高嶺土尾礦是高嶺土礦經選礦后排放的固體廢棄物。長期以來，很多單位只致力于高嶺土礦的開采、加工，對高嶺土尾礦的回收利用研究較少，大都是將尾礦露天堆放，或者用作鋪路、返田和夯實地基等，隨著尾礦的不斷堆積，侵占了大量的土地，污染水質，并造成植被破壞及水土流失，甚至造成泥石流，嚴重影響生態環境，同時也造成了高嶺土等不可再生資源的過分消耗。因此綜合利用高嶺土尾礦，將其回收利用，變廢為寶，保護環境，造福于社會和子孫后代，顯得尤為重要。
 
1、我國高嶺土開采情況及尾礦產生的原因
 
　　我國高嶺土資源分布和礦床的形成存在先天不足，絕大多數產區的高嶺土資源分布零散，且與當地陶瓷產業的品種密切相關，這決定了一些高嶺土礦區在尾礦綜合利用方面存在一定難度。高嶺土的采礦行業主要存在以下幾個問題：
 
（1）絕大多數采礦者是以小型作坊、私營企業的形式出現，開采技術和設備較為落后
 

　　目前，我國礦業企業的準入門檻低，大量不具備開發資質的企業進入礦業開發領域，同時，高嶺土資源分散，且多數儲藏于淺層地表，開采技術要求不高。不少地方農民抱著“靠山吃山”的想法，紛紛洗腳上田，參與高嶺土的開采。
　　近年來，絕大多數采礦者已告別了原始開采手段，運用了一些較為先進的設備，但仍然處于較低的層次。
 
（2）采礦者缺乏科學的勘探技術、選礦知識和加工能力，能否開采出高質量的高嶺土全靠“碰運氣”
 
　　由于多數采礦者缺乏相應的技術知識，開采過程中往往只面向開采成本低的淺層地表的優質高嶺土，而且存在“東挖一下、西挖一下”碰碰運氣的情況，相當一部分采礦者對開采出來的資源也缺乏科學的鑒別能力，往往只對自己熟悉的一兩種土質感興趣，對于一些質量不高或不熟悉的視而不見，更談不上改良和綜合利用，在一定程度上破壞和浪費了礦產資源。
 
（3）深加工技術嚴重不足，高嶺土綜合利用水平低下，造成資源嚴重浪費
 
　　實踐中，絕大多數高嶺土采礦者對陶瓷產業并不完全了解，相當一部采礦者只能為為數不多的陶瓷企業提供瓷土，其所熟知的瓷土也局限于自己長期開采加工的那幾種，選冶技術工藝落后，相當一部分企業的資源回采率低于50%。
　　另外，由于投入產出和經濟利益的比例問題，決定采礦者必定追逐短期的經濟利益，決定其沒有更多的時間研究技術，特別是在改良技術方面。
 
（4）國家鼓勵利用尾礦資源的政策、法律規定未落到實處
 
　　國家投入較少，企業積極性不高，現行有關法律、法規對礦山尾礦、廢石等固體廢料的管理與利用只作了原則規定，缺乏強制性措施，國內礦產品價格與國際價格接軌較晚，價格偏低，開發尾礦和低品位礦經濟上不合理。這些問題的存在，造成高嶺土的無序開采，導致瓷土市場的混亂，生態環境破壞嚴重，資源的嚴重浪費。特別是高嶺土產區，尾礦和低品位礦基本沒有得到有效利用。主要原因是對礦產資源的綜合利用缺乏認識，忽視資源的合理開發和綜合利用。
 
2、高嶺土主要的資源綜合利用途徑
 
　　根據地區不同，高嶺土及其尾礦的共伴生礦物的成分和數量差異較大，一般其主要成分為SiO2和Al2O3，而Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO等含量較低，如能根據尾礦中鋁硅酸鹽礦物的物化性能，合理、充分地利用，便能取得良好的經濟效益、環保效益和社會效益。
 
（1）高嶺土尾礦有價成分的回收利用
 
　　合浦滬天高嶺土有限責任公司目前每年開采的高嶺土礦量達70萬噸以上，生產中排出的尾礦約40萬噸以上。該公司擁有的高嶺土資源中伴生有石英石礦石，這部分伴生礦石隨著高嶺土的生產均作為尾礦處理。經過對尾礦礦石多個品種的含量、礦石結構構造、嵌布粒度等特征的分析結果，發現其礦物成分主要為石英石礦，大部分為純度高、鐵質等雜質含量低，屬優質的石英砂。通過高嶺土尾礦采用擦洗、洗礦、磨礦、篩分分級后進行重-磁-浮聯合流程選別，最終獲得優質的石英砂產品。

 

▲高嶺土尾礦綜合利用選礦工業試驗流程

 
　　湖南省汨羅高嶺土精選總廠年產精礦6000噸，每年要排放約2萬噸的廢棄尾礦，尾礦主要組成礦物為石英，白云母、少量長石、鐵錳礦物及殘余高嶺土等。謝建國等采用搖床重選-精礦脫泥流程處理篩上物或用篩分-搖床-篩分流程選別粗選底流均可獲得品位大于97%、回收率73%以上的白云母精礦。
　　肖國琪等針對云南臨滄高嶺土具有高鋁、鉀、鈉、鐵、鈦等有害金屬含量低、礦物組成復雜的特點，設計一套新型高嶺土綜合利用與無尾礦工程。該工藝流程將原礦通過選礦得到60%的精礦和40%的尾礦，進一步加工成各種產品，實現了高嶺土資源的清潔、高效利用。
 

▲新型高嶺土綜合利用與無尾礦工程

 
　　張忠飛等對蘇州高嶺土尾礦進行深加工處理（崩解、解離、分選、回收等），分離得到了純度較高的石英砂、硫化礦和高嶺土產品。加工得到的石英砂可用作建筑材料，硫化礦可作為生產硫酸的原料或進一步提煉其中的金屬如Au、Ag、Pb、Zn等，而高嶺土則可作為耐火材料或陶瓷的原料。
 
（2）高嶺土尾礦作中低檔陶瓷原料
 
　　利用高嶺土尾礦制成250目、325目高嶺土瓷土，是一種通用陶瓷原料，由于高嶺土尾礦多數為礦物質含量較低的原土，有的礦物含量甚至為0。這要求在篩選時，必須進行礦物質含量的抽樣分析，根據分析結果加入其它原料進行研磨。尾礦制成250目、325目高嶺土瓷土的物理性能、化學成份上與優質高嶺土瓷土存在一定程度上的差異，只能作為中檔陶瓷原料。
 
（3）高嶺土尾礦制備陶瓷玻璃制品
 
　　微晶玻璃又稱結晶化玻璃或陶瓷玻璃，是一種新型的建筑材料，它的原子排列是有規律的，具有玻璃和陶瓷的雙重特性，其亮度比陶瓷高，韌性比玻璃強。國內外學者發現，利用尾礦的化學成分特點，選定合適系統，加入必要組分，可以制備出性能優良的微晶玻璃。
　　陳國華等以高嶺土尾礦為主要原料，并引入氧化鎂、氧化鋁、硼酸、磷酸二氫銨等，采用燒結法制備出具有優良熱學、電學性能的低溫燒結微電子封裝用微晶玻璃，其中高嶺土尾礦的引入量可高達55%。
　　高嶺土尾礦經脫泥加工后，含有Al2O3、SiO2、MgO、CaO等，對色釉配方有益，在尾礦基釉中，再加入少量的各種金屬氧化物或基鹽類即可制成各類彩釉陶瓷制品。陸曉波等研制出了各種高溫陶瓷色釉制品，為高嶺土尾礦的綜合利用開辟了新領域。試驗配方中，尾礦加入量可達25%～28%。
 
（4）高嶺土尾礦制備無機高分子絮凝劑
 
　　聚合氯化鋁鐵（PAFC）是近十幾年來發展起來的一種新型陽離子復合絮凝劑，兼有鐵鹽、鋁鹽混凝劑的特性，具有反應速度快，形成絮凝體大、沉降快、過濾性強等優點，處理生活飲用水、工業用水、生活用水、生活污水和工業污水凈化效果明顯。
　　以高嶺土尾礦制備高分子絮凝劑，一般是運用粉磨、焙燒、酸溶、水解、聚合等手段，達到有效的利用尾礦中含有的Al2O3成分的目的。
　　曾小君等以蘇州高嶺土尾礦為原料，制備出了復合型無機高分子絮凝劑聚合氯化鋁鐵（PAFC），該產品對皮革工業中廢水的濁度、色度、CODCr的去除率分別達到78.23%、87.56%和78.95%。
 
以高嶺土尾礦為原料制備的絮凝劑與傳統的高分子絮凝劑相比，具有以下特點：
 
①水解速度快，絮體形成快且密實，沉降時間短，提高了凈化效率。
②處理很高濁度的含泥沙的水和受污染的水，并且水質的濁度越高，除濁的效果越明顯。
③受溫變化小。
④具有寬廣的使用范圍，適用于生活飲用水，工業用水，生活用水以及各類污水的處理，對原水的鋁離子及混凝產生的鋁都可以有效的除去，投加后易保持水質pH值的穩定。
⑤藥劑量低，效果好，比其它混凝劑節約成本。
 
（5）高嶺土尾礦用于建筑材料
 
　　在土木建筑工程中，應用最廣的是以水泥為膠凝材料，以砂、石為骨料，加水拌制成混合物，經一定時間硬化而成的水泥混凝土。為了減少水泥用量，降低工程造價，改善混凝土性能，常加入一些混凝土摻合料，部分替代水泥，而常用的摻合料包括粉煤灰、鋼渣、硅灰、火山灰、尾礦粉等。
　　中南大學楊華明課題組采用機械球磨機以及添加化學活性激發劑CaO、Ca（OH）2、Na2SO4等對高嶺土尾礦進行活化，并通過與其他砂石料配合，試配出了滿足相應強度等級要求的新型混凝土礦物摻合料。
　　馮寶俠等把高嶺土尾礦作為人工砂應用在混凝土空心砌塊中，可以替代建筑用砂作為建筑砌塊的原材料。
　　在中國經濟持續高速增長，礦產資源被不斷消耗，環境問題日益嚴重的背景下，尋找高嶺土尾礦以及其他礦產廢棄資源高效合理利用的新途徑已經迫在眉睫，這也是建設資源節約型、環境友好型社會和實現可持續發展的重要途徑。
 
編輯整理：粉體技術網
 

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