废物资源综合利用技术丛书--尾矿和废石综合利用技术

世界各国每年排出的尾矿量约50亿吨，我国矿业固体废渣年排放量达12亿吨以上，累计堆积已达200亿吨，占地5.5万公顷，而且随着矿产资源综合利用程度的提高，矿石可采品位的相应降低，尾矿量还会增长。尾矿、废石的大量排放堆积，污染环境、占用土地，每年由此造成的经济损失高达300亿元。 本书紧扣“综合利用”这一科学命题, 重点介绍了尾矿和废石综合利用的方法及相关技术, 具有以下几个方面的特色:①系统介绍了尾矿和废石的分类及其特点, 提出综合利用的技术思路;②详细介绍了尾矿和废石再选技术、 尾矿和废石充填技术及建筑材料制备技术, 以及近年来在应用方面取得的相关成果;③站在废物综合利用学科发展的前沿, 提出了尾矿和废石高附加值利用的相关技术思路，为尾矿和废石的综合开发利用及其矿业领域内多学科交叉指出了创新思路。 本书系统、全面地介绍了尾矿与废石的分类及其特点，分析了其综合利用价值，提出了尾矿废石综合利用的途径及相关技术；书中着重介绍了尾矿和废石再选技术、尾矿和废石充填技术、尾矿和废石制备建筑材料及其高附加值利用的技术方法等内容，可供从事尾矿和废石再选、处理装置等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也供高等学校环境工程、资源循环科学与工程及相关专业师生参阅。

第1章绪论
1.1尾矿和废石分类001
1.1.1尾矿的分类及特点001
1.1.2废石的分类及特点003
1.2我国尾矿和废石资源化利用概况004
1.2.1尾矿资源化利用概况004
1.2.2废石资源化利用概况006
参考文献006

第2章尾矿和废石基本特性
2.1尾矿物理、化学性质008
2.1.1尾矿基本物理性质008
2.1.2尾矿化学成分011
2.1.3尾矿粒级组成014
2.2废石物理、化学性质019
2.2.1废石基本物理性质020
2.2.2废石化学成分021
2.2.3废石的力学特性021
2.2.4废石粒度组成022
2.3尾矿矿物组成及加工特性023
2.3.1尾矿中有价金属的回收024
2.3.2尾矿在建材中的应用026
参考文献029

第3章尾矿和废石综合利用途径
3.1尾矿综合利用途径032
3.1.1尾矿再选033
3.1.2尾矿充填038
3.1.3尾矿建材040
3.1.4高附加值产品043
3.2废石综合利用途径045
3.2.1废石再选045
3.2.2废石充填047
3.2.3建筑材料050
3.2.4高附加值产品052
参考文献054

第4章尾矿再选技术
4.1铁尾矿的再选055
4.1.1铁尾矿的类型056
4.1.2铁尾矿再选技术056
4.1.3尾矿再选实例060
4.2有色金属尾矿的再选065
4.2.1有色金属尾矿再选技术065
4.2.2铜尾矿再选实例075
4.2.3铅锌尾矿再选实例077
4.2.4钨尾矿再选实例079
4.2.5锡尾矿再选实例081
4.3金矿尾矿的再选082
4.3.1金尾矿再选技术082
4.3.2从金尾矿中回收铁083
4.3.3用炭浆法回收金银084
4.3.4从金尾矿中回收硫085
参考文献085

第5章尾矿和废石充填技术
5.1尾矿充填技术086
5.1.1充填物料086
5.1.2尾矿基本性能要求087
5.1.3尾矿充填工艺流程089
5.1.4尾矿浓缩与存储系统090
5.1.5充填料浆搅拌系统094
5.1.6充填料浆管道输送系统095
5.1.7典型尾矿充填实例096
5.2废石充填技术100
5.2.1废石基本性能要求101
5.2.2废石水泥浆自淋胶结充填101
5.2.3废石粗骨料泵送胶结充填102
5.2.4典型废石充填实例102
5.3废石尾砂协同充填技术102
5.3.1废石尾砂充填物料基本性能102
5.3.2废石尾砂胶结充填工艺118
5.3.3典型废石尾砂协同充填实例133
参考文献134

第6章利用尾矿制备建筑材料
6.1国内外利用尾矿制备建筑材料研究概况135
6.1.1国外研究概述135
6.1.2国内研究概述136
6.2金属尾矿应用于水泥制备137
6.2.1金属尾矿用于水泥原料制备的可行性分析137
6.2.2水泥制备工艺137
6.2.3硅酸盐水泥熟料水化性能分析140
6.2.4尾矿作水泥生产原料应用分类144
6.2.5铜、铅、锌尾矿作为水泥原料制备146
6.2.6基于铁尾矿制备的充填新型胶凝材料的应用147
6.3尾矿制备新型混凝土材料156
6.3.1尾矿制备加气混凝土156
6.3.2尾矿制备泡沫混凝土162
6.4泡沫充填材料制备170
6.4.1尾矿浆体自发泡基本原理170
6.4.2尾矿基本物化性质170
6.4.3发泡材料172
6.4.4泡沫尾砂浆体泌水率试验175
6.4.5充填体体积膨胀率测试176
6.4.6泡沫尾砂充填体强度试验177
6.4.7泡沫尾砂充填料浆流动性试验180
6.4.8泡沫尾砂充填体微观结构分析182
6.4.9泡沫尾砂充填参数选择183
6.5尾矿制砖工艺技术183
6.5.1尾矿制砖现状183
6.5.2尾矿制备烧结砖工艺与机理184
6.5.3尾矿制备免烧砖工艺与机理185
参考文献186

第7章利用废石制备建筑材料
7.1废石生产建筑砂石187
7.1.1废石生产人工砂石介绍187
7.1.2废石生产人工砂石实例187
7.2废石生产水泥原料191
7.2.1石灰质原料192
7.2.2黏土质原料 194
7.2.3水泥生产用校正原料195
7.2.4燃料196
7.2.5低品位原料和工业废渣的利用 197
7.2.6工艺流程198
7.2.7矿山废石和尾矿可以用作水泥及混凝土原料的意义199
7.3废石制备高性能混凝土199
7.3.1高性能凝土的历史和由来200
7.3.2高性能混凝土的定义200
7.3.3高性能混凝土的组成特点202
7.4废石制造微晶玻璃206
7.4.1废石制造微晶玻璃介绍206
7.4.2废石尾矿微晶玻璃的制备工艺207
7.4.3国内外废石尾矿制备微晶玻璃的现状207
7.4.4废石尾矿制备微晶玻璃实例208
7.5其他建材利用216
7.5.1利用废石尾砂制备非烧结砖216
7.5.2利用废石尾砂制备烧结泡沫材料217
7.5.3利用废石尾砂制备墙体材料和道路材料217
参考文献218

第8章尾矿和废石高附加值利用
8.1尾矿高附加值利用技术219
8.1.1高性能耐火材料制备219
8.1.2纳米二氧化硅制备220
8.1.3硅铝聚合材料制备221
8.2废石高附加值利用技术225
8.2.1高强度人造石材料225
8.2.2新型地聚物材料226
8.2.3建筑工艺石材227
参考文献228

附录
附录一通用硅酸盐水泥(GB 175—2007)229
附录二铁尾矿砂混凝土应用技术规范(GB 51032—2014)235

索引

本书系统、全面地介绍了尾矿与废石的分类及其特点，分析了其综合利用价值，提出了尾矿与废石综合利用的途径及相关技术。书中着重介绍了尾矿和废石再选技术、尾矿和废石充填技术、尾矿和废石制备建筑材料及其高附加值利用的技术方法等内容。本书具有较强的系统性、技术性和应用性，可供尾矿和废石再选、处理装置等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校资源循环科学与工程、环境科学与工程及相关专业的师生参阅。

郭利杰：北京矿冶研究总院主任级高工，加拿大采矿、冶金与石油学会会士，国际岩石力学学会中国国家小组成员，有色金属矿产资源开发利用领域青年专家。在矿山充填新技术、固体废物资源化处置技术、矿冶工业生态系统领域有较深学术造诣，主持或参与国家科技攻关项目、重点项目、北京市科技计划项目等10余项，发表高水平研究论文50余篇，撰写高质量重要技术研究报告20余部。先后承担并完成了安庆铜矿废石尾砂胶结充填工艺新技术研究、浙江遂昌金矿尾砂胶结充填利用中和渣探索性试验研究、紫金矿业铜陵紫金混凝土充填试验研究、马头尾矿胶结充填技术可行性研究、新城金矿充填材料及充填管路优化技术研究、龙桥铁矿全尾砂胶结充填材料试验研究，以及缓倾斜中厚矿体无废充填法安全开采技术研究等项目。作为主要成员参加了国家科技支撑计划项目“复杂空区群条件下的矿床高效采矿与地压灾害监控综合技术”以及企业委托的 “安庆铜矿深部开采尾砂胶结充填参数试验研究”、“安庆铜矿厚大矿体特大型矿柱采场安全高效回采技术研究”、“六苴矿深部倾斜中厚矿体安全高效开采技术研究”、“遂昌金矿1号铅锌矿体的开采方案研究”等项目。主持完成国家自然科学基金项目“废石尾砂胶结充填的充填体材料结构性能研究”，重点实验室开放基金项目“废石尾砂胶结充填体材料微观结构模型研究”及北京市科技计划创新项目“采矿与城市垃圾协同处理技术研究”等。