喬波 于曉兵 陶東平 張美霞

摘要：隨著中國(guó)鋼鐵工業(yè)的蓬勃發(fā)展，鐵尾礦已經(jīng)成為中國(guó)儲(chǔ)量最多的工業(yè)固體廢物之一，鐵尾礦的治理已成為礦山企業(yè)、冶金企業(yè)面臨的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從鐵尾礦資源的高效化利用角度出發(fā)，討論了中國(guó)的鐵尾礦作為混凝土原料、砂漿原料、路基材料、制磚原料、加氣混凝土材料、礦井充填材料等的研究現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展方向，以期為鐵尾礦的綜合利用提供參考。

關(guān)鍵詞：綜合利用;尾礦混凝土;加氣混凝土;膠凝材料；鐵尾礦

中圖分類(lèi)號(hào)：TF523文章編號(hào)：1001-1277（2023）04-0038-06

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20230409

引 言

隨著中國(guó)鋼鐵工業(yè)的蓬勃發(fā)展，年產(chǎn)粗鋼在2021年達(dá)到了10.3億t，占全球鋼鐵產(chǎn)能的50%以上^［1-2］。沿海鋼鐵企業(yè)主要依靠進(jìn)口礦石作為煉鐵原料，而內(nèi)陸鋼鐵企業(yè)主要靠開(kāi)采內(nèi)陸礦作為原料來(lái)源。鐵尾礦成為中國(guó)儲(chǔ)量最多的工業(yè)固體廢物之一。近年來(lái)，中國(guó)礦山企業(yè)、鋼鐵企業(yè)每年產(chǎn)生的鐵尾礦超過(guò)26.5億t，其中能夠?qū)崿F(xiàn)綜合利用的僅有1.8億t，利用率僅為6.95%，南方地區(qū)的利用率明顯高于北方地區(qū)^［3-5］。隨著中國(guó)鐵礦品位的日益下降，尾礦產(chǎn)量將進(jìn)一步增加，而堆存所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)壓力及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、安全風(fēng)險(xiǎn)將進(jìn)一步增大，不僅浪費(fèi)大量的土地資源，同時(shí)可能造成重金屬污染、尾礦壩潰壩等災(zāi)難性事故^［6-8］。2018年，為了響應(yīng)國(guó)家綠色礦山的發(fā)展要求，中國(guó)各類(lèi)礦山企業(yè)積極開(kāi)展了尾礦綜合利用項(xiàng)目研究，但當(dāng)前鐵尾礦治理主要面臨的問(wèn)題是產(chǎn)量大、利用率低、地理位置偏僻等，難以實(shí)現(xiàn)大宗化利用。隨著尾礦壩服務(wù)年限到期或即將堆滿(mǎn)，鐵尾礦的綜合利用已迫在眉睫。

本文主要從大宗化利用的角度分析中國(guó)鐵尾礦在混凝土原料、砂漿原料、路基材料、制磚原料、加氣混凝土材料、礦井充填材料等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，為中國(guó)鐵尾礦的資源化利用提供參考。

1 鐵尾礦資源的特點(diǎn)

1.1 粒度特點(diǎn)

由于中國(guó)地形復(fù)雜，鐵礦資源普遍具有“貧、難、細(xì)、雜”等特點(diǎn)，也造成了鐵尾礦成分復(fù)雜、分布不均的情況，且不同地域尾礦中有價(jià)元素種類(lèi)、含量差別很大，所以尾礦綜合利用方式有所不同^［9-11］。總的來(lái)講，粒徑較大的采礦廢石、選礦廢石，其粗粒級(jí)鐵尾礦利用率較高，在市場(chǎng)上較受歡迎;粒度較細(xì)的鐵尾礦產(chǎn)量巨大，有價(jià)元素含量較低，利用率不高。以山西地區(qū)為例，經(jīng)過(guò)多段細(xì)磨、磁選或者反浮選后產(chǎn)生的細(xì)顆粒尾礦大部分粒徑在500 μm以下，該類(lèi)尾礦的綜合利用成為各礦山的痛點(diǎn)和難點(diǎn)。山西某礦山鐵尾礦粒度分布見(jiàn)圖1。

由圖1可知，鐵尾礦粒度較細(xì)，幾乎沒(méi)有粗顆粒尾礦，41.22%尾礦的粒徑在37.4 μm以下，屬于特細(xì)砂，難以作為建筑用砂的骨料使用。

1.2 成分特點(diǎn)

典型鐵尾礦化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可知，鐵尾礦具有高硅、低硫、貧鐵的特點(diǎn)，SiO₂的品位高達(dá)60.11%，主要以石英砂的形式存在。TFe品位在14.82%，根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行情況，會(huì)有±1%的偏差，其中鐵相主要以SFe、FeO的形式存在，較為穩(wěn)定。由于受到生產(chǎn)成本限制，該尾礦不具備再次選鐵的條件。

根據(jù)康偉花^［12］的研究結(jié)果，尾礦中的鐵相多以穩(wěn)定形式存在，不會(huì)發(fā)生鐵生銹等化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)對(duì)混凝土及其他建筑材料產(chǎn)生不利影響。鐵尾礦重金屬檢測(cè)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，屬于第Ⅰ類(lèi)一般工業(yè)固體廢物，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較低?；阼F尾礦的這些特點(diǎn)，提出了以下利用途徑。

2 大宗化利用路徑

2.1 混凝土原料

鐵尾礦在混凝土中作為骨料的技術(shù)在國(guó)內(nèi)較為成熟，近幾年來(lái)中國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 31288—2014 《鐵尾礦砂》^［13］、GB 51032—2014 《鐵尾礦砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》^［14］、YB/T 4561—2016 《用于水泥和混凝土中的鐵尾礦粉》^［15］等，以推動(dòng)鐵尾礦在混凝土行業(yè)中的利用。

在鐵礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)出大量尾礦，其粒級(jí)組成較為分散，涵蓋從碎石到粗、中、細(xì)、特細(xì)砂等，而且隨著中國(guó)砂石資源管控力度的不斷加大，河沙限采，砂石骨料原料日益緊缺，市場(chǎng)對(duì)鐵尾礦的接受程度較高。眾多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)此展開(kāi)了研究，楊明鏡等^［16］用特細(xì)鐵尾礦粉取代粉煤灰作為混凝土摻合料，研究結(jié)果表明，鐵尾礦的加入能夠有效增加混凝土的致密度，使鐵尾礦混凝土的內(nèi)部孔隙明顯減少，提高了耐硫酸鹽侵蝕性能，可經(jīng)受140次硫酸鹽侵蝕，但由于混凝土的自膨脹效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致其混凝土產(chǎn)生微裂紋，降低其強(qiáng)度。2種混凝土酸蝕后的SEM形貌對(duì)比見(jiàn)圖2。

李世華等^［17］對(duì)鐵尾礦粗骨料和天然砂石骨料進(jìn)行了橫向?qū)Ρ?，研究了二者?duì)混凝土性能的影響。結(jié)果表明，鐵尾礦骨料的常規(guī)性能符合高速公路高性能混凝土的配制要求，但在熱物理性能方面與常規(guī)砂石骨料相比較差。因此，使用鐵尾礦粗骨料制備的混凝土可用于對(duì)熱性能要求較低的場(chǎng)合，如承臺(tái)、墩柱等對(duì)橫向受力要求不高的構(gòu)件?？涤艿?sup>［18^］通過(guò)將鐵尾礦機(jī)制砂石加入混凝土中，研究了全鐵尾礦作為骨料和天然細(xì)砂作為骨料制備的混凝土工作性、力學(xué)性能和耐久性能差異。結(jié)果表明，全鐵尾礦混凝土的工作性較差，需要搭配外加劑才能保證其性能的穩(wěn)定。同時(shí)，該混凝土的力學(xué)性能與常規(guī)混凝土幾乎一致，在耐腐蝕性能方面同樣表現(xiàn)優(yōu)異。

綜上可知，鐵尾礦可作為填料、骨料用于混凝土中，最需要關(guān)注的問(wèn)題是混凝土的力學(xué)性能。因此，需要結(jié)合當(dāng)?shù)罔F尾礦特點(diǎn)和混凝土的施工技術(shù)要求，設(shè)計(jì)適用的利用和施工方案。鐵尾礦在混凝土行業(yè)中的應(yīng)用工藝技術(shù)成熟，又能適應(yīng)各地環(huán)保政策，不僅可以大量消納鐵尾礦，且不會(huì)造成二次污染，是鐵尾礦資源化利用的首選途徑。

2.2 砂漿原料

砂漿是一種重要的建筑材料，其種類(lèi)多種多樣，如水泥基砂漿、石膏基砂漿、自流平砂漿等，主要用于各類(lèi)建材的黏接、砌筑、抹平等，其消耗量與工業(yè)、民用建筑息息相關(guān)。砂漿中填料所占比例一般為50%以上。鐵尾礦主要含有石英、部分鐵相，其微觀形貌呈不規(guī)則狀，與機(jī)制砂相似，但鐵尾礦堆積密度和密度較高，分別在1 500～1 900 kg/m³、2 400～2 600 kg/m³，比一般的天然砂、機(jī)制砂密度大，但砂漿在建筑中的用量相對(duì)較少，不會(huì)造成質(zhì)量失衡等問(wèn)題。因此，鐵尾礦可以代替天然砂、機(jī)制砂應(yīng)用于砂漿中。鐵尾礦干混砂漿工藝流程見(jiàn)圖3。

王營(yíng)等^［19］以高硅型鐵尾礦制備的機(jī)制砂為原料，研究了鐵尾礦對(duì)水泥基砂漿性能的影響。結(jié)果表明，相同摻比下鐵尾礦砂漿在力學(xué)性能等方面優(yōu)于普通砂漿，主要原因在于機(jī)制砂的微觀形貌優(yōu)異，表面粗糙，顆粒咬合度較好。然而，在微觀尺度下，鐵尾礦砂漿的水化產(chǎn)物較為單一，但基本性能符合要求。黃天勇等^［20］將鐵尾礦分為0.3～0.5 mm、0.1～0.3 mm、0～0.1 mm 3種粒級(jí)，探究鐵尾礦粒度級(jí)配對(duì)石膏基自流平砂漿性能的影響。結(jié)果表明，各粒級(jí)單獨(dú)制備的砂漿性能較差，強(qiáng)度較低。通過(guò)對(duì)3種粒級(jí)鐵尾礦的組合搭配，能夠有效提高砂漿強(qiáng)度，但會(huì)導(dǎo)致鐵尾礦石膏基自流平砂漿的工作性降低，所以需要補(bǔ)充水分以提高流動(dòng)性。侯云芬等^［21］將原鐵尾礦粉、比表面積為340 m²/kg鐵尾礦粉及比表面積為680 m²/kg細(xì)磨鐵尾礦粉作為原料，摻加在水泥砂漿中，研究不同細(xì)度鐵尾礦對(duì)水泥砂漿性能的影響。結(jié)果表明，水膠比為0.5時(shí)，隨著細(xì)磨鐵尾礦粉的增加（最大摻加量30%），砂漿的強(qiáng)度逐漸提高，28 d強(qiáng)度達(dá)到50 MPa以上。主要原因是細(xì)磨鐵尾礦粉能夠有效填充水泥砂漿的微孔隙，增加砂漿的密實(shí)度，從而提高強(qiáng)度。

目前，在鐵尾礦特細(xì)砂制砂漿的應(yīng)用研究中，多是采用尾礦砂與天然砂復(fù)摻、不同粒級(jí)的尾礦砂復(fù)摻、鐵尾礦機(jī)制砂3種形式。而采用全尾礦砂配制的砂漿性能還有待提升，距市場(chǎng)完全認(rèn)可還有一定距離。冶金行業(yè)為推廣鐵尾礦在砂漿中的應(yīng)用，出臺(tái)了YB/T 4185—2009 《尾礦砂漿技術(shù)規(guī)程》^［22］。后續(xù)可加大標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)力度，推廣鐵尾礦在砂漿中的應(yīng)用。

2.3 路基材料

在修建公路時(shí)會(huì)消耗大量的土石方，特別是在路基工程中通常需要消耗大量的細(xì)砂、碎石。若能將鐵尾礦應(yīng)用于道路工程，不僅可以消耗大量的尾礦，而且可以減少對(duì)河沙等自然資源的消耗，在降低公路工程造價(jià)的同時(shí)，還具有良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益。鐵尾礦可應(yīng)用于路底基層、基層及面層等。經(jīng)過(guò)特定技術(shù)手段處理鐵尾礦完全可以應(yīng)用于道路建設(shè)中，多地已有成功應(yīng)用案例。

楊青等^［23］將鐵尾礦、石灰、水泥按照不同配比制備成膠凝材料，探究鐵尾礦在路基材料中的應(yīng)用。結(jié)果表明，當(dāng)水泥與鐵尾礦的質(zhì)量比為11∶100時(shí)，該路基材料的性能最好，7 d抗壓強(qiáng)度為2.12 MPa，28 d抗壓強(qiáng)度為2.34 MPa，在抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度方面滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)最低要求，但在水穩(wěn)性能方面表現(xiàn)較差。從成本方面考慮，如果能夠就地取材，其造價(jià)更為低廉。郭曉華^［24］總結(jié)了國(guó)內(nèi)近年來(lái)以鐵尾礦作為路基材料的應(yīng)用案例，例如：河北野興公路，其將鐵尾礦、石灰粉、粉煤灰作為原料，鋪設(shè)了厚18 cm的路基層試驗(yàn)段，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)際使用，該試驗(yàn)段性能良好，完全符合公路使用標(biāo)準(zhǔn);河北省省道平青樂(lè)線(xiàn)改建工程，公路全長(zhǎng)39 km，采用水泥穩(wěn)定鐵尾礦碎石填料，同時(shí)配以天然碎石作為路基面層使用，經(jīng)過(guò)精心養(yǎng)護(hù)后正常投入使用;遼寧省老寬線(xiàn)，在大修期間選擇了兩段公路做試驗(yàn)，長(zhǎng)度分別為100 m和170 m，工程使用鐵尾礦作為路基原料，并搭配其他建筑材料進(jìn)行施工，截至目前，該試驗(yàn)段運(yùn)行狀況良好，驗(yàn)證了鐵尾礦作為路基材料使用的可行性。

利用鐵尾礦取代砂石料應(yīng)用于道路工程建設(shè)，不僅能減少因鐵尾礦帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，而且可以減少石料的使用，節(jié)約資源，提升道路質(zhì)量，但路用鐵尾礦必須在合理的運(yùn)輸半徑內(nèi)才可以體現(xiàn)其優(yōu)越性。因此，需要得到地方政府大力支持，多家單位協(xié)同合作才能有效開(kāi)展項(xiàng)目。通過(guò)就地取材、試驗(yàn)論證等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色礦山建設(shè)。

3 建材類(lèi)利用路徑

3.1 制磚原料

鐵尾礦在制磚方面有著天然的優(yōu)勢(shì)，粗粒級(jí)鐵尾礦可作為骨料使用，細(xì)粒級(jí)鐵尾礦可作為填料使用，能夠極大地減少黏土礦的開(kāi)采及土地資源的浪費(fèi)。特細(xì)鐵尾礦比黏土、粉煤灰等材料具有更高的比表面積，且粒度均勻，有較好的成型塑性?？衫矛F(xiàn)有的設(shè)備基礎(chǔ)，僅通過(guò)調(diào)整配料比例、成型壓力、養(yǎng)護(hù)制度等工藝參數(shù)就能實(shí)現(xiàn)尾礦磚的工業(yè)化生產(chǎn)。為推廣鐵尾礦在制磚中的應(yīng)用，近年來(lái)中國(guó)出臺(tái)了2項(xiàng)冶金標(biāo)準(zhǔn)：YB/T 4775—2019 《路面磚用鐵尾礦》^［25］、YB/T 4776—2019 《免燒磚用鐵尾礦》^［26］。

使用鐵尾礦制磚已經(jīng)有著相當(dāng)成熟的工業(yè)應(yīng)用，例如：寶武環(huán)科山西資源循環(huán)利用有限公司使用鐵尾礦、粉煤灰、除塵灰等原料通過(guò)180 ℃～200 ℃、1.1 MPa的高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，生產(chǎn)全固廢尾礦磚，其產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度達(dá)到15 MPa以上，收縮率＜0.35%，吸水率＜17.8%。鐵尾礦磚生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖4。

趙禮兵等^［27］采用焙燒鐵尾礦、水泥、粉煤灰制備的膠凝材料，以及2.36～4.75 mm粒級(jí)鐵尾礦砂作為粗骨料，通過(guò)振動(dòng)成型工藝制備免燒透水磚，并探究最佳的工藝路線(xiàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，最佳工藝參數(shù)為水膠比0.3、振動(dòng)時(shí)間40 s、焙燒鐵尾礦摻加量60%，在此條件下，透水磚的抗壓強(qiáng)度最高達(dá)到15.44 MPa，透水率達(dá)到 2.58×10^-2cm/s。該工藝能夠?qū)崿F(xiàn)鐵尾礦的高摻量、高值化利用。陳永亮等^［28］使用湖北地區(qū)的赤鐵礦尾礦、黏土、粉煤灰作為原料，按照質(zhì)量比84∶10∶6壓制成型，通過(guò)干燥、加熱（500 ℃～1 000 ℃）、保溫（2 h）、冷卻等4個(gè)過(guò)程制備燒結(jié)尾礦磚，并探究燒結(jié)過(guò)程中鐵尾礦的固結(jié)機(jī)理。結(jié)果表明，在燒結(jié)初期加熱階段通過(guò)擴(kuò)散傳質(zhì)實(shí)現(xiàn)固結(jié)，在燒結(jié)中后期主要在熔融液相的作用下實(shí)現(xiàn)晶體的重排，以此來(lái)達(dá)到強(qiáng)度要求。

3.2 加氣混凝土材料

加氣混凝土一般是指以粉煤灰為主要原料，摻加細(xì)磨生石灰及工業(yè)石膏，采用鋁粉發(fā)氣工藝，經(jīng)過(guò)高溫高壓濕熱養(yǎng)護(hù)而成的墻體填充材料，內(nèi)置鋼筋網(wǎng)片后可制成裝配式一體板。加氣混凝土的密度一般在500～600 kg/m³，是一種多孔型的輕質(zhì)建筑材料，廣泛應(yīng)用于民用建筑領(lǐng)域，作為非承重墻體的填充材料使用。加氣混凝土實(shí)物見(jiàn)圖5。

隨著技術(shù)的更新迭代，出現(xiàn)了許多以其他固體廢

物為原料生產(chǎn)加氣混凝土的工藝。史迪等^［29］通過(guò)對(duì)鞍鋼、首鋼、燕鋼產(chǎn)生的鐵尾礦進(jìn)行橫向?qū)Ρ妊芯堪l(fā)現(xiàn)，鞍鋼、首鋼的尾礦中SiO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別達(dá)到80.0%、72.6%，更適合作為加氣混凝土的原材料使用。試驗(yàn)結(jié)果表明，在摻加量50%條件下，2種尾礦均可成功制備出干密度在500～600 kg/m³、抗壓強(qiáng)度＞5.0 MPa的鐵尾礦型加氣混凝土。主要作用機(jī)理為：鐵尾礦中存在大量的SiO₂，在高溫高壓濕熱環(huán)境下能快速地與石灰中的CaO發(fā)生水化反應(yīng)生成致密的水化硅酸鈣化合物，即Ca5Si6O₁6（OH）·4H₂O（通常寫(xiě)作C-S-H），有利于強(qiáng)度的提高。2種尾礦制備的加氣混凝土XRD譜圖見(jiàn)圖6。

羅立群等^［30］使用低貧釩鈦鐵尾礦制備出強(qiáng)度為3.5 MPa、密度等級(jí)為B06的鐵尾礦型加氣混凝土砌塊，通過(guò)XRD、掃描電鏡、紅外光譜等檢測(cè)手段來(lái)探究鐵尾礦在加氣混凝土中的作用機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明，高溫高壓蒸養(yǎng)條件下，由于加氣混凝土砌塊中的CaO發(fā)生消解，產(chǎn)生Ca（OH）₂，創(chuàng)造了堿性環(huán)境，使得鐵尾礦中硅氧四面體的鍵合打開(kāi)，轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀的聚合物結(jié)構(gòu)，從而與其他反應(yīng)物產(chǎn)生C-S-H凝膠、莫來(lái)石等硬化相，以此來(lái)提高強(qiáng)度。

綜上可知，中國(guó)使用鐵尾礦生產(chǎn)磚、加氣混凝土等產(chǎn)品的工藝路線(xiàn)、設(shè)備基礎(chǔ)非常完善。建議使用鐵尾礦生產(chǎn)建筑材料時(shí)，一是鐵尾礦原料的運(yùn)輸距離必須短，盡可能就地建廠(chǎng)，在半徑300 km的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行銷(xiāo)售，減少轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)生的費(fèi)用;二是鐵尾礦的密度較大，會(huì)造成磚、加氣混凝土砌塊的密度偏高，因此適用于中低層的民用住宅或工業(yè)廠(chǎng)房建設(shè)。結(jié)合上述2條建議可知，鐵尾礦生產(chǎn)建材是一條優(yōu)質(zhì)的利用途徑，對(duì)于助力礦山所在的縣、鎮(zhèn)等區(qū)域發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)有著重要作用。

4 礦井充填材料利用路徑

中國(guó)尾礦充填采空區(qū)技術(shù)起步于20世紀(jì) 60 年代中期，其發(fā)展歷程見(jiàn)圖7。

目前，膏體充填工藝已成為礦山充填的主流，鐵尾礦作為井下充填物，工藝簡(jiǎn)單、耗資少，能夠有效降低礦山運(yùn)營(yíng)成本。一般來(lái)說(shuō)，鐵礦廠(chǎng)附近300 km的運(yùn)輸距離內(nèi)，都會(huì)有鋼鐵冶金企業(yè)。因此，可將冶金企業(yè)產(chǎn)生的大量鋼渣、高爐渣、各類(lèi)除塵灰等通過(guò)改性處理后制備成膠凝材料與鐵尾礦混合進(jìn)行充填。隨著時(shí)間的推移，鋼渣可能會(huì)使充填材料產(chǎn)生微膨脹，可將未填滿(mǎn)的礦井進(jìn)一步充實(shí)。這不僅能夠解決尾礦堆存帶來(lái)的土地占用問(wèn)題，避免環(huán)境污染，還能夠防止礦山二次塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，實(shí)現(xiàn)冶金行業(yè)固體廢物的高效治理。鐵尾礦充填技術(shù)工藝流程見(jiàn)圖8。

任真真^［31］使用鋼渣-礦渣-鐵尾礦制備膠凝材料作為礦井的充填料，并研究其固結(jié)機(jī)理。結(jié)果表明，鋼渣在機(jī)械研磨后具有較高的反應(yīng)活性，7 d、28 d的活性指數(shù)能夠達(dá)到65.60%、78.71%，同時(shí)具有一定的微膨脹性。因此，在鋼渣-礦渣-石膏-鐵尾礦的共同作用下能夠發(fā)生水化反應(yīng)，產(chǎn)生大量膠凝性物質(zhì)，28 d抗壓強(qiáng)度能夠達(dá)到7.5 MPa，驗(yàn)證了全固廢礦井充填材料的性能。

截至目前，鐵尾礦充填技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于白象山鐵礦、銅綠山銅礦、冬瓜山銅礦、金川鎳礦、會(huì)寶嶺鐵礦等多個(gè)礦山的采空區(qū)治理^［32］，是尾礦利用最直接的途徑，通過(guò)就地取材、就近取材的方式，實(shí)現(xiàn)礦山清潔生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

5 結(jié)論與展望

對(duì)于礦山企業(yè)來(lái)說(shuō)，治理尾礦必須站在“人與自然和諧共生”的高度進(jìn)行全局統(tǒng)籌。因此，本文從鐵尾礦高效利用的角度分析了鐵尾礦利用的路徑，得出如下結(jié)論：

1）中國(guó)目前已經(jīng)有多種成熟的大宗化鐵尾礦利用技術(shù)，如制備混凝土、砂漿、路基、磚、加氣混凝土、充填材料等。因此，開(kāi)發(fā)更大宗化、更高性能的新型鐵尾礦利用技術(shù)是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2）鐵尾礦制品存在許多缺陷，尤其表現(xiàn)在強(qiáng)度、耐久性、市場(chǎng)接受度等方面。在市場(chǎng)上與同類(lèi)商品競(jìng)爭(zhēng)時(shí)往往處于劣勢(shì)，制造類(lèi)企業(yè)不愿意繼續(xù)投資開(kāi)發(fā)，科研單位的創(chuàng)新成果難以落地，造成惡性循環(huán)。因此，鐵尾礦的利用需要得到政策的扶持和傾斜，尤其需要在人才培養(yǎng)、項(xiàng)目落地、經(jīng)濟(jì)收益、市場(chǎng)推廣等方面下功夫。

3）鐵尾礦利用需要因地制宜，各地區(qū)地理位置、鐵尾礦性質(zhì)差異較大，需要根據(jù)市場(chǎng)環(huán)境、運(yùn)輸半徑、產(chǎn)品特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)合理的工藝路線(xiàn)。同時(shí)也需要設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用等單位之間進(jìn)行協(xié)作，才能共同發(fā)展。

綜上所述，鐵尾礦的綜合利用研究要著眼于大宗化和高效化，以此來(lái)緩解礦山企業(yè)、冶金企業(yè)的生產(chǎn)壓力，這對(duì)于建設(shè)高質(zhì)量鋼鐵生態(tài)圈有著重要意義。

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Exploration of effective utilization paths for iron tailings resources

Qiao Bo¹，Yu Xiaobing²，Tao Dongping¹，Zhang Meixia³

（1.School of Chemistry and Chemical Engineering，Shandong University of Science and Technology;

2.Shandong Jinfu Mining Co.，Ltd.; 3.Shanxi Resources Recycling Utilization Co.，Ltd.，Baowu Environmental Science）

Abstract：With the thriving development of China's steel industry，iron tailings have become one of the most deposited industrial solid wastes in China，the treatment of which has become a key link faced by mining and smelting enterprises.With the perspective of effective utilization of iron tailings resources，the paper discussed the current research status of iron tailings in China used as concrete raw materials，sand slurry raw materials，roadbed materials，brick fabrication materials，aerated concrete materials，mine backfill materials and so on，as well as the existing problems and outlook for future development，in hope that it can provide references for the comprehensive utilization of iron tailings.

Keywords：comprehensive utilization;tailings concrete;aerated concrete;binding material;iron tailings