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| 石墨尾矿资源化利用现状概述 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2015-01-13 10:13:42 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/远志）石墨是一种无机非金属矿，在润滑、耐磨、腐蚀、导电、储能等领域应用十分广泛，是国防、航天、机械等行业不可缺少的关键材料；同时作为一种不可再生资源，是现代经济发展中不可或缺的重要战略资源。我国石墨资源丰富，分布于黑龙江、山东、四川、内蒙古等20 个省( 区) ，储量居世界第一，以鳞片状晶质类为主，黑龙江省鳞片状石墨已探明储量为10. 4 亿吨，占全国保有矿物储量的64%以上。
石墨行业的生产流程大致相同，采用浮选工艺，每吨成品石墨用水100 吨，矿石10 吨，所以理论上生产每吨石墨产生废水和尾矿砂都超过了100 吨。2005 年全国石墨产量在50 万吨，尾矿排放量在600万吨左右。大量石墨尾矿造成了污染环境、土地占用和安全问题，成为制约石墨企业可持续发展的主要因素，进行石墨尾矿资源化利用是解决这一矛盾的有效途径。
1 石墨尾矿对社会环境的影响
石墨尾矿是排放的尾矿矿浆经自然脱水后所形成的固体工业废料，是固体工业废料的主要组成部分。通常作为固体废料排至河沟或抛置于矿山附近的堤坝的尾矿库中，成为环境污染的主要组成部分。
1 .1 堆存占用大量土地
石墨矿山开采后，将会产生大量废石、排土和尾砂，堆存它们需要占用大量的地表面积，另外，尾矿坝和废石场设置不当或者管理不严，都会造成严重的溃坝、滑坡或泥石流事故，使大面积的土地受到破坏，水体遭受污染并危及人身和财产的安全。
1. 2 造成水体污染
石墨生产过程中，浮选用化学试剂随尾矿置放至尾矿库堆存，废矿堆尾矿在长期氧化、风蚀、溶滤过程中，使各种有毒矿物成分或有害物质随水转入地下，造成地表水、地下水体长期不断地化学污染。
1. 3 引起大气污染
由于石墨尾矿颗粒较细，堆积在尾矿库中的尾矿，在风起的时候会形成一个尘暴源，在日常公路运输和生产中都会产生大量的扬尘，成为污染大气环境的重要部分。
2 石墨尾矿资源化利用现状
鉴于尾矿给人类生产和生活带来很大威胁与不便，尽早加以合理利用，变废为宝为人们普遍研究的课题。目前国内石墨尾矿资源化利用途径一是从石墨选矿尾矿中回收有价矿物; 二是用于制白炭黑； 三是在建材工业上的应用，主要集中在制作免烧结砖、烧结砖瓦、加气混凝土、泡沫混凝土、水泥配料以及作为道路基层材料等领域。
2. 1 从石墨选矿尾矿中回收有价矿物
自然界中独生的矿物较少，伴生的矿物较多，石墨矿石中除石墨外还有黄铁矿、磁黄铁矿、斑铜矿等金属矿物和金红石等稀有金属矿物，其中有的矿物含量较高，有回收价值。要综合回收石墨尾矿中的几种矿物需采用联合流程，多种选矿方法联合使用。在对石墨矿提纯的过程中，石墨矿中伴生的矿物绝大部分都进入尾矿中，若随尾矿被抛弃，这样会造成极大的资源浪费。
东华理工大学余志伟等采用加酸焙烧－水浸－除钾铝－萃取－反萃取－氧化沉淀钒工艺可使浮选尾矿中钒的浸出率、萃取率、反萃取率、沉淀率达到95. 5%、87. 6%、99. 9%、99. 0%，同时可获得对浮选尾矿产率为9. 2% 和23. 2% 的钾明矾和铵明矾。
2. 2 制白炭黑
柳毛石墨厂李洪君利用石墨尾矿砂制白炭黑，其工艺过程为尾矿砂破碎后加碱焙烧，经过水浸取，加酸反应，洗涤，干燥，粉碎等工序制白炭黑。此法也是石墨尾矿综合利用的一条有利途径。
2. 3 石墨尾矿在建材工业上的应用
2. 3. 1 用作墙体材料
杨中喜等利用固化技术在石墨尾矿里加入少量廉价而常用的无机或有机化合物配制的固化剂及少量普通硅酸盐水泥熟料，通过石墨尾矿里的一些成分和固化剂及水泥熟料发生一定的物理、化学反应，经过加压或者挤压成型，在简单的养护下，制成具有一定强度和耐久性，符合国家标准的免烧砖。
2. 3. 2 用作承重烧结砖
济南大学黄世峰等利用粘土作为粘接剂与石墨尾矿砂按一定比例混合在箱式电炉中烧成承重烧结砖，当石墨尾矿砂与粘土配比为6:4，配体烧成温度在1000－1080℃时，能够更好地促进颗粒间的相互反应，且液相填充于颗粒的空隙中，从而减少气孔率，增加致密度，提高坯体的机械强度。
2. 3. 3 生产烧结多孔砖
青岛石墨股份有限公司解家伟等利用石墨尾矿与粘土按比例搭配加水搅拌混合均匀，经陈化后在油压机上压制成型，放置于干燥箱中快速烘干，制备出了可代替传统粘土砖的烧结多孔砖，该实验表明，颗粒越细可降低产品的烧成温度，同时扩大产品的烧成温度范围。
2. 3. 4 研制环保陶瓷生态砖
环保陶瓷生态砖是一种具有多孔结构的地念铺设材料。青岛科技大学张灿英等以石墨尾矿、煤矸石、垃圾焚烧灰等固体废物为主要原料制成，其制备工艺与普通砖瓦工艺相同，将一定颗粒级配的石墨尾矿与一定比例的煤矸石细粉、废玻璃、垃圾焚烧灰等混合均匀，加入15% － 25% 的水，真空练泥，采用挤出成型挤出泥段，然后切成砖坯，在1000 － 1200℃烧成。
2. 3. 5 用作高速公路底基层
1999 年，在潍莱高速公路建设中首次进行了石墨尾矿用于高速公路建设的尝试，只对该材料的水理、物理性能及其力学性能进行了研究; 同济大学房建果博士研究了采用石墨尾矿作为高速公路填筑材料的可行性，研究表明采用6%的水泥稳定石墨尾矿，该材料强度满足规范要求，且具有良好的抗温缩性能，可以用作高速公路路面基层。
3 石墨尾矿利用前景
虽然人们在尾矿处理方面有所进展，在一定程度上推动了我国石墨尾矿资源化的技术进步，但是利用技术水平较低、利用效率不高，尚不能满足急待处理的迫切需要。透水材料具有良好的透水性及保湿性能，能很好地缓解城市由于硬化路面所带来的“城市荒漠化”及“热岛效应”问题，有利于保持和补充地下水位，消除或减少地面积水，维护地表生态平衡，同时因具有吸音和防滑功能，可创造安静舒适的交通环境。
由于石墨尾矿颗粒均匀，其主要成分以氧化硅为主，硬度高，耐磨性好，渗透性优良，是制备透水材料的理想原料。用石墨尾矿制备透水材料不用高温煅烧，原料来源丰富，成本低廉，物理力学性能好。其中微孔型透水砖是城市建设急需的绿色环境材料，在化工、环保、水利、道路建设领域具有广阔应用前景。
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