中國粉體網訊 固體廢物是指在生產、生活和其他活動中產生的喪失原有利用價值或者雖未喪失利用價值但被拋棄或者放棄的固態、半固態和置于容器中的氣態的物品、物質以及法律、行政法規規定納入固體廢物管理的物品、物質。根據其來源分類，可分為生活廢棄物、工業固體廢棄物和農業固體廢棄物。
固體廢物資源循環利用模式圖
非金屬礦行業由于涉及到多種礦產資源，且不同的礦種的尾礦成份也存在很大的差異，因此非金屬礦行業尾礦的綜合利用遍布建材行業的各個領域。例如，磷尾礦可用于生產蒸養磚、混凝土、微晶玻璃和輕質墻板，石膏尾礦可用于生產陶瓷墻地磚、玻璃飾面磚、砌筑砂漿等，高嶺土尾礦可用于生產水泥、混凝土、砌塊等。
石英砂尾礦制備聚合物涂料
涂料是指涂于物體表面形成具有保護、裝飾或特殊性能（如絕緣、防腐、標志等）固態材料。涂料分為無機涂料和有機涂料，無機涂料主要包括搪瓷釉、電鍍銅等，有機涂料主要是有機高分子涂料，如苯丙乳液涂料等，涂料一般由成膜物、顏料、溶劑和各種助劑組成。為提高涂料的耐堿性、耐候性及耐洗刷性，需要加入適量的二氧化鈦和碳酸鈣細粉等物質，近年來有學者用石英砂尾礦代替部分碳酸鈣，成功制備出滿足相關要求的聚合物涂料。
石礦微粉做低強度混凝土填料
低強度混凝土的抗壓強度一般以C30和C40混凝土抗壓強度為參考標準，混凝土是由水泥和機制砂（河沙）拌和制成，機制砂制備過程中會產生一定量的石粉，最后一同進入水泥砂漿內，成為混凝土的組成部分。一定量的石粉有助于改善水泥漿體和易性、增加漿體總量、改善水泥顆粒級配、減少顆粒間空隙、緩解混凝土干燥收縮現象，但是石粉添加量過大時，會嚴重降低混凝土的抗壓強度，低強度級混凝土石粉添加量控制在18—25%為宜，混凝土等級較高時，石粉添加量相應減少。
石礦尾泥代替部分黏土做硅質原料、水泥熟料
水泥是一種粉狀水硬性膠凝材料。與水攪拌混合后能夠在空氣或水中硬化，并能將砂石等材料牢固的膠結在一起。按照工業建設的用途不同分為硅酸鹽水泥和特種水泥；硅酸鹽水泥因其原料廣泛、水泥固化性能優異、應用最為廣泛、硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水泥熟料、0-5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的，也稱為波蘭特水泥；其中水泥熟料是以石灰石和黏土、鐵質原料為主要原料，按適當比例配制而成的生料、燒至部分或全部熔融，并經過冷卻獲得的半成品，常用硅酸鹽水泥的化學成分主要有氧化鈣、二氧化硅和少量的氧化鋁和氧化鐵。
以尾礦為主要原料制備微晶玻璃
微晶玻璃是一種通過熔融冷萃玻璃液后控制析晶制得的多晶材料，由玻璃相和晶相構成，兼具玻璃相的基本性能和陶瓷的多晶特征，是一類獨特的新型材料。微晶玻璃具有機械強度高、熱膨脹系數可調、介電損耗小、耐磨耐腐蝕、化學穩定性及熱穩定性好等特性，被廣泛應用于能源、電子、建筑、生物醫學等領域。
利用礦山固廢制備地質聚合物
地質聚合物主要是指以天然礦物或固體廢棄物及人工硅鋁化合物為原料，通過堿或酸激發反應在常溫或稍高于常溫下制備得到的硅氧鋁四面體與鋁氧四面體三維網絡聚合凝膠體。地質聚合物原料價格低廉且易得、能耗低、具有固化快、強度高、耐高溫、耐腐蝕和耐久性強等優良性能。地質聚合物被廣泛用作新型混凝土用水泥、土木工程材料、快速修補材料、工業有毒廢渣和核廢料固化，防火放熱防護材料、鑄造模具裝飾材料等領域。
利用石礦尾泥制備樹脂基聚合物
樹脂基聚合物主要是指以不飽和聚酯樹脂為粘合劑，加入碳酸鹽類石材碎料粉體等填料以及固化劑、促進劑等其他添加劑，按照特定工藝制成的具有一定強度的聚合物。樹脂基聚合物具有重量輕（比大理石輕25%左右）、強度高、耐腐蝕性好、抗污染、并有較好的可加工性、拼接無縫、不易斷裂、能制成各種形狀，常應用于建材行業、醫學、涂料等領域。
制備陶粒
粉煤灰、污泥等部分固廢的主要成分為SiO2和Al2O3，與陶粒原料的成分要求相契合，且粒度小，用作陶粒原料可以大大降低破碎磨礦成本，同時可以消納固廢、保護生態環境，并且獲得可觀的經濟效益和社會效益。
陶粒是一種具有一定強度、粒度多為5~25mm的規則球體或不規則的陶制顆粒。表面有一層堅硬的外殼，內部多孔，具有良好的物理、化學和水力特性，強度高、密度小，比表面積大，孔隙率高，吸附截污能力強。化學和熱穩定性好，耐酸耐熱，隔水保氣，保溫隔熱。陶粒被廣泛應用于建材、園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等部門。
陶粒生產量趨勢圖
固廢制備陶粒是一種極佳的固廢綜合利用方式。固體廢棄物是一種產生量大同時處理難度較高的環境污染物，部分固廢與陶粒原料想契合，可以用于制備陶粒，從而被大批量消納，一定程度上解決由固廢堆存而導致的環境污染問題和企業管理問題，同時改變了固廢直接應用于建筑，回填等低附加值應用現狀。
粉煤灰提取稀土
佐治亞理工學院研究人員發明了一項簡而易行的工藝，利用離子液體從粉煤灰中提取稀土而且不產生有毒物質。
在發表于環境科技的論文中，科學家解釋稱，離子液體環保且可重用。特別是雙三氟甲磺酰亞胺甜菜堿或可以選擇性溶解稀土氧化物而不是其他金屬氧化物。
研究團隊用堿性溶液對粉煤灰進行了預處理并干燥。然后，加熱了與[Hbet][Tf2N]同在水中的粉煤灰，形成單相。冷卻后溶液被分離。離子液體能夠從新鮮粉煤灰中提取超過70%的稀土元素，而已經在尾礦池中堆放多年的風化后的粉煤灰回收率更高（97%）。該工藝的最后一個步驟是用稀酸從離子液體中提取稀土元素。研究人員發現，在淋濾過程中增加甜菜堿可以提高稀土元素萃取量。能夠回收的稀土元素包括鈧、釔、鈰、釹和鏑。最后，該團隊還實驗離子液體的重用性，用冷水去除多余的酸，并發現經過三輪淋濾清洗，萃取效率沒有什么變化。
“這種低排放的方法能夠產生富含稀土且雜質有限的溶液，也可用于從尾礦池中的粉煤灰中回收貴金屬”，科學家在媒體發布會上表示。
這種方法對于產煤地區，比如懷俄明州非常重要。在當前化石燃料需求下降的情況下，他們正在尋求重新投資當地產業。
參考資料：
董發勤等.工業固體廢物資源循環利用礦物學
童思意等.我國固體廢棄物制備陶粒的研究進展
孫志強等.多行業固體廢物在建材行業的資源化利用
中華人民共和國自然資源部.美國開發出從粉煤灰提取稀土工藝
（中國粉體網編輯整理/茜茜）
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