矿山人速看!尾矿和废石不只用于机制砂还有多

点击次数:   更新时间:2020-08-17 16:18     来源:极限码皇

  在防治重大环境问题上,往往要求环境材料量大,成本低,而尾矿和废石正符合此要求。

  如采用尾矿和废石作为环境矿物材料,不仅可达到环境污染治理的目的,又可防治废石堆存导致的污染、占地、泥石流和尾矿库的溃坝等许多问题,使尾矿和废石化害为利成为可能,真正的实现双赢。

  沙漠形成的根本原因是缺水。现在有些人提出海水东调或从长江上游南水北调等设想,但是工程浩大,而且对生态环境的副作用也难以预测,难以实行;已有防治沙漠化的措施,如植树造林、退牧还草、退耕还田等虽然已见成效,但是由于缺水而草木成活率低,也困难重重;这些设想或措施的实现都离不开“水”的问题。

  从全球范围来看,上世纪末开始有些国家开始另辟途径来解决水的问题,如比利时、以色列、南非和非洲北部等国家,开始使用高吸水保水材料用于造林治沙,且已取得显著效果。近年来,某些发达国家,基于采用高吸水保水材料的“绿色地球计划”或“治理沙漠计划”相继出台,实际效果十分显著。

  所谓高吸水保水材料,小孩尿布(尿不湿)中所包含的材料就是其中之一,它是单纯树脂类保水剂,吸水率可高达4000g/g,但每吨价格在1.5万元以上,用于防治沙漠化成本太高;而且吸水能力过大,反而对植物根系吸收有不利影响。

  近年来,我国许多研究院所和高校,纷纷研究矿物聚合物复合高吸水材料,且已取得可喜的研究成果。例如,华侨大学在利用粘土和有机树脂制备复合超强吸水材料方面做了大量的工作,其中,高岭土/淀粉接枝共聚丙烯酸胺高吸水复合材料吸蒸馏水最高可达到4000g/g。中科院兰州化物所王爱勤研究员开发的凹凸棒石保水剂,已在旱区农业、兰州南北两山等应用推广近百万亩。

  由上表来看,每种矿物都可富含于某些废石或尾矿中,且储量都在亿吨以上,例如:

  高岭石是内蒙古和山西的煤矸石中富含的矿物,有些煤矸石所含高岭石已接近乃至达到高岭石矿床的工业要求。

  北京以及承德的鹰手营的煤矸石,无论是杨家屯煤系或门头沟煤系都富含伊利石;

  宣化龙烟铁矿的顶板的串岭沟组页岩,也富含伊利石及部分蒙皂石,由于开采残矿现在已成废石堆。

  绢云母,多数斑岩型铜矿尾矿中都富含有该矿物。例如,已开采多年的山西铜矿峪铜矿的尾矿就富含绢云母;在中蒙边界和新疆已发现有众多斑岩型铜矿床。

  某些风化强烈的矿床,可富含蛭石。如承德溧平县的铁矿,其尾矿主要含蛭石。

  以上可用作矿物聚合物复合高吸水材料的尾矿和废石,都分布于接近我国沙漠化地区或其附近,非常有利于减少运输成本。

  我国现在对于工矿企业和城镇的点源污染和机动车的动源污染已很重视,但是对于农村的面源污染尚未引起足够的重视。

  所谓农村面源污染,是指农村在生产和生活中所产生的大面积的污染,如施用肥料和农药,禽畜人类便的污染等。这种污染既可以挥发到空中,也可以淋失渗入地下水或直接成地表径流。氮肥和粪便都是极易挥发的物质;根据朱兆良院士论文的研究表明,在有利于氨挥发的条件下,氨挥发损失率可高达施氮质量的40-50%,成为氮肥损失的主要途径。挥发出来的氨气部分也可通过雨淋进入水体,三者可共同汇入江、河、湖、海形成水体的富营养化;乃至可能在湖泊产生蓝藻爆发或在海洋产生赤潮。就目前情况来看,最严重的是肥料和禽畜人粪便的污染,它们构成了主要农村面源氨污染,这种面源污染较之城镇的点源污染和动源污染更难防治。

  在防治面源氨污染方面,根治的办法是农业改使用缓释肥料以降低氮肥中氨的挥发。根据对铵伊利石的研究,伊利石既易于吸收氨成为铵伊利石,而铵伊利石中的又易于被水溶出,这正是配制缓释肥料所要求的性能,且众多尾矿和废石中都富含伊利石。

  此外,根据冯启明等的研究,膨润土最适用于配制缓释肥料。膨润土中主要含蒙皂石,赋存于超基性岩中的钒钛铁矿尾矿中也富含蒙皂石。此外,煤矸石中的“风化煤”,其中富含腐植酸,而腐植酸具有缓释氮、促释磷和活化钾的作用,也可用于配制缓释氮肥。

  在防治蓝藻爆发和赤潮方面,根治的办法也是改使用缓释肥料以降低氮肥中氨的挥发、淋失和流失。对于刚发生的赤潮,过去常用粘土类矿物作为絮凝剂,让藻类沉淀到海底;但是,需要粘土量大(每平米海水面几百克),而且易于反弹。有人曾利用“绢云母+高岭土+少量萤石粉”混合粉体来治理赤潮,每平米海水面仅需2-8g,而且不易反弹。在山东莱州的几个萤石矿的尾矿中就有像这样组合的环境矿物材料。

  如浙江和福建海域也是赤潮高发区,而当地一些萤石矿山由于选矿技术落后,其尾矿中萤石的品位多在10%以上,如果配加露采高岭土矿的废矿(的高岭土)以及江西德兴铜矿富含绢云母的尾矿,也是一种治理赤潮的组合环境矿物材料。

  以上所述,仅为尾矿和废石在大范围环保问题中的应用,实际上还有很多其它环保领域的应用,例如利用某些废石烧制曝气生物滤池的滤料等。从整个产业方向来看,以废治污,前途无量。

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