铁尾矿砂的再生利用技术研究.doc

铁尾矿砂的再生利用技术研究摘要铁尾矿在现代建筑中应用较广，尤其针对我国此类大国而言，库存量较大，而且存在整体上升的趋势。当其数量不断的变大，其自身问题也不断暴露出来。以我国为例，目前而言尾矿的利用效率较低，一旦进入到大规模生产模式，其很多问题便会完全暴露出来，产生对于环境的危害等。很大一部分问题集中在其自身堆放面积较大，将会占据土地资源，甚至会引发一些连锁反应。 为了真正的帮助我国实现绿色施工以及可持续发展的目标，铁尾矿砂的利用也应该发生自我转变，就当前的形式而言，其主要便应该进入到重复利用模式中，通过比较合理的综合利用，保证其可以实现最大化的利用途径。此次课题研究便是为了针对此项内容，主要针对的便是土木工程建造领域的应用方法，并且分析其是否可以通过改善生态环境缓解社会压力。在此次课题研究中，通过大量的文献内容分析，并且采取了调研模式，针对国内外的利用现状进行了分析总结，找到了其中存在的突出问题，并且针对此类问题形成了探讨，针对探讨提出了建议。在此次论文研究中，主要的内容便是为了提高我国的铁尾砂矿在土木建造中的再生利用效率，真正的帮助我国当代土木工程建立良好的发展途径。关键词：铁尾矿砂；土木工程；再生利用abstractIron tailings in the modern construction of a wide range, especially for such a hit in China, a large inventory, and there is an overall upward trend. When the number of its growing, its own problems have been exposed. In our country, for example, at present, the tailings utilization efficiency is low, once entered into the large-scale production mode, many problems will be completely exposed, resulting in harm to the environment and so on. A large part of the problem focused on their own stacking area is larger, will occupy land resources, and even lead to a number of chain reactions.In order to really help the realization of Chinas green construction and sustainable development, utilization of iron ore tailings should also self change, in terms of the current form, they should enter into the main recycling mode, through the comprehensive utilization of reasonable, ensure its to achieve maximum utilization. The topic of this research is to address this content, mainly for the civil engineering construction field of application methods, and to analyze whether it can improve the ecological environment to ease social pressure. In this paper, through the analysis of a large number of literature, and adopted a research model, based on the status of using at home and abroad were analyzed and summarized, find the prominent problems, and to solve this problem form the discussion, put forward suggestions for discussion. In this paper, the main content is to improve Chinas iron tail placer use efficiency in civil regeneration construction, really help our contemporary civil engineering to establish a good way of development.Key words: iron ore; civil engineering; recycling1. 绪论41.1研究背景及研究意义45) 尾矿随意排放到江海湖或草原沙漠，导致环境污染；51.2国内外研究现状61.2.1国内研究现状61.2.2国外研究现状92.铁尾矿砂概述112.1铁尾矿砂112.2我国铁尾矿应用现状分析142.3铁尾矿应用存在的危害及当前应用存在的问题182.1.2铁尾矿的危害193.铁尾矿砂的土木工程利用可行性探讨223.铁尾矿砂的土木工程利用可行性探讨223.1 铁尾矿所包含的成分和具体性质分析223.1.1 试样分析223.1.2 对铁尾矿中的化学成分进行研究223.1.3 铁尾矿中所包含的矿物成分探讨233.2 探讨铁尾矿稳定性233.3铁尾砂矿应用分析234.土木工程中铁尾砂矿的再生利用技术274.1铁尾砂矿混凝土制备274.1.1铁尾砂矿制备混凝土基础性能简介274.1.2制备工艺284.2铁尾矿砂免烧砖294.2.1免烧砖简介294.2.2免烧砖制备方法304.3铁尾砂矿免烧砖的优势分析315结论与展望32致谢33参考文献341. 绪论1.1研究背景及研究意义建筑材料生产过程中消耗了数量巨大的能源。据世界观察研究所估计，每年全球建筑材料的生产约需数以十亿吨计的原材料，仅建筑材料生产过程中产生的能耗大约占全球总能耗的 46.7%。据欧洲建筑师协会估计，全球建筑相关产业造成 50%的空气污染、42%的温室气体、50%的水污染、48%的固体废弃物和 50%的氟氯化合物。所以，合理审慎使用建筑材料，寻求能够大幅度提高其生产中能源利用效率的方法，很大程度上缓解能源约束，减轻生态环境压力，为经济社会可持续发展提供保障已经成为当前社会对建设行业最为迫切的要求。 矿产资源是重要的自然资源，具有非可再生性。它是人类社会生产发展不可或缺的物质基础，通常分为三大类：金属矿、非金属矿和能源矿。作为金属矿的铁尾矿是选矿厂在特定经济技术条件下，将铁矿石磨细、选取“有用组分”后所排放的废弃物，其中含有一定数量的有用金属和矿物，具有粒度细、数量大、成本低、可利用性差的特点，一般采用填埋处理，不仅占用大量土地，而且它的随意排放是造成环境污染的重要原因，也是资源损失常见的途径。同时，随着矿石资源的大量开采利用，矿石资源面临日益短缺、甚至枯竭的局面，因此铁尾矿作为二次资源再利用已被世界人民的关注和重视。据不完全统计显示，我国现有8000 多个国营矿山和 11 万多个乡镇集体矿山，因受选矿技术水平以及生产设备的制约，矿业生产的尾矿已达到 100 亿吨以上，并呈逐年增加的趋势，年排出尾矿量高达 5 亿吨以上，其中黑色冶金矿山年排放尾矿量达 1.5 亿吨，堆存的尾矿量近 50 亿吨，其中铁尾矿量高达十几亿吨，占全部尾矿堆存总量的近 1/3。而我国目前尾矿的综合利用率仅为 7%。 随着开采矿数目和产量的猛增，铁尾矿的排出量也在急剧增加。由于铁尾矿具有颗粒细、表面积大、质量轻、能随水流、随风飘的特点，所以铁尾矿如若不及时处理会带来以下主要危害： 1) 大量尾矿长期堆放，形成潜在的地质灾害源，威胁人们财产和生命安全； 2) 受经济条件、技术水平、市场需求和设备性能等因素的限制，造成矿产资源的浪费； 3) 易形成沙尘暴，对所在地区的生态环境影响严重； 4) 耕地被占用，人多地少的矛盾越来越突出； 4) 耕地被占用，人多地少的矛盾越来越突出； 5) 尾矿随意排放到江海湖或草原沙漠，导致环境污染； 6) 影响自然景观和旅游资源，在很大程度上抑制地方经济发展。 因此，铁尾矿砂的再生利用问题已受到社会的普遍关注。 正视铁尾矿资源的现实存在，积极拓展资源综合利用途径，对提高经济发展效益，改善生态环境，维系社会健康发展有着十分重要的意义。 铁尾矿在建筑工程领域再生利用中，缺乏相应的技术引导，有必要形成崭新的铁尾矿再生利用技术的研究路线，以促进铁尾矿在建筑工程领域中的再生利用。本课题预期达到如下目的： 1) 通过调查研究，分析我国铁尾矿在建筑工程领域再生利用中的现状及存在的问题，并利用相关的基本理论找出相应的解决办法； 2) 分析尾矿代砂后建筑材料组成、结构与性能之间的关系，研究尾矿代砂产品的物理和力学性能，提出尾矿代砂的技术途径，为大量采用尾矿砂的建筑砂浆产品提供技术支持和保证。 3) 分别对铁尾矿在建筑工程领域中再生利用的技术可行性、经济属性及环保属性进行研究，并对其进行利用效果和适用性的评价； 4) 建立铁尾矿建筑工程领域再生利用的评价指标体系，对技术本身三大属性、技术应用现状等方面作出定量评价； 5) 初步提出铁尾矿建筑工程领域再生利用相关政策建议，推动建筑工程领域的可持续发展。 本课题立足于尾矿资源的循环利用，并考虑其成分组成的特殊性，将寻求在以下几个方面予以突破： 1) 通过详细考察和调研，基本掌握国内主要金属矿区内尾矿排放情况、尾矿品种及利用现状和存在的问题。在从多角度多元化利用尾矿的基础上，寻找具备环境友好型的代砂尾矿资源； 2) 通过优化组合技术，探索尾矿在建筑砂浆的应用方法，提出尾矿代砂制备各类建筑砂浆的技术路线； 3) 深入分析铁尾矿砂在土木工程建造领域中再生利用的经济性与环保性，并为该技术的推广实施提供切实可行的政策建议。 1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状我国的铁尾矿综合利用研究起步较晚，对铁尾矿砂作为混凝土骨料的研究近几年发展迅速。研究内容主要有：2009 年，蔡基伟、封孝信、赵丽等做了铁尾矿砂混凝土的泌水性试验。试验结果表明：铁尾矿砂混凝土保水性和流动性比天然砂混凝土差，泌水率高于同样配合比的天然砂混凝土。2009 年，张少波做了铁尾矿砂混凝土流变性能研究。研究发现：天然砂混凝土的塑性粘度系数均大于铁尾矿砂混凝土，屈服应力均小于铁尾矿砂混凝土。2009 年,孙玉良、赵芸平、阎嘉旺做了尾矿砂石混凝土耐久性的试验研究，试验结果表明：尾矿砂石混凝土的抗冻性与天然砂石混凝土的基本接近；低强度等级时，尾矿砂石混凝土的抗渗性低于天然砂石混凝土；尾矿砂石混凝土的抗碳化性能高于天然砂石混凝土的抗碳化性能。2009 年，赵芸平、孙玉良、于涛等通过对尾矿砂石混凝土施工性能的系统试验研究。研究分析表明，在相同试验条件下，尾矿砂石混凝土的坍落度小于天然砂混凝土；相同配合比时，铁尾矿砂混凝土的黏聚性和保水性略差于天然砂石混凝土。2009 年，何兆芳、邓初首通过试验研究以一定比例的尾矿砂代替天然砂制作混凝土，并将其工作性能、力学性能与天然砂混凝土进行比较。试验结果表明：铁尾矿砂混凝土的工作性能良好；具有着良好的黏结性，力学性能优于天然砂混凝土，其抗冻性能、抗渗性能优于天然砂混凝土，干缩性能和天然砂混凝土相当。2009 年，蔡基伟、张少波、侯桂香等研究了铁尾矿砂对混凝土工作性和强度的影响，研究表明：用尾矿砂配制的混凝土流动性比普通混凝土差，也易于离析、泌水；在使用活性掺合料并对配合比进行优化条件下，水胶比较大时，尾矿砂石混凝土的强度略高于普通混凝土，水胶比较小时，其强度略低于普通混凝土。2010 年，邓初首、夏勇研究了不同尾矿砂取代率下混凝土和易性、强度及坍落度经时损失等性能。试验结果表明：相同配比下的尾矿砂混凝土流动性略低于基准混凝土，且随着取代率的增加，坍落度呈逐渐减少的趋势，但是掺入粉煤灰、矿渣微粉等磨细掺合料，可以有效抵消尾矿砂取代天然砂时对砼和易性带来的不利影响；尾矿砂取代率在 20100时，C30 与 C40 混凝土 7d 和 28d 强度与基准混凝土相当，有的还略高于基准混凝土。2010 年，廖华平做了铁尾矿砂自密实混凝土施工性能及基本力学性能试验研究。研究发现：随着砂率的增加，铁尾矿砂自密实混凝土工作性能良好，但当砂率超过 45时，工作性能下降，其流动度，填充性以及间隙通过性均降低；铁尾矿砂取代普通砂、石英砂作为细骨料，其基本力学性能较好，有一定的早强性能，28d 强度达到或接近 60MPa，具有高强混凝土性能。2010 年，柴红俊、宋裕增、王星原按照相同混凝土的配合比进行铁尾矿砂混凝土与普通混凝土各个性能的对比试验。试验结果表明：铁尾矿砂拌制的混凝土，其黏聚性、保水性、流动性及压力泌水等指标，都不如天然砂；铁尾矿砂随着细度模数的增大，混凝土的黏聚性、保水性越来越差，而流动性越来越好；从强度来看，天然砂和铁尾矿砂差别不大，但随着铁尾矿砂细度模数的提高，强度相比于天然砂有略高的趋势。通过以上内容可以看出，我国学者针对铁尾砂矿的力学性能提升有着比较全面的认识，在其整体基础上，伴随着各种资源逐渐吃紧，对环境的影响也越来越大的前提下， 针对其再生利用也展开了分析，包括可持续发展、循环经济等理念不断提出，最值得指出的便是，在2010年上海世博会期间，为了响应绿色工程的号召，已经开发了绿色铁尾砂矿的生产线。我国最为重视的便是可持续发展， 应对我国容易出现的温室效应等，更是通过其作出了重点排查，我国 2006 的二氧化碳排放量已经达到 62 亿吨，已经超过美国(58 亿吨)居全球第一。2009 年 11 月，国务院常务会议部署应对气候变化工作并决定，到 2020 年，我国单位国内生产总值 CO2 排放比 2005 年下降 40%- 45% ，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的国内统计、监测、考核办法。2009 年 12 月，丹麦首都哥本哈根举行的联合国气候变化框架公约缔约方第 15 次会议，会议的目的是商讨京都议定书一期承诺到期后的后续方案，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。虽然会议并未达到预期目的，但对于应对气候问题起到了推进作用。中国是一个发展大国，又是一个建筑大国，我国每年新建房屋建筑面积近 20亿平方米，占全球的一半，仅北京或上海一个城市的新开工建筑面积，就相当于整个欧盟的总量。当前发达国家建筑能耗已大大降低，但是我国的单位建筑面积能耗是发达国家的 2-3 倍以上，与发达国家存在很大的差距。目前我国面临的节能问题主要有建筑能耗高、建筑使用寿命远小于实际寿命、北方建筑采暖能耗高、建筑用能污染严重等。为了改善并解决这些问题，我国政府竭尽全力，制定与时俱进的建筑标准，并在建筑节能技术进行不断创新，至此，中国正以最快的速度向世界生态城市最多的国家迈进。 建筑节能的途径主要包括：第一，尽量减少不可再生能源的消耗，提高能源的使用效率；第二，减少建筑围护结构的能量损失；第三，降低建筑设施运行的能耗。随着社会的发展，出现了很多建筑节能材料，如保温材料(聚苯乙烯泡沫塑料、加气混凝土、聚苯板等)、节能玻璃(中空、镀金、低辐射等)、保温涂料(硅酸盐、硅酸镁等)、岩棉产品，各种复合材料等。 我国开展建筑节能工作已经有 20 多年，制定了很多有针对性的利于节能发展的标准，如公共建筑节能设计标准、夏热冬冷地区节能设计标准、既有采暖居住建筑节能改造技术规程、采暖居住建筑节能检验标准和夏热冬暖地区节能设计标准等，不仅如此，2006 年国务院提出的“十一五”规划纲要明确把节约能源作为一项基本国策。目前，这些节能设计、检验标准已受到国家和行业的充分重视，我国的建筑节能工作正在不断深入、完善。 很多夏冷冬热的地区采用配套建筑，也实现了能源的节约。在铁尾矿应用于相关混凝土制备的研究中，李周、伍敏研究了铁尾矿砂自密实混凝土的力学性能及耐久性能，蔡基伟、张少波、宋裕增、刘淑婷、紫红俊等针对铁尾矿砂对混凝土的工作性能及强度影响进行了研究，李德忠、倪文等对大掺量铁尾矿高强混凝土材料的制备进行了研究，郑永超、倪文等研究了利用细料铁尾矿砂制备细骨料混凝土，刘佳研究了利用铁尾矿制备高强混凝土，伊晋宏研究了利用铁尾矿制备泡沫混凝土，并对其性能进行了研究。 在铁尾矿应用于其它建筑材料的研究中，赵云良研究了铁尾矿用于蒸压砖的相关问题，余以雄、朱传运、陈盛建等探索了铁尾矿应用于微晶玻璃的相关问题，鹿晓斌研究了铁尾矿在制备烧结泡沫材料方面的问题，杨青、时正武、孙吉书研究了铁尾矿在道路工程中的应用，王应灿、那琼对铁尾矿制备轻质隔热保温建筑材料进行了研究，李继芳、刘向阳对铁尾矿在干法水泥生产中的应用进行了研究，徐振伟、章银祥对铁尾矿砂在外墙保温砂浆中的应用进行了研究。范继涛、陈甲斌、贾文龙等对铁尾矿开发利用的经济性评价进行了研究。 1.2.2国外研究现状在分析外国针对重复利用的价值时，需要了解在外国的学术理论研究中，循环经济占据了一定比例。循环经济的提出大概分为四个阶段，第一阶段是萌芽阶段，在 20 世纪 60 年代，环境污染、资源短缺和人类不得不重新认识自然界的情况促使了循环经济思想的萌芽。美国经济学家 K波尔丁在关于循环经济的“宇宙飞船理论”中对经济发展提出一种新的要求，即人与自然界应该双向互动关系，采取新的生态生产方式，把对环境的危害程度最小化，追求生态效益和社会效益观念，形成生态与经济有机结合的生态经济。第二阶段是 20 世纪 60 年代末开始的关于资源和环境的国际经济研究阶段，此研究启发于 K波尔丁指出的在人、自然资源和科学技术的大系统内，在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中，把传统的依赖资源消耗的线性增长的经济，转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。第三阶段是 20 世纪 80 年代的可持续发展研究阶段，研究提出把循环经济与生态系统联系起来，探讨通过管理来实现资源的高效利用、再生和循环问题。第四阶段是到了20 世纪 90 年代之后，发展循环经济成为国际社会的两大趋势，发达国家以发展循环经济作为实施可持续发展战略的重要途径和实现方式。 而针对土木工程而言，建筑的节能也是重点的分析内容，21 世纪，国外建筑节能的发展趋势可以概括为两点：一是继续提高能源的利用效率，进一步降低能耗；二是改善环境与能源开发相结合，大力研究和开发、利用再生能源。据统计，发达国家的建筑能耗占国家总能耗 3040%，如日本约为 30%，美国约为 35%。近 30 年来，国外发达国家为节省能源，在建筑节能法规的实施、建筑的设计和施工、新型建筑节能材料的开发和应用、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多工作，取得了可观的经济效益，同时也改善了环境。 1) 制度方面。法国的建筑节能法规出台最早，1974 年，法国出台了第一个新建住宅建筑节能法规。30 多年来，法国对建筑节能法规不断更新完善，实行了节能标准后节能率达到 61.2%。英国历来十分重视建筑节能的设计，专门制定了强制性的建筑节能标准，并且每隔四到五年修订一次，按新标准设计的住宅不仅内部的舒适度有明显地提高，而且比传统住宅节能 75%。美国的建筑有其独特性，针对其能源消耗的特点，美国对新建节能建筑实施减税政策，鼓励全民参与节能行动。1979 年，日本政府制定了节约能源法，奠定了日本开展节能工作的基础。后来又提出了“建筑节能与环境共存设计”的概念，在建筑设计时考虑环境因素，并取得了显著的成效。在同样生活水平下，以每户为计算单位的生活能耗量，日本仅为英、法、瑞典的 50%左右，为美国的 30%左右。 2) 技术方面。英国在建筑节能中采用的技术措施主要有三个方面：一是采用构造措施，提高墙体、屋面及门窗的保温性能；二是利用太阳能；三是改进供热系统。德国节能的主要研究方向有建筑材料的制造能耗、建筑物围护结构各部位热工指标的制订和 CO2 浓度排放量的指标，取得了良好的成效。美国推动建筑节能从两方面入手，一是建筑物本身的热工性能，即通过提高建筑围护结构的保温隔热性能、门窗的密闭性能和充分利用通风、太阳能、自然采光等措施来降低采暖和空调的能耗；二是提高建筑物内的能耗系统及设备的能源效率，包括采暖、空调系统、照明灯具、热水器、家用电器及办公设备等。 1.3研究思路及研究框架通过前期调研与收集整理文献资料，深入研究铁尾矿在建筑行业中再生利用现状及存在的问题，分析确定再生利用的技术可行性、经济可行性和环境可行性，构建适用于铁尾矿在建筑领域再生利用效果和适用性的评价指标体系，引用和建立相应的数学模型，对评价目标进行整体量化。试用研究成果，寻找评价体系中存在的问题，修正后进行再次评价分析，直至满足使用需求为止。最后根据研究成果完成相应政策的制定。 在对我国主要金属尾矿排放情况进行调查研究的基础上，掌握铁尾矿的主要物理化学组成及基本特性。在实验室研究的基础上，对铁尾矿在建筑领域再生利用技术的技术可行性、环境可行性及经济可行性进行研究。通过建立评价指标体系，进行再生利用技术的适用性评价研究，为制定相关政策提供依据。 本文在逻辑上主要分为四个部分： 第一部分是问题的提出，包括研究背景、研究问题及其目的和意义、国内外研究现状、研究思路和方法以及主要技术路线。 第二部分是问题的分析及解决，调查研究铁尾矿开发利用现状，找出存在的问题，应用相关的基本理论分析并建立模型，通过对铁尾矿基本状态分析、铁尾矿砂浆试验研究，运用低碳技术和碳排量估算方法分析铁尾矿建筑再生利用的技术可行性、经济可行性及环保可行性。 第三部分是建立评价指标体系，结合评价体系研究与应用现状、评价体系构建原则建立评价指标体系，再利用物元可拓模型和 CCM 法对铁尾矿在建筑领域再生利用的效果和适用性进行评价。 第四部分是政策建议，通过分析铁尾矿砂土木工程建造领域再生利用在政府及市场化监管模式下参与各方之间的利益权衡，对其提出在建筑领域再生利用推广工作的政策建议。 2.铁尾矿砂概述2.1铁尾矿砂 在特殊的技术条件下，选矿厂可以根据制砂设备以及制砂机，从而充分合理的运用尾矿。而在矿石进行磨细的过程中，选取有用材料之后会排放一些的固体废弃物，此也是在矿业开发过程中，尤其是在金属矿开发阶段，影响环境的最主要因素。如果随意放置尾矿，除了会占用大量的土地资源，并且还会危及到周围生态环境，此外还需要投入大量的维护和处理成本。在综合回收和利用尾矿资源之后，一方面能够实现矿产资源的最大化利用，使矿产资源利用范围实现扩展，使矿山服务时间得到延伸，同时也有效的治理和保护了生态环境；另一方面还可以实现土地资源和资金成本的有效节约，有利于解决社会就业问题，对于人类社会的发展具有重要意义，同时还可以有机结合了社会效益、资源效益、生态效益以及经济效益。随着多年的分析和研发，尾矿可以在多个领域中进行运用，比如说建筑材料或者生产机制砂等等。可以根据单金属类铁尾矿存在的主要元素，对单金属类铁尾矿进行分类，同时还可以便于其利用途径的选择。通常情况下，可以将单金属类铁尾矿分为下面四种类型：第一、鞍山高硅型铁尾矿。鞍山高硅型铁尾矿是所有铁尾矿类型中数量最多的种类，含有较高含量的硅元素，SiO2含量可以高达75%，并且不存在伴生元素，颗粒粒度平均在0.040.2mm范围内。在我国，很多选矿厂均属于此类矿厂，比如说唐钢石人沟、鞍钢东鞍山、本钢南芬、首钢大石河、齐大山、太钢峨口、歪头山等等。第二、马钢高铝型铁尾矿，马钢高铝型铁尾矿年排出量较低，一般在我国长江中下游的宁芜一带分布，比如说有黄梅山铁矿、马钢姑山等等选矿厂。马钢高铝型铁尾矿具有较高含量的Al2O3，绝大多数的尾矿不存在其他组分或者元素，少量尾矿存有P和S元素，颗粒粒度平均在0.047mm左右。第三、邯邢高钙镁型铁尾矿，邯邢高钙镁型铁尾矿主要分布在我国的邯邢地区，比如说王家子、玉泉岭、玉石洼、符山等等选矿厂，此类铁尾矿存在着微量的 Cu、As、Zn、Ag、Zn元素，并且还有少量的S和Co元素。对于0.047mm的粒级，含量在50%70%范围内。第四、低钙、镁、铝、硅酒钢型铁尾矿，在此类铁尾矿中，含量大量的非金属矿物，比如说碧玉、重晶石，并且还有一些Cu、Ni、Ga以及Co元素等等，含有70%左右的0.047mm粒度尾矿。在我国长江中下游的武钢地区、以及内蒙古包头地区，含量大量的多金属类铁尾矿。多金属类铁尾矿中的矿物成分比较复杂，并伴随有大量的其他元素。不仅具有大量的有色金属，还存在一些贵金属、稀土元素、以及稀有金属等等。比如说大冶型铁尾矿，不仅具有较高含量的铁元素，并且还有一些Se、Ni、Cu、Co、Ag等元素；在攀钢型铁尾矿中，不均具有大量的Ti元素和V元素，并且还有一些Ga、Ni、Co等可以回收的元素；在白云鄂博型铁尾矿中，存在8.6%的稀土矿物、15.0%的萤石、以及22.9%的铁矿物。其主要用途包括以下内容:(1) 铁元素的回收现阶段，铁精矿供不应求，所以市场价格比较高，随着选矿技术的不断发展和完善，在一定程度上解决了铁尾矿的利用率，一些以往由于技术条件的影响而难以使用的铁尾矿，可以重新进行使用。我国铁矿资源，可以分为赤铁矿和磁铁矿两种类型。相比较而言，磁铁矿比赤铁矿更加具有可选性，回收率以及精矿品味也远远高于赤铁矿。现阶段，绝大多数的铁尾矿再选研究，多数关注于磁铁矿尾矿方面，回收也集中选取铁尾矿中的磁性铁。(2) 尾矿中其他有价元素的回收在我国现阶段所堆放的铁尾矿中，多金属尾矿占据主要组成部分，此种类型的矿物成本比较复杂，还具有一些半生元素，不仅包括有色金属矿物，还存在一些非金属矿物，通过再选，可以回收再利用有价值的元素。(3)回填采空区域由于开采而在矿山中形成的采空区，可以利用尾矿进行回填，此种方式可以有效的降低矿山生产、以及填充所需成本，一方面有效解决了土地资源被占用情况，另一方面妥善了缓解环境污染问题，防止出现矿山地表塌陷的现象。对于选铁尾矿，可以当做胶接填充料的骨料，在水泥固化之后形成井下填料，以此回填采空区域。(4)作为建筑材料和生产原料 铁尾矿作为建筑材料和生产材料，可以包括下面几种形式：第一、铁尾矿用于修筑路基以及混凝土骨料。通常情况下，铁尾矿具有粒径教微细的特点，如果将其替换级配碎石作为路基，可以直接进行使用，不需要再次加工，不仅能够节省施工资金，并且还可以提高铁尾矿的利用率，进一步创造社会经济效益，此种方式比较值得推广和应用。第二、制砖材料以及水泥制造业的铁质原料。就现阶段来讲，我国依旧采用黏土烧结砖作为墙体建筑的材料，但是黏土容易对环境造成破坏，并且会影响到大量的耕田，所以受到国家的相关限制。但是，细粒尾矿中的SiO2含量较大，属于非常优质的生产建筑用砖材料，具有良好的应用价值。第三、微晶玻璃、陶瓷以及耐火材料的生产原料。由于玻璃主要是由氧化钙、氧化钠、以及二氧化硅所组成，并且在实际生产中，需要使用石灰石、长石、纯碱以及石英砂等原料实施生产。如果才选取的化工原料纯度较高，所需要的生产成本也比较高。而铁尾矿中具有较高成分的钠、钾、硅等元素，可以在玻璃生产阶段充分使用铁尾矿。如果在生产玻璃阶段加入晶核剂，那么可以获取微晶玻璃。(5) 其他用途第一、城市污水处理。铁尾矿中的一些化学元素，能够吸附以此降低水中的氮和磷元素，以此实现净化水质的目的，增强水中微生物的活性，有效分解水中有害物质。第二、改良土质。铁尾矿中存在非常多的微量元素，利用其能够有效改善土壤中的微量元素肥料，不仅可以促进农作物生长，并且可以为铁尾矿的利用开辟全新的方式，以此获取经济效益。第三、非金属矿产。在铁尾矿中，含有多种多样的费均属矿物，比如说高岭土、石英、蛇纹石、长石以及白云石等等，非常具有应用价值，有必要对此进行回收利用。2.2我国铁尾矿应用现状分析矿产资源对于人类社会的发展具有至关重要的影响，具有关键的利用价值，属于比较稀缺的自然资源。开发和利用矿产资源，是人类发展必不可少的自然自然。我国矿产资源较为丰富，现阶段，我国已经发现的资源储量总量，已经位于世界前列，但是受到人口数量众多的影响，我国人均占有量低于世界平均水平。铁矿资源不属于再生性的自然资源，属于非常重要的工钢铁工业原料。通过相关资料发现，全世界的铁矿资源储量，大约在8 00015 000 亿吨左右，可以充分满足人类社会的发展。在20世纪，相关研究学者经过多年研究，发现了前寒武纪的沉积变质为铁矿，其数量众多，能够占据全球铁矿总产量的90%左右，仅仅是富铁矿就占到 70&以上，可以说此项发现，具有铁矿资源探测的里程碑式的意义，并且对于经济的发展具有深远的现实意义。在21世纪，全球范围内的钢铁产量增加，仅仅在2002年就生产粗钢9亿吨，铁矿石更是达到了12亿吨左右；在2003年年度，世界矿产资源探明，全球铁矿金属总储量在700亿吨左右，中国总储量大约在70亿吨。最近几年，我国经济取得了高速的发展，我国城市化和工业化进展不断提升的步伐，总而也增加了资源消耗量的数量和速度，由于资源的利用和开采，从而引发了一系列的环境污染问题。并且逐渐提升了资源进口数量，从而导致资源供应方面出现了较为严峻的安全问题。由于任意、不知节制的开采和使用矿产资源，导致很多矿产资源面临着枯竭的情况，我国工业发展，将会受到环境问题以及资源问题的影响。因此，必须对矿产资源提升利用率，加强循环使用，是实现矿产资源可持续性发展的必经之路。在铁矿的开采和使用方面，所产生的铁尾矿尚没有得到妥善处理，由于随意排放严重污染了生态环境，并且导致铁矿资源的大量损失。铁尾矿指的是，在特定的工艺、以及经济技术的支持下，选矿厂利用磨粉机和破碎机，磨碎矿石，并且对有用组分进行挑选，对无用的组分进行排放，也就是铁矿属于精矿选取之后的固体废弃物。铁尾矿属于一种复合矿物原料，并且还包含一些有用金属，以及一些矿物组分，比如说长石、石英、角闪石、以及其蚀变矿物等等。我国铁矿资源嵌布粒度相对较细，通常情况下，利用破碎机以及磨粉机进行二段磨矿，特殊情况下，还需要采取三段磨矿，以此进行选择。因此，不包括已经提起啊你挑选出的粗粒尾矿，绝大数数的尾矿均属于通过选矿出的、粒度较细的尾矿，一般情况下，其粒度小于0.047mm，含量大约在50%-70%左右。可以说，铁尾矿属于一种工业排放的废渣，但是由于其本身具有数量大、成本低、粒度细、粒度差异性较大、以及可以回收利用等特点，并且具有较低的附加值，所以在回收和利用尾矿时，难度较大。但是需要注意的是，由于铁尾矿的任意排放，已经严重污染生态环境，不仅对区域经济起到一定的限制作用，并且已经威胁到人类的发展和生存。通过对相关数据的调查和分析，全球范围内的尾矿以及废石排放量，每年几乎有100亿吨以上。我国差不多有12万吨矿山，每年的尾矿排放量大约在5亿吨以上，而常年累积堆放的尾矿量，又大约在50亿吨左右。现阶段，在大宗工业固体废弃物综合利用率方面，我国已经提升到60%左右，但是金属尾矿的综合利用率还不够理想，仅仅在7%左右。相比较粉煤灰，铁尾矿具有较大难度的综合利用技术，并且同其他工业固体废弃物相比较，利用进度也远远落后。当今时期，铁尾矿已经成为我国综合利用效率最低、产量最多的工业固体废弃物。具体的铁尾砂如同图1所示。图1 铁尾砂矿随着我国科学技术的不断完善和发展，在经过科研人员的不断研究和实践，铁尾矿的研发取得了一定的成效：首先，总体来讲，尾矿粒径具有偏细的特点，同特制的人工砂相比较，两者之间具有一定的相似性。所以，需要对此种特点提高重视程度，可以在建筑领域中生产此类产品和材料，比如说自流平砂浆、抹面砂浆、普通建筑用砂浆、粘结砂浆。以及瓷砖胶粘剂等。由于无节制的采石开山，一方面对自然资源造成的一定损耗，同时在开山采石制砂的过程中，还会严重破坏当地区的山体情况和自然植被，伴随产生的粉尘还会对生态环境造成污染，严重情况下会导致地质灾害，与我国贯彻的可持续性发展原则相悖。因此，作为一种替代砂，人工砂在市场中发挥着重要的价值，可以对天然砂资源的紧缺状况起到一定的缓解作用。其次，尾矿种类繁多，性能也具有较大差异性。所以，对循环利用技术路线制定的过程中，全球各国需要区分对待具体对象，各自制定出不同的循环利用方向，比如说合理的级配处理不同粒径的尾矿颗粒，从而获取大量的优质细骨料资源，推动区域经济发展。最后，尾矿作为一种固体材料，集多种矿物于一身，是生产绿色环保产品的重要来源，比如说装饰产品、微晶玻璃的再回收产品、尾矿陶粒的砌体产品等等。因此，尾矿在以后必将会成为一种非常重要的资源。在当今时期，尾矿利用属于所有矿产综合利用中，潜力最大、范围也最为广泛的一个领域，并且其作为一种新资源，必将会具有非常宽阔的应用和发展空间，制定具有高效性质的、可以循环使用的方案，并且合理实施技术创新路线，可以构建建筑工业的低碳发展和矿产冶金工业的循环经济相结合的创新模式，并且能够实现资源的合理、科学、全面的调整和分配，对于我国社会经济的发展起到关键性意义。所以，基于我国基本国情考虑，必须及时转变以往的尾矿堆存处理措施，加紧研发和利用全新的、高效的、可循环利用的尾矿处理技术，实现尾矿资源的综合利用，有机协调资源开发和环境保护，促进资源利用率的不断提升，从而实现构建和谐、节约型社会的目标。 现阶段，我国堆存量最大、产出量也最大的固体废弃物，就是尾矿，并且由于尾矿而导致的环境污染问题也非常严峻，并且伴随着一些安全隐患问题，严重影响我国矿业城市以及矿业经济的发展。在我国之前颁布的关于印发尾矿库隐患综合治理方案的通知中可以看出，我国现阶段已经有12655座尾矿库，而具有安全生产许可证的数量不足一半，而安全生产许可证正在办理的数量大约有1700座左右，已经闭库的将近2000座，停用大约在1800座左右，而还有将近2000座左右的正在修建。经调查分析发现，我国将尾矿库做如下分类：五等库在一万座左右，大约占到80%左右；四等库在2000座左右，大约占到15%左右；三等座不到500座，大约占到4%左右；二等库将近70座，占有率不达1%。通过上述内容，可以了解到我国95%以上的尾矿库，属于小型库，并且此类小型库存在各种多样的问题，比如说浸润线较高、霸体安全设施不齐全、调洪库容不够、防范和控制突发事件能力不足等等。最近几年，我国尾矿数量发生了一定变化，尾矿库数量大约在12718座左右，同2009年的调查数据相比较，我国尾矿库的数量反增不减，由此可知我国尾矿堆存数量也在逐年递增。因此，必须对尾矿的处理、回收再利用提高重视程度。(2) 我国铁尾矿排放量及现状 在2009年，我国尾矿年总产量大约在12亿吨左右，其中，铁尾矿产量接近于5.36亿吨，黄金尾矿在1.74亿吨，铜尾矿大约2.56亿吨，有色和稀贵金属尾矿大约在1.12亿吨，非金属矿尾矿大约在1.14亿吨。可以发现，铁尾矿的产量最大，