眾所周知，礦產是人類賴以生存的重要資源。在礦產資源的開發過程中，會對礦石中某一或多個組分進行分選利用，未被利用的組分則會作為固體廢料予以廢棄，形成尾礦。通常尾礦會被運至指定地點，并筑壩儲存，形成尾礦庫。
我國尾礦存量巨大。據不完全統計，僅2013年產生尾礦就達16.49億噸，鐵尾礦51%，銅尾礦20%，其余為其他礦產尾礦。尾礦綜合利用量僅為3.12億噸，綜合利用率非常低，僅為18.9%，其中，利用尾礦充填占53%，生產建材占43%。
除較低的綜合利用率之外，由于常采用露天堆放的形式，尾礦存在很大生態環境安全的隱患。一方面，尾礦堆積占據大量的農用、林用土地，導致尾礦庫所在地區的土地資源失去平衡；另一方面，堆砌的尾礦中一些粒度較細的粉末容易被風吹起，引起沙塵、粉塵和霧霾天氣；尾礦庫堆積得越來越高，非常容易造成滑坡和塌陷，存在巨大安全隱患。
面對尾礦綜合利用的嚴峻形勢，建材行業作為最能消納尾礦的產業，目前已有哪些成熟的技術和產品？在轉型升級的行業背景下，建材企業應如何順應綠色發展的大趨勢，發力尾礦資源化綜合利用制造綠色建材領域呢？為此，筆者訪問了中國建筑材料科學研究總院研究員曹力強，請他介紹目前尾礦資源化利用制造綠色建材的相關情況。
新型建材是尾礦資源化利用的主要方向
“我國利用尾礦制作建筑材料的研究始于上世紀80年代，馬鋼姑山鐵礦是我國較早利用尾礦做建筑材料的礦山?！睋芰娊榻B，用尾礦制作的砂漿，其抗折、抗壓強度均高于黃沙，因此備受青睞。除此之外，也可利用尾礦制作燒結空心砌塊和高檔廣場磚，由于結構致密，也可用作混凝土骨料。
“目前，我國對尾礦的綜合利用途徑主要包括提純非技術礦物和回收有價元素兩方面?！苯涍^再利用的尾礦可制成各種建材產品，比如免燒磚和燒結磚、混凝土空心砌塊、燒結保溫砌塊、各種墻板、混凝土骨料、微晶玻璃和玻璃、各種砂漿、路基材料，并能用于礦坑充填等。
在應用方面，我國尾礦資源化利用案例十分豐富。比如，利用尾礦可制作產品形式多樣的燒結磚和免燒磚，包括路面磚、透水磚、墻面裝飾用磚、建筑磚等；將尾礦和石灰等材料混合，采用蒸壓工藝制作成加氣混凝土，其強度和熱工性能均可達標；還可根據尾礦級配、粒徑分布用于不同的混凝土骨料；尾礦用作路基材料的應用案例也非常多，經檢測，各項實際指標均符合相關國家標準規定；還可利用尾礦生產水泥（鉛鋅尾礦等）、絕熱材料、微晶玻璃。
“值得注意的是，尾礦制備建材尚存在許多難點?！辈芰姳硎?，“其成分十分復雜，利用之前需要針對性地處理，目前尚缺乏普遍使用的處理方法?！蓖瑫r，尾礦粒度級配差，會影響使用性能。尾礦制備混凝土和砂漿用骨料無專業設備，直接導致出產骨料產品粒形差、級配過細等顯著缺陷。
與此同時，目前尾礦制備建材產品缺乏相應的標準、規范等文件指導，技術指標不明確，盲目使用極易導致工程質量問題。
“我國的尾礦存量龐大，尾礦以及綜合利用技術種類多，可具體礦產具體對待?！辈芰姳硎?，“建材行業是最能消納尾礦的產業，新型建筑材料應是行業未來的發展的主要方向?！?/p>
因地制宜規劃尾礦綜合利用
“2010年起，中國建筑材料科學研究總院就展開了對尾礦的綜合利用研究，并建立了相應的科研團隊，與國內相關礦產企業和政府進行了一系列的合作?！辈芰娊榻B，研究技術涵蓋尾礦綜合利用規劃和設計、混凝土尾礦利用技術、路基材料利用技術、墻體制品尾礦利用技術、砂漿尾礦利用技術、裝飾材料尾礦利用技術、防火門尾礦利用技術、尾礦填充技術等多個領域。
由于尾礦本身具有儲量巨大、綜合利用技術涉及范圍廣的特點，實施綜合利用時需要進行詳細的規劃和設計，充分掌握尾礦基本情況以消納尾礦儲量，因地制宜地提出最為適宜的尾礦產品體系方案，合理規劃投資規模，最終提出體系完善的尾礦綜合利用規劃和設計。
“目前，已確定河北承德下轄的寬城縣為利用尾礦制作新型建材產業化重點發展項目，包括新型環保建材工業項目和傳統建材產品性能升級及功能提升項目?！辈芰娬f。
據介紹，在尾礦制備混凝土骨料方面，中國建筑材料科學研究總院與承德有關企業在鐵尾礦骨料生產控制技術、利用鐵尾礦骨料制備綠色高性能混凝土、石灰石屑加工生產石灰石粉并制備綠色高性能混凝土等方面開展了系統的應用技術研究，進行了大量的工程應用，并協助企業建設尾礦砂石骨料生產線。
“尾礦磨細到一定程度還可用作混凝土的摻合料，可改善混凝土性能?！辈芰娊榻B。
利用尾礦制備混凝土礦物摻合料主要有三種應用方式。其一，尾礦微粉直接作為礦物摻合料，效果可與II級粉煤灰相當；其二，尾礦微粉與其他礦物摻合料同時摻入作為礦物摻合料，可制備出性能良好的混凝土。其三，尾礦微粉與其他礦物摻合料復合制復合摻合料，例如鐵尾礦、磷渣、石灰石、石膏等可按一定比例進行梯級粉磨，制成鐵尾礦—磷渣基復合摻合料。
據悉，中國建筑材料科學研究總院與中國路橋工程有限責任公司簽訂協議，開展了“肯尼亞天然火山灰質材料在蒙內鐵路高性能混凝土中的應用技術研究”項目。開發利用肯尼亞當地天然火山灰質材料，為東非鐵路咽喉——蒙—內鐵路成功采用天然火山灰質材料配制高性能混凝土提供技術支撐。除此之外，還與湖北恩施有關企業合作開展了“恩施當地摻合料在混凝土中高效應用技術研究”項目，對恩施當地摻合料的資源化利用開展了系統研究。
尾礦綜合利用技術助力新型城市建設
“除此之外，尾礦在新型城市建設領域也大有可為?！辈芰娬f。
隨著我國海綿城市的逐漸興起，透水混凝土和透水磚正在成為未來的發展方向。據悉，尾礦透水混凝土主要由尾礦碎石粗骨料、膠凝材料，加水拌制而成。另外，加入顏料可以制成尾礦彩色透水混凝土，也可制成透水磚。目前，中國建筑材料科學研究總院正依托編制《再生骨料透水混凝土應用技術規程》開展大量工程應用實踐。
“利用土壤加固技術還可將尾礦作為路基材料?！睋芰娊榻B，中國建筑材料科學研究總院已經成功提出成套效果良好的解決方案，摻加特制的固化劑可實現將尾礦作為道路路基（底基層和基層），且具有較高的性價比。固硫灰渣用于修筑低等級道路的關鍵技術研究及工程應用正是同類成功工程應用案例之一。同時，中國建筑材料科學研究總院正承擔新疆維吾爾自治區科技計劃項目《地聚物注漿治理道路病害的關鍵技術研究》，參與編制行業標準《軟土固化劑》和《土壤固化劑應用技術規范》。
“縱觀建筑技術和材料的發展，新型墻體材料是以后建筑技術發展的重要依托?！眽w材料由于可大量吸納尾礦，在曹力強看來，利用尾礦制造墻體材料是很好的思路。比如，發展砌塊、蒸壓磚、墻板材、砂漿和裝飾材料等。
標簽： 尾礦
