铁卫矿砂混凝土研究现状及展望

(河北建筑工程学院 河北 张家口 075000)

一、引言

随着我国建筑行业的快速发展，现阶段我国面临着建筑上的各种资源稀缺和生态环境上的污染，以至于我们不得不寻求一些可以回收利用的材料来应对这些棘手的问题。而且尾矿的综合开发利用，其中也蕴含着巨大的经济效益，对于经济的发展和资源的节约利用有着不可估量的重要作用。但是如果尾矿不能很好的利用起来这不仅占用了大面积的土地，同时也会造成资源的浪费，还会给人类赖以生存的生活环境带来沉重的灾难，不过好在破坏生态平衡等问题，现已成为了全社会的焦点。因此，有必要研究如何合理有效地利用尾矿，以便解决资源利用、环境污染和安全隐患问题。

二、国内外铁尾矿的利用

(一)国内铁尾矿利用现状

我国研究铁尾矿比起其他国家来说开始的相对晚一点，但研究进展非常迅速。在各个高校、研究院以及各地区的铁尾矿企业的不断学习研究下，铁尾矿回收利用的技术手段已经有了显著地提升，目前我国这个时期下铁尾矿的再回收利用主要有以下几个方面：1.铁尾矿的重复选取及回收可利用的有价元素；2.铁尾矿生产建筑材料；3.用铁尾矿填充采矿之后的空区和尾矿库的重新开垦。

1.回收有价元素。铁尾矿的回收为我国的经济效益带来很大的提升，随着社会的不断的前进，铁尾矿的回收技术也在不断的提高，但是对其他铁尾矿仍然有不适用的地方，而且有价元素回收之后还会剩有固体污染物，依然会对环境造成污染，所以与其他回收利用的方法相结合是很有必要的。

2.铁尾矿可制备建筑材料。清华大学田景松隋等人(2010)把铁尾矿砂和机制砂混合配置出混合砂，根据颗粒级配的理论配制出铁尾矿砂与机制砂的最优的混合比例，使制成的混合砂工作性能、力学性能以及耐久性能都能够实现满足现代施工技术要求的不同强度等级的混凝土。

吉林大学李亚超等人(2011)使用鞍山的铁尾矿粉和玻璃粉作为原材料，用无压烧结法来制备铁尾矿建筑饰面材料。得到的研究结果显示其物理力学性能均符合天然石材的要求，作为建筑饰面材料是完全可以的。

我国目前铁尾矿在建筑材料得到了广泛的应用中，体现在制作墙体材料、道路材料、制砖材料、装饰材料以及陶瓷材料。

(二)国外铁尾矿利用现状

伊斯坦布尔技术大学Sirkeci A.A.等人(2006)运用浮选法，在最有利的浮选条件下从迪夫里伊选矿厂的老尾矿中回收到钴，其回收率为83.1%；回收到镍的回收率为57.7%；回收到铜的回收率为59.0%。

美国Norland M.R.[等人(1994)在明尼苏达州选取了2处铁尾矿库进行生态恢复试验，经过为期4年的研究调查，结果发现植被的恢复率可以达到了72%。

三、铁尾矿砂混凝土的研究现状

2009年，宋裕增、刘淑婷、蔡基伟等人使用铁尾矿砂替换天然砂的试验，铁尾矿石替换掉普通碎石来配制混凝土，实验目的是将和易性和强度与普通混凝土进行对比。试验的结果表明：普通混凝土的流动性要比使用铁尾矿砂配制的混凝土流动性好，而且铁尾矿砂配制的混凝土也易于离析泌水。在使用活性掺合料并对配合优化的情况下，当水胶比较大时，普通混凝土的强度则低于铁尾矿砂混凝土的强度；当水胶比较小时，普通混凝土强度会略高于其混凝土强度。若细骨料都采用铁尾矿砂，则用普通碎石配制成的混凝土强度略高于用铁尾矿石配制成的混凝土强度。

孙玉良、赵芸平和阎嘉旺]研究了尾矿砂石混凝土耐久性的试验，试验得出的结论是尾矿砂石混凝土与天然砂石混凝土的抗冻性指标基本一致；在强度等级略低时，天然砂石混凝土的抗渗性仍要高于尾矿砂石混凝土的抗渗性；但是天然砂石混凝土与尾矿砂石混凝土的抗碳化性能相比，天然砂石低于尾矿砂石。

2010年，廖华平等人做了有关铁尾矿砂自密实混凝土施工性能和基本力学性能试验研究。研究结果得出来的结论是随着砂率的增加，铁尾矿砂自密实混凝土的工作优良，符合各项指标，但是在砂率到达45%以上时，其各项指标均开始有下降的情况出现，例如工作性能，其流动性，填充性以及间隙通过性均降低；铁尾矿砂代替普通砂、石英砂作为细骨料，它的基本力学性能良好，同时也有一定的早强性能，在28d时的强度能够60MPa左右，这一结果体现了它也能满足高强混凝土性能。

四、铁尾矿砂混凝土目前还存在的问题

现今，有繁多的铁尾矿砂种类，组成铁尾矿砂的成分及结构在任何一种不同的条件下都可能大不相同，也就说明了铁尾矿砂存在着很大差异在物理力学性质方面。所以在不清楚、不了解铁尾矿砂各种性质的状况下，不可以轻易的对尾矿砂进行综合利用。虽然我国目前研究铁尾矿砂混凝土有着突飞猛进的成果，但主要有针对性的研究也就集中在几个方面而已，比如和易性、泵送性、泌水性及强度，而相对于铁尾矿砂混凝土的其他性能方面的研究还有所欠缺，如耐久性和抗渗性。此外限制铁尾矿砂综合利用还有一个非常重要因素是铁尾矿砂资源具有一定的地域性。

五、总结及对铁尾矿砂混凝土的展望

随着我国建筑业的蓬勃发展，我国对铁尾矿砂的研究日益增多，为我国的经济效益和环境保护做出来不菲的贡献。但是现在仍然还有许多问题面临着我们去解决

首先，对于铁尾矿砂混凝土的抗渗性研究和耐久性研究都有待探索，以便于我们可以更加充分地利用铁尾矿砂来代替越来越少的天然砂等类似材料。其次，铁尾矿砂的种类繁多，为了能够更好的综合利用，应当建立数据库来统计不同种类、不同地区以及不同生产工艺的铁尾矿的研究性能，实现铁尾矿砂资源利用的经济性、合理性和高效性。最后，在施工性能及强度方面应当对不同铁尾矿砂、同种铁尾矿砂不同掺量以及与不同外加剂作用下制成的混凝土进行充分试验，确保对铁尾矿砂对混凝土的性能做好充分了解同时也是为了在生产生活中更好的综合利用铁尾矿砂。