一.铁尾矿的特性

唐山地区铁矿多属前震旦纪鞍山式沉积变质铁矿，上部贫赤铁矿，下部贫磁铁矿。脉状矿物包括应时、绿泥石、透闪石等。铁矿尾矿化学成分为65% ~ 75% SiO2，8% ~ 14% TFE，属于高硅高铁尾矿，一般不含伴生元素。主要成分为应时，少量角闪石、绿泥石、黑云母、方解石和白云石等。一般都是粉碎分级。颗粒细小，级配良好，部分由于经过一定程度的煅烧或化学处理，具有一定的化学活性。根据相关资料，建筑产品对原材料的化学成分要求为:SiO2 > 65%，Al2O3 > 15%，Fe2O3 < 15%，MgO < 5%，Na2O < 2%，K2O < 2.5%，SO2 < 4%。唐山地区大中型选矿厂铁尾矿的化学成分见表1。

表1铁尾矿的化学成分(%)

从表L可以看出，唐山地区的铁尾矿除Al2O3外，其余均符合要求。适当调整其成分后，可用作建筑材料。

二、铁尾矿利用的可行性

国内外的研究和应用证明，尾矿中含有一些矿物胶体，它们具有一定的电性、吸附性和巨大的表面能。在碱性激发下，这种胶体能与水泥浆的水化产物发生离子交换，形成新的骨料。这些聚集体是由强化学键结合的网络结构。同时，由于建筑制品是在一定压力下成型的，水泥颗粒与矿物接触面的致密性增加，水化反应使应时颗粒等物质强烈胶凝成为可能。研究表明，水泥在水化过程中能与应时颗粒紧密结合，仅次于石灰石和白云石。

同时，硅质铁尾矿的主要化学成分是二氧化硅。非晶态的蛋白石、燧石、硅藻土和硅质页岩在中性水中的溶解度约为1.6× 10-6，但在碱性水环境中，它们能自发地与碱金属离子结合，形成沸石或水合硅酸钙等不溶性矿物。以晶体形式存在的应时，只有在高压水热环境下才有这种性质。当这种尾矿暴露在高温下时，其主要的物理化学性质是应时的均质和多晶转变。在高压下，虽然应时各种高温变体在尾矿建筑材料结构中的性能差异不明显，但其相变的体积效应制约着生产过程。对于较纯的石英砂或石英岩尾矿。由于熔点高，可用作酸性耐火材料，也可熔制成耐高温的应时玻璃。

对于尾矿建筑材料的开发和研究，国外起步较早。早在20世纪60年代初，前苏联就开始了尾矿建筑材料的研究和生产。例如，在Krivorog铁矿，细粒尾矿除了在适当分级后用作混凝土的粗细骨料外，还用于生产硅酸盐建筑产品。库尔斯克建有以尾矿为主要原料的水泥厂和玻璃厂；多尔和卡齐卡内尔采选公司还利用含有大量硅酸镁的选矿尾矿开发了镁质水泥和水泥制品。加拿大除了尾矿墙体材料的研究，魁北克矿山还利用磨细尾矿烧制耐火硅砖。美国除了从废石中回收萤石、长石和应时外，目前大部分尾矿被用作混凝土填料和铺路材料，还有人用铁燧石尾矿制作密度可调的轻质砖。日本有人将铁尾矿与10%硅藻土混合，烧成轻集料。乌克兰石英岩尾矿将被分类为>:0.14毫米作为建筑用砂，

马鞍山矿业研究院利用齐大山选矿厂尾矿添加一定的配料(碎石、砂、粉煤灰、粘土)和石灰，经过一定的处理后，作为路面基层材料。工业试验在沈阳至盘山的12公里路段上进行，公路部门的测量表明。达到了二级公路对路基的强度要求。该院还利用齐大山和歪头山细粒尾矿研制出免烧砖和饰面砖，其性能达到100#标准。

水化合成是无水或贫水尾矿矿物在含水(包括蒸汽)的环境中发生水化反应，在服役条件下生成化学性质稳定并具有一定机械强度的含水矿物组合体的过程。这样生产的建筑材料被称为水合合成尾矿建筑材料。

(3)尾矿建筑材料利用的特点