目前,我国铁矿石和有色金属和稀有金属矿山每年生产约30亿吨废石,累计堆积600多亿吨。非金属矿山(煤矿除外)每年生产约10亿吨废石,累计堆积超过100亿吨。我国非煤矿山每年生产40亿吨废石,累计堆积700多亿吨。
如果货运列车上装满了700亿吨废石,首尾连接可以绕地球200圈。这些废石堆的库存在哪里?为此,促进矿山废石和尾矿资源的综合利用既紧迫又重要!固体废物是放错位置的资源。善用尾矿,把废物变成宝藏,石英砂尾矿也不例外。
石英砂尾矿含有石英矿选后的尾砂、废渣、废泥和尾砂。石英尾砂的化学成分主要是二氧化硅,杂质主要是长石、粘土、云母、铁矿物等。只要合理开发科学利用,就能消除污染,变废为宝。
生产水泥
石英尾砂的化学成分满足水泥成分的要求,碱含量低,可作为硅替代原料;从物理性能来看,虽然石英尾矿的易磨性很差,但其细度接近原料的细度,经过适当的研磨,可以完全满足细度要求。
生产烧结砖
传统的烧结砖不仅破坏了耕地,而且污染了环境。宋杰光、郝成伟长期研究石英尾砂的特点,确定了石英尾砂的添加比例,生产出高性能、高抗压强度的烧结砖。
陶瓷、陶瓷釉料的生产。
韩复兴可以用石英废砂、紫木节、粘土等生产卫生陶瓷,有效降低了卫生陶瓷的生产成本。用高岭土、瓷石、石英尾砂粉、长石、矿化剂、色料等配料烧制色泥瓷和色釉瓷。产品性能优良,使用卫生,装饰效果独特,色彩鲜艳,釉面无铅、镉溶解。
生产微晶玻璃。
微晶玻璃具有加工方便、强度高、耐腐蚀、电导率低等优点。微晶玻璃的制造一般以各种工业废渣为原料。根据化学成分分析,石英尾矿是制造微晶玻璃的理想原料。
石英砂用于生产特殊砂浆。
曾伟利用石英砂磁选尾砂和细尾砂等级生产石英砂。
改性或超细后作为填料。
廖景发等石英尾矿采用钛酸酯偶联剂进行表面改性。改性后的石英尾砂具有优异的防水、耐高温等性能,可作为常用塑料填料。余志伟经过研磨、除杂等工艺处理的石英尾砂可作为电工专用填料。超细石英尾砂产品纯度与硅粉产品相似,白度提高近12%。可用作精细陶瓷、优质微孔硅酸钙、绝缘材料和橡胶、塑料、油漆、油漆等填料。
制备高端新型节能环保墙体材料。
硅酸钙板是绿色建筑的优良材料,可广泛应用于建筑内外墙保温装饰、天花板、客舱隔断、广告牌等领域。中材节能将石英砂尾矿变废为宝,建成高端硅酸钙板生产线。
制备功能介孔纳米SiO2材料。
高慧阳等以石英砂尾矿为原料制备功能介孔纳米SiO2材料。所得材料具有序性好、比表面积大、粒径小、吸附能力强、负载能力强、分散性好、反应活性高、合成成本低等优点。
制备泡沫陶瓷材料。
以石英砂尾矿为原料,制作的泡沫陶瓷闭孔率高,机械性能好,结构强度高。
生产硅微粉
赵翔采用脱泥磁选、球磨擦洗、酸浸处理、干燥、筛选工艺,从废弃的石英尾砂中纯化硅微粉。该产品可广泛应用于精细陶瓷、绝缘材料、微孔硅酸钙、橡木、塑料填料等行业。黄林勇使用石英尾砂制备了高纯球形石英砂和高纯球形石英粉。
制备高纯石英砂。
江苏凯达石英有限公司张勋等人采用混合酸和助浸剂代替传统的酸浸法,提高石英砂的浸出率,减少酸浸过程中酸的用量。经过该工艺处理的石英砂尾矿二氧化硅含量高达99.9%。靖州新球实业有限公司黄勇等人公开了石英砂尾矿的加工方法。石英砂尾矿二氧化硅含量高达99.9%以上,三氧化二铁含量低于22ppm,符合高纯石英砂标准。
其他用途
田中凯等粉石英矿,SiO2含量为99.47%,白度为56.4%。金属盐水解涂层后,白度可提高到81.7%,而不是白色颜料。
石英砂尾砂中的有用矿物回收利用。从石英砂尾矿中回收锆钛矿物,如邵伟华。
用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂,制备的灭火剂灭火效率高,适用范围广。
此外,石英尾砂还可用于生产人工大理石、彩色石英砂、泡化碱、白炭黑等产品。
近年来,随着废石和尾矿综合利用水平的提高,石英砂尾矿的应用越来越广泛。2021年4月,灌阳县签约37亿元石英深加工和尾矿综合利用项目,生产优质板石英砂、高端超白光伏轻质玻璃面板、高纯度超细硅粉、高端地砖、厨房面板、浴缸盆产品;南联环资从事石英砂等固体废物综合处理,拥有80项技术专利。2021年3月26日,南联环资控股子公司湖南南联环资科技有限公司50万吨/年石英砂固体废物处理项目启动,总投资1亿元,主要服务于玻璃、陶瓷、石油、铸造、涂料、烟花爆竹等行业。
小结
石英砂尾矿是一种应用广泛的矿产资源。只要合理开发科学利用,就能消除污染,变废为宝,拓宽矿产应用范围,提高矿产附加值。
参考资料:
石英砂尾矿RPC及其性能研究。
曹萌。沉淀白炭黑联产硫酸钾的工艺条件由石英尾砂制备。
石英尾矿尾砂综合利用研究综述王传虎等。
知识产权局、中国建材报、宜昌中材、南联环资等。
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石英砂用于2022(第二届)全国板材。
供需洽谈会
近年来,国内石英石板行业进入了快速发展时期,迅速取代了现有的花岗岩、不锈钢、实体面料,作为家居装饰市场的新橱柜面料。预计到2022年,全球石英石市场将达到115.41亿美元,中国约50.35亿美元,市场发展空间广阔。
石英砂作为人造石英石板材的主要原料,消耗量约占90%。按1.2亿平方米/年计算,国内石英石市场年消耗量约720万吨。近年来,优质石英砂资源越来越少,石英石板企业面临着原材料短缺的问题。拥有优质的原材料资源,已成为后疫情时代板企的核心竞争力之一。