石英尾砂綜合利用研究綜述

/石英尾砂綜合利用討論綜述石英尾砂是一種寶貴的礦產(chǎn)資源，我國年排放量上千萬噸，直接造成嚴(yán)重環(huán)境污染、耕地占用、河道水庫淤塞等不良后果，其資源化利用已成為必定趨勢(shì)。石英尾砂的化學(xué)成分相對(duì)穩(wěn)定，其在水泥、玻璃、墻體材料、微晶玻璃、釉質(zhì)材料、硅微粉、電工電子封裝材料、化工材料、工業(yè)填料等方面均有不同程度的利用，具有廣闊的進(jìn)展前景。本文綜述了近幾年，石英尾砂在這些方面的綜合利用。1.建材生產(chǎn)從石英尾砂的化學(xué)成分看，它完全可以廣泛用于建材生產(chǎn)，也能充足耐火材料C級(jí)以及鑄造三級(jí)和四級(jí)用石英砂對(duì)各成分含量的要求。將石英砂巖加工尾礦綜合利用生產(chǎn)建筑材料，達(dá)到“一礦多用”的目的，是更改石英砂巖經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的緊要舉措。1.1生產(chǎn)水泥我國2023年水泥年產(chǎn)量達(dá)到12.4億t，以替代水泥生產(chǎn)原燃料的廢物利用討論和生產(chǎn)試驗(yàn)工作已得到國家的支持和行業(yè)內(nèi)的重視。石英尾砂的化學(xué)成分充足水泥配料要求，加之其堿含量較低，完全可以作為硅質(zhì)替代原材料；從物理性能來看，雖然石英尾礦的易磨性很差但其細(xì)度已接近了生料的細(xì)度，再經(jīng)過適當(dāng)粉磨后，就完全可以充足細(xì)度要求。有討論人員用鉛鋅尾礦渣代替硫酸渣、燒石英尾礦代替粘土生產(chǎn)水泥熟料，燒石英尾礦加入量占生料的6.5%，能煅燒出符合要求的熟料，不僅降低了成本，還提高了產(chǎn)量。除此之外，其強(qiáng)度增長率高，28d抗壓強(qiáng)度平均64.7MPa，提高2.5MPa左右，可多摻1.5%的混合材，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。1.2生產(chǎn)燒結(jié)磚和新型墻體材料傳統(tǒng)燒結(jié)粘土磚的生產(chǎn)存在破壞耕地、污染環(huán)境、能耗高等難以克服的缺點(diǎn)，政府已明令限制實(shí)心粘土磚的生產(chǎn)?？茖W(xué)家討論了石英砂的改性方法及機(jī)理，探究出一套最佳的工藝條件，并用改性石英尾砂制備出了高性能燒結(jié)磚，石英尾砂加入量達(dá)83%，燒結(jié)磚的抗壓強(qiáng)度達(dá)18.97MPa。也有人用SiO2含量為84.21%的石英尾砂加10%粘土，生產(chǎn)出高性能石英砂燒結(jié)磚，其抗壓強(qiáng)度為35.05MPa，充足國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燒結(jié)磚MU30的要求。浙江湖州市長興縣利用石英尾砂開發(fā)新型墻體材料獲得成功，經(jīng)多次調(diào)整配方和技術(shù)參數(shù)，利用當(dāng)?shù)氐捻搸r資源，摻入40%～50%的石英砂尾礦、廢泥可生產(chǎn)高檔次的模數(shù)隔熱保溫墻體材料。利用石英尾砂礦開發(fā)砂加氣隔熱、隔音、保溫材料，為建筑節(jié)能工作供給材料。除此之外，討論人員還用含石英達(dá)30%以上的其他天然石英砂資源或工業(yè)廢料石英尾砂，采納重量百分比為石英砂30%～90%、增塑劑（高嶺土，腐質(zhì)酸等）1%～5%、熔劑（CaO、MgO等）5%～25%，制備出高性能的新型建筑材料（如：燒結(jié)多孔承重磚、燒堅(jiān)固結(jié)實(shí)心承重磚、基礎(chǔ)標(biāo)磚、七分磚、承重墻體實(shí)心磚、隔墻板等）。所制得的產(chǎn)品具有燒成溫度低，耗能少，資源消耗少，生產(chǎn)成本低，性能高等特點(diǎn)。1.3生產(chǎn)釉面磚和陶瓷釉面材料磁鐵石英巖精選廢渣石英鐵砂，石英含量達(dá)58%～62%，在陶瓷坯料中引入15%左右的磁鐵石英巖精選廢渣可以改善陶瓷坯體和釉層的物理機(jī)械性能，可有效地用于生產(chǎn)濃黑色的施釉墻面陶瓷?？茖W(xué)家曾用陶瓷工業(yè)廢渣生產(chǎn)一次燒釉面磚，坯體配方構(gòu)成為：板巖15%、高嶺土尾礦18%、爐渣35%、鈉長石尾礦22%、石英尾礦10%，使釉磚原材料成本下降很多。用石英尾砂、紫木節(jié)、粘土等可生產(chǎn)衛(wèi)生陶瓷，有效降低了衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)成本。用高嶺土、瓷石、石英尾砂、長石礦化劑、色料等配料，燒制色泥瓷和色釉瓷，產(chǎn)品性能優(yōu)良，使用衛(wèi)生，裝飾效果獨(dú)特，顏色繽紛且釉面不含鉛、鎘溶出量。1.4生產(chǎn)微晶玻璃微晶玻璃的生產(chǎn)可以廣泛采納粉煤灰、煤矸石、各種尾礦、冶煉爐渣、泥沙、廢玻璃等原材料。礦渣微晶玻璃板是用硅砂、方解石、長石與礦渣等天然礦物原材料加入核化劑與著色劑等化工原材料，經(jīng)過熔制、成型、切割與拋光后形成一種高檔裝飾或工業(yè)用板材，國內(nèi)外有的稱之為微晶大理石、結(jié)晶化玻璃、硅晶石板或玻璃陶瓷。該產(chǎn)品能人工調(diào)制，可呈現(xiàn)寶石的顏色、玉石的靈氣、大理石的柔潤，而且在耐磨性、清潔維護(hù)性、安全性（放射性與光污染）、耐風(fēng)壓、耐熱震性、不燃性等方面均優(yōu)于天然石材的理化性能。依據(jù)化學(xué)成分分析，石英尾砂是制造微晶玻璃的理想原材料。2.改性或超細(xì)后作為填料有學(xué)者用鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)石英尾砂進(jìn)行了表面改性，改性后的石英尾礦最高使用溫度211℃，最大抗水高度3.5m，有優(yōu)良的防水性能，可作為聚乙烯等塑料的填充劑，在保證制品的加工性和物理機(jī)械性能的前提下，適當(dāng)提高填充量，可降低成本。除此之外，用SiO298.0%～99.0%粉石英尾礦，經(jīng)過研磨、除雜、環(huán)氧樹脂處理等工序生產(chǎn)出理想的電工專用填料。用石英尾砂經(jīng)過超細(xì)后得到的產(chǎn)品純度與硅粉產(chǎn)品相近，白度提高近12%，完全可以用作精細(xì)陶瓷、優(yōu)質(zhì)微孔硅酸鈣、絕緣材料和橡膠、塑料、油漆、涂料等的填料。3.熔制熔融石英熔融石英廣泛用于制造玻璃，玻璃管、石英陶瓷和熔融石英匣缽等耐火材料制品，具有廣闊的市場(chǎng)和良好的經(jīng)濟(jì)效益。利用高嶺土尾砂選礦產(chǎn)品粗粒級(jí)石英，經(jīng)配方可熔制出合格的熔融石英產(chǎn)品。熔制出的熔融石英產(chǎn)品外觀為不規(guī)定塊狀、粒狀；無色、乳白色；透亮、半透亮狀；斷口致密干凈、呈玻璃狀。經(jīng)化學(xué)分析，SiO299.11%，Al2O30.30%，F(xiàn)e2O30.059%，充足質(zhì)量要求。以該尾砂型熔融石英為重要原材料（配方中用量為50%～60%），研制的粘土熔融石英質(zhì)匣缽，其成型、收縮、干燥、燒成等工藝性能均良好。這種匣缽的使用次數(shù)在50次以上仍基本完好，且還可連續(xù)使用，而一般匣缽（鋁硅鎂質(zhì)匣缽）使用次數(shù)不到20次。科學(xué)家還通過回收顯像管生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物石英微粉，經(jīng)過?；⒅鷦┑奶砑?，成功地應(yīng)用于屏玻璃和錐玻璃中。4.其他用途另外石英尾砂