废石尾矿的各种可能应用领域

1、矿山废石和尾矿的50种可能应用领域(不包括有用金属及稀有元素选、冶回收方面)(也不包括用于水泥和混凝土方面) 2005-8-25北京科技大学 陈希廉一、引言我国现有矿山企业15.5万多个，各类中小矿山14.5多万个。至于全国矿山已堆积的废石和尾矿及其继续排放量究竟有多少，目前说法不一，例如，有人说：“各类矿山2000年的年排放尾矿约6亿吨1（尚未计排放的废石）”；也有人说：“金属矿山堆存的尾矿超过50亿吨2(尚不包括化工等非金属矿的尾矿)”；还有人说：“煤矸石年排放1.4亿吨，煤矸石的堆放量已达70亿吨3，占地约70km2。”；但是，刘宝珺院士今年刚发表的文章4中提到：“从全国来看，我国每年矿

2、石采掘量有50多亿吨，矿业固体废弃物已经积存了65亿吨，每年还要净增6亿吨”。从2004年发表的参考文献3来看，仅仅煤矸石的堆放量就已达到70亿吨，那么矿业固体废弃物的积存量何只65亿吨？！。笔者认为这是由于还没有进行过全国范围有组织的详细调查统计的缘故；如果进行详尽的调查统计，各类矿山总的废石和尾矿的堆存量，肯定还要大大超过现有不同学者的统计量。由上述可见，汇总上述不同学者的不完整统计，如果说金属矿山、非金属矿山和煤矿现有固体废弃物的总堆放量已超过150亿吨亦不为过；因为光是尾矿加煤矸石已达到120亿吨。何况许多大露天矿的废石量往往还超过其尾矿量！这些矿山排放的废弃物，不仅占用堆放土地，而且

3、污染土壤及江、河、湖、海等水体，影响农、林、牧、副、渔等生产，乃至影响人类的健康。但是，如果能加以利用，却可能化废为宝，化害为利，而有利于生产建设的持续发展；特别是将废石或尾矿当作原料用，还可节省开采乃至破碎、细磨等成本；可惜目前我国尾矿的利用率仅8.2%左右2，煤矸石接近20，而废石的堆放及利用率尚未见统计。这些矿山废弃物的利用率，较之粉煤灰利用率45，冶金渣利用率50低得多，因此怎样尽快解决尾矿和废石的利用问题是当务之急，不仅是国民经济持续发展的需要，更是老矿业基地振兴的需要。尾矿和废石的利用率为什么这样低？除了某些矿山不够重视的因素外，主要是由于这些废弃物的利用牵涉到其它非地质或采选专业

4、的知识，因而还不知其有何用途，而没有将其利用起来。为此，笔者收集了有关资料，写出本文以供参考。目前，对于尾矿中存在的金属或稀有元素等有用组份的选、冶回收利用，多数矿山已经较重视，所以这里仅阐述其它方面的用途；而不涉及共生或伴生金属或稀有元素等的回收利用问题。同时，考虑到废石及尾矿用于水泥和混凝土领域的前景更远大，将另文说明。二、废石尾矿的各种可能用途1.用作生产矿物聚合物的原料567：矿物聚合物(Mineral Polymer)又名地质聚合物(Geopolymer)，是近年来新发展起来的碱激发胶凝材料，它在许多场合可代替水泥；较之生产水泥，能耗可减少70%，排放污染物可减少约90；同时，它具有

5、高抗折强度、耐腐蚀、耐高温、隔热以及更好的体积稳定性，特别是阻止重金属从构筑物中溶出方面性能优异。但是，与水泥相比较价格优势不明显，因而尚难以完全取代水泥；目前还主要用于对强污染废弃物的固化等方面。但是，现在已经有人开始研究利用尾矿来制造这种材料，并获得初步成功。例如，以中国地质大学马鸿文教授为首的实验室，已经利用福建沙县田口钾长石尾矿和北京平谷县将军关金矿尾矿试制这种材料，试验结果都表明是可行的。由于原料中以尾矿为主(平谷金矿尾矿的配加量可达80)，所以降低了生产成本，而且可以享受减免税费的优惠，使其与水泥有了一定竞争力。能用作矿物聚合材料的尾矿要求是成份中以铝硅酸盐为主，并含有一定量的碱金

6、属；而且希望其中非晶质物质含量较高。2.用作污水处理时直接降解重金属的材料：最早利用矿山尾矿用于污水处理的是瑞典，早在30多年前瑞典已经在利用波立登和克里斯廷贝两座选矿厂的尾矿来净化酸性污水和城市污水8。尾矿净化污水的原理是：用尾矿泥加入城市污水，矿泥能将重金属离子吸附于尾矿的表面，形成沉淀物从水中分离，而且比一般的氢氧化物吸附分离要充分。研究表明，如果吸附是纯表面的结合，那么每吨尾矿可吸附几磅金属；如果能兼起化学反应，例如像磁黄铁矿对于汞离子起化学作用那样，那么每吨尾矿可吸收数百磅金属。据我国互联网2004年10月13日的报导：“天然磁黄铁矿,已有的研究表明,它具有极好的处理含六价铬废水的能

7、力。”这又是一个例证，而且说明磁黄铁矿不仅可以用于处理含汞废水，还可以处理含铬废水。就笔者所知，有的矿山如福建尤溪某多金属矿，由于当地不让用硫铁矿提取硫磺(怕污染环境)，尾矿中磁黄铁矿含量高达30多，理应可利用于这个领域。3.用作物理法处理污水的滤料9：“物理法处理污水常用于一级处理，是为了去除污水中的悬浮物或乳浊物。物理法有多种，其中过滤法常用的滤料是石英砂、石榴石粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩粒等，国外还有用钛矿砂者。”这些物质是尾矿中所常见的。但是，能用作这种滤料对粒度有一定要求；例如，对石英砂的粒度要求是0.51.2mm，对石榴石砂的要求是0.20.5mm。某些钨矿山的尾矿中常以石英粒

8、或花岗岩粒为主，故有可能从其跳汰粗选尾矿中筛选出符合粒度要求的这种滤料。4.用作化学法处理酸性污水的碱性滤料9：化学处理常用于工业废水的处理。有多种方法，其中过滤中和法(适用于酸的浓度不太大时)的滤料有三种：石灰石、大理石和白云石。这三种岩石在矿山废石中是常见的，但由于其量少而块度又不大，既不能用作建筑饰材，也不能用作烧石灰或用作冶炼熔剂，而附近如果有工厂需要进行酸性污水处理，则挑选出来用作滤料却不失为物尽其用。5.用作曝气生物滤池(BAF)的滤料1011：目前尾矿或废石用于污水处理的最大量用途，却可能是先进的曝气生物滤池污水处理的滤料。其中专业名称为“Arlita”的滤料，经笔者研究，完全可

9、以用粘土矿物含量高的尾矿或废石中的页岩(包括煤矸石)，并添加少量辅料来制造。符合这种原料要求的是必须含有较多的伊利石或蒙脱石等粘土矿物，这些矿物的特点是当高温焙烧时，熔化与膨胀基本同步。根据笔者的研究，某沉积铁矿的顶板围岩，配加少量辅料后，不仅可用于制造这种滤料，而且还可以同时提取钾肥。6.用于生产膨胀珍珠岩8：膨胀珍珠岩是一种轻质、保温、隔热、吸音材料。该材料已广泛用于建筑、化工、电力、深冷工程等领域，以及作为食品、制药工业的过滤辅助原料等。膨胀珍珠岩主要利用珍珠岩为原料,但也可以利用玻璃质含量高的各种火山岩为原料。近年来发现与火山岩有关的矿床很多，矿山废石中如有这些岩石，当然可以加以利用。

10、7.用于制造微晶玻璃饰材212：微晶玻璃饰材是高档建筑饰材之一，它具有高强、耐磨、光泽度高、无色差、可以任意着色等特点。地质科学院原尾矿利用中心主任李章大教授最早开展利用尾矿制造微晶玻璃的研究；笔者所在的北京科技大学也进行了此项研究，并都已获得成功。为了适应尾矿成分复杂多变的特点，笔者还编制了微晶玻璃计算机优化配料系统，已经过大量试验的验证，并已通过专家的鉴定。适合于制造微晶玻璃的尾矿是高硅低铁的尾矿，最好能含有一定量的碱金属，例如某些高岭土矿山、黄金矿山、钨矿山的尾矿等。目前利用正规原料烧制的微晶玻璃多是单晶相的，北科大在研制某钒钛铁矿的尾矿用于制造微晶玻璃时，由于尾矿成分复杂，出现了双晶相

11、(硅灰石和透辉石)的微晶玻璃，其效果也不错，说明当原料成分复杂时也可制成微晶玻璃。近年还发展出制造微晶玻璃陶瓷复合板的技术，这种板材由于在晶化时可以不用莫来石的模具，可大大降低成本，相应可大大降低售价，因而有可能让此产品进入千家万户，这就大大拓宽了其市场。值得注意的是，微晶玻璃由于其高绝缘性还可用作绝缘材料。8.用于制造泡沫微晶玻璃1314：泡沫玻璃是一种保温、隔热、吸声的轻质新型建筑材料。这种新材料对原料的要求与微晶玻璃相近，所以也可以用一些与微晶玻璃相近似的废石或尾矿来生产，但要求添加一些发泡剂。9.利用煤矸石发电31：煤矸石是煤矿的废石，截至2002年底，我国已有综合利用煤矸石、煤泥发电

12、厂163座，装机容量270万KW。这种煤矿废石的利用，既减少了煤矸石的占地面积，又增加了供电量。根据笔者的研究，北京某煤矸石热电厂发电后的炉渣，还可以用于生产曝气生物滤池的滤料。其实煤矸石就是一种含碳量较高的页岩，我国许多省份有所谓含钒石煤，也是一种含碳量较高的页岩，有的矿山已在利用其提钒的同时进行发电，如湖南某含钒石煤矿。10.用作家畜、家禽的饲料添加剂3637：随着科技的发展，人们发现矿物质中，至少有沸石、凹凸棒石、麦饭石、膨润土及稀土元素等可作为饲料添加剂；它们对家畜、家禽的生长有很大的助益。这些矿物中，尽管有些矿物质不可能出现于废石和尾矿中，但也有些矿物质可出现于废石或尾矿中，如麦饭石

13、、沸石等；当然其纯度不如地道这些矿床的矿石，但是对于作为家禽饲料的添加剂，其纯度要求不太高，可以加以应用。11.水产养殖饲料的添加剂38：在水产养殖中用得较多的是沸石、麦饭石和膨润土。它们作为添加剂用量不多，仅需添加饲料总量的13；但有的不仅可有吸附作用，可净化水质并增加水中含氧量，同时可吸附鱼类肠道中各种有毒物质和有害细菌；有的有离子交换作用，鱼类可吸收其所含的钾、镁、铁、锰、钡、锆等，并能将鱼体或饲料中的有毒重金属置换出来。尽管这些矿物质如果出现于废石或尾矿中可能品位不高，但只要稍增加洒入水体的用量，亦可发挥作用。12.用作生产矿物棉的原料8：矿物棉是岩棉和矿渣棉的统称。是纤维状材料，具有

14、绝热、防火、吸声、抗震等性能。可用于制造板、管、毡、带、纸以及仓库或超市的防火帘等各种制品，还可用于建筑和工业装备、管道、窑炉及仓库等。近年来，由于我国开始禁用石棉(因石棉有致癌作用)，矿物棉的需求激增。尽管某些高炉渣可用于生产矿物棉，其成本虽低，但往往成分波动大而影响到质量的稳定；如果用废石来生产，虽然成本稍高，但易于通过配料来保证成分的稳定。有许多废石或其组合都可以用作矿物棉的原料；例如，镁质泥灰岩、玄武岩(辉绿岩)或辉长岩掺加石灰岩、粘土岩掺加白云岩和白云质灰岩、砂岩掺加白云岩、6570的花岗岩配加3035的白云质泥灰岩、正长岩掺加少量白云岩等。一般通过饱和系数来衡量岩石的组合是否可用，

15、当饱和系数稍大于1时，才适于制造矿物棉。饱和系数(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO+Fe2O3+FeO+MnO)。13.用作矿物药材394041：对于中药，可以入药的矿物有50中之多，如朱砂(辰砂)、雄黄、阳起石、滑石、磁铁矿等。但是，可能出现于废石中的只有阳起石、滑石、麦饭石等。其中最可能出现于废石中的是麦饭石，因为它是一种较常见的岩浆岩。它的应用，在我国始见于南北朝时期(距今1500多年)，在宋代的图经本草(距今900多年)中已有较详细的记载；到了明朝，李时珍在其本草纲目中也介绍它了它的用途。近代我国地质学者如王嘉荫等都进行过考证。日本称麦饭石为“健康石”，南韩称其为“矿泉药石”，

16、台湾称其为“长寿石”。在国外，对麦饭石进行研究的国家有：日本、美国、南韩和新加坡等。他们着重研究其理化作用和应用，主要利用麦饭石于改善水质和卫生保健。如日本用麦饭石制造矿泉水用来饮用、洗浴、和作为饲料的添加剂。麦饭石是什么岩石？根据地质工作者的考证，主要是二长斑岩类，这种岩石常成为小型的岩浆侵入体。次生蚀变或风化，对二长斑岩类是否能成为麦饭石极为重要，因为这可使其中长石晶格被破坏，而易于析离出来所含的锶、硒、锂、钒、钼、锌等有益微量元素。经我国地质工作者的研究，必须在水中有益元素易于析出，具有吸附性能和具有双向调节pH值功能的二长斑岩才是真正的麦饭石。目前我国矿产品出口部门已制定有麦饭石的出口

17、标准，如果在废石中发现有二长斑岩类岩石，应进行各种测试以确定其是否符合麦饭石的标准。14.用作彩石原料8：所谓“彩石”是指可用作雕刻工艺美术品的石头，它既可以是纯矿物也可以是岩石。我国最早利用矿山废石作为彩石的是北京昌平西湖村锰矿。该矿在解放前曾作为锰矿开采，其开采时产生的废石是含有斑点状蔷薇辉石的大理岩。由于其色彩鲜艳被工艺美术部门选用作为雕刻材料，销路极好，并被命名为“京粉玉”。由于地质工作者不了解工艺美术部门的要求，也不知其名称与地质名称的不同，所以对有可能作为彩石的资源往往失之交臂。以下是一些工艺美术部门的名称与地质名称的对比：欧泊石蛋白石、血滴石石髓、岫玉硅化蛇纹石、猫眼石硅化石棉、

18、日光石钠长石、寿山石叶蜡石、青田石叶蜡石、凤山玉滑石、菊花石红柱石、石绿孔雀石、石青蓝铜矿、河南翠铁锂云母石英岩、京黄玉蛇纹石化大理岩、京白玉角砾状次生石英岩等。但是，并非这些矿、岩都可以用作彩石，还要求其色彩鲜丽、韧性好、水性优(工艺美术上的评价标准)，并具有一定无裂隙的块度者才可能作为彩石。例如，同样是叶蜡石的寿山石中,“田黄”的价格可比一般叶蜡石高出千百倍。15.用作铸石原料8：铸石具有耐磨、抗腐蚀的特点。其耐磨性是锰钢的510倍，是铸铁的几十倍，除了氢氟酸外，几乎不与酸或碱起反应。因而广泛用于化工、矿山、冶金、水电等部门。玄武岩或辉绿岩最适于制造铸石，而这两种岩石也可以是矿床的围岩，而

19、成为废石。例如,据动态与文摘，2003年报道，云南已在玄武岩中找到超大型铜矿15。此外，在生产铸石时，为了补充主原料中某些成分之不足，还常用角闪石、蛇纹石、石灰石、重晶石等作为辅料；还可用铬铁矿或钛铁矿的尾矿作为核化剂。16.用作重质碳酸钙原料：重质碳酸钙主要用作塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、牙膏等行业的主要原料或填充料。它主要以方解石，白云石为主要原材料，其要求是纯度高，含铁低，无硫，对人体无害。有些矿床的废石中存在大型方解石脉或白云石脉的碎块或纯净的大理岩、白云岩，可从废石中挑选出来作为此原料。目前我国每年重质碳酸钙的需求量已超过200多万吨，所以这个应用领域值得重视。17.用作微量化学肥料8：

20、微量化学肥料被认为是植物生长的“维生素”。已发现的微肥至少有十几种，如：Zn、Mn、B、Mo、V、Co、Li、Ti以及某些稀土元素等。微肥的增产效果显著，针对作物和土壤特点，其增产幅度为530。多数微肥是化工产品，施肥量以每亩几克计。但前苏联用锰矿尾矿作为微肥已经取得成功，并认为较之锰的纯盐，对植物有更好的作用，因为它们往往是一种综合肥料，除了锰之外，还可含有磷酐、氯离子、硫酸盐离子等；尤其是锰尾矿中的锰往往呈MnO2状态，它进入土壤中时，可使土壤中的植物有机体迅速发生氧化而使其中营养物质迅速析出，变成易被吸收状态。笔者认为，某些硫化物矿石尾矿，如钼矿等尾矿也有可能作为微肥，但尾矿中应不含重金

21、属有害杂质。18.用作磁性肥料1617：磁肥是近年来国内外公认的新型肥料之一。我国马鞍山矿山研究院早在80年代就曾研究用磁化后的铁矿尾矿作为磁肥并取得成效。我国现在开采的铁矿山，采出的矿石以磁铁矿矿石占多数，选矿后尾矿中仍残留磁铁矿,所以这个用途，值得重视。19.用于制造人造4A沸石：传统的洗涤剂的助剂是三聚磷酸钠（STPP），但由于它会造成洗衣废水的磷污染，近年开始采用4A沸石以取代STPP。近年我国已有学者研究成功利用含高岭石为主的煤矸石来制造4A沸石19；据笔者研究，煤矸石虽不是都含高岭石，但有些煤矸石的确含高岭石为主；而且有的研究表明蒙脱石也可用于制造4A沸石。同时，如果废石中铁含量较

22、高，也已有脱铁的办法20。这就为利用矿山废石制造4A沸石开辟了广泛的前景，因为不仅煤矸石才含高岭石或蒙脱石，有些非煤矿废石中的页岩或热液蚀变岩也可含大量高岭石或蒙脱石。20.用作玻璃原料：某些高硅尾矿，如金矿尾矿、钨矿尾矿、高岭土矿尾矿以及某些富含钾长石的尾矿如铌钽矿尾矿(这种尾矿既含石英又含钾长石)等，都可用作玻璃的原料，这是众所周知的事实。但是，如果尾矿中铁的含量高，则不能作为平板玻璃的原料，而只能作为有色瓶罐玻璃的原料。21.用于生产玻化砖21：它也是一种建筑装饰材料，也可用高硅尾矿来生产；但是生产成本较之微晶玻璃低得多，而且对原料的要求也不如微晶玻璃高，所以有更多的尾矿可用于生产这种建

23、筑装饰材料。22.用于生产钙镁磷肥8：适用于生产这种肥料的是含镁高的废石或尾矿，如蛇纹岩、橄榄岩或超基性岩矿床的尾矿等。某些含镁高的金属矿石，如果是难选矿石，还可通过生产钙镁磷肥富集其中的金属；例如，某地曾用含镍蛇蚊岩配加一些含磷等原料进行熔炼；其中镍等金属因比重大富集于炉底而形成人工富矿，熔融体上部的“炉渣”经水淬细磨后即可成为钙镁磷肥。23.用于生产钾肥：虽然我国青海有丰富的钾肥资源，但现在仍然有60%的钾肥需要靠进口;所以有许多研究者都在研究利用含钾高的岩石来制造钾肥，例如，利用碱性岩或含钾砂、页岩等来制造钾肥；但问题是这些岩石中的钾多呈非可溶性，因此要采用活化剂加以活化才能加以利用。笔

24、者曾利用某铁矿顶板的含钾页岩（含K2O约10%，大部分钾赋存于钾长石和粘土矿物中不可溶），添加活化剂并经中温焙烧后，直接浸取出钾肥；而其浸钾后的残渣还可以烧制建筑陶粒或曝气生物滤池的滤料。所以利用高钾尾矿或废石以提取钾肥，可能成为解决我国钾肥不足的重要辅助途径。24.用作土壤改良剂827：某些尾矿中如富含碳酸钙或碳酸镁，可用作改良酸性土壤的矿物原料。例如，日本原大峰选矿厂的尾矿属于盐基性尾矿，经水稻种植试验证明，该尾矿适用于中和老朽酸性的土壤，有助于改善土质。某些尾矿中如含有石膏，可作为改良碱土或弱盐土的矿物原料。含黄铁矿的尾矿可用来酸化含碳酸盐高的土壤，特别是含碳酸钠的土壤。当利用尾矿作为土

25、壤改良剂时，要检查其中有害组份是否超标。25.作为陶瓷原料：对此李章大教授曾进行过大量研究。研究结果表明，许多尾矿不仅可用于制造日用陶瓷或工业陶瓷，甚至可用于制造陶瓷工艺品。福建德化金矿的研究表明，某些尾矿也可用于制造釉料22，并已“通过了有关部门组织的专家评审”。26.用于生产碳化砖或碳化板：北京大灰厂石灰石矿，原来生产石灰及冶炼熔剂石灰石，而其岩屑因粒径小不能用作烧石灰或用作熔剂。该矿将这种岩屑拌上少量石灰及水，压成砖块，并在引入窑气的隧道窑里“薰”成碳化砖。不仅减少了烧石灰产生的窑气对空气的污染，而且不需燃料，同时烧成的碳化砖强度高，呈漂亮的米黄色。北京建国门外的许多使馆建筑就是利用这种

26、砖修建的。如果加上钢筋，也可制成碳化板。27.用于生产煤矸石砖：自从我国决定在170个主要城市禁用粘土砖以来，煤矸石砖已成为取代粘土砖的主要墙体建筑材料之一。不仅可烧制矸石红砖，还可以烧制空心砖。据报导23：2000年我国“国有重点煤矿共建成煤矸石砖厂120座，年生产能力20亿块标准砖。在过去的年间，仅替代传统红砖一项，就相当于节约土地万亩。”据笔者研究，不仅煤矸石可以制砖，实际上许多页岩废石也适用于制砖，只不过能耗较矸石砖要高。煤矸石由于其中常含有一些碳质，烧制时可少花或不花煤炭。28.用于生产蒸养砖/蒸压砖：这种砖是用一定胶凝剂将尾矿胶结后用蒸汽养护，乃至用高压蒸汽养护而成。据笔者所知河北

27、某铁矿用这种工艺所生产的尾矿砖，已用于住宅建筑，并已建成6层职工住宅楼多栋。但是要注意有些尾矿的矿物组成不适用于生产这种砖。29.用尾矿围池造田：这种技术是河北理工大学杨福海教授创造的。这种技术是将河滩荒地变成可耕地,称为“围池造田法”。在华北、西北等干旱地区，往往有许多间歇河或半间歇河，河滩很宽，即使下雨时所占水道亦很狭窄；而河道两侧的河滩有着大量大小不一的河卵石而不能用作耕地。围池造田法是在河滩上用石块垒起高3.55米的围坝，每个围池的面积约40亩地；将尾矿直接排入池中，当池子被填充将满时，就接着排放到另外的新围池中去。填充了尾矿后的池子，河卵石已埋到尾矿之下，在其上覆盖约25公分的可耕土

28、，就使这种池子成为了可耕地。这种方法已在冀东某些矿山获得成功，例如马兰庄铁矿造田90亩，靠山庄铁矿造田40多亩。这样做的结果不仅减少了尾矿库中尾矿的堆放量，而且又增加了可耕地。30.利用废石或/和尾矿填埋露天坑复田：就是将废石或/和尾矿排放到过去已有的露天坑，再覆盖上一定厚度的可耕土以使其成为可耕地。这是一些矿山正在采用的办法。31.用尾矿充填地下采空区：可以是胶结充填，也可以是单纯的水砂充填。这也是许多矿山正在采用的办法。例如，安徽安庆铜矿的尾矿几乎全部都作为充填料被充填到地下采空区。32.用作冶炼熔剂：有颇多矿床的围岩是石灰岩或白云岩。例如，某些热液交代矿床、矽卡岩矿床以及某些沉积矿床等。

29、无论是坑采的掘进或露采的剥离，都可能排放这些岩石的废石；如果其成份合适，不言而喻当然可以用作熔剂。33.用作七O砂：这是我国在七O年独创的型砂。实质上是石灰石或大理石砂。应用这种型砂的优点是：消灭了铸造行业中的矽肺病；可消除铸件黏砂现象，从而提高铸钢表面的光洁度，并减轻清砂工作量。根据笔者的研究，虽然任何石灰岩或大理岩都可以加工成七O砂，但是成砂率最高的是半风化结晶灰岩。34.用作镁橄榄石型砂：镁橄榄石砂是工业发达国家生产铸钢件所普遍采用的优良砂型材料。镁橄榄石砂具有较高的耐火度(1710)和抗金属氧化侵蚀的能力，化学稳定性好，在高温下膨胀缓慢，没有石英砂那种骤然膨胀的特性，能有效地防止铸件产

30、生粘砂、夹砂等优点。可得到光洁的表面和清晰的铸件轮廓，无游离的SiO2，不会产生矽肺病。镁橄榄石常存在于某些矽卡岩矿床的蚀变围岩中或某些超基性岩的矿床中，因此有可能从废石中回收。35.作为生产硅砖的原料24：硅砖是酸性耐火材料，广泛用于玻璃熔窑、炼焦炉或热风炉等设施。其荷重软化开始温度高达16401670。对于硅砖原料的要求是SiO2的含量不得低于96，不得有太多的Al2O3、Na2O、K2O等杂质。据笔者所知，有些高岭土矿的尾矿就完全符合此要求；而且某些矿山的废石中，也有能达到此要求的石英岩或石英砂岩。36.作为生产碳化硅的原料：众所周知，碳化硅用途广泛；其硬度仅次于金刚石，熔点约2700；

31、既可作为磨料、耐火材料，又可用于制造电炉用的硅碳棒。它是用较纯的石英砂与焦炭混和，并加入少量木屑与食盐，在高温下烧制而成。如前述的高岭土矿的尾矿，经去除杂质的再选，完全可以用于制造碳化硅。37.用作耐火粘土24：耐火粘土是耐火度高于1580的粘土。是当前制造耐火材料用量最大，使用最广的耐火原料。矿山的废石中，如有富含高岭石、富含高岭石-水云母或富含高岭石-铝土矿的粘土岩，可以考虑用作硬质耐火粘土，但需要通过试验。38.用尾矿生产有机和无机复合材料：这是目前发展迅速的材料。例如，原昆明工学院创造用废塑料薄膜与尾矿或炉渣相结合，生产出强度高而又具有韧性的复合材料；已用于制造道路上的各种井盖，在昆明

32、市已得到推广。大城市到处需要有各种井盖，如自来水管、煤气管、污水暗沟、电缆等管道的井盖。过去传统的井盖是用铸铁制造的，易于被盗卖，而用这种材料做的井盖当然没有人会去偷盗，而且成本低廉，又能满足强度要求。据说创造者还将其用于制造脚手架等。同时，也可以用废轮胎为胶结剂。39.用尾矿生产广场砖25：它是一种刚在国内流行使用的陶瓷仿石制品，可以有多种形状和颜色，可任意组合成各种花纹。尾矿广场砖是由中国地质科学院开发的产品。一般可配加3050的尾矿，再添加一些陶瓷原料和色料，在12001300烧制而成。40.用尾矿生产彩色琉璃型复合瓦25：它作为一种新型绿色环保型建筑材料可代替石棉瓦，而且色彩鲜艳与琉璃

33、瓦相似。也是由中国地质科学院开发的产品。尾矿在原料配比中可达到50以上。41.利用废石作为铁路道渣：这是众所周知的用途。对铁路道渣的要求是在震动压力下不易碎；片理或层理发育的岩石当然不适用于作为道渣，而石灰岩、玄武岩等就较适用于作为铁路道渣。42.利用废石中的某些矿物作为研磨或抛光材料：如果废石中含有硬度大的矿物如刚玉或石榴子石等可选出作为磨料。有的尾矿也可以从中选出抛光材料,可用于电视机玻壳或电脑显示屏的抛光26。43.用作缓效磷肥27：据向武报导“含磷较高的磷石膏尾矿渣经过适当处理就可以作为尾矿磷肥用于农业生产”。44.用于制取轻质氧化镁：轻质氧化镁是化工及医药的原料之一。据文献28报导，

34、丰惠侠就曾研究利用蛇纹石尾矿制造出纯度达到98的优质轻质氧化镁。45.用于生产免烧砖或空心砌块29:例如“武汉理工大学采用未经煅烧的石膏尾矿为原料，磨细后与一定比例的磨细矿渣、粉煤灰混合，在复合激发剂的作用下，试制成功石膏尾矿砖、石膏尾矿空心砌块等新型墙体材料。用该方法进行石膏尾矿的再生利用，工艺简单，节省能源，制备的墙体材料强度高、耐水性好。保温养护28天，测得其抗压强度为33.4兆帕，抗折强度为3.7兆帕，吸水率为11.0，软化系数为0.81”。46.防火硅酸钙板：目前纤维增强硅酸钙板在我国发展较快，市场看好。传统的硅酸钙板的硅质原料主要采用石英粉，工艺成熟，但石英粉售价较高，影响企业经济

35、效益。为此有关单位利用钽铌矿精选后排放的尾矿粉代替石英粉制造硅酸钙获得成功，不仅变废为宝，保护了环境，而且降低了生产成本。47.从尾矿中提取重晶石30：如前捷克斯洛伐克某菱铁矿从尾矿中提取重晶石,可获得BaSO4为95%的重晶石精矿。48.用于生产涂料：随着我国生产建设的迅速发展，涂料需求量很大，而且品种繁多，有建筑涂料、防热涂料33、防锈涂料，乃至军用涂料34等等；其中建筑涂料约占总量的50。有许多涂料按其特殊要求，需要添加一定量的填料，这些填料多是天然矿物粉末，如绢云母粉、滑石粉、碳酸钙粉等等。这些矿物粉末都可能在尾矿中出现，并已有从尾矿中选取成功而进行生产的先例32。因此，尾矿在这方面的

36、应用值得重视。49.用于造纸工业35：虽然纸张主要是利用植物纤维来制造的，但高级的纸张往往需要一些非金属矿物粉末作为填料；包括：硅灰石、滑石、云母、水云母、叶蜡石及蛭石(后者具有装饰、防火、防潮、隔音、抗菌等功能)等等。这些矿物都可能在矿山废石或尾矿中出现，并可能通过选矿选出。例如，某铌钽矿就曾经通过其尾矿再选，提取出钾长石精矿、石英精矿及云母精矿。50.用于核废料处理4243：近年国内外文献都有报道，粘土矿物可用于核废料的处理。有些尾矿富含粘土矿物，有些矿山废石中有粘土岩，关于这方面，笔者尚未进行过详细的研究；但随着我国核发电的发展，这个动向值得高度重视。以上列虽然出了废石和/或尾矿的50种

37、可能利用领域，实际上还绝不只这些可应用领域。三、利用废石和尾矿时值得注意的问题1.高附加值和低附加值的利用途径应并举：无数实例说明，高附加值的利用途径往往消耗废弃物量少，而低附加值的利用途径消耗废弃物的量大；只有两者并举才能取得经济效益和减少堆放量的双丰收。例如，承钢双塔山选厂的尾矿，其中还含有不少钛铁矿、镍和钴的硫化物，对其应先通过选矿提取这三类矿物，然后再考虑其余部分的整体利用问题。有时提取了这些金属物质不仅经济效益高，而且往往还有利于其它应用途径。例如，将金属矿物提取以后，如用于制砖可降低砖的重量；如用于制造微晶玻璃可解决不能制出浅色微晶玻璃的问题。2.应事先充分掌握废弃物的矿物组成和化

38、学成分：由前面的介绍可看出，不同矿物组成和化学成分的废弃物有不同的用途。据笔者的经验，矿物组成较化学成分更重要。因此，在选择利用途径前应对尾矿库或废石堆进行取样分析。在取样时还要注意要在不同地段分别取样，因为同一矿山不同时期排放的废弃物必然有所不同，何况尾矿在排放过程中还有沉积分异作用。3.今后在排放废弃物时尽可能直接利用或分别堆放：显然，如果排放的废弃物能直接利用将节省运输和装卸费用；但这也不容易做到，所以当废弃物的物质组成有较大变化时，应分别堆放。4.矿山领导和技术人员应力图拓宽知识面：由上述的介绍可看出，有许多利用途径都涉及非矿业的其它专业领域，如果没有这些领域的一些初步知识必将寸步难行

39、。5.重视以废治废的应用领域：众所周知，我国环境现状还很严重；如果能利用矿山废弃物于环境治理(如前述用尾矿于废水处理)，不仅有很好的经济效益，也不仅减少矿山本身废石和尾矿的堆放，而且还会有很大的社会效益。5.密切注意国内外科技及市场发展的新动态：目前科技发展日新月异，矿山废弃物的应用领域越来越广泛；例如，矿物聚合物、曝气生物滤池的滤料、核废料的处理等等都是新出现的新领域，这些新的应用领域也将是经济效益最好的领域，谁捷足先登，谁就具有先占领市场的优势。市场发展的新动态亦不可忽视，例如近年国内外市场许多金属或非金属产品价格飚升，使得原来利用矿山废弃物生产的产品本来是无利可图，也变成回报丰厚了。参考

40、文献1李林等，矿山尾矿资源化利用现状及攀枝花尾矿利用途径探讨，攀枝花科技与信息，2003年。2李章大等，整体开发利用矿山固体废弃物让资源危机矿山及城镇再度辉煌，全国矿山地质学术会议论文集，2003年。3曹建军等，煤矸石的综合利用现状，环境污染治理技术与设备，2004年。4刘宝珺院士，西部大开发中要十分关注矿产资源，中国公众科技网，2005-03-10。5马鸿文等，利用钾长石尾矿制备矿物聚合材料的试验研究，中国地质大学学报，2002。6任玉峰等，金矿尾砂矿物聚合材料的制备及其影响因素，岩矿测试，2003年。7Sumajouw, D.M.J etc.，Geopolymer concrete for

41、 a sustainable future，Green Processing 2004- 2nd International Conference on the Sustainable Processing of Minerals，2004。8李鸿业等，矿山地质通论，冶金工业出版社，1980年。9邹家庆等，工业废水处理技术，化学工业出版社，2003年。10T.D.Kent etc (UK),TESTING OF BIOLOGICAL AERATED FILTER(BAF) MEDIA，Water Science and Technology，1996年。11Francisco Osorio etc.，Wastewater treatment with a double-layer submerged