鉴于尾矿给人类生产和生活带来很大威胁与不便,尽早加以合理利用,变废为宝为人们普遍研究的课题。目前国内石墨尾矿资源化利用途径。一是从石墨选矿尾矿中回收有价矿物;二是用于制白炭黑;三是在建材工业上的应用,主要集中在制作免烧结砖、烧结砖瓦、加气混凝土、泡沫混凝土、水泥配料以及作为道路基层材料等领域。
1、从石墨选矿尾矿中回收有价矿物:自然界中独生的矿物较少,伴生的矿物较多,石墨矿石中除石墨外还有黄铁矿、磁黄铁矿、斑铜矿等金属矿物和金红石等稀有金属矿物,其中有的矿物含量较高,有回收价值。要综合回收石墨尾矿中的几种矿物需采用联合流程,多种选矿方法联合使用。在对石墨矿提纯的过程中,石墨矿中伴生的矿物绝大部分都进入尾矿中,若随尾矿被抛弃,这样会造成极大的资源浪费。可采用加酸焙烧-水浸-除钾铝-萃取-反萃取-氧化沉淀钒工艺使浮选尾矿中钒的浸出率、萃取率、反萃取率、沉淀率达到优化提升。
2、制白炭黑:可利用石墨尾矿砂制白炭黑,其工艺过程为尾矿砂破碎后加碱焙烧,经过水浸取,加酸反应,洗涤,干燥,粉碎等工序制白炭黑。此法也是石墨尾矿综合利用的一条有利途径。
3、石墨尾矿在建材工业上的应用:
①用作墙体材料。可利用固化技术在石墨尾矿里加入少量廉价而常用的无机或有机化合物配制的固化剂及少量普通硅酸盐水泥熟料,通过石墨尾矿里的一些成分和固化剂及水泥熟料发生一定的物理、化学反应,经过加压或者挤压成型,在简单的养护下,制成具有一定强度和耐久性,符合国家标准的免烧砖。
②用作承重烧结砖。可利用粘土作为粘接剂与石墨尾矿砂按一定比例混合在箱式电炉中烧成承重烧结砖,当石墨尾矿砂与粘土配比为6:4,配体烧成温度在1000-1080℃时,能够更好地促进颗粒间的相互反应,且液相填充于颗粒的空隙中,从而减少气孔率,增加致密度,提高坯体的机械强度。
③生产烧结多孔砖。可利用石墨尾矿与粘土按比例搭配加水搅拌混合均匀,经沉化后在油压机上压制成型,放置于干燥箱中快速烘干,制备出了可代替传统粘土砖的烧结多孔砖,该实验表明,颗粒越细可降低产品的烧成温度,同时扩大产品的烧成温度范围。
④研制环保陶瓷生态砖。环保陶瓷生态砖是一种具有多孔结构的地面铺设材料。可用石墨尾矿、煤矸石、垃圾焚烧灰等固体废物为主要原料制成,其制备工艺与普通砖瓦工艺相同,将一定颗粒级配的石墨尾矿与一定比例的煤矸石细粉、废玻璃、垃圾焚烧灰等混合均匀,加入15%-25%的水,真空练泥,采用挤出成型挤出泥段,然后切成砖坯,在1000-1200℃烧成。
⑤用作高速公路底基层。1999 年,在潍莱高速公路建设中首次进行了石墨尾矿用于高速公路建设的尝试,只对该材料的水理、物理性能及其力学性能进行了研究; 同济大学房建果博士研究了采用石墨尾矿作为高速公路填筑材料的可行性,研究表明采用6%的水泥稳定石墨尾矿,该材料强度满足规范要求,且具有良好的抗温缩性能,可以用作高速公路路面基层。
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