长足进步。未来还需要多提供政策支持、企业做到绿色生产、科研机构提供技术保障、老百姓提高环保认知,多方协同发力。


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      在工业固废综合利用方面,中科盛联作为国家级高新技术企业进行了不少探索。

 

      了解到我国工业固废资源化处置难解决的原因之一是技术研发能力不强,中科盛联组建了囊括全球各大环境治理领域专家的顶尖技术团队,从我国实际情况出发,自主研发出属于中国的离子型土体稳定剂,其性能、安全系数及环保指标等方面均优于国外同类技术。

 

      该技术在将一般工业固废回收利用的同时,可以将土壤原有的亲水变为厌水,从而有效解决土颗粒的吸水性,提高结构的强度、水稳定性和耐久性。


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      而因地制宜采用的基层固化冷再生技术,省略了挖掘、外运、厂内加工及回填等一系列工作,使得施工工序大大简化,不仅可以减少作业时间,提升效率,缩短工期。同时由于旧料能够得以全部就地利用,从而减少资源开采、旧料运输和废料随意堆放。


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      伴随着独创的“环保医院”在全国多地落地开花,越来越多的一般工业固废在中科盛联的助力下,重新变身为城市建设的资源,越来越多的城市拉开了经济转型的新篇章。


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      未来,中科盛联将始终坚持循环经济理念,以减量化、再利用、再循环为原则,与阜新百年国际赛道城建设管理有限公司共同深化政企合作,合力攻坚克难,抓紧推进项目融资,全力开展项目建设,实现生态修复与矿山资源开发利用的统筹推进,创造良好的经济效益、社会效益和环境效益,为世界废弃矿山治理和全国资源型城市转型贡献经验。