铁尾矿应用于混凝土的研究进展

2020-02-16汪天兴

建材与装饰 2020年5期

汪天兴

（江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州 341000）

0 引言

近年来自然的沙土资源现在已经大幅度减少，所以导致天然混凝土也在紧缺，而且很多地方沙土的提取是以破坏河道为基础的，这样严重破坏了生态系统。铁尾矿这种废弃物成分相对复杂，目前我们的技术还不足以很好地利用这些废弃物，所以经常是以堆存的方式堆积在尾矿库。不过同时也就带来了一系列环境问题，所以我们急需找到合适的途径来处理这些废弃的铁尾矿。此时如果我们能用这些废弃的铁尾矿来制作混凝土，不仅能够解决铁尾矿堆积所带来的一系列问题，同时能够满足建筑结构对混凝土的需求。

1 国内铁尾矿的综合利用

1.1 铁尾矿制作建筑材料

铁尾矿这种废弃物可以将其作为制造建筑材料的原料，这样一方面可以有效缓解铁尾矿堆存带来的大量问题，彻底地利用铁尾矿，另一方面也为建材行业开辟了新的资源。

1.1 .1利用铁尾矿制砖

在建筑业中，我国最主要的建材还是建筑用砖，但是同时因为要保护我国的土地资源，所以我国也采取了针对措施禁止制造黏土砖，用铁尾矿来制砖，不仅充分利用了铁尾矿这种矿产资源同时也能响应国家政策。

1.1 .2用于生产其他建筑材料

在我国建材行业中，铁尾矿有很多用途，用来生产多种材料，包括混凝土骨料，建筑用砂，一些胶凝材料，甚至于可以铺筑路基。除此以外，我们现实生活中常用的一些保温材料和微晶玻璃也都可以用铁尾矿来制作而成。

1.2 铁尾矿再选与回收有价元素

尾矿的综合利用是一个需要我们全人类来共同探索的非常具有挑战性的难题。最关键还是在于提取出其中的有价元素然后加以利用，这个就需要多方面提高，一个是设备上需要进行更新，改进尾矿的回收设备，还有一个就是提取技术需要提高。

言而总之，对我国广泛的铁尾矿进行回收和利用虽然能带来一定的经济效益，但是目前我国这方面还不成熟，不管是回收技术或者回收设备等方面。另一个重要原因就是在这个回收过程中，又会产生新的固体污染。

1.3 土壤改良剂与肥料

铁尾矿中含有铁、锌、锰、铜、钼、钒、硼、磷等微量元素，植物的生长是需要这些元素的，还有一种磁尾复合肥对植物生长非常有利，是对铁尾矿进行磁化得到。近些年对这方面研究并不是很多，是由于两个方面的原因，一方面这种尾矿复合肥容易造成二次污染，因为这种尾矿复合肥难以分解消失，另一方面这种尾矿复合肥的肥力可能也没有我们想象的那么高。

1.4 作为矿山采空区的充填材料

采空区一般是指一些天然形成的空洞或者人工挖掘而形成的，这些采空区的存在会带来极大的安全问题。因此这些数量巨大的铁尾矿能派上用场，这样就可以一方面解决铁尾矿堆积带来的环境问题，也能顺便解决尾矿的排放问题，另一方面也可以带来一定的经济效益。

1.5 利用尾矿库复垦植被

由于采矿带来了很大的环境污染，而且采矿会破坏了很多土地资源，因此尾矿库复垦很有必要。大致有四种利用方式，复垦为农业用地；复垦为农业有地；复垦为建筑用地；尾砂直接用于种植改良土壤。矿山的土地复垦工作我国是起步于20世纪60年代，近年来我国在尾矿库的复垦方面也取得了很大进展。比如遵化县地方铁矿厂，唐山地区迁安将尾矿排放在滦河荒滩上，表面覆盖了一层约20cm厚的山皮土复垦造田，如今已经造田和种植各种农作物，实现了经济效益一千多万元。

2 铁尾矿应用于混凝土的可行性研究

马雪英等[1]人研究出铁尾矿微粉的总体活性偏低的结果。赵思儒等人[2]得出铁尾矿微粉的比表面积大小的改变对它活性影响较小，但是它的养护条件却对铁尾矿微粉活性的影响巨大。冯向鹏和孙恒虎等[3]人的研究表明，只是单独对铁尾矿进行热活化处理是不能够提高铁尾矿的活性的，必须采用其他活化方法进行处理才能实现铁尾矿高效利用的目的。

3 铁尾矿应用于混凝土会存在的问题

（1）一方面铁尾矿砂石的棱角性和坚固程度均大于普通砂石，另一方面铁尾矿砂石级配不怎么样，它内部裂缝很多，容易在其内部就会发生破坏，这些因素会导致铁尾矿混凝土的力学性能比普通混凝土复杂很多，还有一个重要原因就是铁尾矿会改变混凝土的一些性质，如其流动性、强度、耐久性等方面。铁尾矿同时还具有地域区别，地理位置的不同会导致铁尾矿化学成分的不同，而其生产工艺的不同也会得到不同物理性能的铁尾矿，这些因素是导致铁尾矿这种材料在混凝土中应用困难最根本最直接的原因。

（2）铁尾矿在应用前也需要做一些简单的前期处理，一方面现在一般的铁尾矿厂缺乏先进设备，另一方面也缺乏先进技术，这两方面的提高需要大量资金的支撑，需要矿厂大量的投资。这些因素也会限制铁尾矿的应用。

（3）目前国家缺乏铁尾矿在混凝土中的有关应用方面的政策，没有政策的扶持，废物循环利用也就不能形成完整体系，这些因素都会制约铁尾矿在混凝土的应用。