1、 2008 年第 6 期摘 要 ： 论述了尾矿建筑材料研究开发的意义 ：既可解决矿业开发中的环保 、生态安全等问题 ，又可解决建材生产中资源问题 ，分析了铜陵地区尾矿的矿物成份 、化学成份及工艺性质 ，铜尾矿开发水合型 、胶结型 、烧结型建材机理 ，提出了适合铜陵地区尾矿开发的产品 ：蒸压尾矿砖 、尾矿水泥 、尾矿玻璃 、尾矿建筑陶瓷 、尾矿混凝土制品 、尾矿砂浆等 。关键词 ： 尾矿 ； 建筑材料 ； 工艺特性 ； 开发机理中图分类号 ： 926.4 文献标识码 ： A 文章编号 ：1672-0547（200）0-0073-2收稿日期 ： 2008-11-07作者简介 ： 殷和平 （1962
2、-），男 ，安徽枞阳人 ，铜陵学院土木建筑系副教授 ，硕士 ，研究方向 ：新型建材开发 、建筑物纠偏与加固 。基金项目 ： 2007 年度安徽省高校省级自然科学研究项目 （编号 ：KJ2007B359ZC），项目组成员 ：殷和平 、何蕙 、王明芳等 。1. 铜陵地区尾矿建筑材料研究 、开发的意义我国是矿业大国，矿业固体废料积存量和年排放量巨大，据 2002 年统计，全国尾矿堆积有 50 多亿吨，每年新增尾矿 4亿多吨 。铜陵因矿建市，矿业是铜陵的支柱产业，铜陵地区有大规模的开采和选矿，选矿后都残留大量的工业废料 尾矿，仅铜陵有色的六大矿山 安庆铜矿 、铜官山铜矿 、凤凰山铜矿 、冬瓜山铜矿 、
3、金口岭铜矿 、铜山铜矿每年排出的尾矿就有300 多万吨，涉及地面 500 多平方公里 。目前全国各地大多是把尾矿存于尾矿库中，铜陵地区就有大中型尾矿库近十座，它不仅占用宝贵的土地，需要建设和维护投入，而且尾矿库对周围环境和生态都有一定的破坏，如果管理不当或有重大自然灾害，甚至可能造成溃坝等重大人员伤亡事故 。另外，最近三十年来，我国土木工程建设的规模一直很大，需要消耗大量的建筑材料，这些建筑材料大多利用粘土 、砂石 、石灰石等造就，大量消耗土地和山地资源，如何解决建设与环境 、建设与资源的矛盾，利用好这些矿业固体废料，一直是人们探求而又没有找到完美答案的问题，铜尾矿开发建筑材料具有重大的经济效
4、益和社会效益 。2. 铜陵地区铜尾矿的成份和基本工艺特性铜陵地区尾矿主要集中在铜陵有色公司 、铜化集团及铜陵市县所属的几大矿山，其铜尾矿的矿物成份主要有方解石 、斜长石 、透辉石 、角闪石 、阳起石 、石榴子石 、黄铜矿 、石英 、绿泥石 、黄铁矿 、磁铁矿 、磁黄铁矿等，多数属钙铝硅酸盐型尾矿 。化学成份主要为： SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O 等，浮选药剂基本已分解，对尾矿使用无害， 照射量低于建材用工业废渣限定国家标准，其中最为典型的为冬瓜山铜矿，其铜尾矿的化学成份如表 1，粒度分析如表 2。3. 铜陵地区尾矿建筑材料开发机理和可开发的主要产品从铜尾矿的成份和工艺性能
5、分析可知，铜陵的铜尾矿矿物成份 、化学成份与普通建材产品成份比较，它们之间很接近，特别是与砖类和砌块类墙体材料成份十分相近，如对尾矿成份适当处理，科学配料，具备替代普通建材原料的可能 。由于经过了选矿处理，尾矿粒度较细，生产建筑材料的工序和成本可大为减少，铜陵的铜尾矿具有开发水合型 、胶结型 、烧结型墙体材料和其它建材的基本条件 。3.1 蒸 压 尾 矿 砖 的 开 发 机 理铜陵的铜尾矿中大多含硅酸盐 、碳酸盐等矿物，它们是在一定的 Eh-Ph 和 P-T 环境下生成并稳定的自然产物，但这种稳定是相对的，由于生成时的环境与现在的环境存在巨大差别，随着 Eh-Ph 和 P-T 的改变，它们也要
6、发生不同程度的变化，就尾矿建筑材料的开发而言，我们就是要采取一定的控制手段，使铜尾矿中的无水或少水矿物在有水的条件下发生化学反应，如 mCaO nSi02 xH2OmCaO.nSiO2.xH2O。根据上述讨论，富含 Si02和 Al2O3的尾矿与石灰 、石膏等碱性激发剂 ,在蒸压条件下 ,能够生成各种水合产物 ,不同的原料组成以及不同的蒸压制度 ,所形成的水合产物有着明显的区别 。通过成份设计，合理的配料，在工艺能够实现的条件下 ,使之生成尽量多的高强 、耐久的水合产物；单一的水合产物并不能获得最高的强度和最佳的耐久性能，几种矿物的组合搭配，会获得更佳效果 。可开发生产的主要产品为蒸压尾矿砖等
7、，其主要工艺：选料与配料 坯料制备 成型 蒸压养护等 。3.2 尾 矿 免 烧 砖 的 开 发 机 理尾矿免烧砖是利用水泥等胶结剂在常温下或者低于100环境下 ,结合不同粒径尾矿颗粒 、砂 、废石等成为一个整体的，其中尾矿起骨料作用，一般不参加化学反应，此类建材强度和耐久性的产生，主要是通过水泥的水化作用而产生胶铜陵地区铜尾矿开发建筑材料的工艺原理和途径殷和平（铜陵学院 ， 安徽 铜陵 244000）成份 Cu S Fe Pb Zn Au Ag Cr含量 0.045 0.89 8.02 0.002 0.03 0.30g/t 8.5g/t 0.027成份 As Ba Ni Mo CaO MgO
8、Al2O3SiO2含量 0.013 6.86 0.007 0.0014 25.2 3.03 7.35 43.1Ge Ga0.001 0.003K2O TiO21.2 0.27表 1 冬瓜山铜矿尾矿多元素分析结果 表 2 冬瓜山铜矿尾矿粒度分析结果 粒度 mm 含量 累计 0.6 0.7 0.70.6-0.28 18.4 19.10.28-0.154 16.28 35.380.154-0.10 27.18 62.560.10-0.08 4.5 67.0 0.08 33.0 100工 程 科 技73 2008 年第 6 期信仰和价值观，充分发挥企业文化对企业经营行为的推动作用 。我国企业的人力资源
9、管理部门一般只负责员工招聘和福利等问题，很少负责营造和推进企业文化的形成和发展工作的 。我国企业大多没把企业文化的推广和发展纳入企业的人力资源管理体系，这样使职工个人的价值取向与企业的经营理念 、发展战略脱节 。不利于充分发挥企业文化在一个企业中所具有的动力功能 、导向功能 、凝聚力功能 、融合力功能和约束力功能 。3 人力资源开发和员工创新能力模式的借鉴和途径人才是企业发展的重要资源，英国的职业 、教育和培训系统是市场驱动的 。英国政府尝试各种方式激励各种形式的资金提供来提高公司培训方面的业务，完善员工体系 。在英国，国家 、公司（雇主）和教育设立之间的角色是分开的 。国家培训一般通过教育系
10、统完成，强调进入劳动力市场的职业途径 。而对劳动力培训和开发的责任由雇主和个人承担 。从 2000 年起，英国的工会也可以通过资金权力成为教育和培训的提供者 。英国通过增加工会的参与，改进工作场所的教育培训管理和开展新的学习方式这三种手段提高人力资源开发的效率 。例如，从 1999 年开始的 “工业大学 ”方式，利用 “学习中心 ”的网络，通过各种跨国培训的提供者把企业和个人与信息技术的教育和培训相联系 。而国家学习和技能委员会控制资金，随时查看提供的资金怎样满足培训的要求 。这种高质量的网络学习和信息服务极大的促进了英国人力资源和员工创新能力的开发 。从长远的角度来看，我国的人力资源开发也可
11、以采取一些类似措施如通过网络学校和专门部门提供的培训去促进我国人才的开发和创新能力的提高 。参考文献 ：Diana, Winstanley and Jean Woodall. Ethical Issues in Con-temporary Human Resource ManagementM. London：Macmil-lan Press LTD，2000.2Karen,Legge. Human Resource Management Rhetorics and Re-alities. Anniversary EditionM. New York: Palgrave Macmillan，20
12、05.3Keith, Sisson and John, Storey. The Realities of Human ResourceManagementM. HongKong： Open University Press，2000.4Tony, Edwards and Chris, Rees. International Human ResourceManagementM. London: Prentice Hall，2006.5赵曙明 . 人力资源管理研究 M. 北京 ：中国人民大学出版社 ，2001.6孙健敏 . 欧洲各国人力资源经理的培养与教育及对我国的启示 J. 南开管理评论 ，20
13、00，（2）.7赵曙明 , 刘洪 . 人力资源管理 M. 北京 ：高等教育出版社 ，2000.结，这需要保持一定的温度和湿度，因此，在养护阶段有时需要采用湿热养护的方法，这种养护方式分为蒸汽养护和蒸压养护 。尾矿免烧砖开发中原料的选择和配料计算及养护等较为关键 。一般的工艺过程是：以尾砂为主要原料，配入少量的骨料 、钙质胶凝材料及外加剂，加入少量的水，均匀搅拌后在压力机上压制成型，脱模后标准养护 。3.3 尾 矿 水 泥 的 开 发 机 理尾矿水泥为烧结型建材，通过热动力将粉状尾矿等材料变成石状材料，它经过脱水 、相变 、热分解 、固相反应 、烧结 、熔融等复杂的物理化学过程，最终形成核心矿物
14、硅酸三钙 、硅酸二钙 、铝酸三钙 、铁铝酸四钙 、硅酸一钙等 。铜尾矿中除少量 Cu 外，主要是 Si、Al、Fe、Ca、Mg 等，生产中，铜尾矿可以替代粘土 、铁粉等，由于尾矿较细，减少了工艺过程，由于铜尾矿中有金属硫化物，燃烧时的放热反应可以降低烧成温度，节煤节电，同时由于铜尾矿含有黄铁矿等可以节约石膏 、萤石等矿化剂 。根据尾矿成份，经过适当处理，可生产与当地成份相适应的水泥品种，生产尾矿水泥的工艺与传统的水泥生产过程类似：两磨一烧 。3.4 尾 矿 玻 璃 的 开 发 机 理从理论说，高温下，任何多元多相体系最终都将越过液相，共熔或转熔成液相，如果将熔融体急速冷却，使之不能正常结晶 ,
15、就会形成过冷的凝固状态，形成通常所说的玻璃体 。尾矿虽然不像玻璃生产原料那样纯净而精确，但也是复杂多矿物 、多组分体系，也具备玻璃的形成条件，各种硅酸盐型尾矿主要其化学成份大体符合玻璃的形成区间，再通过一定的掺配和调整，可用来生产那些对透明度要求不高的玻璃建材制品，如有色玻璃装饰板 、袖面玻璃装饰板 、微晶玻璃装饰板等 。安徽的琅琊山矿业总公司在尾矿玻璃生产方面进行了成功的试验，并生产出合格的产品 。铜陵地区的铜尾矿也具有生产玻璃制品的潜能 。3.5 尾 矿 建 筑 陶 瓷 的 开 发 机 理尾矿建筑陶瓷为烧结型建材，从陶瓷的形成角度看，陶瓷对坯体的化学成份和矿物成份范围要求是相当宽的，只要满
16、足成型条件 ,任何组成系统均有形成陶瓷的可能性，铜陵地区尾矿具有制作陶瓷坯体瘠原料和熔剂原料的基础，如前所述，铜陵地区的尾矿中有大量的硅酸盐矿物，富含 SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O、CaO、MgO，可生产尾矿釉面砖等 。3.6 其 他 尾 矿 建 筑 材 料 的 开 发除上述尾矿产品外，还可研究开发的品种有尾矿烧结砖 、尾矿混凝土制品 、尾矿砂浆等多种 。4. 结束语尾矿建筑材料研究 、开发具有广阔的前景，有着巨大的经济和社会效益 。尾矿建筑材料研究 、开发仍在起步和探索阶段，没有较为系统的理论，实践中成功的事例不多 。就铜陵而言，相关研究极少，实验研究处在起步阶段，希望
17、有关专业人员加强合作，加大科研力度，尽早开发出合格的产品 。参考文献 ：徐惠忠 . 黄金尾矿的工艺技术特性及在建材中的应用研究J. 非金属矿 ，1997，(3)：40-42.徐惠忠 . 尾矿建材开发 M. 北京 ：冶金工业出版社 ，2000.夏荣华 . 矿业尾矿在建材中的应用前景 J. 青岛理工大学学报 ，2007，(3)：76-77.潘一舟 . 用钼铁矿尾矿作原料生产水泥 J. 地质与勘探 ，1992，(12)：22-24.翟红侠 ，詹炳根 ，殷和平 . 建筑材料 M. 合肥 ：合肥工业大学出版社 ，2008.张志杰 . 材料物理化学 M. 北京 ：化学工业出版社 ，2006.（上接第 44 页 ）74
