我國鐵尾礦綜合利用途徑的研究進展

劉璇 張強 李有倉

摘 要：為了推動我國鐵尾礦綜合利用工作、有效緩解因尾礦堆存而引發(fā)的系列問題，從我國鐵尾礦特性、大宗利用技術途徑和高值化利用技術途徑三個方面詳細闡述了目前我國鐵尾礦常見的綜合利用途徑。綜合分析發(fā)現(xiàn)，有價元素和礦物回收存在低品位、難選別的鐵尾礦回收效率有待提高的問題。水泥基材料和充填材料制備技術缺乏相應的產(chǎn)品標準和法律法規(guī)。高值化利用技術還需進一步的理論研究和試驗驗證以便早日實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。進一步探討了鐵尾礦利用未來發(fā)展展望并提出鼓勵加強技術創(chuàng)新與研究、完善法規(guī)政策及標準體系、探索多元化利用新途徑、加大研發(fā)和推廣資金支持力度等建議。

關鍵詞：鐵尾礦；綜合利用；水泥基材料；復合改良劑

中圖分類號：TD981 文獻標識碼：A? 文章編號：1674-0033（2024）02-0051-08

引用格式：劉璇，張強，李有倉.我國鐵尾礦綜合利用途徑的研究進展[J].商洛學院學報，2024，38（2）：51-58.

Research Progress of Comprehensive Utilization of Iron Tailings in China

LIU Xuan1，2， ZHANG Qiang2， LI You-cang2

（1.College of Chemical Engineering and Modern Materials / Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources / Shaanxi Engineering Research Center for Mineral Resources Clean & Efficient Conversion and New Materials， Shangluo University， Shangluo? 726000， Shaanxi; 2.Engineering Technology Research Center for Efficient Utilization of Metallurgical Mine Tailings （Shaanxi Daxigou Mining Co.， LTD.）， Shangluo? 726000， Shaanxi）

Abstract： In order to promote the comprehensive utilization of iron tailings in China and effectively alleviate a series of problems caused by tailings storage， an elaborate description of the common comprehensive utilization approaches of iron tailings in China is provided from three following aspects： characteristics of iron tailings， staple utilization techniques， and high-value utilization techniques. Through comprehensive analysis， it is found that there are challenges related to low recovery efficiency for valuable elements and minerals due to low quality and difficulties in separation. Moreover， there is a lack of corresponding product standards and laws for the preparation techniques of cement-based materials and filling material. In addition， further theoretical research and experimental verification are required for high-value utilization technologies for industrial production. Finally， this paper discusses the developing prospects of iron tailing utilization and proposes some suggestions， that is， encouraging technological innovation and research， improving regulatory policies and standard systems， exploring new approaches for utilization， and increasing research funding for R&D and promotion.

Key words：? Iron tailings; comprehensive utilization; cement-based materials; compound improvers

在生態(tài)文明建設不斷深化的背景下，我國正在統(tǒng)籌推進“雙碳”戰(zhàn)略，并致力于構建“無廢城市”，深入踐行“兩山”理論，追求綠色發(fā)展和生態(tài)文明的和諧統(tǒng)一[1-2]。在這一宏觀背景下，我國尾礦綜合利用產(chǎn)業(yè)取得顯著進展，并逐步向多途徑、高附加值的綜合利用模式轉變，這不僅是對緊迫的環(huán)境治理任務的積極響應，更是對生態(tài)文明建設、“雙碳”目標、“無廢城市”建設、“兩山”理論踐行的具體實踐。鐵尾礦作為我國尾礦的主要組成部分，2021年占全國尾礦總產(chǎn)量的41.5%[3]，是我國存量最多的大宗工業(yè)固廢，鐵尾礦的大宗化、資源化利用已成為關注的焦點問題。鐵尾礦主要由金屬礦物和非金屬礦物組成，具有粒度細、類型多、堆量大等特點[4-5]。2012年我國鐵尾礦的綜合利用率只有7%左右[6]，未經(jīng)利用的鐵尾礦只能利用地形在山溝修筑壩式尾礦庫進行堆存，不僅人力、物力、財力消耗量巨大，而且在占用大量土地資源的同時，還造成了土地污染并嚴重威脅著庫區(qū)生態(tài)環(huán)境和下游人身財產(chǎn)安全[7-11]。因此，探索鐵尾礦的高效、大宗、環(huán)保的綜合利用途徑已成為我國鐵礦企業(yè)和礦山行業(yè)的迫切需求。

近年來，我國相繼出臺了一系列政策法規(guī)，如《尾礦污染環(huán)境防治管理辦法》《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》等，這些政策有效推動了尾礦綜合利用率的提升，2022年鐵尾礦的綜合利用率達到33%[12]，但現(xiàn)有尾礦堆存量依然龐大，實現(xiàn)其低成本、無害化及高附加值利用仍是當前面臨的挑戰(zhàn)。因此，本文全面分析了我國鐵尾礦的特性，從大宗化利用和高值化利用兩個方面對現(xiàn)有的鐵尾礦綜合利用途徑進行梳理，并通過深入探討鐵尾礦綜合利用過程中的難點，為鐵尾礦及其他尾礦的大宗化、高值化利用提供有益的借鑒。

1? 我國鐵尾礦特性

我國的鐵尾礦因鐵礦種類、產(chǎn)地和選礦方式的不同，種類繁多、產(chǎn)量巨大且化學成分比較復雜，隨著鐵精粉價格的升高和選礦技術的提升，鐵礦石可選品位不斷降低，最終導致鐵尾礦中的可回收元素越來越少且粒徑越來越細。我國鐵尾礦根據(jù)其特點可分為五大類[13-15]：第一類高硅型鐵尾礦：占地面積最大，主要分布于鞍鋼齊大山、本鋼南芬、陜鋼大西溝、冀東司家營等地，平均粒度為0.04～0.2 mm，礦物組成以石英、長石等硅酸鹽礦物相為主[13，16-19]。第二類高鋁型鐵尾礦：產(chǎn)生量較少，主要分布于長江中下游的寧羌地區(qū)，-0.074 mm粒級含量約30%～60%，礦物相以長石、綠泥石、云母和黃鐵礦等為主[20-22]。第三類高鈣鎂型鐵尾礦：主要分布于在冀南—邯邢地區(qū)、承德地區(qū)，-0.074 mm粒級含量約50%～70%，主要礦物組成以長石、白云石、閃石、方解石、黃鐵礦等為主[9，23，24]。第四類低鈣鎂鋁硅型鐵尾礦：主要分布于甘肅地區(qū)及內(nèi)蒙西部地區(qū)，-0.074 mm粒級含量約占73.2%，主要礦物組成以橄欖石、重晶石和碧玉等為主[25]。第五類多金屬類鐵尾礦：主要分布在我國西南的攀西地區(qū)、內(nèi)蒙古包頭地區(qū)和長江中下游武鋼地區(qū)等地[26]，-0.074 mm粒級含量約占73.0%左右，除富含有色金屬外，還含一定量的稀有金屬、貴金屬及稀散元素[14，27]。這五類鐵尾礦除了主要礦物組成為石英、赤（褐）鐵礦、白云石、長石以外，其他礦物（如：重晶石、透輝石、角閃石、綠泥石等）的含量各不相等。我國部分地區(qū)鐵尾礦主要成分見表1。

由表1可知，不同地區(qū)鐵尾礦的成分存在較大差異，因此其資源化利用的途徑也存在較大差異。不同類型、地區(qū)的鐵尾礦具有多種資源化利用的途徑，但如鞍鋼齊大山、北京密云地區(qū)、陜鋼大西溝等鐵尾礦因其硅、鐵、鋁含量相對較高，與膠凝材料的主要組成基本一致，決定其適合用于建材制備領域[28-29]，但受制于活性過低而需進行活性激發(fā)。河北西石門、陜西丹鳳、白云鄂博等鐵尾礦因富含Ca、Mg、Al，很難用于制備土壤改良劑和礦山修復劑等材料。含稀土螢石鐵尾礦更適合回收稀土、錳、鋇等有價金屬元素。因此，只有在對不同類型、地區(qū)鐵尾礦特性充分認識的基礎上，才能實現(xiàn)“一庫一方”，選擇最合適的資源化利用途徑，開展二次資源再利用，從而實現(xiàn)鐵尾礦的大宗化高效綜合利用，助力鐵礦選礦產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。

2? 我國鐵尾礦大宗利用技術途徑

我國鐵尾礦的顆粒粒徑極細、形態(tài)不規(guī)則、礦物組分活性過低等因素是制約其大宗化利用的主要問題。目前，我國能實現(xiàn)鐵尾礦大宗化利用的技術途徑主要包括：回收有價元素和礦物、制備水泥基材料、充填礦山采空區(qū)、制備復合改良劑等。其中回收有價元素和礦物是尾礦作為二次資源再次利用，回收后的鐵尾礦更易于直接資源化利用。水泥基材料制備和礦山采空區(qū)充填是鐵尾礦最主要的大宗化高效綜合利用途徑。制備復合改良劑用于礦山庫區(qū)生態(tài)修復和高標準耕地改良是實現(xiàn)鐵尾礦大宗化利用的另一有力途徑。

2.1 回收有價元素和礦物

我國鐵礦資源多為共伴生礦，且不同地區(qū)鐵尾礦伴生的有價元素和礦物組成區(qū)別較大，尤其從多金屬類鐵尾礦中提取有價元素和礦物是實現(xiàn)鐵礦石價值最大化的有效途徑，且該過程中的組分提純有利于后續(xù)的直接利用。20世紀60年代，國外就開始研究鐵尾礦鐵元素的富集與其他有價元素的回收[30]，我國對鐵尾礦有價元素回收也進行了大量研究[31]，如，鐵尾礦中含銅礦物[32]、稀土和螢石[33]的綜合回收工藝流程。

孔德翠等[32]以CaO為抑制劑、Z-200為捕收劑、2#油為起泡劑，通過“1粗1精1掃”浮選實現(xiàn)了陜西某鐵尾礦中Cu的富集和Cu、Co的分離。王麗明等[33]采用“稀土浮選—螢石預選—螢石精選—強磁選”的工藝綜合回收白云鄂博某選廠鐵尾礦中的稀土和螢石，最終獲得品位為50.54%、回收率為92.32%的稀土精礦和品位為95.51%、回收率為50.98%的螢石精礦。王奉水等[34]從新疆某鐵尾礦中通過浮選獲得的鈷回收率為90.24%、硫回收率為96.91%，并通過磁選從浮選尾礦中回收獲得的鐵精礦品位為60%以上。王洪彬等[35]在分析攀枝花白馬選鐵尾礦特性的基礎上，采用“強磁-重選-強磁-浮選”工藝流程高效、經(jīng)濟地回收尾礦中的鈦鐵礦。許俊山等[36]通過浮選沃爾特礦業(yè)選鐵尾礦得到精礦品位為52.00%、回收率為56.05%的稀土精礦。張作金等[37]采用磁浮聯(lián)合流程實現(xiàn)了承德某釩鈦磁鐵礦中Fe、Cu、P的綜合回收。汪洋等[38]以氧化石蠟皂+油酸鈉組合捕收劑，Na2CO3為pH值調整劑，水玻璃為抑制劑，采用“3粗3精1掃+中礦順序返回”工藝從云南某鈣硅質鐵尾礦中得到回收率為61.46%、品位為28.32%的磷精礦。黃濤等[39]用鹽酸從強磁鐵尾礦中浸出鐵，其浸出率可達94.37%，酸浸渣主要成分為石英與重晶石。以上文獻研究結果與表1說明鐵尾礦中除了存在選剩的鐵元素外仍含有許多其他有價元素、礦物，該類有價組分的綜合回收工藝主要根據(jù)有價組分的種類、含量等特征來進行設計，但從大宗化高效利用和消納鐵尾礦的數(shù)量角度來看，綜合回收有價組分的鐵尾礦數(shù)量有限。此外，再選回收的工藝要求更加精細，難度和成本均較高，且回收后還會再次排放尾礦。因此，除了稀、貴金屬綜合回收和有害元素去除外，鐵尾礦再選回收不是其綜合利用的最佳途徑。

2.2 制備水泥基材料

鐵尾礦的化學組成與膠凝材料的主要組成基本一致，因此可大量用于水泥基材料制備領域，也是大宗化消納鐵尾礦的重要途徑之一。

2.2.1煅燒水泥熟料

鐵尾礦因其含有部分Fe元素而可以替代鐵粉作為水泥熟料生產(chǎn)的鐵調節(jié)劑，同時尾礦中的Si、Al等成分可以降低水泥熟料燒結過程中堿性成分的作用，能有效降低水泥的煅燒溫度和成本[40-42]。劉東旭等[40]研究用鐵尾礦替代鐵粉配料燒制水泥熟料時發(fā)現(xiàn)，鐵尾礦替代使熟料燒成標煤耗降低1.7 kg/t熟料、原料成本降低1.31元/t。余春剛等[41]研究發(fā)現(xiàn)，用梅山鐵尾礦代替鐵粉燒制水泥熟料可降低燒成溫度約30 ℃且燒成的熟料性能優(yōu)于鐵粉配料燒成的熟料。鄭永超等[42]制備鐵尾礦貝利特硫鋁酸鹽水泥，得到28 d 抗壓強度達 52.5 MPa且符合相關標準的優(yōu)質水泥。王宏霞等[43]研究表明，鐵尾礦對生料的易燒性影響不明顯，但有助于熟料礦相發(fā)育并提高水泥熟料的水化活性。羅力等[44]分析鐵尾礦硅酸鹽水泥熟料的燒成過程和水化產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)，熟料在1 350 ℃液相燒結且主要礦相為C3S、C2S、C3A和C4AF，與硅酸鹽水泥熟料的特征礦物一致，水泥凈漿3 d水化產(chǎn)物為AFt、Ca（OH）2和C-S-H 凝膠，且C-S-H的形態(tài)隨著水化反應的進行而發(fā)生改變。楊飛等[45]研究承德地區(qū)的釩鈦磁鐵礦尾礦發(fā)現(xiàn)，制備的水泥熟料的主要礦物為C3S、C2S、C3A、C4AF及玻璃相，且制備的熟料與5%石膏復合，可得到性能優(yōu)于GB 175—2007中42.5R等級的普通硅酸鹽水泥。綜上所述，鐵尾礦所含的部分Fe元素可以作為水泥熟料生產(chǎn)的鐵調節(jié)劑，且所含的Si、Al等成分可降低水泥熟料燒結過程中堿性成分的作用，從而有效降低水泥的煅燒溫度和成本。但是受制于鐵尾礦在水泥原料中摻量的局限性和鐵元素比例失衡等問題，鐵尾礦燒制水泥熟料的研究并未成為熱點。

2.2.2制備摻和料混凝土

鐵尾礦中富含的Si、Fe、Al、Ca等元素含量相對較高，從化學成分分析其具有潛在的火山灰活性，經(jīng)活性激發(fā)后可大量地用于摻和料混凝土中。鐵尾礦經(jīng)活化改性后火山灰活性指數(shù)（PAI值）為0.68，符合GB/T2847-2005《用于水泥中的火山灰質混合材料》的相關指標要求，鐵尾礦摻入能改善體系的膠凝性能并改變水泥體系的堿度及水化產(chǎn)物的孔結構[46]。Cheng等[47]研究發(fā)現(xiàn)，鐵尾礦經(jīng)機械活化后具有火山灰活性，但活性不高。王安嶺等[48]研究鐵尾礦粉作混凝土摻和料的活性發(fā)現(xiàn)，不同齡期的膠砂活性指數(shù)隨著鐵尾礦粉比表面積的提高有所提高，但總體活性偏低。劉璇等[9，18]研究發(fā)現(xiàn)，機械力活化效果會隨時間過長達到球磨極限時因弱團聚現(xiàn)象的出現(xiàn)而降低后，嘗試用多種方式復合活化對鐵尾礦進行激發(fā)，用機械-熱-化學協(xié)同活化工藝使得矽卡巖型鐵尾礦的PAI值從0.45增加到0.75。樸春愛等[49]研究發(fā)現(xiàn)，用二水石膏為活化劑，研究化學-機械耦合激發(fā)鐵尾礦粉活性，該過程會增加無序物質且活化后的尾礦粉會促進水泥鋁相的二次水化，顯著提高體系的膠凝活性。李萌等[50]研究表明，添加助磨劑機械力化學粉磨的尾礦活性指數(shù)均高于單獨機械力粉磨，采用摻0.7%脫硫石膏的尾礦粉濕磨3 h的方法活性指數(shù)高達91.72%。鐵尾礦火山灰反應活性的提高為其在礦物摻和料、混凝土、膠凝材料等方面的應用奠定了基礎。崔孝煒等[51]利用鐵尾礦為摻和料制備混凝土研究發(fā)現(xiàn)，機械力活化100 min的鐵尾礦摻量為30%時制備的膠砂試樣28 d抗壓強度為28.55 MPa，膠凝材料體系中存在著多固廢的協(xié)同水化反應，促進體系強度不斷增加。普少昌等[52]研究磨細鐵尾礦粉取代粉煤灰制備混凝土的抗壓強度和耐久性發(fā)現(xiàn)，磨細鐵尾礦粉能與水泥和粉煤灰形成良好的顆粒級配，使混凝土結構更緊密，適量鐵尾礦粉的摻入可提高混凝土抗硫酸鹽侵蝕能力，水泥50%、鐵尾礦15%、粉煤灰35%配制的混凝土力學性能及耐久性最優(yōu)。張延年等[53]研究鐵尾礦基多元礦物摻和料耦合水化機理發(fā)現(xiàn)，在水化反應初期生成的水化硅酸鈣和鈣礬石提供早期強度，水化反應中后期體系中的活性Si、Al生成的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣及鈣礬石等與部分殘余顆粒填充體系孔隙，促進體系強度增加。綜上所述，鐵尾礦因具有潛在火山灰活性而可用于摻和料混凝土中并能優(yōu)化混凝土顆粒級配、提高混凝土的強度和耐久性。但是未來還應進一步探索提高鐵尾礦活性、優(yōu)化摻量和使用方式，以實現(xiàn)其在建筑材料領域的更廣泛應用。

2.3 充填礦山采空區(qū)

礦山采空區(qū)的注漿充填是大宗化消耗鐵尾礦的最有效途徑之一，也是洞采采礦業(yè)發(fā)展的必然趨勢。我國在金屬礦山開采領域開發(fā)應用了大量的充填案例，以選廠的尾礦、廢石等拌合硅酸鹽水泥、水和添加劑等制備充填材料回填采空區(qū)在保障礦山安全和延長礦山服務年限方面起著關鍵作用，但是目前充填采礦技術仍存在充填成本較高的問題。姜薇等[54]研究細粒鐵尾礦膠結充填體性能發(fā)現(xiàn)，當灰砂比為1∶5.5、三乙醇胺摻加量為固結劑的0.05%時，膠結體7 d抗壓強度達到1.65 MPa，且技術經(jīng)濟指標最好，為細粒鐵尾礦井下充填提供了經(jīng)濟適用的技術。張毅等[55]研究鐵尾礦膏體充填濃縮發(fā)現(xiàn)，在給礦濃度20%、絮凝劑用量40 g/t條件下，底流濃度可達到70%以上，對礦山采用膏體濃密機進行尾礦高濃度濃縮具有指導意義。海龍等[56]研究粉煤灰改良鐵尾礦膏體充填材料發(fā)現(xiàn)，料漿坍落度、試件孔隙率、吸水率等隨著粉煤灰摻量的增加，粉煤灰可以提升膏體充填材料的流動性和強度。劉益良等[57]研究纖維增強鐵尾礦砂水泥基充填材料發(fā)現(xiàn)，隨著聚丙烯纖維摻量的增加，充填料漿的流動性指標呈減小的趨勢，但料漿的流動性均大于20 cm，滿足料漿充填的要求；除纖維摻量為0.2%以外，充填料漿的泌水率隨纖維摻量的增加而降低。河鋼集團礦業(yè)公司以礦山選礦產(chǎn)生的鋼渣、礦渣、脫硫石膏等固體廢棄物，開發(fā)制備了全固體廢充填膠凝材料，用于充填井下空區(qū)，極大提高了鐵礦充填采礦的經(jīng)濟效率，為創(chuàng)新綠色礦山建設提供了有力支撐[58]。綜上所述，鐵尾礦充填洞采礦山采空區(qū)具有較強的現(xiàn)實意義和廣闊的前景，可保障礦山安全并延長服務年限，但是對于露天開采的礦山還需尋找其他途徑。

2.4 制備復合改良劑

鐵尾礦中所含的Si、Al、Ca、Mg、K等元素均是植物生長必不可少的營養(yǎng)元素，經(jīng)磁化處理鐵尾礦可作為磁性肥料促使土壤凝聚化、加快土壤氧化還原反應，進而促進土壤中K和P被農(nóng)作物吸收[59]。同時，鐵尾礦制備的復合改良劑廣泛應用于鹽堿地、荒漠化草原礦區(qū)廢棄地等堿性土壤的改良，并取得了較好的效果[60-62]。孫希樂等[63]利用鐵尾礦制備土壤調理劑發(fā)現(xiàn)，由鐵尾礦和白云石混合煅燒獲得的土壤調理劑呈堿性，對我國南方特別是長江流域的酸性土壤改良具有借鑒意義。此外，鐵尾礦中所含的Fe、Zn、Co、Cu等微量元素是各種產(chǎn)甲烷菌酶系統(tǒng)的主要成分，對土壤中微生物的生長、繁殖至關重要[64]，鐵的氧化還原可以加快厭氧菌消化[65]?？傮w而言，鐵尾礦在農(nóng)業(yè)領域具有廣闊的應用前景，但是鐵尾礦復合改良劑的推廣應用還需要掌握酸堿度、溫度對改良效果的影響情況等資料，以免鐵尾礦使用量過高帶來不利影響。

3? 我國鐵尾礦高值利用技術途徑

我國鐵尾礦富含Al、Si等成分，與莫來石、基礎玻璃等元素一致，因此鐵尾礦高值化利用技術以燒制高強度陶粒、制備微晶玻璃為主。其中：高強度陶粒作為輕集料在建筑領域替代粗骨料，在實現(xiàn)鐵尾礦的高值化利用的同時也提高了混凝土產(chǎn)品的附加值，而污水處理、園林綠化等方面的利用進一步擴展了鐵尾礦產(chǎn)品的應用范圍。微晶玻璃因其結構致密、強度超高、耐磨耐熱等特點是鐵尾礦高值化利用的另一途徑。

3.1 燒制高強陶粒

鐵尾礦富含Al、Si等成分決定了其在一定溫度下可形成高強度耐火莫來石相，因此隨著國家“禁粘”工作力度的進一步加大，鐵尾礦也逐漸成為了陶粒制備的主要原材料[66-69]。趙威等[70]研究了原料配方、發(fā)泡劑含量、燒成溫度及保溫時間對鐵尾礦基超輕陶粒性能的影響，發(fā)現(xiàn)以80%鐵尾礦、10%鉀鈉石粉和10%高嶺土為原料并以0.6%SiC發(fā)泡劑制備的超輕陶粒，堆積密度為228 kg/m3，抗壓碎強度為1.07 MPa，筒壓強度為5.31 MPa，吸水率為9.58%；在研究不同燒成溫度和保溫時間對陶粒斷口形貌的影響時，發(fā)現(xiàn)陶粒的平均氣孔孔徑隨溫度升高和保溫時間的延長逐漸增大，但溫度過高會使得陶粒內(nèi)部熔融相黏度過低和球形度變差，保溫時間過長會使得氣孔大小不均勻并降低抗壓碎強度。鐵尾礦陶粒中尾礦摻量較大，焙燒過程中有明顯的石英玻璃化現(xiàn)象[69]，陶粒的物相以石英、長石等為主[71]，所制陶粒的粒度約為6～12 mm、密度為878～1 076 kg/m3、1 h吸水率為4.8%～6.1%、筒壓強度為2.4～3.5 MPa，指標均符合國標中輕集料的性能要求。但是鐵尾礦陶粒的制備能耗較大、成本較高，極大地限制了其應用推廣，因此進一步降低生產(chǎn)成本還需深入研究。

3.2 制備微晶玻璃

鐵尾礦中含有與基礎玻璃成分一致的SiO2、Al2O3、CaO、MgO等氧化物，因此利用其組分特點生產(chǎn)微晶玻璃可以實現(xiàn)鐵尾礦的高附加值利用[71-73]。鐵尾礦生產(chǎn)微晶玻璃主要是利用鐵尾礦的SiO2物相作為潛在低成本硅源[74]，制備的微晶玻璃的晶相以偽立方尖晶石型鐵氧體和尖晶石型磁性鐵氧體為主，具體的主晶相受燒成溫度影響較大[75]，微晶玻璃的各項性能均與燒結溫度有很大關系[71，73，75]。于洪浩等[76]研究鐵尾礦制備BaO-Fe2O3-SiO2系微晶玻璃的晶化過程發(fā)現(xiàn)，微晶玻璃晶化過程中的初晶相為BaSi2O5，過渡相Ba2FeSi2O7會隨著溫度的升高而消失，最終形成主晶相為BaFe12O19、次晶相為BaSi2O5的微晶玻璃。杜永勝等[77]研究了晶核劑對鐵尾礦微晶玻璃析晶及性能的影響，發(fā)現(xiàn)微晶玻璃的析晶特性及性能隨著尾礦含量降低先增強后減弱，微晶玻璃的耐磨性主要由晶相決定，斷裂特性屬于沿晶斷裂，熱膨脹系數(shù)的變化規(guī)律與析晶特性相一致。李紅霞等[78]研究了微波熱處理溫度對尾礦微晶玻璃晶化過程的影響，發(fā)現(xiàn)所制主晶相為（Mg0.6Fe0.2Al0.2）Ca-（Si1.5Al0.5）O6的尾礦微晶玻璃的綜合性能隨熱處理溫度的升高呈現(xiàn)先提高后降低的趨勢，最佳微波熱處理下720 ℃保溫20 min，微波熱處理溫度為720 ℃和770 ℃制備的微晶玻璃樣品經(jīng)濃度為5%HF酸侵蝕75 s后，720 ℃的樣品有明顯的一次晶軸和二次晶，而770 ℃的樣品一次晶吞并二次晶使得透輝石晶體變成短柱狀晶，說明微波處理溫度對微晶玻璃性能和微觀形貌的影響較大。雖然鐵尾礦摻量對微晶玻璃樣品性能影響不大[79]，但由于不同區(qū)域的鐵尾礦的化學成分和礦物組成差異較大，鐵尾礦制備的微晶玻璃種類較多、顏色各異，摻量過高會使得樣品的顏色無法調節(jié)，導致目前鐵尾礦在微晶玻璃中的摻量不超過50%，因此如何兼顧鐵尾礦摻量增加和樣品性能優(yōu)化還需繼續(xù)深入研究。

4? 我國鐵尾礦綜合利用的發(fā)展展望

鐵尾礦綜合利用是我國目前有效緩解因尾礦堆存而導致的土地資源占用、生態(tài)環(huán)境破壞和下游人身財產(chǎn)安全脅迫的重要舉措，也是選礦企業(yè)降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)轉型升級和高質量發(fā)展的重要途徑。綜合考慮我國鐵尾礦綜合利用途徑發(fā)現(xiàn)，有價元素和礦物回收已成為行業(yè)的共識，微細粒級鐵尾礦的回收率隨著選礦技術的進步不斷提升，但是對于低品位、難選別的鐵尾礦，回收效率仍有待提高。水泥基材料和充填材料制備技術已經(jīng)相對成熟，但缺乏相應的產(chǎn)品標準和法律法規(guī)，因此需要提供相關國家、行業(yè)標準建設，以增強社會認可度并擴大市場應用份額。高值化利用是一個重要的發(fā)展趨勢且具有廣闊的應用前景，但這些技術還需進一步的理論研究和試驗驗證，以便早日實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

我國鐵尾礦種類繁多，且不同礦區(qū)間的尾礦性質存在較大差異，導致許多看似可行的處理方法在實際應用中常受到局限性和移植難題的制約。同時，受各地區(qū)市場條件的影響，鐵尾礦綜合利用產(chǎn)品的銷量也存在顯著差異。為應對這些挑戰(zhàn)，各地區(qū)應根據(jù)自身鐵尾礦的特性進行分類整理，并將具體的尾礦類型與相應的綜合利用方法相匹配。通過此種方式，可以建立起一套全面、高效的鐵尾礦綜合回收體系，以實現(xiàn)資源的最大化利用和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

未來，我國應進一步鼓勵加強鐵尾礦綜合利用技術的創(chuàng)新與研發(fā)，特別是針對難選別、低品位的鐵尾礦，通過引入新材料、新工藝和新設備，提高處理效率和產(chǎn)品質量。進一步完善鐵尾礦綜合利用的法規(guī)政策及標準體系，加大政策執(zhí)行力度和效果評估，并建立統(tǒng)一的產(chǎn)品標準和認證體系，提高鐵尾礦綜合利用產(chǎn)品的市場認可度。進一步探索多元化利用途徑，提高鐵尾礦的綜合利用率和附加值。進一步加大鐵尾礦綜合利用技術研發(fā)和推廣資金支持力度，同時建立相應的激勵機制，吸引更多企業(yè)和科研機構參與鐵尾礦綜合利用事業(yè)。

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