高嶺土尾礦綜合開發(fā)利用前景探討

楊志明 陳向榮 陳 霏

廣西建材科研設(shè)計院（530022）

高嶺土尾礦綜合開發(fā)利用前景探討

楊志明 陳向榮 陳 霏

廣西建材科研設(shè)計院（530022）

高嶺土作為一種重要的非金屬性礦藏，是包括造紙、化工、陶瓷、醫(yī)藥、國防等在內(nèi)的幾十個行業(yè)所必需的礦物原料。當前在高嶺土的開發(fā)過程中普遍存在尾礦污染、資源浪費、尾礦庫安全等基本問題，在分析我國尾礦實際的同時，對比論述了尾礦開發(fā)與綜合利用的前景及意義，并在此基礎(chǔ)上探討了促進高嶺土尾礦綜合開發(fā)利用的可行性策略。

高嶺土；尾礦；開發(fā)應(yīng)用

0 引言

高嶺土作為我國重要的非金屬性礦藏，被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)，其有效利用的程度及開采應(yīng)用效率在一定程度上影響著區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展狀況。尤其是對高嶺土的深層次加工與綜合利用方面尚存在技術(shù)性困境，高嶺土尾礦問題更是成為制約其有效利用的關(guān)鍵性因素。在當前資源開發(fā)與綜合利用的新形勢下，通過改進礦藏開發(fā)與利用理念，不斷探索新興資源運用方式，提升高嶺土尾礦利用效率是促進區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

1 我國高嶺土尾礦資源現(xiàn)狀及其負面影響

1.1 選冶技術(shù)發(fā)展不平衡及其資源浪費

高嶺土資源本身也是一種非可再生的耗竭性資源，當前對高嶺土資源的開發(fā)與利用是建立在已有資源存量的基礎(chǔ)上，富含高嶺土資源的區(qū)域經(jīng)濟在很大程度上依賴于資源消耗產(chǎn)生的經(jīng)濟價值。實際上，同其他礦產(chǎn)資源一樣，高嶺土資源的存量也非常有限，對其開發(fā)利用需要綜合考慮區(qū)域經(jīng)濟的長期發(fā)展與需要，以消耗為主導(dǎo)的資源利用方式會直接加劇資源的迅速枯竭。目前，國內(nèi)外各個行業(yè)對高嶺土資源的需求量正在不斷增加，高嶺土資源的具體應(yīng)用范圍也不斷擴大，從傳統(tǒng)的陶瓷、造紙等一般性行業(yè)開始向新型化工行業(yè)發(fā)展，而我國高嶺土選冶技術(shù)并未呈現(xiàn)出同步的發(fā)展態(tài)勢，更多地表現(xiàn)出區(qū)域間選冶技術(shù)上的不平衡性與差異性。

1.2 尾礦環(huán)境污染問題突出

高嶺土尾礦問題是制約其資源利用效率的重要因素之一。導(dǎo)致高嶺土尾礦問題突出的原因一方面來自于區(qū)域資源利用觀念及執(zhí)行力層面，另一方面是由于高嶺土現(xiàn)有選冶技術(shù)的限制性。從區(qū)域資源開發(fā)利用理念及其執(zhí)行過程看，由于受當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展水平及資源認知程度的影響，很多地區(qū)在高嶺土資源利用中缺乏科學(xué)的資源管理意識，以大量的損耗資源為代價片面追求經(jīng)濟效益的快速提升，使得高嶺土資源利用尚處于初級階段，其深層次性質(zhì)的應(yīng)用價值長期被忽視。同時，高嶺土資源利用技術(shù)的非均衡性也直接制約著資源的利用效率，大量的礦藏價值以尾礦的形式存在，不僅造成資源的浪費，新的尾礦庫的不斷增加對區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成污染與危害。

1.3 尾礦庫存在大量的安全隱患

高嶺土尾礦庫是用以堆積高嶺土礦石選別后排出的尾礦及其廢渣的場所，其投資運行過程中的耗費十分巨大。高嶺土尾礦不僅在數(shù)量上呈現(xiàn)逐年激增的態(tài)勢，同時摻雜在尾礦水中的大量工業(yè)藥劑如果處理失當，也會對周邊環(huán)境造成嚴重污染。尾礦庫作為礦山選址及礦廠生產(chǎn)的必要設(shè)施每年都需要耗費大量的人力、物力、財力資源隨著高嶺土需求及應(yīng)用領(lǐng)域的增加,新的尾礦庫不斷增加，其尾礦庫安全問題也變得極為重要。目前很多地區(qū)都存在尾礦安全隱患,例如尾礦庫超期或超負荷使用，尾礦庫建設(shè)與維護上的不規(guī)范性等，一旦發(fā)生尾礦庫安全問題，必將會對周遭環(huán)境及居民生活等造成嚴重威脅。

2 尾礦二次資源利用的前景及重要性

2.1 尾礦是潛力巨大的未來礦產(chǎn)開發(fā)領(lǐng)域

受我國當前高嶺土資源開發(fā)及利用技術(shù)的限制，高嶺土尾礦中尚存在大量的價值性礦藏亟需被發(fā)現(xiàn)和合理利用，對尾礦的二次開發(fā)與利用是未來國內(nèi)外礦業(yè)發(fā)展的重要研究領(lǐng)域。實際上，我國的自然礦產(chǎn)資源中的絕大多數(shù)都是共伴生礦，也就是說在礦產(chǎn)選別過程中忽視的大量價值性礦藏極有可能附著在各種固體廢棄物上。現(xiàn)有的資源開發(fā)及利用技術(shù)一般只停留在對主要礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用上，并未就礦產(chǎn)的深層次結(jié)構(gòu)及性質(zhì)進行深入研究與提取，導(dǎo)致大量的尾礦產(chǎn)生及資源的浪費。

2.2 尾礦綜合利用可以提升現(xiàn)有資源的利用效率

尾礦的綜合利用可以有效提升礦產(chǎn)資源利用效率，從資源節(jié)約及創(chuàng)新性利用兩個層面提升區(qū)域經(jīng)濟效益。高嶺土尾礦綜合利用形式并不相同，而是需要嚴格對尾礦化學(xué)性質(zhì)及其結(jié)構(gòu)成分進行分析與測定，在此基礎(chǔ)上確定尾礦可利用的形式及程度，從而極大程度上降低尾礦堆積產(chǎn)生的資源浪費及安全問題，并為高嶺土開發(fā)利用創(chuàng)造新的應(yīng)用價值。

3 促進高嶺土尾礦綜合利用的可行性策略

3.1 大力提高尾礦再選綜合回收技術(shù)

由于尾礦組成及結(jié)構(gòu)性質(zhì)上的復(fù)雜性，對于高嶺土尾礦的綜合利用需要以強大的技術(shù)性支持為基礎(chǔ)，加大在礦產(chǎn)選別上的技術(shù)性投入，大力提高尾礦再選綜合回收技術(shù)。高嶺土尾礦綜合利用不僅包括對尾礦潛在礦藏價值的再選與再測定，不斷回收與利用可用的礦藏成分，同時也包括對非可選尾礦的處理過程，即通過對不可再選的尾礦進行物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的分類與整理，按照其性質(zhì)特征選取相似替代材料進行重新利用的過程。

3.2 提升尾礦作為建筑材料的生產(chǎn)優(yōu)勢

高嶺土尾礦是高嶺土開采加工過程中分離出來的廢棄物，目前常采取的方法是按照尾礦庫的地形特征進行回填復(fù)墾,這種方法看似簡便易行，也能夠在一定程度上緩解尾礦庫的安全隱患及大量的土地占用等問題，但實際上并未真正對尾礦進行合理利用。在尾礦處理中，需要嚴格根據(jù)尾礦的物理及化學(xué)性質(zhì)進行分類使用及回收，例如將高嶺土尾礦應(yīng)用于建筑材料生產(chǎn)中。廣西建材科研設(shè)計院在對高嶺土尾礦進行分析研究的基礎(chǔ)上，利用其SiO2含量高的特點，用高嶺土尾礦替代普通河砂作為主要原料生產(chǎn)加氣混凝土砌塊，實現(xiàn)了廢棄物的資源化利用。

3.3 利用尾礦制作土壤改良劑等技術(shù)性創(chuàng)新

高嶺土尾礦中仍然含有大量的可利用礦產(chǎn)成分，這些共伴生礦物的成分組成及數(shù)量也存在較大的差異性，如果能夠合理利用尾礦中的鋁硅酸鹽礦物的物化特性，或者能夠以一定的技術(shù)性手段改進礦物成分的性質(zhì)，便可以產(chǎn)生良好的經(jīng)濟、環(huán)境等效益。從高嶺土尾礦的鋁硅酸鹽礦物組成看，其中大量的微量元素可以被合理的應(yīng)用到土壤改良過程中，進而提升土壤中所需的微量元素，提升土壤肥力。長春金世紀公司在利用尾礦改良土壤成分上取得重大進展，其研究表明，少量尾礦的加入能夠顯著性改變原有的土壤結(jié)構(gòu)及成分特征，有效地補充土壤中缺失的元素，并且在實際操作中也較為簡便易行，成本較低。

3.4 從管理、利益等層面構(gòu)建尾礦綜合利用激勵機制早在20世紀80年代中期，我國政府已經(jīng)關(guān)注尾礦資源的綜合利用，而各地區(qū)的政策執(zhí)行力明顯不足，并在地區(qū)間存在較大差異。從高嶺土行業(yè)發(fā)展來看，各地區(qū)或礦廠在高嶺土開發(fā)利用中仍然存在短期性思維，過于重視當前利益，以資源消耗性換取經(jīng)濟效益的提升，這種開發(fā)管理理念顯然是不能長久的。同時，政府部門在監(jiān)管尾礦綜合利用方面存在信息不對稱等監(jiān)管困境，加上尾礦綜合處理在短期看來很難為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益，甚至有可能造成大量的生產(chǎn)成本，尾礦綜合處理難以收到良好的治理成效。政府部門應(yīng)該不斷完善對尾礦綜合利用政策的監(jiān)督激勵機制,從高嶺土礦業(yè)發(fā)展實際出發(fā)，從管理、利益等相關(guān)層面構(gòu)建具體、有效的尾礦綜合利用激勵機制，以資源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展作為指導(dǎo)思想，全面提升尾礦綜合利用的執(zhí)行力度與效率。

4 小結(jié)

高嶺土尾礦綜合利用是未來礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展趨勢與重要領(lǐng)域，也是構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然要求。當前我國高嶺土尾礦開發(fā)尚處于初級階段，在尾礦綜合利用上缺乏足夠重視與資源投入。積極轉(zhuǎn)變礦產(chǎn)行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展方式，創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用手段，構(gòu)建完善的尾礦綜合利用制度框架與管理體系，是提升我國高嶺土尾礦利用效率，形成無尾礦工藝的重要措施。

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廣西自然科學(xué)基金項目：合同編號2011GXNSFA018039