高嶺土尾礦是高嶺土礦經(jīng)選礦后排放的固體廢棄物。長(cháng)期以來(lái)，很多單位只致力于高嶺土礦的開(kāi)采、加工，對高嶺土尾礦的回收利用研究較少，大都是將尾礦露天堆放，或者用作鋪路、返田和夯實(shí)地基等，隨著(zhù)尾礦的不斷堆積，侵占了大量的土地，污染水質(zhì)，并造成植被破壞及水土流失，甚至造成泥石流，嚴重影響生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也造成了高嶺土等不可再生資源的過(guò)分消耗。因此綜合利用高嶺土尾礦，將其回收利用，變廢為寶，保護環(huán)境，造福于社會(huì )和子孫后代，顯得尤為重要。
 
1、我國高嶺土開(kāi)采情況及尾礦產(chǎn)生的原因
 
　　我國高嶺土資源分布和礦床的形成存在先天不足，絕大多數產(chǎn)區的高嶺土資源分布零散，且與當地陶瓷產(chǎn)業(yè)的品種密切相關(guān)，這決定了一些高嶺土礦區在尾礦綜合利用方面存在一定難度。高嶺土的采礦行業(yè)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：
 
（1）絕大多數采礦者是以小型作坊、私營(yíng)企業(yè)的形式出現，開(kāi)采技術(shù)和設備較為落后
 

　　目前，我國礦業(yè)企業(yè)的準入門(mén)檻低，大量不具備開(kāi)發(fā)資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)入礦業(yè)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，同時(shí)，高嶺土資源分散，且多數儲藏于淺層地表，開(kāi)采技術(shù)要求不高。不少地方農民抱著(zhù)“靠山吃山”的想法，紛紛洗腳上田，參與高嶺土的開(kāi)采。
　　近年來(lái)，絕大多數采礦者已告別了原始開(kāi)采手段，運用了一些較為先進(jìn)的設備，但仍然處于較低的層次。
 
（2）采礦者缺乏科學(xué)的勘探技術(shù)、選礦知識和加工能力，能否開(kāi)采出高質(zhì)量的高嶺土全靠“碰運氣”
 
　　由于多數采礦者缺乏相應的技術(shù)知識，開(kāi)采過(guò)程中往往只面向開(kāi)采成本低的淺層地表的優(yōu)質(zhì)高嶺土，而且存在“東挖一下、西挖一下”碰碰運氣的情況，相當一部分采礦者對開(kāi)采出來(lái)的資源也缺乏科學(xué)的鑒別能力，往往只對自己熟悉的一兩種土質(zhì)感興趣，對于一些質(zhì)量不高或不熟悉的視而不見(jiàn)，更談不上改良和綜合利用，在一定程度上破壞和浪費了礦產(chǎn)資源。
 
（3）深加工技術(shù)嚴重不足，高嶺土綜合利用水平低下，造成資源嚴重浪費
 
　　實(shí)踐中，絕大多數高嶺土采礦者對陶瓷產(chǎn)業(yè)并不完全了解，相當一部采礦者只能為為數不多的陶瓷企業(yè)提供瓷土，其所熟知的瓷土也局限于自己長(cháng)期開(kāi)采加工的那幾種，選冶技術(shù)工藝落后，相當一部分企業(yè)的資源回采率低于50%。
　　另外，由于投入產(chǎn)出和經(jīng)濟利益的比例問(wèn)題，決定采礦者必定追逐短期的經(jīng)濟利益，決定其沒(méi)有更多的時(shí)間研究技術(shù)，特別是在改良技術(shù)方面。
 
（4）國家鼓勵利用尾礦資源的政策、法律規定未落到實(shí)處
 
　　國家投入較少，企業(yè)積極性不高，現行有關(guān)法律、法規對礦山尾礦、廢石等固體廢料的管理與利用只作了原則規定，缺乏強制性措施，國內礦產(chǎn)品價(jià)格與國際價(jià)格接軌較晚，價(jià)格偏低，開(kāi)發(fā)尾礦和低品位礦經(jīng)濟上不合理。這些問(wèn)題的存在，造成高嶺土的無(wú)序開(kāi)采，導致瓷土市場(chǎng)的混亂，生態(tài)環(huán)境破壞嚴重，資源的嚴重浪費。特別是高嶺土產(chǎn)區，尾礦和低品位礦基本沒(méi)有得到有效利用。主要原因是對礦產(chǎn)資源的綜合利用缺乏認識，忽視資源的合理開(kāi)發(fā)和綜合利用。
 
2、高嶺土主要的資源綜合利用途徑
 
　　根據地區不同，高嶺土及其尾礦的共伴生礦物的成分和數量差異較大，一般其主要成分為SiO2和Al2O3，而Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO等含量較低，如能根據尾礦中鋁硅酸鹽礦物的物化性能，合理、充分地利用，便能取得良好的經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和社會(huì )效益。
 
（1）高嶺土尾礦有價(jià)成分的回收利用
 
　　合浦滬天高嶺土有限責任公司目前每年開(kāi)采的高嶺土礦量達70萬(wàn)噸以上，生產(chǎn)中排出的尾礦約40萬(wàn)噸以上。該公司擁有的高嶺土資源中伴生有石英石礦石，這部分伴生礦石隨著(zhù)高嶺土的生產(chǎn)均作為尾礦處理。經(jīng)過(guò)對尾礦礦石多個(gè)品種的含量、礦石結構構造、嵌布粒度等特征的分析結果，發(fā)現其礦物成分主要為石英石礦，大部分為純度高、鐵質(zhì)等雜質(zhì)含量低，屬優(yōu)質(zhì)的石英砂。通過(guò)高嶺土尾礦采用擦洗、洗礦、磨礦、篩分分級后進(jìn)行重-磁-浮聯(lián)合流程選別，最終獲得優(yōu)質(zhì)的石英砂產(chǎn)品。

 

▲高嶺土尾礦綜合利用選礦工業(yè)試驗流程

 
　　湖南省汨羅高嶺土精選總廠(chǎng)年產(chǎn)精礦6000噸，每年要排放約2萬(wàn)噸的廢棄尾礦，尾礦主要組成礦物為石英，白云母、少量長(cháng)石、鐵錳礦物及殘余高嶺土等。謝建國等采用搖床重選-精礦脫泥流程處理篩上物或用篩分-搖床-篩分流程選別粗選底流均可獲得品位大于97%、回收率73%以上的白云母精礦。
　　肖國琪等針對云南臨滄高嶺土具有高鋁、鉀、鈉、鐵、鈦等有害金屬含量低、礦物組成復雜的特點(diǎn)，設計一套新型高嶺土綜合利用與無(wú)尾礦工程。該工藝流程將原礦通過(guò)選礦得到60%的精礦和40%的尾礦，進(jìn)一步加工成各種產(chǎn)品，實(shí)現了高嶺土資源的清潔、高效利用。
 

▲新型高嶺土綜合利用與無(wú)尾礦工程

 
　　張忠飛等對蘇州高嶺土尾礦進(jìn)行深加工處理（崩解、解離、分選、回收等），分離得到了純度較高的石英砂、硫化礦和高嶺土產(chǎn)品。加工得到的石英砂可用作建筑材料，硫化礦可作為生產(chǎn)硫酸的原料或進(jìn)一步提煉其中的金屬如Au、Ag、Pb、Zn等，而高嶺土則可作為耐火材料或陶瓷的原料。
 
（2）高嶺土尾礦作中低檔陶瓷原料
 
　　利用高嶺土尾礦制成250目、325目高嶺土瓷土，是一種通用陶瓷原料，由于高嶺土尾礦多數為礦物質(zhì)含量較低的原土，有的礦物含量甚至為0。這要求在篩選時(shí)，必須進(jìn)行礦物質(zhì)含量的抽樣分析，根據分析結果加入其它原料進(jìn)行研磨。尾礦制成250目、325目高嶺土瓷土的物理性能、化學(xué)成份上與優(yōu)質(zhì)高嶺土瓷土存在一定程度上的差異，只能作為中檔陶瓷原料。
 
（3）高嶺土尾礦制備陶瓷玻璃制品
 
　　微晶玻璃又稱(chēng)結晶化玻璃或陶瓷玻璃，是一種新型的建筑材料，它的原子排列是有規律的，具有玻璃和陶瓷的雙重特性，其亮度比陶瓷高，韌性比玻璃強。國內外學(xué)者發(fā)現，利用尾礦的化學(xué)成分特點(diǎn)，選定合適系統，加入必要組分，可以制備出性能優(yōu)良的微晶玻璃。
　　陳國華等以高嶺土尾礦為主要原料，并引入氧化鎂、氧化鋁、硼酸、磷酸二氫銨等，采用燒結法制備出具有優(yōu)良熱學(xué)、電學(xué)性能的低溫燒結微電子封裝用微晶玻璃，其中高嶺土尾礦的引入量可高達55%。
　　高嶺土尾礦經(jīng)脫泥加工后，含有Al2O3、SiO2、MgO、CaO等，對色釉配方有益，在尾礦基釉中，再加入少量的各種金屬氧化物或基鹽類(lèi)即可制成各類(lèi)彩釉陶瓷制品。陸曉波等研制出了各種高溫陶瓷色釉制品，為高嶺土尾礦的綜合利用開(kāi)辟了新領(lǐng)域。試驗配方中，尾礦加入量可達25%～28%。
 
（4）高嶺土尾礦制備無(wú)機高分子絮凝劑
 
　　聚合氯化鋁鐵（PAFC）是近十幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型陽(yáng)離子復合絮凝劑，兼有鐵鹽、鋁鹽混凝劑的特性，具有反應速度快，形成絮凝體大、沉降快、過(guò)濾性強等優(yōu)點(diǎn)，處理生活飲用水、工業(yè)用水、生活用水、生活污水和工業(yè)污水凈化效果明顯。
　　以高嶺土尾礦制備高分子絮凝劑，一般是運用粉磨、焙燒、酸溶、水解、聚合等手段，達到有效的利用尾礦中含有的Al2O3成分的目的。
　　曾小君等以蘇州高嶺土尾礦為原料，制備出了復合型無(wú)機高分子絮凝劑聚合氯化鋁鐵（PAFC），該產(chǎn)品對皮革工業(yè)中廢水的濁度、色度、CODCr的去除率分別達到78.23%、87.56%和78.95%。
 
以高嶺土尾礦為原料制備的絮凝劑與傳統的高分子絮凝劑相比，具有以下特點(diǎn)：
 
①水解速度快，絮體形成快且密實(shí)，沉降時(shí)間短，提高了凈化效率。
②處理很高濁度的含泥沙的水和受污染的水，并且水質(zhì)的濁度越高，除濁的效果越明顯。
③受溫變化小。
④具有寬廣的使用范圍，適用于生活飲用水，工業(yè)用水，生活用水以及各類(lèi)污水的處理，對原水的鋁離子及混凝產(chǎn)生的鋁都可以有效的除去，投加后易保持水質(zhì)pH值的穩定。
⑤藥劑量低，效果好，比其它混凝劑節約成本。
 
（5）高嶺土尾礦用于建筑材料
 
　　在土木建筑工程中，應用最廣的是以水泥為膠凝材料，以砂、石為骨料，加水拌制成混合物，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的水泥混凝土。為了減少水泥用量，降低工程造價(jià)，改善混凝土性能，常加入一些混凝土摻合料，部分替代水泥，而常用的摻合料包括粉煤灰、鋼渣、硅灰、火山灰、尾礦粉等。
　　中南大學(xué)楊華明課題組采用機械球磨機以及添加化學(xué)活性激發(fā)劑CaO、Ca（OH）2、Na2SO4等對高嶺土尾礦進(jìn)行活化，并通過(guò)與其他砂石料配合，試配出了滿(mǎn)足相應強度等級要求的新型混凝土礦物摻合料。
　　馮寶俠等把高嶺土尾礦作為人工砂應用在混凝土空心砌塊中，可以替代建筑用砂作為建筑砌塊的原材料。
　　在中國經(jīng)濟持續高速增長(cháng)，礦產(chǎn)資源被不斷消耗，環(huán)境問(wèn)題日益嚴重的背景下，尋找高嶺土尾礦以及其他礦產(chǎn)廢棄資源高效合理利用的新途徑已經(jīng)迫在眉睫，這也是建設資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )和實(shí)現可持續發(fā)展的重要途徑。
 
編輯整理：粉體技術(shù)網(wǎng)
 

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