中國(guó)粉體網(wǎng)訊 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求越來(lái)越大。合理開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源，形成礦產(chǎn)資源的良性循環(huán)利用勢(shì)在必行。
我國(guó)石墨儲(chǔ)量居世界首位，但石墨作為一次性能源的礦產(chǎn)資源，儲(chǔ)量有限，所以要提升礦產(chǎn)資源的開(kāi)采、利用率，最大化的綜合利用石墨資源。在石墨的開(kāi)采加工過(guò)程中伴隨產(chǎn)生大量的固體礦渣石墨尾礦，其數(shù)量巨大。采用浮選法開(kāi)采石墨的過(guò)程中，提純1t石墨大約要產(chǎn)生13t 的石墨尾礦，我國(guó)可開(kāi)采利用的石墨儲(chǔ)量為12 億t，這意味著將會(huì)產(chǎn)生數(shù)十億t的石墨尾礦廢棄物。
目前，對(duì)于石墨尾礦的再利用研究一般集中于回收有價(jià)礦物、尾礦回填、生產(chǎn)建筑材料(如制備燒結(jié)磚、環(huán)保陶瓷生態(tài)磚)、高速公路底層、制備白炭黑等方面。
目前，對(duì)石墨尾礦的再利用一部分集中在回收其中的有用組分。其中有一些研究集中于提取回收石墨尾礦的有價(jià)金屬，目前，已有的研究中多數(shù)是提取石墨尾礦中的釩，釩作為稀有金屬，在工業(yè)、軍事國(guó)防中都是重要材料，具有重要的戰(zhàn)略意義。從石墨尾礦中回收釩不但有效利用了石墨尾礦，同時(shí)也提供了一種富集釩的原料途徑。
劉建國(guó)等以國(guó)外某石墨型釩礦為研究原料，其V2O5 的含量為0.68%，經(jīng)過(guò)1次粗選、1次精選、1次掃選的閉路實(shí)驗(yàn)后，獲得V2O5 的品位為1.74%，回收率為81.81%的釩云母精礦。王文齊等選用企業(yè)的某地石墨尾礦進(jìn)行釩的富集實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)物相分析得到石墨尾礦原礦中V2O5 的含量為0.192%，研究采用球磨、1次粗選、2次精選后獲得了精礦，在經(jīng)過(guò)加壓酸浸后獲得了92.0%浸出率。
白炭黑作為一種環(huán)保、性能優(yōu)異的助劑，主要用于橡膠制品(包括高溫硫化硅橡膠)、紡織、造紙、農(nóng)藥、食品添加劑領(lǐng)域。利用石墨尾礦含有一定量的SiO2，將其作為硅源，采用沉淀法制備出白炭黑。但采用石墨尾礦制備白炭黑需要經(jīng)過(guò)碳化、水浸、酸化、洗滌、脫水、干燥等一系列步驟，需要強(qiáng)酸強(qiáng)堿高溫煅燒等條件，步驟繁瑣，不同區(qū)域石墨尾礦中SiO2含量差別較大，用此法制備白炭黑僅是提供了一個(gè)石墨尾礦的利用途徑。
石墨尾礦粒度較細(xì)、數(shù)量很大、成本低，尾礦中還有很多活性較高的成分，可充當(dāng)細(xì)集料，適當(dāng)?shù)募尤牖炷林�，制備混凝土、建筑用磚等。與其他處理方式相比，石墨尾礦應(yīng)用于建筑材料中不僅可以大量的消耗石墨尾礦，實(shí)現(xiàn)減少碳排放的目標(biāo)，而且有利于抑制砂石供應(yīng)短缺的發(fā)生。
P Kathirvel 等研究了石墨尾礦替代混凝土中河砂的可行性研究，研究證明石墨尾礦摻量為40%替代河砂，可有效的用于結(jié)構(gòu)維修。DuanHourui等研究了石墨尾礦在0%～100%替代砂制備混凝土的力學(xué)機(jī)理，基于混凝土宏觀、微觀形貌及試件抗壓、抗折對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，研究表明，隨著石墨尾礦摻量的增加，混凝土強(qiáng)度先增大后減小。在摻量不大于30%時(shí)，力學(xué)性能呈上升趨勢(shì)，繼續(xù)增大摻量，力學(xué)性能下降，摻量超過(guò)70%時(shí)，基體表面缺陷增多，裂紋沿界面擴(kuò)展。在摻量為30%時(shí)，表現(xiàn)出最好的抗壓和抗折能力。
白翠萍等通過(guò)對(duì)石墨尾礦的分析發(fā)現(xiàn)，石墨尾礦具有孔洞可起到吸附作用，且其成分中含有一定量的Fe2O3 可作為引發(fā)Fenton反應(yīng)的引發(fā)劑，研究以孔雀石綠和羅丹明B溶液為研究對(duì)象，石墨尾礦和H2O2 協(xié)同作用發(fā)生多相Fenton 有效的脫色降解孔雀石綠和羅丹明B溶液，在最佳反應(yīng)條件下，最大脫色率均達(dá)到了93%以上。但仍需對(duì)使用后的石墨尾礦進(jìn)行處理。
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)公路交通覆蓋范圍越來(lái)越廣，逐步形成了以高速公路為骨架、普通干線為脈絡(luò)、農(nóng)村公路為基礎(chǔ)的全國(guó)公路網(wǎng)，在綜合交通運(yùn)輸體系中發(fā)揮著重要作用。為了降低公路成本，將固廢用在公路建設(shè)中，既能減輕固廢的處理成本又可以節(jié)約工程建設(shè)成本，一舉兩得。潘春娟等使用水泥未定石墨尾礦做公路底基層，根據(jù)道路施工現(xiàn)場(chǎng)情況，以石墨尾礦、風(fēng)化粒料及水泥制成混合料板體，其強(qiáng)度值大于1.58MPa，滿(mǎn)足施工要求，其中石墨尾礦的摻量為65%，可以大量的消耗石墨尾礦。
尾礦回填是將處理后的尾砂廢料重新填回采空區(qū)，是一種非常有效的尾礦減量方式，因地制宜，大大減少了尾礦占地，減少污染，從而達(dá)到節(jié)約成本、保護(hù)環(huán)境的目的。采用尾礦作為填充料一種方法是將尾礦經(jīng)過(guò)分級(jí)處理，粗�；靥�；另一種是采用膠結(jié)填充技術(shù)將尾礦與水泥等拌和成漿料經(jīng)管道運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行填充。目前有關(guān)膠結(jié)填充技術(shù)的研究較多，此方法安全，但所需水泥量較大，成本較高。
除了上述應(yīng)用外，F(xiàn)u Yulong等人采用焦煤與石墨尾礦共熱解制備復(fù)合陽(yáng)極，結(jié)果表明，焦煤熱解產(chǎn)生的液塑質(zhì)量不僅實(shí)現(xiàn)了石墨尾礦的片層重構(gòu)，而且強(qiáng)化了復(fù)合負(fù)極材料的各向同性，半焦中的N、S雜原子強(qiáng)化了Li+ 的傳輸。吳磊等以石墨尾礦為原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制備出一種負(fù)極材料，所制得的負(fù)極材料可應(yīng)用于鋰離子電池領(lǐng)域。
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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