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礦業(yè)固體廢物與資源化利用

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+2+礦山環(huán)境保護(hù)
第四章 
礦山固體廢物與資源化利用

主講：楊娟娟
拓展內(nèi)容
2022/12/25

固體廢棄物的定義和分類
1

固體廢棄物的危害
2

固體廢棄物污染的防治
3
1.固體廢棄物的定義和分類
 定義：人類在生產(chǎn)過程和社會(huì)生活中產(chǎn)生的不再需要或“沒有利用價(jià)值”而被遺棄的固體或半固體物質(zhì)。

2022/12/25
1.1 固廢的定義
廢紙
打印紙
1. 固體廢棄物的定義和分類
2022/12/25

２

５

３

４

１
物理處理
生物處理
固化處理
熱處理
化學(xué)處理
固廢　　處理方法
海
洋
處
置

深海投棄
海上焚燒
陸
地
處
置
土地耕作
工程庫(kù)
貯留池貯存
土地填埋
深井灌注

固廢處置方法

1.固體廢棄物的定義和分類
1. 固體廢棄物的定義和分類
2022/12/25
1.2 固廢的分類

固廢的分類
化學(xué)性質(zhì)
危害狀況
形狀
有機(jī)廢物
無機(jī)廢物
有害廢物
一般廢物
固體狀廢物
泥狀廢物

來源
礦業(yè)廢物
工業(yè)廢物
城市垃圾
農(nóng)業(yè)廢物
放射性廢物
1. 固體廢棄物的定義和分類
2022/12/25
固體廢物的分類、來源和主要組成物
分類	來源	主要組成物
礦業(yè)廢物	礦山、選冶	廢礦石、尾礦、金屬、廢木磚瓦、石灰等

工業(yè)廢物	冶金、交通、機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)等工業(yè)	金屬、礦渣、砂石、模型、陶瓷、邊角料、涂料、管道

工業(yè)廢物	煤炭	煤矸石、木料、金屬

工業(yè)廢物	食品加工	肉類、谷類、果類、菜蔬、煙草

工業(yè)廢物	橡膠、皮革、塑料等工業(yè)	橡膠皮革、塑料布、纖維、染料、金屬等

工業(yè)廢物	造紙、木材、印刷等工業(yè)	刨花、鋸末、碎木、化學(xué)藥劑、金屬填料、塑料

工業(yè)廢物	石油化工	化學(xué)藥劑、金屬、塑料、橡膠、陶瓷、瀝青、油氈

工業(yè)廢物	電器、儀器儀表等工業(yè)	金屬、玻璃、木材、橡膠、塑料、化學(xué)藥劑、研磨料

工業(yè)廢物	紡織服裝業(yè)	布頭、纖維、橡膠、塑料、金屬

工業(yè)廢物	建筑材料	金屬、水泥、粘土、陶瓷、石膏、石棉、砂石

工業(yè)廢物	電力工業(yè)	爐渣、粉煤灰、煙塵

城市垃圾	居民生活	食物垃圾、紙屑、布料、木料、金屬、玻璃、塑料

城市垃圾	商業(yè)機(jī)關(guān)	廢汽車、廢電器、廢器具、含有易爆、易燃、腐蝕性

城市垃圾	市政維護(hù)、管理部門	碎磚瓦、樹葉、死禽畜、金屬、鍋爐灰渣、污泥

農(nóng)業(yè)廢棄物	農(nóng)林	稻草、秸桿、蔬菜、水果、果樹枝條、糠秕 、落葉、

農(nóng)業(yè)廢棄物	水產(chǎn)	腐爛魚、蝦、貝殼、水產(chǎn)加工污水、污泥
放射性廢物	核工業(yè)、核電站、放射性醫(yī)療	金屬、含放射性廢渣、粉塵、污泥、器具
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我國(guó)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量發(fā)展趨勢(shì)
固體廢物產(chǎn)生量（億噸）
1985         　 1990            　1995         　2000
1. 固體廢棄物的定義和分類
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　　城市生活垃圾增長(zhǎng)率發(fā)達(dá)國(guó)家平均為2-4%，中國(guó)為9%（自1979年以來）、7%（1990～2000）。城市垃圾的增長(zhǎng)速度明顯高于人口增長(zhǎng)速度；國(guó)民
經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇期，垃圾增長(zhǎng)尤其快（美國(guó)達(dá)5%）。我國(guó)1999年城市垃圾年產(chǎn)量約1.44億噸，年清運(yùn)量達(dá)1.14億噸。
1. 固體廢棄物的定義和分類
2. 固體廢棄物的危害
2022/12/25
2.1 固廢的污染一般途徑

人類疾病
接　觸
呼　吸
飲　用
接觸浸入
食物鏈
固體廢物源
直接接觸
大氣
水體
土壤
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    與廢水廢氣不同，固廢往往是許多污染成分的終極狀態(tài)。例如： 
 廢氣處理中有害氣體或飄塵可富集成為廢渣； 
 廢水處理中有害物質(zhì)或懸浮物可分離成為污泥或殘?jiān)?
而這些“終態(tài)”物質(zhì)中的有害成分又能轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤，成為其污染的“源頭”。 
    
基于上述，控制“源頭”，處理好“終態(tài)物”是固廢污染控制的關(guān)鍵。因此固廢的污染控制可從兩方面入手：一是防治固體廢物污染，二是綜合利用廢物資源。 
2. 固體廢棄物的危害
2.1 固廢的污染一般途徑
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影響環(huán)境衛(wèi)生

２

５

３

４

１

侵占土地
污染水體
污染大氣
固體廢物污染危害

污染土壤
2. 固體廢棄物的危害
2.2 固廢污染的危害
2. 固體廢棄物的危害
2022/12/25
2.2 固廢污染的危害

堆存1萬噸煤矸石，要占用0.5畝土地；堆存1萬噸尾礦，要占用1.7畝土地；堆存1萬噸冶煉渣，要占用2畝土地；堆存1萬噸爐渣，要占用2.5畝土地；堆存1萬噸其他渣，要占用2.5畝土地。
占用土地
污染土壤
污染水體
       固體廢物堆置或垃圾填埋處理，經(jīng)雨水浸淋，其滲出液及瀝濾中含有的有害成分會(huì)改變土質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)，影響土壤中的微生物活動(dòng)，妨礙植物的根系生長(zhǎng)，或在植物機(jī)體內(nèi)積蓄，危害食用。
        固體廢物直接排入地表水或其浸出液流入地表水，會(huì)導(dǎo)致固體廢物所含的有害成分污染地表水源；固體廢物與雨水、地表水接觸混合，其中的有害成分隨水分滲透進(jìn)入土壤進(jìn)入地下，污染地下水源。
2. 固體廢棄物的危害
2022/12/25
2.2 固廢污染的危害

固體灰渣中的細(xì)粒，粉末受日曬、風(fēng)吹產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染周圍的大氣環(huán)境，固體廢物長(zhǎng)期堆放，由于揮發(fā)、自然化學(xué)反應(yīng)等會(huì)產(chǎn)生有害氣體污染空氣，例如煤矸石含硫若超過1.5%，長(zhǎng)期堆放就會(huì)自燃。
污染大氣
影響衛(wèi)生
白色污染
       目前我國(guó)不僅90%以上糞便、垃圾未經(jīng)無害化處理，而且醫(yī)院、傳染病院的糞便、垃圾也混入普通糞便、垃圾之中，廣泛傳播肝炎、腸炎、痢疾以及各種蠕蟲病（既寄生蟲?。┑?，成為環(huán)境的嚴(yán)重污染源。
       我們周圍幾乎到處可見丟棄的塑料食品袋、包裝袋、飲料瓶、快餐盒等，無處不被廢舊塑料困擾，就連花、草、樹木、農(nóng)作物也處處可見“白旗”懸掛，無疑這已構(gòu)成嚴(yán)重的“視覺污染”。
2. 固體廢棄物的危害
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占用土地
2. 固體廢棄物的危害
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污染土壤
2. 固體廢棄物的危害
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污染水體
2. 固體廢棄物的危害
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焚燒垃圾污染大氣
2. 固體廢棄物的危害
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生活垃圾影響環(huán)境衛(wèi)生
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礦渣
廢酸
金屬渣
廢堿
粉塵
其它
污泥
污泥
其它
廢堿
金屬渣
廢酸
礦渣

其它
污泥
礦渣
廢酸
金屬渣
廢堿
粉塵
1.排放總量（22047萬噸）
2.資源化利用量（7293萬噸）
3.最終處置量（3510萬噸）
固體廢物的組成
日本工業(yè)固體廢物的組成
3. 固體廢棄物污染的防治
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  日本生活垃圾的組成及變化趨勢(shì)
3. 固體廢棄物污染的防治
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3. 固體廢棄物污染的防治
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《固廢法》中首先確立了固廢污染防治的“三化”原則

基本原則
減量化
資源化
　無害化
3. 固體廢棄物污染的防治
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
解決固廢污染的技術(shù)途徑
減量化
       通過改革工藝，如采用無廢、少?gòu)U或清潔工藝，盡量減少?gòu)U物的產(chǎn)生量。
      將廢物回收綜合利用，將廢物再一次轉(zhuǎn)化為二次資源。
資源化
        即無害化處理與處置技術(shù)，這是固體廢物污染控制的末端環(huán)節(jié)，即為固體廢物解決安全的最終歸宿。
無害化
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
3.1 減量化
        固體廢物的減量化是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中，通過對(duì)原輔材料的選擇、調(diào)整、工藝的改進(jìn)、產(chǎn)品的科學(xué)設(shè)計(jì)及管理的完善等途徑來達(dá)到固體廢物產(chǎn)生量的最小化，主要措施有以下五點(diǎn)。

一是選用相比之下較為豐富的資源替代稀有、短缺的自然資源，并盡量減少其用量；二是采用低毒、少害或無害的原材料替代有毒有害的原材料；三是盡量使用再生的二次資源。
原輔材料替代

工藝設(shè)備改革
        一是采用完全不同的工藝原理和技術(shù)，從根本上改造舊的工藝和設(shè)備；二是針對(duì)舊工藝其薄弱環(huán)節(jié)，部分的調(diào)整和革新廢物產(chǎn)生環(huán)節(jié)；三是只改變舊工藝條件和參數(shù)以達(dá)到減少?gòu)U物的目的；四是使用高效、先進(jìn)的使廢物產(chǎn)生量最小化的生產(chǎn)設(shè)備。
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
3.1 減量化

一是收集流失的產(chǎn)品和原料，將其返回主體流程之中；二是回收廢物，將其處理成原料和原料組分，返回原流程中再以利用；三是將回收的廢物作為其他流程的原料生產(chǎn)其他產(chǎn)品； 四是閉路循環(huán)及能量回收。
物料循環(huán)和綜合利用
清潔產(chǎn)品
強(qiáng)化管理
       要求產(chǎn)品從設(shè)計(jì)開始就應(yīng)考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用和使用后均不應(yīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成危害。產(chǎn)品應(yīng)有合理的包裝、使用功能和壽命；產(chǎn)品使用后應(yīng)易于回收、再生、重復(fù)使用和易于降解與處置。
        清潔生產(chǎn)要求出發(fā)，應(yīng)加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部管理，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行排污審計(jì)，從工藝過程管理入手，建立規(guī)章制度和責(zé)任制度，加強(qiáng)區(qū)域性和廠際間的廣泛聯(lián)系，促進(jìn)資源有效利用。
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
3.2 資源化
       固體廢物的產(chǎn)生有其必然性，在一定的技術(shù)水平上實(shí)施減量化，也不可避免要排放一定數(shù)量的固體廢物。固體廢物既是環(huán)境的污染源，又是寶貴的二次資源，可以預(yù)計(jì)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，廢物和原料之間的差異、界限將逐漸淡化。作為固體廢物的資源化，就是針對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的固體廢物進(jìn)行回收、加工、再生利用。使其直接變成產(chǎn)品和二次資源的綜合利用過程。所以固體廢物資源化技術(shù)涉及預(yù)處理技術(shù)、綜合利用技術(shù)、分解技術(shù)等。
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
預(yù)處理技術(shù)
固廢的預(yù)處理技術(shù)
壓實(shí)是一種通過對(duì)廢物實(shí)行減容化、降低運(yùn)輸成本、延長(zhǎng)填埋場(chǎng)壽命的預(yù)處理技術(shù)。一般施加的壓力為 200-250kg/cm2。

使固體.外形尺寸減小，使之便于運(yùn)輸，適宜于分選或綜合利用以及有利于提高燃燒、分解效率及壓實(shí)、均勻穩(wěn)定填埋等。

分選是根據(jù)物料的物理、化學(xué)性質(zhì)方面的差異，將其中的不同組分分開，常用的方法有：篩選，重選，磁選等。

固化是將有害固體廢物固定或包容在惰性無害的固化基材中，使他無害化、穩(wěn)定化，以便于運(yùn)輸、利用和處置。主要有水泥，石灰，瀝青固化等。
壓實(shí)
破碎
分選
固化
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
資源化技術(shù)
        資源化就是將廢物（或經(jīng)過預(yù)處理后的廢物）引入新的生產(chǎn)—消費(fèi)系統(tǒng)，使這些廢物變?yōu)樵匣蚰茉吹靡岳?。由于廢物種類繁多，性質(zhì)復(fù)雜，所以固體廢物資源化技術(shù)涉及的內(nèi)容也非常廣泛，大體可將其分為以回收能源為主的熱化學(xué)分解技術(shù)，以獲得肥料和原料為主的微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)和直接作為原輔材料使用的廢物利用技術(shù)三大類。
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
A.
熱化學(xué)分解法
       熱化學(xué)分解是利用高溫氧化、分解固體廢物，使其轉(zhuǎn)化為有用或無害的物質(zhì)，并同時(shí)回收熱能的方法。其主要處理對(duì)象是有機(jī)物含量較高且難以微生物降解的固體廢物，其方法主要有焚燒、熱解、濕式氧化法等。

焚燒的
特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):  
可回收利用固體廢物燃燒產(chǎn)生的熱能；大幅度減少固體廢物的體積；徹底消除有害細(xì)菌和病毒；破壞有毒廢物。
缺點(diǎn):  
只能處理含可燃物成分高的固體廢物；
容易造成二次污染；投資運(yùn)行費(fèi)用高。
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
        分解產(chǎn)物主要有氫、甲烷、碳?xì)浠衔铩⒁谎趸嫉瓤扇細(xì)怏w和甲醇、丙酮、硫酸、乙醛等液態(tài)燃料油及以固態(tài)碳等物質(zhì)。這是低污染能源回收的一個(gè)高效途徑，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠回收可貯存和運(yùn)輸?shù)娜剂?，且尾氣排放量和殘?jiān)枯^少。
       濕式氧化能有效處理污泥或高濃度有機(jī)廢水而不需要預(yù)脫水；不產(chǎn)生粉塵和煤煙；滅毒除毒比較徹底；反應(yīng)時(shí)間短。但是限制其廣泛運(yùn)用的主要原因就是設(shè)備的投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用比較高。
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
B.
微生物轉(zhuǎn)化法
       利用微生物對(duì)有機(jī)固體廢物的分解作用，使有機(jī)固體廢物轉(zhuǎn)化為能源、食品、飼料、肥料，是固體廢物資源化處理的有效而又經(jīng)濟(jì)的方法。

依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌和真菌等微生物，人為地促進(jìn)有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生化過程。堆肥是一種優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的土壤改良肥料，具有改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤容水性，減少無機(jī)氮流失，促進(jìn)難容磷肥轉(zhuǎn)化，增大土壤緩沖能力，增進(jìn)化肥肥效等功效。
堆肥化

沼氣化
       在一定的溫度、濕度和酸堿度的厭氧條件下，固體廢物中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)成分經(jīng)沼氣細(xì)菌的發(fā)酵作用產(chǎn)生一種可燃?xì)怏w—沼氣的過程。沼氣的主要成分是甲烷（60~70%）和二氧化碳（30~40%），其次為一氧化碳和硫化氫等氣體。
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
C.
廢渣利用
         對(duì)于礦山的廢石、尾礦，冶金、化工、電力等工業(yè)的廢渣處理，最積極的措施時(shí)變廢為寶綜合利用。由于工礦企業(yè)的固體廢物種類繁多，成分復(fù)雜，所以涉及的綜合利用技術(shù)也不勝枚舉，在此只對(duì)礦業(yè)和工業(yè)廢渣利用做簡(jiǎn)單介紹。
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
C.
廢渣利用
廢物名稱	主要用途
重金屬尾礦	制作磚瓦和回填礦坑
輕金屬尾礦和廢石	制作建筑材料和水泥
多種金屬共生礦的廢石和尾礦	回收有價(jià)值的金屬
SO2大于70%的尾礦	作加氣混凝土的配料
無毒無害廢石和尾礦	鋪路、填坑造地、建筑骨料
大部份廢石和尾礦	作礦層回填材料
煤矸石	燃料、建筑材料和化工原料
礦業(yè)廢渣的主要用途
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
C.
廢渣利用
工業(yè)廢渣的主要用途
名  稱	主要用途
高爐渣	生產(chǎn)建筑材料，如砌塊、礦渣水泥、礦渣棉和保溫材料，經(jīng)水淬后生產(chǎn)硅鈣粉，作為肥料
鋼渣	制造礦渣水泥和碎石，作筑路材料和防火材料，生產(chǎn)微晶玻璃及礦渣磷肥
鉻鐵渣	生產(chǎn)耐熱膠凝材料，制造水泥、肥料、鑄石等
有色金屬渣	做水泥、磚瓦、砌塊、礦渣棉
粉煤灰	做筑路材料、肥料、隔音磚、屋面材料，回收稀有金屬鉬、鍺、鈧等
廢石膏	做建筑材料
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
D.
廢物交換
        我們知道，往往某一企業(yè)的固體廢物，可能是另一企業(yè)的原料，如能建立廢物交換系統(tǒng)，借助現(xiàn)代發(fā)達(dá)的信息網(wǎng)絡(luò)，便可有計(jì)劃迅速地將一些工業(yè)廢物轉(zhuǎn)到其它領(lǐng)域作為原料使用。這樣做既可節(jié)約原材料和能源，又可減少?gòu)U物的處置量。
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
3.3 無害化
        無論多么先進(jìn)的技術(shù)，總不可避免產(chǎn)生一些無法利用和處理的固體廢物。這些固體廢物是多種污染物的終態(tài)，將長(zhǎng)期存在與環(huán)境中，為了控制其對(duì)環(huán)境的污染，必須進(jìn)行最終處置，也即為其找到一最大限度地與生物圈隔離的歸宿。這就是固體廢物的無害化處置技術(shù)。
3. 固體廢棄物污染的防治
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無害化技術(shù)

無害化處置方法
海洋處置

遠(yuǎn)洋焚燒
深海投擲

陸地處置

衛(wèi)生填埋
安全填埋
深井灌注
定義：衛(wèi)生填埋是利用工程手段將垃圾填埋在地下，同時(shí)采取有效技術(shù)措施，防止?jié)B濾液及有害氣體對(duì)水體和大氣的污染，并將垃圾壓實(shí)減容至最小。
– 優(yōu)點(diǎn)：土地利用率高；蚊、蠅、鼠無法生存，避免疾病傳播；可防止對(duì)外界的污染；填埋結(jié)束后土地仍可以在利用。
– 缺點(diǎn)：需要占用大量土地；垃圾滲濾液可能危害地下水；需要長(zhǎng)期實(shí)施監(jiān)控和維護(hù)；長(zhǎng)途運(yùn)輸費(fèi)用高。
3. 固體廢棄物污染的防治
衛(wèi)生填埋
        衛(wèi)生填埋是一種防止二次污染的填埋方法，由于填埋過程是一層垃圾一層土交替進(jìn)行，又稱夾層填埋法。
         從橫斷面看，垃圾和砂土交互掩埋，既可以防止垃圾的飛散和降雨時(shí)的流失，又可以防止蚊蠅等還從的孽生，以及臭氣火災(zāi)的發(fā)生，因而稱為衛(wèi)生填埋法。
3. 固體廢棄物污染的防治
衛(wèi)生填埋
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
衛(wèi)生填埋
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
填埋前
3. 固體廢棄物污染的防治
2022/12/25
填埋后
          深井灌注是把液態(tài)危險(xiǎn)廢物灌入一個(gè)深層的、垂直成層的、多孔的、水層鹽度高的巖層中的一種處理方法。
– 是美國(guó)境內(nèi)一種最常見的危險(xiǎn)廢物處置方法。
– 同其它處理技術(shù)相比，具有污染風(fēng)險(xiǎn)小、處理
   成本低的特點(diǎn)，可以作為工業(yè)、城市處理、儲(chǔ)存液體污染物的手段。
– 但是，由于該項(xiàng)技術(shù)并不能完全避免污染風(fēng)  險(xiǎn)，仍需加強(qiáng)和完善相關(guān)的立法。
3. 固體廢棄物污染的防治
深井灌注
3. 固體廢棄物污染的防治
典型深井灌注圖
4 礦業(yè)固體廢物的資源化
    目前，我國(guó)有95%以上的能源、80%以上的工業(yè)原料、70%以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料等都來自礦產(chǎn)資源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年排出的礦業(yè)固體廢物在100億ｔ以上。
 礦業(yè)固體廢物的組成
 礦業(yè)固體廢物的性質(zhì)
 尾礦的資源化
 廢石的資源化
4.1 礦業(yè)固體廢物的組成
        礦石開采過程中，需剝離圍巖，掘進(jìn)巷道，排出廢石；采得的礦石需經(jīng)選礦，提高品位，排出尾礦。礦業(yè)固體廢物系采選作業(yè)過程中產(chǎn)生的廢石和尾礦的總稱。
        礦物組成：自然元素、硫化物及其類似化合物、含氧鹽礦物、氧化物和氫氧化物、鹵化物等。
        量大面廣的為含氧鹽礦物、氧化物和氫氧化物、硫化物及其類似化合物。它們是決定利用途徑的物質(zhì)基礎(chǔ)。
一、含氧鹽礦物
    含氧鹽礦物占已知礦物總數(shù)的2/3左右，在地殼里的分布極為廣泛。 
   （1）硅酸鹽礦物：硅酸鹽是組成巖石的最主要成分，已知硅酸鹽礦物約800種之多，約占礦物總數(shù)的1/4，占地殼總重量的80%。 
   （2）碳酸鹽礦物：碳酸鹽礦物在自然界中分布較廣，已知礦物約80種之多，占地殼總重量的1.7%。其中以Ca、Mg碳酸鹽礦物最多，其次為Fe、Mn等碳酸鹽礦物。
   （4）其他含氧鹽礦物：其他含氧鹽礦物較常見的有磷酸鹽、鎢酸鹽和鉬酸鹽，其他不常見的有硼酸鹽、砷酸鹽、釩酸鹽、硝酸鹽礦物等。  
   （3）硫酸鹽礦物： 硫酸鹽礦物在自然界中產(chǎn)出約有260種之多，但僅占地殼總重量的0.1%。其中常見和具工業(yè)意義的礦物不多，主要礦物有石膏、重晶石。 
二、氧化物和氫氧化物礦物
        氧化物和氫氧化物是地殼的重要組成礦物，它們的化合物有200種左右，約為地殼總重量的17%，其中SiO2(石英、石髓、蛋白石)分布最廣，約占12.6%，F(xiàn)e的氧化物和氫氧化物占3.9%，其次是Al、Mn、Ti、Cr的氧化物或氫氧化物。
        本類礦物是工業(yè)上金屬礦產(chǎn)的主要來源。
三、硫化物及其類似化合物礦物
    主要為金屬硫化物，亦包括金屬與硒、碲、砷、銻等的化合物。總數(shù)約350種左右，按重量約占地殼總重量的0.15%，其中以鐵的硫化物為主，有色金屬銅、鉛、鋅、銻、汞、鎳、鈷等也以硫化物為主要來源，故工業(yè)上具有重大意義。 
4.2礦業(yè)固體廢物的性質(zhì)
   包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)
表面性質(zhì)：白度、亮度、疏水性等。
4.2.1物理性質(zhì)
光學(xué)性質(zhì)：礦物對(duì)光線的吸收、折射和反射所表現(xiàn)的各種性質(zhì)。
力學(xué)性質(zhì)：廢物在外力作用下所表現(xiàn)的物理機(jī)械性能 。
磁學(xué)性質(zhì)：礦物的磁性是指礦物被永久磁鐵和電磁鐵吸引，或礦物本身能夠吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)。 
電學(xué)性質(zhì)：礦物導(dǎo)電的能力及在外界能量作用下發(fā)生帶電的現(xiàn)象。 
    對(duì)于透明礦物來說，所有透過光波的顏色就是該礦物的顏色（如自然硫，由于它較多地吸收了透射光中的紫、藍(lán)、綠、橙、紅色光波而透過較多的黃色光波而成黃色）。
    對(duì)于不透明礦物來說，它的顏色主要決定于其表面反射光波的顏色（如黃鐵礦表面反射出來的是以黃光為主，所以呈現(xiàn)黃色）

一、光學(xué)性質(zhì)：包括顏色、光澤、透明度等
  （1）顏色 
  它是礦物對(duì)不同波長(zhǎng)的光波吸收和反射的結(jié)果。
  如果對(duì)各種波長(zhǎng)的光波普遍而又平均地吸收，則隨吸收程度的不同而呈黑色（幾乎全部吸收）、灰、白色。
  如果只吸收某些色光，則呈現(xiàn)出反射光的混合色。
備注：對(duì)于透明礦物來說，所有透過光波的顏色就是該礦物的顏色（如自然硫，可以認(rèn)為由于它較多地吸收了透射光中的紫、藍(lán)、綠、橙、紅色光波而透過較多的黃色光波而成黃色）；對(duì)于不透明礦物來說，它的顏色主要決定于其表面反射光波的顏色（如黃鐵礦表面反射出來的是以黃光為主，所以呈現(xiàn)黃色）；白色方解石、自然銀等分別表現(xiàn)為對(duì)透射光波、反射光波普遍而均勻的吸收、反射而呈現(xiàn)出白色。因此，在不同的光源下，礦物呈現(xiàn)的顏色可有不同。

一、光學(xué)性質(zhì)：包括顏色、光澤、透明度等
  （1）顏色 
  顏色的命名：
  雙重命名法：如黃綠、褐紅等。
  比較法：如深紅、淺綠、淡黃等。
  比擬法：如乳白、鐵黑、櫻桃紅、橄欖綠、天藍(lán)色等。
  比色法：紫色-紫水晶、銅紅色-自然銅、藍(lán)色-藍(lán)銅礦、鐵黑色-磁鐵礦、綠色-孔雀石、黃銅色-黃銅礦、黃色-雌黃、鉛灰色-方鉛礦、金黃色-自然金、橙色-雄黃、  鋼灰色-黝銅礦、紅色-辰砂。
備注：對(duì)于透明礦物來說，所有透過光波的顏色就是該礦物的顏色（如自然硫，可以認(rèn)為由于它較多地吸收了透射光中的紫、藍(lán)、綠、橙、紅色光波而透過較多的黃色光波而成黃色）；對(duì)于不透明礦物來說，它的顏色主要決定于其表面反射光波的顏色（如黃鐵礦表面反射出來的是以黃光為主，所以呈現(xiàn)黃色）；白色方解石、自然銀等分別表現(xiàn)為對(duì)透射光波、反射光波普遍而均勻的吸收、反射而呈現(xiàn)出白色。因此，在不同的光源下，礦物呈現(xiàn)的顏色可有不同。

（2）光澤
    礦物表面對(duì)于投射光線的反射能力稱為光澤。反射能力的強(qiáng)弱也就是光澤的強(qiáng)弱，可用反射率R表示，計(jì)算公式為：
    R越大，光澤越強(qiáng)。按R的大小，將光澤由弱至強(qiáng)分成四個(gè)等級(jí)： 
表4-1  光澤強(qiáng)弱的四個(gè)等級(jí)
R值，%	光澤特點(diǎn)	舉例
2～10	玻璃光澤，礦物表面象玻璃一樣反光清澈。	石英的晶面、螢石、石榴石等。
10～19	金剛光澤，象金剛石的反光一樣光輝燦爛。	錫石、閃鋅礦、金剛石等。
19～25	半金屬光澤，表面象久經(jīng)使用的金屬制品那樣的反光。	磁鐵礦、 黑鎢礦、赤鐵礦等。
25以上	金屬光澤，象新鮮金屬制品的反光一樣耀眼。	輝銻礦、輝銅礦、黃銅曠、自然金等。
     提取礦業(yè)固體廢物中的有價(jià)礦物，可借助于它與脈石礦物光澤、顏色的差異進(jìn)行光電分選。
 （3）透明度：礦物透光的能力
  自然界絕對(duì)不透明的礦物、絕對(duì)透明的礦物都是不存在的。透明度是一個(gè)相對(duì)的概念。
  礦物透明與不透明的區(qū)分界限，是指礦物磨至0.03mm標(biāo)準(zhǔn)厚度時(shí)的透光程度而言。
  一般將礦物分為：①透明礦物，絕大部分光線能通過，能完全或基本上透見另一物體。如無色水晶、冰洲石、云母等。②半透明礦物，能透過小部分光線，只能模糊透見另一物體，如辰砂、閃鋅礦等。③不透明礦物，光幾乎完全不能通過，如石墨、磁鐵礦等。
  透明度是鑒定礦業(yè)固體廢物能否作為光學(xué)材料使用的特征之一，也是能否作為填料使用的特征之一。如石英、CaCO3常作為無色透明的填料使用。
二、力學(xué)性質(zhì)：硬度、韌性、比重等性能。
   （1）硬度
    指廢物抵抗某種外來機(jī)械作用的能力，可借助測(cè)定礦物硬度的方法來測(cè)定。
    測(cè)定礦物硬度的方法很多，但在礦物學(xué)中一直沿用的是摩氏硬度計(jì)法，目前可用專門測(cè)硬度的儀器和顯微硬度計(jì)精確測(cè)定礦物的硬度。圖4-5所示為三種方法測(cè)定結(jié)果對(duì)比。
圖4-5  摩氏硬度、新摩氏硬度和顯微硬度等級(jí)的對(duì)比
        廢物硬度與廢物粉碎關(guān)系密切。廢物硬度不同，粉碎的難易程度、粉碎所需時(shí)間和設(shè)備不同。硬度越大，越難粉碎，粉碎時(shí)消耗的能量也越大。
       另外，硬度不同的廢物，其應(yīng)用價(jià)值不同。硬度大的廢物可作為磨料使用，硬度小的廢物可作為填料使用。
  （2）韌性  
  廢物受壓軋、錘擊、彎曲或拉引等力作用時(shí)所呈現(xiàn)的抵抗能力。包括：
  ①脆性：廢物容易被打碎或壓碎的性質(zhì)。大多數(shù)廢物具有脆性。
  ②撓性：廢物在外力作用下趨于彎曲而不發(fā)生折斷，除去外力后不能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。如片狀石膏、綠泥石、蛭石等礦物。
  ③彈性：外力作用下趨于變形，但外力解除后又恢復(fù)原狀的性質(zhì)。如云母、石棉等礦物。
  韌性對(duì)某些廢物原料進(jìn)行加工具有重要意義。韌性不同的礦業(yè)廢物，所采用的粉碎流程不同，所選用的粉碎設(shè)備也不同。
   （3）密度 
    礦物的比重是礦物在4℃時(shí)的重量與同體積的水的重量之比。密度在選擇資源化方法時(shí)具有重要指導(dǎo)意義。
    一般將礦物按密度分為三級(jí)：①輕密度礦物，密度在2.5以下的礦物；②中等密度礦物，密度在2.5～4之間的礦物；③重密度礦物，密度在4以上的礦物。
    在礦物學(xué)上測(cè)密度的方法很多，常見的有比重瓶法、重液法和體積計(jì)法三種。 
三、電學(xué)性質(zhì)：導(dǎo)電性及荷電性。
  （1）導(dǎo)電性  礦物對(duì)電流的傳導(dǎo)能力，可用礦物的導(dǎo)電率γ來表示。
導(dǎo)體礦物：γ=102Ω-1·cm-1以上的礦物，如自然金屬、大部分硫化物礦物。
非導(dǎo)體或絕緣體：γ≤10-12Ω-1·cm-1的礦物，如硅酸鹽、碳酸鹽類礦物。
半導(dǎo)體礦物：γ值介于前兩者之間的礦物，如部分硫化物及金屬氧化物類礦物。
        某些礦物的導(dǎo)電性有重要的實(shí)用意義，如金屬和石墨是電的良導(dǎo)體可作電極材料，云母是不良導(dǎo)體可作絕緣材料，而半導(dǎo)體則廣泛地被應(yīng)用在無線電工業(yè)中。
        在固體廢物資源化利用中，可根據(jù)廢物中礦物導(dǎo)電率的不同采用靜電分離法來分離提純有用礦物。
  （2）礦物的荷電性：在受外力作用，如摩擦、加熱、加壓影響下，發(fā)生帶電現(xiàn)象的性能。實(shí)質(zhì)是礦物中的熱能或機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的形式。
  凡具有荷電性的礦物，其導(dǎo)電性均很弱或者根本不具導(dǎo)電性。
  荷電性按所施外力不同，有以下幾種：
  ①摩擦電性：某些礦物與絲絹或毛皮摩擦?xí)r，呈現(xiàn)帶電現(xiàn)象。如自然硫、金剛石、琥珀(C10H16O4)等具有這種性質(zhì)。
  ②焦電性：某些礦物受熱時(shí)，在晶體的某些部位產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象，即熱能轉(zhuǎn)化為電能，如電氣石即具有這種性質(zhì)。   
    ③壓電性：某些礦物在壓力或張力影響下，因變形而呈現(xiàn)出電荷的性質(zhì)。
    在壓縮時(shí)發(fā)生正電荷的部位，在伸張時(shí)就發(fā)生負(fù)電荷，因此在機(jī)械的一壓一張的不斷作用下，就產(chǎn)生了一個(gè)交變電場(chǎng)，這種效應(yīng)稱為電壓效應(yīng)。反過來，具有壓電性的礦物晶體，又能借電能產(chǎn)生機(jī)械能。即把它放在一個(gè)交變電場(chǎng)中，會(huì)產(chǎn)生一伸一縮的機(jī)械振動(dòng)，這種效應(yīng)稱為電致伸縮。當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率和壓電性礦物本身機(jī)械振動(dòng)的頻率一定時(shí)，發(fā)生特別強(qiáng)烈的共振現(xiàn)象。
    壓電材料在電子工業(yè)中用作各種換能器，如超聲波發(fā)生器等。石英由于振動(dòng)頻率穩(wěn)定，質(zhì)地堅(jiān)硬和化學(xué)性穩(wěn)定，是最優(yōu)良的天然壓電材料。
四、磁性
    礦物的磁性是指礦物能被永久磁鐵或電磁鐵吸引或礦物本身能夠吸引鐵物體的性質(zhì)。
    自然界具有磁性的礦物極為普遍，但磁性顯著的礦物則不多。
    礦物磁性的強(qiáng)弱，可用比磁化系數(shù)表示，它表示1cm3的礦物在磁場(chǎng)強(qiáng)度為1 Oe的外磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的磁力。  
    比磁化系數(shù)越大，表示礦物被磁化的能力越強(qiáng)。在礦業(yè)固體廢物資源化中，常根據(jù)廢物中不同礦物的磁性差異進(jìn)行分離。
備注：奧斯特(Oe)

按比磁化系數(shù)的不同，礦物分成四類：
       （1）強(qiáng)磁性礦物
        比磁化系數(shù)大于3000×10-6 cm3/g，在弱磁場(chǎng)（900～1200Oe）就能與其他礦物分離，如磁鐵礦、磁黃鐵礦等。
      （2）中磁性礦物
        比磁化系數(shù)介于（600～3000）×10-6 cm3/g之間，在磁場(chǎng)強(qiáng)度2000～8000Oe才能與其他礦物分離，如鈦鐵礦、鉻鐵礦及含磁鐵礦的赤鐵礦等。  
   （3）弱磁性礦物
    比磁化系數(shù)介于（15～600）×10-6 cm3/g之間，在磁場(chǎng)強(qiáng)度10000Oe以上才能與其他礦物分離，如赤鐵礦、褐鐵礦、黑鎢礦、輝銅礦、菱鐵礦、黃鐵礦等。
   （4）非磁性礦物
    比磁化系數(shù)小于15×10-6 cm3/g的礦物，無法采用磁選分離法分離回收，如石英、方解石、長(zhǎng)石等。
    對(duì)于某些磁性弱的礦物，可通過適當(dāng)?shù)娜斯け簾鰪?qiáng)其磁性。如赤鐵礦、褐鐵礦的還原焙燒，反應(yīng)式為：
五、礦物的潤(rùn)濕性
   礦物表面能否被液滴所潤(rùn)濕的性質(zhì)，稱為潤(rùn)濕性。
    礦物的潤(rùn)濕性是浮選的理論基礎(chǔ)，是浮選上用來判別礦物可浮性好壞的標(biāo)志。
    易被水潤(rùn)濕的礦物稱為親水性礦物，如云母、石英、方解石等。不易被水潤(rùn)濕的礦物稱為疏水性礦物，如滑石、石墨、輝鉬礦、方鉛礦、黃銅礦等。
    礦物的潤(rùn)濕性主要由礦物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定。分子鍵礦物為疏水性，即難潤(rùn)濕的礦物。原子鍵礦物為親水性，即潤(rùn)濕性強(qiáng)的礦物。
    各種礦物由于潤(rùn)濕性的不同，在水介質(zhì)中可能上浮或下沉。
    一般地，難潤(rùn)濕的礦物（疏水性）易浮，如方鉛礦顆粒（比重7.4）在水中與氣泡相遇，礦粒表層的水層迅速破裂，礦粒與汽泡緊密結(jié)合而上升。
    潤(rùn)濕性強(qiáng)的礦物（親水性）難浮，如比重為2.65的石英顆粒，在水介質(zhì)中，石英表面與水緊密結(jié)合，空氣不能排除石英表面的水層，則石英顆粒不易附著在氣泡上，仍留于水中。
    因此，礦物在水介質(zhì)中是上浮還是下沉，起主導(dǎo)作用的是其潤(rùn)濕性，而不是比重。
 4.2.2 礦物化學(xué)性質(zhì)
        當(dāng)?shù)V物與空氣、水等接觸時(shí)，將發(fā)生不同的物理、化學(xué)變化，如氧化、水解及水化等。與固體廢物資源化有關(guān)的化學(xué)性質(zhì)主要包括礦物的可溶性、氧化性。
一、可溶性
    礦物中有價(jià)成分在不同溶劑中的溶出性能，是浸出提取有價(jià)元素的重要依據(jù)。
    如在常溫常壓下，硫酸鹽、碳酸鹽以及含有氫氧根和水的礦物易溶于水，大部分硫化物、氧化物及硅酸鹽類礦物難溶于水。  
二、氧化性
    礦物被氧化后，其成分、結(jié)構(gòu)及礦物表面性質(zhì)均會(huì)發(fā)生變化，對(duì)廢物的資源化利用具有較大影響。
    如硫化礦物的適當(dāng)氧化可促進(jìn)其浮選的進(jìn)行或酸處理的效果。 
    礦物氧化主要與礦物本身的性質(zhì)、環(huán)境中氧化劑的作用、礦物的共生組合特征等有關(guān)。
備注：廢物中礦物，在暴露或接近地表的條件下，由于空氣中水和氧的長(zhǎng)期作用，促使其中礦物發(fā)生變化，形成一系列金屬氧化物、氫氧化物以及含氧鹽等次生礦物。
 （1）礦物本身的性質(zhì)
  通常在金屬礦物中，那些缺氧的礦物最易受氧化，而多數(shù)金屬氧化物則很少受到影響，如石英具有抵抗氧化的能力。硫化物是最容易氧化的礦物，但不同金屬硫化物的氧化速度并不相同：
  含有低價(jià)離子的礦物比較容易受到氧化，如含低價(jià)鐵Fe2+離子的磁鐵礦Fe3O4易氧化成含高價(jià)鐵離子Fe3+的赤鐵礦Fe2O3，菱錳礦MnCO3氧化成硬錳礦mMnO·MnO2·nH2O等。
   （2）環(huán)境中氧化劑的作用：水、氧
    水本身具有偶極性和解離性，能使很多礦物溶解于其中。因此，水是礦物氧化中最活躍的因素。
    氧是礦物氧化中最強(qiáng)的氧化劑之一。氧的作用可使露天堆存的廢礦物中的低價(jià)離子變成高價(jià)離子，氧化后礦物的性質(zhì)也隨之改變，如硫化物的氧化：
   （3）礦物的共生組合特征
　　凡種類復(fù)雜的礦物共生或伴生，其氧化速度較快，反之則較慢。
    研究表明，當(dāng)方鉛礦、閃鋅礦、藍(lán)銅礦在有黃鐵礦存在時(shí)，其氧化速度要快8～20倍。若是單一的硫化物，則比較難氧化。
    當(dāng)溶液中（尤其是在堿性溶液中）存在著某些金屬陽(yáng)離子時(shí)，可以大大加快金屬硫化物的氧化速度。
    因此，在提取金屬硫化物時(shí)，必須注意這些礦物的共生、伴生特點(diǎn)以及某些金屬陽(yáng)離子的存在對(duì)礦石氧化的影響。 
4.3尾礦的資源化
一、尾礦中有價(jià)組分的提取   
    許多尾礦中含有具回收利用價(jià)值的有價(jià)組分，其品位常常大于相應(yīng)的原生礦品位，充分利用分選技術(shù)回收這些有價(jià)金屬對(duì)充分利用資源、延緩礦產(chǎn)資源的枯竭具有重要意義。 
（1）銅尾礦
   美國(guó)奧蓋奧選礦廠尾礦平均含Cu0.42%，主要有用礦物為黃銅礦、輝銅礦和黃鐵礦。 
銅尾礦
篩分
沉淀銅
二次尾礦
碎鐵
硫酸
浸出
篩分
磁選
浮選
二次尾礦
銅精礦
碎鐵
黃藥、甲基戊醇
圖4-6  銅尾礦回收銅的工藝流程 
備注：篩分：去粗防堵
浮選藥劑
鉛鋅浮選尾礦
混合浮選
絹云母初選
Cu、Pb、Zn硫化礦
抑制劑、捕收劑
絹云母精選
絹云母
石英
石英
圖4-11  鉛鋅尾礦浮選提取絹云母工藝流程 
（2）鉛鋅尾礦中有價(jià)組分的提取 
    銀山鉛鋅尾礦中SiO2、Al2O3、K2O占總成分的80%以上。主要礦物為石英和絹云母，其中石英含量為51～54%，絹云母含量為29～34%。且大部分絹云母呈單體形狀，粒度較細(xì)。 
絹云母：造紙、保溫絕緣材料、建筑陶瓷及磨擦材料等的原料，超細(xì)絹云母還廣泛應(yīng)用于油漆、橡膠、防水材料、醫(yī)藥、化妝品、顏料等。
備注：石英絹云母浮選性能接近，故而采用初選、精選兩道浮選工序，初選加抑制劑抑制石英，加捕收劑浮選絹云母，精選進(jìn)一步對(duì)絹云母進(jìn)行精選。
圖4-10  鉛鋅尾礦生物-硫脲聯(lián)合浸出回收Au、Ag工藝流程
貧液循環(huán)
鉛鋅浮選
尾礦
細(xì)菌
浸出
培養(yǎng)基、硫酸
細(xì)菌
固液
分離
pH2.3溶液
回收利用
硫脲
浸出
0.5M硫脲、過硫酸氫鉀pH1.3
殘?jiān)?
貴液
活性炭
吸附
解析
活性炭
電解提煉
Au、Ag
固液
分離
    新墨西哥圣馬茍爾地區(qū)佩克斯選廠鉛鋅硫化礦浮選尾礦
    尾礦主要元素的組成為：Au1.75g/t、Ag22.5g/t、Cu0.44%、Pb0.54%、Zn0.68%、Fe12.6%、S10.2%。 
備注：我國(guó)的許多金礦的入選品位為2克/噸左右
細(xì)菌間接浸出： 
硫脲浸出： 
Au回收率92%，Ag回收率78% 
細(xì)菌直接浸出： 
備注：我國(guó)的許多金礦的入選品位為2克/噸左右
（3）蛇紋石尾礦制備MgO
    蛇紋石尾礦組成復(fù)雜，主要含有MgO、SiO2、CaO等成分，還含有Fe、Al、Ni、Cr、Co等氧化物，其中含MgO33%以上。 
氧化鎂產(chǎn)品
15%工業(yè)純堿
蛇紋石
尾礦
酸浸
過濾
濾液除雜
31%工業(yè)鹽酸
過濾
SiO2沉淀
制取水玻璃
Fe、Al、Ni、Cr、
Co等氫氧化物沉淀
堿式碳酸鎂
制備
15%工業(yè)純堿
過濾
堿式碳酸鎂
濾液
回收
750℃煅燒
化工產(chǎn)品－水硫酸鎂、七水硫酸鎂
耐火材料－制作煉鋼鎂球爐底料的主要原料
建筑方面－廣泛應(yīng)用于集裝箱、防火板、工藝美術(shù)、蔬菜大棚、墻體保溫板、活動(dòng)板、石棉瓦等制作。
二、尾礦生產(chǎn)建筑材料
    尾礦中含有的多種非金屬礦物，如硅石或石英、長(zhǎng)石及各類粘土或高嶺土、白云石或石灰石、蛇紋石等，都是較有價(jià)值的非金屬礦物資源，可代替天然原料作為生產(chǎn)建筑材料的原料。
（1）生產(chǎn)微晶玻璃     
    學(xué)名玻璃陶瓷，具有玻璃和陶瓷的雙重特性，比陶瓷的亮度高，比玻璃韌性強(qiáng)。
    微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)於天然石材和陶瓷，可用於建筑幕墻及室內(nèi)高檔裝飾，還可做機(jī)械上的結(jié)構(gòu)材料，電子、電工上的絕緣材料，大規(guī)模集成電路的底板材料、微波爐耐熱器皿、化工與防腐材料和礦山耐磨材料等等。
（1）生產(chǎn)微晶玻璃     
（1）生產(chǎn)微晶玻璃     
尾礦中含有制作微晶玻璃的大多數(shù)組分，而且其含量也與微晶玻璃的原料組成相接近。
一般無須添加成核劑。
生產(chǎn)工藝包括：燒結(jié)工藝和熔融工藝。 
生產(chǎn)原料
普通玻璃原料：SiO2,其次是Na2O、K2O、CaO、MgO和A12O3等。
成核劑：比較理想的成核劑有TiO2、Cr2O3、P2O5、ZrO2等。

尾礦
粉碎
配料
熔融
水淬
晶化
磨光
切割
微晶
玻璃

燒結(jié)工藝：
熔融工藝：
尾礦
配料
熔融
成型
退火
晶化
磨光
切割
微晶
玻璃

（2）生產(chǎn)硅酸鹽水泥
作用
礦化劑：利用尾礦含鐵量高的特點(diǎn)代替水泥配方中的鐵粉。一般用量<5%，消耗尾礦的量不大。
代替水泥原料：用量大，但一般尾礦成分不會(huì)完全符合水泥配方要求，往往需要另外配入一些成分才能符合水泥的要求。

尾礦
生料
磨制
回轉(zhuǎn)
窯煅燒
石灰石
鐵粉等
生料
熟料
廢氣
磨細(xì)
石膏
硅酸鹽水泥
圖4-18  尾礦燒制水泥工藝流程 
備注：鐵礦粉：使物料生成最低共熔物，降低熔點(diǎn)

（3）生產(chǎn)免燒磚
　　免燒磚作為一種新型建筑材料，是由膠凝材料與含硅、鋁原料按一定顆粒級(jí)配均勻摻合，壓制成型，并進(jìn)行蒸壓或蒸養(yǎng)而成的一種以水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化硅鋁酸鈣等多種水化產(chǎn)物為一體的建筑制品。 
生石灰
鄂式
破碎
管磨
尾礦
攪拌
成型
高壓
養(yǎng)護(hù)
蒸壓
尾礦磚
輪碾
 圖4-19  北京鐵礦蒸壓硅酸鹽尾礦磚生產(chǎn)工藝流程。 
12:88
5%水
8個(gè)大氣壓，
150~200oC
（4）生產(chǎn)燒結(jié)磚 
鎢尾礦
燒結(jié)磚
細(xì)磨
篩分
磨料
配料
篩分
混煉
壓坯
成型
烘干
燒成
稀土
尾礦

細(xì)磨
篩分
圖4-22  贛南地區(qū)利用尾礦生產(chǎn)燒結(jié)磚工藝流程 
   以尾礦為原料，用塑性成型或半干壓成型生產(chǎn)燒結(jié)磚。
65~70%
30~35%
1100~1130℃ 
（5）生產(chǎn)加氣混凝土
水
攪拌
靜置
澆注
成型
出釜
拆模
切割
尾礦、礦渣

混合
磨細(xì)
加氣混凝土
水泥、鋁粉、可溶油、
水玻璃、堿液

蒸壓
養(yǎng)護(hù)
圖4-23  大孤山鐵礦尾礦生產(chǎn)蒸壓加氣混凝土工藝流程 
    一種輕質(zhì)多孔建筑材料，具有容重輕、保溫效能高、吸音好和可加工等優(yōu)點(diǎn)。 
備注：尾礦、礦渣、水泥為主要原料
鋁粉為發(fā)氣劑
可溶油為氣泡穩(wěn)定劑
堿液（碳酸鈉）、菱苦土、水玻璃為調(diào)節(jié)劑
廢料漿（石油瀝青、苯酚、甲醛等）、堿液、水泥為鋼筋及鋼筋防腐涂料。
（6）生產(chǎn)耐火材料
    耐火度在1580oC以上、具有一定的高溫力學(xué)性能、良好的體積穩(wěn)定性的無機(jī)非金屬材料，主要用于熱工設(shè)備中抵抗高溫作用，用作高溫容器或部件等。 
烘干
加水
攪拌
焙燒
尾礦、焦寶石、粘土

混合
耐火材料
成型
圖4-24  江蘇某瓷土礦利用尾礦生產(chǎn)耐火材料工藝流程 
<10%
倒焰窯，1300~1400oC，4h
備注：焦寶石是多種含鋁硅酸鹽的混合物。主要化學(xué)成分是Al2O3和SiO2兩種氧化物，雜質(zhì)主要為堿、堿土和鐵、鈦等的氧化物，以及一些有機(jī)物。
耐火材料一般是指耐火度在1580oC以上的無機(jī)非金屬材料。
包括天然礦石及按照一定的目的要求經(jīng)過一定的工藝制成的各種產(chǎn)品，具有一定的高溫力學(xué)性能、良好的體積穩(wěn)定性，是各種高溫設(shè)備必需的材料。
耐火材料種類：1、酸性耐火材料通常指SiO2含量大于93%的耐火材料，它的主要特點(diǎn)是在高溫下能抵抗酸性渣的侵蝕，但易于與堿性熔渣起反應(yīng)。 2、堿性耐火材料一般是指以氧化鎂或氧化鎂和氧化鈣為主要成分的耐火材料。這類耐火材料的耐火度都較高，抵抗堿性渣的能力強(qiáng)。3、硅酸鋁質(zhì)耐火材料是指以SiO2-Al2O3為主要成分的耐火材料，按其Al2O3含量的多少可以分為半硅質(zhì)（Al2O3 15~30%）,粘土質(zhì)（Al2O3 30~48%），高鋁質(zhì)（Al2O3大于48%）三類。4、熔鑄耐火材料是指用一定方法將配合料高溫熔化后，澆注成的具有一定形狀的耐火制品。5、中性耐火材料是指高溫下與酸性或堿性熔渣都不易起明顯反應(yīng)的耐火材料，如炭質(zhì)耐火材料和鉻質(zhì)耐火材料。有的將高鋁質(zhì)耐火材料也歸于此類。 6、特種耐火材料是在傳統(tǒng)的陶瓷和一般耐火材料的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型無機(jī)非金屬材料。7、不定形耐火材料是由耐火骨料和粉料、結(jié)合劑或另?yè)酵饧觿┮欢ū壤M成的混合料，能直接使用或加適當(dāng)?shù)囊后w調(diào)配后使用。不定型耐火材料是一種不經(jīng)煅燒的新型耐火材料，其耐火度不低于1580℃. 
（7）生產(chǎn)陶粒
一種輕質(zhì)、堅(jiān)硬、具有明顯蜂窩狀的人造輕質(zhì)骨料。

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作為工業(yè)保溫材料或?yàn)V料，廣泛用于城市屋頂花園和車庫(kù)頂?shù)呐潘畬樱苡行p輕樓面荷載。
利用陶粒對(duì)水及養(yǎng)料的吸放性能，用于土壤改良、蔬果栽培、園林綠化和無土栽培中，可以起到保水、透氣、保肥，長(zhǎng)久保持土壤疏松、防止泥土板結(jié)及疏水性良好等效果。
替代石子等天然骨料，配制輕質(zhì)混凝土用于土建工程的承重或非承重構(gòu)件；
備注：陶粒（粒徑≤5mm的稱之為陶砂），是以粘土、頁(yè)巖、粉煤灰等為原料，經(jīng)加工、焙燒而制成的一種輕質(zhì)、堅(jiān)硬、具有明顯蜂窩狀的人造輕質(zhì)骨料。既可以替代石子等天然骨料，配制輕質(zhì)混凝土用于土建工程的承重或非承重構(gòu)件，又可以作為工業(yè)保溫材料或?yàn)V料。廣泛用于城市屋頂花園和車庫(kù)頂?shù)呐潘畬樱苡行p輕樓面荷載。同時(shí)利用陶粒對(duì)水及養(yǎng)料的吸放性能，用于土壤改良、蔬果栽培、園林綠化和無土栽培中，可以起到保水、透氣、保肥，長(zhǎng)久保持土壤疏松、防止泥土板結(jié)及疏水性良好等效果。 粒徑：≤5mm，5-10mm，10-20mm；容重有多個(gè)級(jí)別 特點(diǎn)：輕質(zhì)、堅(jiān)硬、蜂窩狀、保溫、耐火、耐久。 用途：屋頂或車庫(kù)頂優(yōu)質(zhì)排水層，減輕樓面荷載，無土栽培，土壤改良，大樹移植、栽培，排水管道。

（7）生產(chǎn)陶粒
干燥
配料混合
焙燒
干尾礦

磨細(xì)
陶粒
成球
泥質(zhì)矸石

水

自然冷卻
圖4-25  沈陽(yáng)有關(guān)單位利用鐵尾礦生產(chǎn)陶粒工藝流程 
1050~1250oC
備注：陶粒（粒徑≤5mm的稱之為陶砂），是以粘土、頁(yè)巖、粉煤灰等為原料，經(jīng)加工、焙燒而制成的一種輕質(zhì)、堅(jiān)硬、具有明顯蜂窩狀的人造輕質(zhì)骨料。既可以替代石子等天然骨料，配制輕質(zhì)混凝土用于土建工程的承重或非承重構(gòu)件，又可以作為工業(yè)保溫材料或?yàn)V料。廣泛用于城市屋頂花園和車庫(kù)頂?shù)呐潘畬樱苡行p輕樓面荷載。同時(shí)利用陶粒對(duì)水及養(yǎng)料的吸放性能，用于土壤改良、蔬果栽培、園林綠化和無土栽培中，可以起到保水、透氣、保肥，長(zhǎng)久保持土壤疏松、防止泥土板結(jié)及疏水性良好等效果。 粒徑：≤5mm，5-10mm，10-20mm；容重有多個(gè)級(jí)別 特點(diǎn)：輕質(zhì)、堅(jiān)硬、蜂窩狀、保溫、耐火、耐久。 用途：屋頂或車庫(kù)頂優(yōu)質(zhì)排水層，減輕樓面荷載，無土栽培，土壤改良，大樹移植、栽培，排水管道。

三、尾礦用作井下充填材料
  ?尾礦代替細(xì)砂、碎石等作為井下充填材料使用。
  ?充填的目的
 進(jìn)行地壓管理
 杜絕內(nèi)因火災(zāi)
 為回采礦柱創(chuàng)造了條件
 為深部、水下開采創(chuàng)造條件。
  ?適用對(duì)象
    地表無處建尾礦庫(kù)、尾礦庫(kù)庫(kù)容不足或即將到期的礦山，以及新建和充填料來源困難的礦山。
  ?要求：尾砂中不安定因素少，如金屬硫化礦等。
        如我國(guó)湘潭錳礦，礦體的直接頂板為葉片狀黑色頁(yè)巖，崩落后在有水和空氣的條件下，經(jīng)30～50天后發(fā)生自燃。采用充填法后，杜絕了內(nèi)因火災(zāi)。
備注：充填的目的
（一）進(jìn)行地壓管理
      利用形成的充填體進(jìn)行地壓管理，用以控制圍巖崩落和地表下沉，并為回采工作面創(chuàng)造方便條件和安全條件，保護(hù)地表建筑物，緩和大面積地壓活動(dòng)，恢復(fù)安全生產(chǎn)。
（二）杜絕內(nèi)因火災(zāi)
    有些礦山用這種方法來預(yù)防有自燃性的礦床（內(nèi)因火災(zāi)或其他災(zāi)害）。
    [參考]如我國(guó)湘潭錳礦，礦體的直接頂板為葉片狀黑色頁(yè)巖，崩落后在有水和空氣的條件下，經(jīng)30～50天后發(fā)生自燃。采用充填法后，杜絕了內(nèi)因火災(zāi)。
（三）為回采礦柱創(chuàng)造了條件
    礦房采完以后空?qǐng)瞿芊窦皶r(shí)進(jìn)行充填，將直接導(dǎo)致礦柱能否進(jìn)行回采，由此將直接影響礦山三級(jí)礦量的平衡和均衡生產(chǎn)。如我國(guó)凡口鉛鋅礦，用水平分層充填法回采了兩側(cè)均為水泥尾砂、膠結(jié)充填體的礦柱。）
（四）為深部、水下開采創(chuàng)造條件。
    用于深部開采，水下采礦以及預(yù)防沖擊性地壓。

三、尾礦用作井下充填材料
  （1）尾礦水力充填：尾礦漿通過分級(jí)脫泥，用管道輸送到井下充填工作面，脫水后形成松散的、但相當(dāng)密實(shí)的充填體的充填工藝。 
尾礦
水力
分級(jí)
管道
輸送
井下充填
工作面脫水
尾礦泥
水，排除
充填體
   圖4-27  尾礦的水力充填工藝流程
粒度95%以上大于0.030～0.037mm 
   （2）尾礦膠結(jié)充填
    尾礦水力充填工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單、輸送范圍廣、充填成本低，基建投資省。
    但建成的充填體是松散的，為了使松散的尾礦凝聚成具有一定強(qiáng)度的整體，常在尾礦水力充填料中加入適量的水泥或其他膠凝材料。 
三、尾礦用作井下充填材料
水泥
圖4-28  尾礦的膠結(jié)充填工藝流程 
尾礦
水力
分級(jí)
攪拌
混勻
自流
輸送
尾礦泥
井下
充填料
井下
充填體
四、尾礦生產(chǎn)化工產(chǎn)品
    國(guó)內(nèi)某硫鐵礦，在回收黃鐵礦后，其尾礦組成主要礦物為高嶺石，其次為迪開石及多水高嶺石，其中含有大量的鐵和鋁。
煅燒：脫水、活化、破壞結(jié)構(gòu)
700-850oC，2h
圖4-29  黃鐵礦尾礦生產(chǎn)鐵鋁混合凈水劑工藝流程
酸浸
硫鐵尾礦
煅燒
過濾
結(jié)晶
濃縮
濾液
熱解
聚合
烘干
濾餅
鐵鋁混合凈水劑
備注：煅燒：硫鐵尾礦粉碎至200目以下，烘干，置于馬弗爐在溫度700-850oC煅燒2小時(shí)，脫除其中的水分和有機(jī)雜質(zhì)，破壞高嶺土的結(jié)構(gòu)，使其活化。
酸浸：活化高嶺土與20~30%的鹽酸反應(yīng)，生成氯化鋁和氯化鐵。
迪開石是巖漿熱液蝕變礦物?；鹕絿姲l(fā)出大量熔漿和碎屑物，構(gòu)成巨厚的流汲巖和凝灰?guī)r，又往后期熱液蝕變形成迪開石。
4.4廢石的資源化
有機(jī)相
萃取
廢石
淋浸
電銅
反萃
酸性廢水
合格
浸出液
負(fù)載
有機(jī)相
萃余相
硫酸
反萃液
CuSO4
電積
圖4-30  德興銅礦利用酸性廢水浸出廢石中的銅工藝流程圖 
一、提取有價(jià)成分    
    江西德興銅礦是我國(guó)最大的露采斑巖銅礦，剝采的含銅0.3%以下的廢石和表土堆存在廢石場(chǎng)中。由于廢石中含有硫化銅、黃鐵礦和多種金屬硫化物，在氧、雨水和鐵硫桿菌作用下，產(chǎn)生出Cu、Fe、S、Al等離子的酸性水，造成水體的污染。
二、廢石生產(chǎn)建筑材料 
細(xì)泥,至沉淀壩
篩上粗粒
篩下細(xì)粒
碎石
圖4-31 凡口鉛鋅礦利用廢石加工井下膠結(jié)充填骨料工藝流程 
廢石
粗碎
充填材料
篩分
中碎
篩分
棒磨
篩分
廢石
鄂式
破碎機(jī)
充填材料
振動(dòng)篩
攪拌
儲(chǔ)料倉(cāng)
篩上物
復(fù)合
破碎機(jī)
圖4-32  紅透山銅礦的井下廢石破碎充填系統(tǒng) 
三、廢石生產(chǎn)硅酸鹽水泥 
廢石、鐵礦石、重晶石尾礦
配料
硅酸鹽水泥
生料
磨制
煅燒
水泥
磨制
石膏
圖4-33    廢石生產(chǎn)工藝水泥工藝流程 
CaO品位相對(duì)低、SiO2含量相對(duì)較高的低品質(zhì)石灰石

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