凤阳石英尾砂资源再利用现状及对策研究

雷宇

一、引言

凤阳县石英资源极为丰富，全县矿区覆盖面积达80km2，矿石远景储量在100亿吨以上，无论储量、品位和潜在经济利用价值均居全国之首，全县石英砂年产量已超过1000万吨。但是石英砂在生产过程中会产生大量的石英尾砂，长期以来这些尾砂大都被废弃，除了少数堆存在厂区内，大部分堆放在路边或者农田里，不仅造成了资源的浪费，而且对空气、河流等产生了不利影响。即使有少数企业对石英尾砂进行了再利用，能够生产的也只是低档产品，经济效益极低。由此可见，凤阳石英尾砂再利用是凤阳县节约资源、提高经济效益的一项重要内容，也是防止环境污染和生态破坏的最佳途径。

二、凤阳石英尾砂资源现状

（一）石英尾砂的产生

凤阳主要生产用于玻璃工业的石英砂，由于细粒的石英粉入炉后会侵蚀耐火材料，降低熔窑的寿命，影响配合料的均匀度，同时还会堵塞格子砖通道，不利于玻璃生产，因此玻璃工业对石英砂的粒度要求为：介于0.125mm到0.71mm的颗粒含量要大于95%，小于0.125mm的石英粉含量要小于5%。石英砂生产企业对于小于0.125mm以下的石英细粉大部分没有回收利用，这就形成了石英尾砂。

（二）石英尾砂的年产量

由于凤阳石英颗粒的粒度较细，在湿法生产的过程中，产生0.125mm以下的石英细粉较多（一般湿法生产企业的产率在55%-75%之间，干法生产企业的产率在85%-95%之间）。根据石英砂的年产量进行计算，凤阳2011年仅大庙镇产生的尾砂量就有404万吨，其中，湿法生产产生的尾砂量384万吨，干法生产产生的尾砂量20万吨。由有关统计数据可知，凤阳县一年产生的石英尾砂量大概在700万吨左右，产生尾砂最多的是大庙矿区和邬岗矿区，占尾矿总量的80%以上。

（三）石英尾砂的处理方式

湿法生产的石英砂企业由于产生的尾砂量太大，大部分石英砂企业都是将尾砂堆放在厂内，等尾砂中的水滤出晾干后，或外卖，或堆放，或外排。少数企业将尾砂重新进行清洗，将粒度在120目-200目的石英尾砂加以回收外卖。个别企业采用浮选法对石英尾砂重新回收利用。笔者调查了35家干、湿法生产企业，他们对尾砂处理方式如表1所示。

表1 石英砂生产企业对尾砂处理方式统计表

由于石英尾砂具有粒度小且均匀、密度大、硬度大、易分散不成团等特点，目前全县回收和外卖的湿法尾砂量占年总产量的10%-20%，其中120目-200目石英尾砂主要用于生产陶瓷和地板砖等产品，200目以下的尾泥主要用作水泥填充量和加气砖，干法尾砂由于粒度较湿法要粗，还可以用作建筑材料。

未经回收利用的石英尾砂由于占用企业大量生产场地，影响企业生产，大部分中小企业直接将尾砂堆放在山岗、田野、公路、河流、荒地等地方，在雨水冲洗作用下尾砂最终被冲入濠河和农田。

三、凤阳石英尾砂资源的再利用价值

（一）石英尾砂的用途

1.利用石英砂尾砂生产石英微粉。石英微粉产品可替代高档粉，石英资源广泛应用于无碱电子玻纤、高级陶瓷釉料、硅微粉、真空玻璃管、高白料玻璃、高级泡花碱、地板砖、真空砖等行业。目前国内电子玻纤市场对石英微粉的需求量是每年18万吨左右，国内主要产地有安徽凤阳、湖北蕲春等；陶瓷釉料市场的需求量每年在10万吨左右；普通涂料市场年消耗325目以下的石英微粉25-30万吨左右。相关行业的统计资料显示，预测未来几年国内此类石英微粉产品年消耗量在70万吨左右。随着我国全球电子资讯业迅猛发展，石英微粉市场空间巨大。

2.利用石英尾砂生产水泥。由于石英尾砂的晶体结构致密，用于配料会引起熟料煅烧困难，因此配料比例较小，一般在水泥生料中的掺入石英尾砂的量为2.5%-5.0%，煅烧出的水泥熟料强度较高，煅烧工况良好。利用石英尾砂生产水泥，既降低了企业水泥的生产成本，又实现了石英尾砂的资源化利用，减少了水泥生产消耗黏土量，间接保护了土地。由于粘土资源日益减少，石英尾泥作为粘土的替代品已是大势所趋。

3.利用石英砂尾砂生产加气砖。传统烧结粘土砖的生产，无论从经济效益还是对环境和土地的影响来看，都存在很大弊端，政府已明令限制实心粘土砖的生产。从综合指标看，至今没有哪种建筑材料可以和加气砖相媲美。加气砖是唯一可实现墙材革新和节能50%目标的单一节能墙体材料。加气砖的特点在于节土、利废、节约生产能耗和使用能耗，质轻、易加工、施工方便、使用性能好。在国家加大建筑节能、墙体材料改革实施力度的新形势下，社会对新型墙体材料的需求也越来越突出，加气砖迎来了发展的新机遇，必将有很大的发展空间。利用石英尾砂生产加气砖，不仅可以提供新型原材料，还能效解决石英尾砂对环境造成的污染问题，同时为石英砂企业节省了解决污染和堆放的投入。

4.利用石英砂尾砂生产微晶玻璃。微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃，是一种新型建筑材料，它具有玻璃和陶瓷的双重特性。普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃像陶瓷一样，由晶体组成，它的原子排列是有规律的，所以微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。从化学成分上看，石英尾矿是制造微晶玻璃的理想原料。微晶玻璃利用废渣、石英尾砂做原材料，有利于环境治理，可以变废为宝。

（二）凤阳石英尾砂再利用的经济前景

目前凤阳只有台玻企业有一条采用浮选法回收利用石英尾砂的生产线。在笔者所调研的35家石英砂企业中，除台玻外，还有一家小企业采用磁选-水力分级，再经水力旋流器脱泥回收了部分尾砂，其它企业或将石英尾砂以极其便宜的价格（2-5元每吨）进行外卖，或直接将其外排。这种处理方式并没有将石英尾砂的使用价值发挥出来，既造成了资源浪费，又污染了环境。

凤阳石英尾砂SiO2含量高（大于95%），如果能有效降低其中的铝、铁杂质含量，并按粒度大小不同分别进行综合回收利用，将尾砂加工成精制石英砂和石英微粉，能满足不同行业的质量要求，产品附加值高，经济效益好，极少量废弃，也不污染环境。

凤阳现在各石英砂生产企业内部存放的石英尾砂大约有100万吨，其中粒度在120目-200目之间的尾砂约有70万吨，200目以下尾泥约有30万吨。如果将120目-200目之间的尾砂加工成精制石英砂，按每吨80元的纯利润计算，就可以给企业带来6000万元的纯收入。将200目以下的尾泥用来生产加气砖，可以生产出80万m3的加气砖，按每立方米50元的纯利润计算，可以给企业带来4000万元的纯收入。如果石英砂生产企业能将厂内部现在存放的石英尾砂综合回收利用，就可以给企业带来1亿元的纯收入。如果能将濠河、农田里的尾砂综合回收利用，至少可以给企业带来3-5亿元的纯收入。

四、凤阳石英尾砂资源再利用的有利条件

（一）石英尾砂资源丰富

凤阳县是全国最大的石英原料基地，其石英资源远景储量超过100亿吨。石英砂的产率按80%计算，总共将会产生20亿吨尾砂。目前，凤阳石英尾砂主要分布在大庙镇，分布最集中的地方是田圩村至小尹家水坝段2km濠河的河床上，这里有大约600万吨的尾砂。另外，石英砂生产企业内堆放的尾砂约100万吨。

（二）国家政策大力支持

尾矿是目前我国产生量最大的固体废物，2010年，我国尾矿产生量约12.3亿吨，尾矿综合利用量为1.72亿吨，利用率约14%，利用途径主要是回收尾矿中有价成分，用作建筑材料、磁化复合肥等。但由于受到资源品位、利用成本、经济效益、技术等各方面的限制，目前尾矿仍以堆存为主。国家发改委在《“十一五”资源综合利用指导意见》中提出，加快资源综合利用立法进程，逐步形成以《循环经济法》为核心、《资源综合利用条例》为基础的资源综合利用法律法规体系。国家工信部于2011年印发《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》通知，要求推动大宗固体废物由“低效、分散利用”向“高效、规模利用”转变，探索形成“资源-产品-废弃物-再生资源”的发展模式，延伸和拓宽生产链条，促进产业间的共生耦合，推动循环经济形成较大规模。国家政策的支持是凤阳石英尾砂综合回收利用最大的机遇。

（三）市场前景广阔

凤阳县位于泛“长三角”区域内，这一地区是我国经济最发达、市场最活跃的地区，市场容量非常大，无论玻璃行业，还是光伏及信息产业市场需求量在全国均居首位。临近这样一个大市场，如果将凤阳石英尾砂加工成精制石英砂和石英微粉，替代高档粉石英资源用于生产无碱电子玻纤、高级陶瓷釉料、硅微粉、真空玻璃管、高白料玻璃等产品，销售市场非常广阔。

粘土实心砖的生产，占用了大量耕地。随着国家保护耕地力度的加大，利用耕地资源烧制实心粘土砖已被国家明令禁止，加气砖成为实心粘土砖的必然替代品。2005年，国务院下发《关于进一步推进墙材革新和推广节能建筑》的通知，明确提出到2010年底所有城市禁止使用粘土实心砖。在这一政策导向下，利用凤阳石英尾泥生产加气砖市场空间巨大。2010年，新型墙体材料产量占墙体材料总数的比重达到55%以上，建筑应用比例达到65%以上，2020年则分别要达到80%和90%。据不完全统计，2010年新型墙体材料主要采用加气砖，全国需求量为6500亿标准块，到2020年，全国需求量为8500亿标准块。

（四）高校和科研院所能提供技术支持

目前凤阳县是我国唯一拥有综合性大学的县城，安徽科技学院有从事化工、玻璃材料、机械设计、环境科学、经济管理、市场营销等专业的教授、博士100多人，科研力量雄厚，建立有玻璃材料实验室、固体废弃物综合回收利用实验室。这些科技工作者在石英砂提纯、物化性质检测、工艺设计，石英尾砂的回收利用等领域进行了深入的研究，申请了多项发明专利，为凤阳石英尾砂综合回收利用提供了最强有力的技术支持。蚌埠玻璃工业设计研究院对浮选除杂进行了深入研究，他们的技术成熟，可以为石英砂企业利用浮选法回收利用石英尾砂提供帮助。安徽科技学院还可以随时为凤阳县尾砂综合利用企业提供企业规划、工艺设计、企业管理、市场营销等方面的服务。

（五）人才资源储量丰富

安徽科技学院已与凤阳县各企业联合培养了玻璃材料专业、市场营销专业学生300多名，这些学生毕业后直接进入石英砂企业工作，为企业服务。另外，安徽科技学院现在有化工、玻璃材料、机械设计、环境科学、环境工程、经济管理、市场营销等专业在校学生5000多人。他们在老师的带领下，定期到石英砂企业调研、学习、做课程实习和毕业论文，他们通过申请创新课题或参与老师的科研究项目做了大量有关石英砂提纯、杂质含量测试、石英尾砂的再回收利用、企业规划、企业管理、产品的销售等方面的工作，对石英砂的生产和销售都非常了解。他们是凤阳显石英砂企业发展和石英尾砂综合回收利用的人才资源。

（六）区位优势明显

凤阳县位于安徽省的东北部，淮河中游南岸，东邻滁州市、南京市，西接淮南市，南向合肥市，北临淮河与蚌埠市接壤，地处长江、淮河之间，属于泛“长三角”前沿地带，是承接“长三角”产业转移的中转站，是安徽省实施东向发展的先行区，具有得天独厚的地理条件和区域优势，能较好发挥承东启西、连南接北的作用。

五、对凤阳石英尾砂资源再利用的建议

（一）应提高全社会对尾砂资源再利用的认识

尾砂的大量堆存，不仅造成了宝贵资源的浪费，还大量占用土地，损害景观、破坏土壤，危害生物，淤塞河道，污染大气，给凤阳当地的环境造成了不良的影响。从尾砂的应用价值来说，尾砂是“放错地方”的资源，其开发利用前景非常可观。从尾砂中回收有用成分，生产出加气砖、微晶玻璃、水泥、石英微粉等产品，不仅可以获得良好的经济效益，还可以减少环境污染，保护耕地。社会各界必须从认识上重视起来，尽快采取果断措施。

（二）政府规划，有序开发

矿产资源是重要的自然资源，是社会生产发展的重要物质基础，是“非再生资源”。凤阳县政府对石英资源的开采应进行统一规划，严格控制石英矿的开采权，应对不同品位的石英矿进行合理开采、综合利用，加强资源开采的集约化程度，杜绝资源浪费。

（三）加强企业整合，扩大企业规模

目前凤阳县有石英砂生产企业近400家，大部分企业均为民营小企业。这些企业规模小，经营分散，产品结构单一，未形成综合利用资源的能力，产业链没有得到很好的形成与发展。企业之间缺乏必要的协作，未能形成综合实力。为了综合利用石英资源，提高企业的竞争力，应对中小型企业进行合并，减少企业数量，扩大企业规模，实现尾砂资源的综合回收利用，加强环境保护，减少资源浪费。

（四）市场运作、科技创新，不断提高资源利用率

在资源急剧萎缩的情况下，提高资源利用率就等于节约了资源、能源。“市场运作”就是根据市场的需求来定位发展方向与方式，在运作中找到需求点，以满足消费者为目的进行的运作方式。以市场为导向，要通过详细的市场调查，弄清各种产品的市场需求，生产“适销对路”的产品，同时在资金方面不能仅靠政府的投入，要开辟各种融资渠道，鼓励民间资本参与到尾砂再利用的项目中来。“科技创新”就是以科学发展为主线，利用先进的科学技术开发尾砂资源再利用新产品，改变传统的粗放型生产方式，坚持集约生产，以达到对资源充分再利用的目的，减少资源的浪费。

（五）地方政府要提供各种政策优惠

政府应研究制订凤阳石英尾砂综合回收利用计划，积极推动以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的信息产业技术创新体系建设。充分利用当地高校、科研院所等各种智力资源，通过各种优惠措施，例如税收优惠、土地优惠、人才引进配套政策等，吸引国内外投资企业共同开发利用凤阳石英尾砂资源，解决好科技攻关和开发资金问题，并形成良性循环。

六、结束语

随着凤阳经济的快速发展，资源问题和环境问题凸显，石英尾砂再利用作为节约矿产资源、改善矿山环境、实现可持续发展战略目标的重要手段，也是变废为宝，建设资源节约型社会的重要途径，势在必行。凤阳县具备石英尾砂开发利用的有利条件，只要各方统一认识，共同努力，必定能开创石英砂产业发展的新局面，走上循环经济发展之路，实现经济又好又快发展。

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