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关于湖州市利用建筑石料尾矿开发新型墙材的思考

  建筑石料尾矿(水洗泥砂)是指矿山企业根据建筑质量及施工现场环保需要,在建筑石料采选和加工过程中,采用水洗的工艺,使建筑石料与泥砂分离所产生的一种废弃尾矿。以前建筑石料尾矿(水洗泥砂)大多数排入河道,从2003年开始,我们浙江省湖州市政府加强环保整治,矿山企业加工建筑石料时采用污水沉淀池,防止石料尾矿(水洗泥砂)和废水向河道直接排放,废水达到了零排放,但石料尾矿的处置问题仍没有得到有效解决。大量的石料尾矿露天堆放,既侵占耕地,又造成水土流失,淤积河道,污染水质和环境,成为湖州市矿业经济与生态环境协调中亟待解决的问题。根据市政府生态建设规划和矿山整治的要求,由市矿山整治办公室和市发展新型墙体材料办公室共同组成课题组,对利用建筑石料尾矿(水洗泥砂)用于开发新型墙体材料,进行科学研究和技术攻关,使建筑石料尾矿(水洗泥砂)通过利用,变废为宝,为湖州的生态环境发展作出贡献。

  建筑石料及尾矿基本情况湖州市本级是浙江省建筑石料主产地之一,现有各类建筑石料矿39家,主要分布在吴兴区埭溪镇、东林镇、妙西乡及湖州经济技术开发区的杨家埠镇。2006年产建筑石料3373万吨,主要销往上海、苏南、杭州等地。据初步调查,每年产生的石料尾矿(水洗泥砂)约100多万吨,现累计堆放约500多万吨。市本级建筑石矿的主要矿种有花岗岩、凝灰岩、砂岩及石灰岩。

  课题组委托江苏省建筑材料研究设计院砖瓦研究所对32个矿点建筑石料尾矿(水洗泥砂)堆放现场进行取样,比照生产多孔烧结砖所需原料,进行理化数据测试分析。

  根据花岗岩、凝灰岩、砂岩的理化分析指数,江苏省建筑材料研究设计院砖瓦研究所进行分类,对同一矿种的不同样品经搅拌均化后,以当地制砖的紫页岩、黏土为主要原料,掺入不同的建筑石料尾矿(水洗泥砂),掺入比例在20%~60%之间,分组进行颗粒级配、干燥敏感系数、塑性指数试验。优化选择掺入比例的最佳配方。

  根据配方要求,选择对页岩为主要原料,掺入建筑石料尾矿(水洗泥砂)试验的比例为20%-40%;以黏土为主要原料,掺入40%-60%的建筑石料尾矿(水洗泥砂),分批组进行小样焙烧试验。分别在南京鑫翔公司空心砖生产线4.6米隧道窑炉和南京建茂公司空心砖生产线2.5米隧道窑炉内同时进行焙烧试验,得出如下结论:

  1.尾矿的含水率较高,需要较长时间的脱水;2.尾矿的塑性指数较低,需要掺入较高塑性的页岩或黏土;3.尾矿的化学元素基本符合烧结空心砖制品的要求;4.烧成后的试样由于尾矿与页岩、黏土的配比不同、窑内烧成温度的差异而出现外观色泽的不同,但总体从外观上判定完全可以进行中试,待中试后将试制品送权威部门(砖瓦质量检测机构)进行相关的质量鉴定,以得出最终结论。石材前沿信息

  在试验小样分组进行掺比焙烧试验的基础上,江苏省建筑材料研究设计院砖瓦研究所在南京鑫翔建材有限公司进行工业性试验。同时,湖州市发展新型墙体材料办公室利用德清的页岩资源,在湖州华晖建材有限公司进行掺比工业性试验。目的是对在不同的生产技术条件下,采用不同的页岩资源寻找最佳的试验结果。

  两家制砖企业利用建筑石料尾矿(水洗泥砂),掺入页岩试生产的烧结多孔砖,试验样品呈橘红色,声音清脆,强度较高,无重大裂缝变形产生。因此,从工业性试验的结果来看,在页岩原料中掺入建筑石料尾矿(水洗泥砂),可以满足生产烧结多孔砖新型墙体材料的要求。

  建筑石料尾矿利用存在的主要问题和困难1.建筑石料尾矿(水洗泥砂)颗粒级配大和含水率高。根据烧结多孔砖原料颗粒级配要求,原料颗粒应<2毫米。但目前各矿山企业建筑石料尾矿(水洗泥砂)中,参杂较多>2毫米的颗粒和小块石及其他垃圾。

  由于各矿山企业对建筑石料尾矿(水洗泥砂)堆放处理方式不同,建筑石料尾矿(水洗泥砂)的含水率相对较高,对制砖企业控制原料水分及计算运输吨位价格带来困难。

  2.普通轮窑利用建筑石料尾矿(水洗泥砂)存在技术难度。建筑石料尾矿(水洗泥砂)的化学成分、颗粒级配、塑性指数、干燥敏感系数等不同于一般的黏土、页岩原料,对生产工艺技术条件要求较高。中国石材网

  3.建筑石料尾矿(水洗泥砂)的利用成本问题。目前市本级采用人工干燥生产方式,窑温能达到950℃以上的制砖企业只有两家企业,一年利用在11万吨左右,仅为矿山企业尾矿排放量的1/10.要大量利用建筑石料尾矿(水洗泥砂),主要依靠对象是东部平原的砖瓦企业。而在这些企业利用尾矿,需增加投入进行技术改造和增加运输费用,势必增加砖瓦企业的生产成本。

  4.主管部门问题。如何协调企业之间的利益关系,调动企业利用建筑石料尾矿(水洗泥砂)的积极性至关重要。但是,建筑石料尾矿(水洗泥砂)的管理涉及多个部门,目前是由市矿山整治办公室统一管理,它只是市政府的临时机构。建筑石料尾矿(水洗泥砂)的利用将是一个较长的过程,应有明确的主管部门,建立起长效的管理机制。

  对策与建议1.制定建筑石料尾矿(水洗泥砂)利用的相关政策。开展建筑石料尾矿(水洗泥砂)利用,有利于矿山企业清洁生产,减少废弃泥砂的排放,促进矿产资源综合利用,变废为宝,同时极大地减轻河道水质和环境污染的压力,有利于全市生态市建设。

  因此,建议市政府对利用尾矿企业给予资金补贴。新墙材企业开展建筑石料尾矿(水洗泥砂)利用需要设备、工艺技术改造资金投入,市政府应给予一定比例的资金补贴;建议对利用尾矿企业给予享受税收优惠政策;强制性在现有的砖瓦企业中推进建筑石料尾矿(水洗泥砂)利用工作;建议矿山对利用尾矿企业进行补助;明确主管部门,建立长效管理机制,加强监督管理,促进建筑石料尾矿(水洗泥砂)加快利用。

  2.建立建筑石料尾矿(水洗泥砂)利用专门的回收企业。以市场化运作方式,由矿山企业把建筑石料尾矿(水洗泥砂)集中运输到指定场地集中处理,再根据新型墙体材料生产企业的要求均化加工,运送到制砖企业。这样做有利于减少矿山企业任意堆放,可以对回收的建筑石料尾矿(水洗泥砂)进行初级加工,各理化指标达到制砖要求,提高建筑石料尾矿(水洗泥砂)利用水平,也可为利用建筑石料尾矿(水洗泥砂)的制砖企业提供真实凭证,作为享受国家税收优惠政策的依据。

  3.建议进一步做好深化研究,探索广泛利用途径。课题组目前只在页岩制砖企业中利用建筑石料尾矿(水洗泥砂)生产新型墙体材料方面进行调研,下一步应继续扩大到其他原料制砖企业对利用建筑石料尾矿(水洗泥砂)的研究,要探索广泛利用途径。

  利用建筑石料尾矿(水洗泥砂)开发新型墙体材料,这是湖州市生态环境建设上的一项重要工作,破解了困扰全市多年的对建筑石料尾矿(水洗泥砂)处理的难题。利用建筑石料尾矿(水洗泥砂)开发新型墙体材料,使矿山资源得到充分利用;同时可减少砖瓦企业开挖黏土资源,按开挖1米深计算,每年可节地1150亩,极大地保护了耕地,节约了土地资源;减轻水质污染和减少河道疏浚,有利于提高人民生活质量和改善生态环境,具有重大的经济效益、社会效益和环境效益。