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石英砂尾矿资源化利用几种主要方式

市场资讯 2023.12.05 23:01

来源:中国有色金属工业协会硅业分会

石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒,石英石是一种非金属矿物质,是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是二氧化硅。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状,莫氏硬度7。

石英尾矿包括石英矿开采中的废渣、加工过程中的尾砂和尾泥,其中尾砂占绝大多数。石英尾矿的化学成分主要是SiO2,杂质主要是长石、粘土、云母、铁矿物等,只要合理开发、科学利用,就可以消除污染、变废为宝,拓宽矿产应用范围,提高矿产附加值,且发展前景广阔。

从全国范围来讲,石英矿比较广泛。优质矿源主要分布在内蒙古自治区集宁,安徽省的凤阳,湖北省的黄冈,河北灵寿县产量大品质高,另外在广东及江西也有少量分布。分布范围内也伴随着大量的石英砂尾矿的出现,环保趋紧,尾矿库大量堆积,污染环境,并附带滑塌危险。

1、筑路材料

石英砂尾矿SiO2含量绝大多数≥75%,SiO2材质性能稳定,协同碱性材料固结性良好,改良的石英砂尾矿可以成为良好的路基以及路面基层填筑材料,尤其是今天绿水青山的大环境下,石英砂尾筑路材料化应用有着广阔前景。

2.功能填料

粉石英尾砂经过超细后得到的产品纯度与硅粉产品相近,白度提高近12%,完全可以用作精细陶瓷、优质微孔硅酸钙、绝缘材料和橡胶塑料、油漆、涂料等的填料。以SiO2含量98.0%-99.0%的粉石英尾矿,经过研磨、除杂、环氧树脂处理等工序,可生产出理想的电工专用填料。

3.硅微粉

针对国内一些低铁石英砂厂尾砂,通过“磁选-擦洗-脱泥(药)-浮选”等提纯工艺,完全可以制备出符合要求的电工电子级硅微粉。

4.石英粉

石英砂尾矿通过磁选、水力分级、振动磨矿等工艺,制备出-325目大于99%和-200目大于85%的石英粉,可分别用作无碱玻纤和釉料熔块的硅质原料,当然也可用于其他领域。

5.硅砖

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1640-1670。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、N2O、K2O等杂质。石英岩或石英砂岩开采过程中产生的废石,有些就能达到此要求。

6.涂料填料

有些石英砂尾泥粒度较细,通过分级提纯后,完全可用作涂料填料。例如,用于聚醋酸乙酯涂料时,其涂料产品可以很好的吸收紫外线。张雪梅等将石英砂尾矿和白炭黑添加到环氧地坪涂料中,可提高地坪涂料的硬度、耐磨性和耐洗刷性等综合性能。

7.白炭黑

以提纯石英尾砂和碳酸钠为原料,经煅烧、浸提制备硅酸钠溶液,然后采用硫酸沉淀法制备白炭黑,并采用“二步法”利用副产的硫酸钠制备硫酸钾。

8.二氧化硅气凝胶

以石英尾砂为原料,经活化处理、烧碱溶解,溶胶-凝胶法,常压梯度干燥制备出了SiO2气凝胶。

9.烧结砖和新型墙体材料

利用页岩资源,掺入40%-50%的石英砂尾矿、废泥可生产高档次的模数隔热保温墙体材料。利用石英尾砂还可开发砂加气隔热、隔音、保温材料,为建筑节能工作提供材料。

目前我国加气混凝土产品主要有三种:一是粉煤灰型;二是硅砂型;三是砂渣型(砂加气混凝土)。砂加气混凝土主要分矿尾砂和江砂两种,为市场高端产品,尤以石英砂为原料的加气混凝土产品特性最好。

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