铜尾矿(尾铁矿再利用) 铜尾矿现状:铜矿尾矿主要由应时矿物组成，其次是云母，还含有少量的绿泥石、方解石、白云石、黄铁矿、褐铁矿等。主要化学成分为二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化铁、氧化钙等。、以及微量元素如锌、锰、铜、铁等。 目前，我国铜尾矿主要有以下几种利用方式 3.1利用铜尾矿进行矿山充填或复垦土地矿区充填，目前被认为是直接利用铜尾矿最有效的方法之一。 这种方法具有来源充足、物流快捷、就地取材的优点，还可以节省新建和扩建尾矿库的费用。 甘肃金川公司进行了一系列尾砂充填试验，包括全尾砂和细砂合一作为骨料、级配尾砂作为凝胶充填骨料、全尾砂凝胶充填等试验[16]。 试验结果表明，尾矿在低掺量、全水速凝条件下充填效果良好，可有效解决井下充填料短缺和细泥筑坝问题，并可省去选矿厂脱泥工序。 在土地复垦方面，铜尾矿的再利用也受到了国内外的广泛关注。 在美国、德国、澳大利亚等国家，矿山土地复垦率已达80%，而我国的矿山土地复垦工作起步较晚，直到20世纪80年代后期，这项工作才开始加速[4] 20世纪90年代初，马鞍山矿业研究院开展了鼓山尾矿库植被复垦研究，研究人员研制出一种& ldquo冶金土地复垦专家系统& rdquo可以为不同地区、不同气候条件、不同土壤和矿石特性的矿山提供最佳复垦方案和专家意见。 铜尾矿用于充填地下或复垦植被仍存在许多问题。 由于尾矿中硫的含量较高[17]，如果无机硫和元素硫暴露在空气体中时间过长，很容易被空气体中的氧气氧化，从而加速尾矿的酸化过程，并进一步加速伴生金属如铜在酸性条件下转化为生物有效态，形成恶性循环，对植物的长期生存危害极大。 3.2铜尾矿用于水泥生产铜尾矿具有水泥生产所需的各种矿物成分，粒度细，种类多。作为水泥生产的原料，由于其细颗粒尺寸，当用于水泥生产时可以降低破碎和研磨成本[18] 此外，铜尾矿中含有铁、铜、锌等微量元素，可作为水泥的复合矿化剂。这些微量元素不仅可以降低烧成温度，还可以提高产品的性能。 因此，与粘土等原料相比，它具有很大的优势。 目前，我国在煅烧铜尾矿生产水泥方面已经做了大量的工作。 大部分研究结果表明，将铜尾矿掺入或混入水泥生料中，可以有效提高水泥熟料的质量和产量，降低煅烧能耗。 山东昌乐县特种水泥厂[19]研究发现，添加5%的铜尾矿可以大大改善生料易烧性，降低烧成温度，吨水泥熟料煤耗比标定指标降低16%左右，可以满足企业对高标号水泥的生产要求。用铜尾矿代替复合矿化剂可降低生产成本12%。 石等人[20]在2 500 t/d新型干法回转窑生产线上进行了用浙江诸暨铜尾矿代替粘土配料的试验研究 试验结果表明，与粘土相比，熟料平均日产量提高10.07%，标准煤耗降低8.29%。 但同时发现，大冶铜尾矿掺入水泥的比例只能达到24%左右，而其他铜尾矿的掺量为5%~13%。 由于铜尾矿中的微量元素最终会溶解在熟料矿物中，在水化过程中，在水泥颗粒表面形成一层薄膜，阻碍水泥早期水化，降低水泥早期强度[21] 3.3利用铜尾矿制作免烧砖利用尾矿制备免烧砖的主要原料往往是细粒尾矿，配以少量骨料、水泥和添加剂，再掺入一定量的水。搅拌均匀后，免烧砖在压机上成型，脱模后进行标准养护，即为尾矿免烧砖成品。 冯等人[22]首先分析了四川某铜选矿厂尾矿的矿物相组成、化学成分和粒度，然后采用混凝土发泡剂和废聚苯乙烯泡沫颗粒作为预孔剂，适量的水泥和石灰作为尾矿激发剂。通过调整尾矿、石灰和水泥的质量比，在自然条件和蒸汽养护条件下浇注、捣固、养护，最终制备出强度为10.4 MPa的免烧砖。 利用尾矿制备免烧砖具有生产工艺简单、投资少、见效快的特点，大量利用铜尾矿可以制备出性能良好的免烧砖产品。 铜尾矿中应时的含量很低，与Ca O的反应性很低，而且铜尾矿的级配较差，粒度过细。铜尾矿直接用于生产会严重影响蒸压灰砂砖的质量，因此不宜单独作为蒸压灰砂砖的原料。 利用铜尾矿制备免烧砖需要在原料中添加高硅氧含量的硅质材料。 3.4铜尾矿制备微晶玻璃不同产地的铜尾矿化学成分波动很大。它的主要化学成分是Si O2，还含有大量的Al2O3和Fe2O3。此外，还有少量化学成分如氧化钙、K2O和氧化钠。 根据铜尾矿化学成分的特点，通常选择Ca O-Fe2O3-Si O2[13]和Ca O-Al2O3-Si O2体系作为铜尾矿制备微晶玻璃的基础。 蒋[23]以钢渣、铜尾矿和粉煤灰为主要原料，Cr2O3和Fe2O3为复合晶核剂，采用熔融法制备了以透辉石(Ca (Fe，Al) (Si，Al) 2O6)为主晶相的复合尾矿微晶玻璃。最后，堆积密度分别为2.99和3.12克/立方厘米。同时，其耐急冷急热性能优于大理石、瓷质砖、花岗岩，尾矿利用率达60%以上。 严昊[24]以铜尾矿为主要原料，选择Ca O-Fe2O3-Si O2体系作为配料依据，在1 450℃保温23小时，然后退火晶化制备硅灰石为主晶相的微晶玻璃。最后，对制备的微晶玻璃的一系列理化性能进行了测试，结果表明其性能优于大理石和花岗岩。此外，在基础玻璃配方中进一步添加不同的成核剂，并分别引入4%~10%的Cr2O3、Ti O2和P2O5，在还原气氛下烧制微晶玻璃，得到褐色、浅黄色和灰白色。 匡等人[25]也利用德兴铜矿的铜尾矿获得了以硅灰石为主晶相的微晶玻璃，并研究了尾矿用量、成核剂种类和Ca O用量对成核和晶化过程的影响。 3.5陶瓷利用铜尾矿生产的建筑陶瓷通常是烧结制品。从陶瓷的成型条件来说，它对坯体的化学成分要求较低，一般能满足成型条件。任何成分体系都可以形成陶瓷材料[26] 尾矿中含有大量硅酸盐矿物，富含SiO _ 2和Al _ 2O _ 3，此外还有低熔点组分fe2o _ 3、Cao、Na2O和K2O，可用作陶瓷坯体和熔剂的原料，并可用于生产尾矿釉面砖等陶瓷制品。 利用尾矿生产陶瓷制品，不仅可以充分利用废弃尾矿，减轻对生态环境的破坏，还可以大大提高陶瓷材料的隔音隔热性能。 杜斌[27]等人以粉煤灰和铜尾矿为主要原料，膨润土和赤泥，长石为助熔剂，PVA为稳泡剂，松香皂为发泡剂，采用料浆发泡烧结法制备泡沫陶瓷外墙保温板。 该产品适宜的原料为粉煤灰40%，铜尾矿38%，长石10%，膨润土10%，赤泥2%。用松香皂发泡后，当泡沫引入量为15%时，具有良好的综合性能。该产品的吸水率为0.95%，堆积密度为1.00 g/m3，显气孔率为0.61%，抗压强度为7 MPa，导热系数为0.61%。k)泡沫陶瓷 丁等人[28]以铜尾矿为主要原料，以磷酸盐为基础的无机液体结合剂，以碳粉、金属氧化物和金属氢氧化物为基础的固体发泡剂为固化剂，通过调整各原料的用量，成功地在900℃制备出轻质陶瓷材料。
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