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| 石墨尾礦資源化利用現狀概述 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-01-13 10:13:42 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠志）石墨是一種無(wú)機非金屬礦，在潤滑、耐磨、腐蝕、導電、儲能等領(lǐng)域應用十分廣泛，是國防、航天、機械等行業(yè)不可缺少的關(guān)鍵材料；同時(shí)作為一種不可再生資源，是現代經(jīng)濟發(fā)展中不可或缺的重要戰略資源。我國石墨資源豐富，分布于黑龍江、山東、四川、內蒙古等20 個(gè)省( 區) ，儲量居世界第一，以鱗片狀晶質(zhì)類(lèi)為主，黑龍江省鱗片狀石墨已探明儲量為10. 4 億噸，占全國保有礦物儲量的64%以上。
石墨行業(yè)的生產(chǎn)流程大致相同，采用浮選工藝，每噸成品石墨用水100 噸，礦石10 噸，所以理論上生產(chǎn)每噸石墨產(chǎn)生廢水和尾礦砂都超過(guò)了100 噸。2005 年全國石墨產(chǎn)量在50 萬(wàn)噸，尾礦排放量在600萬(wàn)噸左右。大量石墨尾礦造成了污染環(huán)境、土地占用和安全問(wèn)題，成為制約石墨企業(yè)可持續發(fā)展的主要因素，進(jìn)行石墨尾礦資源化利用是解決這一矛盾的有效途徑。
1 石墨尾礦對社會(huì )環(huán)境的影響
石墨尾礦是排放的尾礦礦漿經(jīng)自然脫水后所形成的固體工業(yè)廢料，是固體工業(yè)廢料的主要組成部分。通常作為固體廢料排至河溝或拋置于礦山附近的堤壩的尾礦庫中，成為環(huán)境污染的主要組成部分。
1 .1 堆存占用大量土地
石墨礦山開(kāi)采后，將會(huì )產(chǎn)生大量廢石、排土和尾砂，堆存它們需要占用大量的地表面積，另外，尾礦壩和廢石場(chǎng)設置不當或者管理不嚴，都會(huì )造成嚴重的潰壩、滑坡或泥石流事故，使大面積的土地受到破壞，水體遭受污染并危及人身和財產(chǎn)的安全。
1. 2 造成水體污染
石墨生產(chǎn)過(guò)程中，浮選用化學(xué)試劑隨尾礦置放至尾礦庫堆存，廢礦堆尾礦在長(cháng)期氧化、風(fēng)蝕、溶濾過(guò)程中，使各種有毒礦物成分或有害物質(zhì)隨水轉入地下，造成地表水、地下水體長(cháng)期不斷地化學(xué)污染。
1. 3 引起大氣污染
由于石墨尾礦顆粒較細，堆積在尾礦庫中的尾礦，在風(fēng)起的時(shí)候會(huì )形成一個(gè)塵暴源，在日常公路運輸和生產(chǎn)中都會(huì )產(chǎn)生大量的揚塵，成為污染大氣環(huán)境的重要部分。
2 石墨尾礦資源化利用現狀
鑒于尾礦給人類(lèi)生產(chǎn)和生活帶來(lái)很大威脅與不便，盡早加以合理利用，變廢為寶為人們普遍研究的課題。目前國內石墨尾礦資源化利用途徑一是從石墨選礦尾礦中回收有價(jià)礦物; 二是用于制白炭黑； 三是在建材工業(yè)上的應用，主要集中在制作免燒結磚、燒結磚瓦、加氣混凝土、泡沫混凝土、水泥配料以及作為道路基層材料等領(lǐng)域。
2. 1 從石墨選礦尾礦中回收有價(jià)礦物
自然界中獨生的礦物較少，伴生的礦物較多，石墨礦石中除石墨外還有黃鐵礦、磁黃鐵礦、斑銅礦等金屬礦物和金紅石等稀有金屬礦物，其中有的礦物含量較高，有回收價(jià)值。要綜合回收石墨尾礦中的幾種礦物需采用聯(lián)合流程，多種選礦方法聯(lián)合使用。在對石墨礦提純的過(guò)程中，石墨礦中伴生的礦物絕大部分都進(jìn)入尾礦中，若隨尾礦被拋棄，這樣會(huì )造成極大的資源浪費。
東華理工大學(xué)余志偉等采用加酸焙燒－水浸－除鉀鋁－萃?。摧腿。趸恋礅C工藝可使浮選尾礦中釩的浸出率、萃取率、反萃取率、沉淀率達到95. 5%、87. 6%、99. 9%、99. 0%，同時(shí)可獲得對浮選尾礦產(chǎn)率為9. 2% 和23. 2% 的鉀明礬和銨明礬。
2. 2 制白炭黑
柳毛石墨廠(chǎng)李洪君利用石墨尾礦砂制白炭黑，其工藝過(guò)程為尾礦砂破碎后加堿焙燒，經(jīng)過(guò)水浸取，加酸反應，洗滌，干燥，粉碎等工序制白炭黑。此法也是石墨尾礦綜合利用的一條有利途徑。
2. 3 石墨尾礦在建材工業(yè)上的應用
2. 3. 1 用作墻體材料
楊中喜等利用固化技術(shù)在石墨尾礦里加入少量廉價(jià)而常用的無(wú)機或有機化合物配制的固化劑及少量普通硅酸鹽水泥熟料，通過(guò)石墨尾礦里的一些成分和固化劑及水泥熟料發(fā)生一定的物理、化學(xué)反應，經(jīng)過(guò)加壓或者擠壓成型，在簡(jiǎn)單的養護下，制成具有一定強度和耐久性，符合國家標準的免燒磚。
2. 3. 2 用作承重燒結磚
濟南大學(xué)黃世峰等利用粘土作為粘接劑與石墨尾礦砂按一定比例混合在箱式電爐中燒成承重燒結磚，當石墨尾礦砂與粘土配比為6:4，配體燒成溫度在1000－1080℃時(shí)，能夠更好地促進(jìn)顆粒間的相互反應，且液相填充于顆粒的空隙中，從而減少氣孔率，增加致密度，提高坯體的機械強度。
2. 3. 3 生產(chǎn)燒結多孔磚
青島石墨股份有限公司解家偉等利用石墨尾礦與粘土按比例搭配加水攪拌混合均勻，經(jīng)陳化后在油壓機上壓制成型，放置于干燥箱中快速烘干，制備出了可代替傳統粘土磚的燒結多孔磚，該實(shí)驗表明，顆粒越細可降低產(chǎn)品的燒成溫度，同時(shí)擴大產(chǎn)品的燒成溫度范圍。
2. 3. 4 研制環(huán)保陶瓷生態(tài)磚
環(huán)保陶瓷生態(tài)磚是一種具有多孔結構的地念鋪設材料。青島科技大學(xué)張燦英等以石墨尾礦、煤矸石、垃圾焚燒灰等固體廢物為主要原料制成，其制備工藝與普通磚瓦工藝相同，將一定顆粒級配的石墨尾礦與一定比例的煤矸石細粉、廢玻璃、垃圾焚燒灰等混合均勻，加入15% － 25% 的水，真空練泥，采用擠出成型擠出泥段，然后切成磚坯，在1000 － 1200℃燒成。
2. 3. 5 用作高速公路底基層
1999 年，在濰萊高速公路建設中首次進(jìn)行了石墨尾礦用于高速公路建設的嘗試，只對該材料的水理、物理性能及其力學(xué)性能進(jìn)行了研究; 同濟大學(xué)房建果博士研究了采用石墨尾礦作為高速公路填筑材料的可行性，研究表明采用6%的水泥穩定石墨尾礦，該材料強度滿(mǎn)足規范要求，且具有良好的抗溫縮性能，可以用作高速公路路面基層。
3 石墨尾礦利用前景
雖然人們在尾礦處理方面有所進(jìn)展，在一定程度上推動(dòng)了我國石墨尾礦資源化的技術(shù)進(jìn)步，但是利用技術(shù)水平較低、利用效率不高，尚不能滿(mǎn)足急待處理的迫切需要。透水材料具有良好的透水性及保濕性能，能很好地緩解城市由于硬化路面所帶來(lái)的“城市荒漠化”及“熱島效應”問(wèn)題，有利于保持和補充地下水位，消除或減少地面積水，維護地表生態(tài)平衡，同時(shí)因具有吸音和防滑功能，可創(chuàng )造安靜舒適的交通環(huán)境。
由于石墨尾礦顆粒均勻，其主要成分以氧化硅為主，硬度高，耐磨性好，滲透性?xún)?yōu)良，是制備透水材料的理想原料。用石墨尾礦制備透水材料不用高溫煅燒，原料來(lái)源豐富，成本低廉，物理力學(xué)性能好。其中微孔型透水磚是城市建設急需的綠色環(huán)境材料，在化工、環(huán)保、水利、道路建設領(lǐng)域具有廣闊應用前景。
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