中國粉體網(wǎng)訊 隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)技術的進步，對于礦產(chǎn)資源的需求越來越大。合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源，形成礦產(chǎn)資源的良性循環(huán)利用勢在必行。
我國石墨儲量居世界首位，但石墨作為一次性能源的礦產(chǎn)資源，儲量有限，所以要提升礦產(chǎn)資源的開采、利用率，最大化的綜合利用石墨資源。在石墨的開采加工過程中伴隨產(chǎn)生大量的固體礦渣石墨尾礦，其數(shù)量巨大。采用浮選法開采石墨的過程中，提純1t石墨大約要產(chǎn)生13t 的石墨尾礦，我國可開采利用的石墨儲量為12 億t，這意味著將會產(chǎn)生數(shù)十億t的石墨尾礦廢棄物。
目前，對于石墨尾礦的再利用研究一般集中于回收有價礦物、尾礦回填、生產(chǎn)建筑材料(如制備燒結(jié)磚、環(huán)保陶瓷生態(tài)磚)、高速公路底層、制備白炭黑等方面。
目前，對石墨尾礦的再利用一部分集中在回收其中的有用組分。其中有一些研究集中于提取回收石墨尾礦的有價金屬，目前，已有的研究中多數(shù)是提取石墨尾礦中的釩，釩作為稀有金屬，在工業(yè)、軍事國防中都是重要材料，具有重要的戰(zhàn)略意義。從石墨尾礦中回收釩不但有效利用了石墨尾礦，同時也提供了一種富集釩的原料途徑。
劉建國等以國外某石墨型釩礦為研究原料，其V2O5 的含量為0.68%，經(jīng)過1次粗選、1次精選、1次掃選的閉路實驗后，獲得V2O5 的品位為1.74%，回收率為81.81%的釩云母精礦。王文齊等選用企業(yè)的某地石墨尾礦進行釩的富集實驗。經(jīng)過物相分析得到石墨尾礦原礦中V2O5 的含量為0.192%，研究采用球磨、1次粗選、2次精選后獲得了精礦，在經(jīng)過加壓酸浸后獲得了92.0%浸出率。
白炭黑作為一種環(huán)保、性能優(yōu)異的助劑，主要用于橡膠制品(包括高溫硫化硅橡膠)、紡織、造紙、農(nóng)藥、食品添加劑領域。利用石墨尾礦含有一定量的SiO2，將其作為硅源，采用沉淀法制備出白炭黑。但采用石墨尾礦制備白炭黑需要經(jīng)過碳化、水浸、酸化、洗滌、脫水、干燥等一系列步驟，需要強酸強堿高溫煅燒等條件，步驟繁瑣，不同區(qū)域石墨尾礦中SiO2含量差別較大，用此法制備白炭黑僅是提供了一個石墨尾礦的利用途徑。
石墨尾礦粒度較細、數(shù)量很大、成本低，尾礦中還有很多活性較高的成分，可充當細集料，適當?shù)募尤牖炷林校苽浠炷�、建筑用磚等。與其他處理方式相比，石墨尾礦應用于建筑材料中不僅可以大量的消耗石墨尾礦，實現(xiàn)減少碳排放的目標，而且有利于抑制砂石供應短缺的發(fā)生。
P Kathirvel 等研究了石墨尾礦替代混凝土中河砂的可行性研究，研究證明石墨尾礦摻量為40%替代河砂，可有效的用于結(jié)構(gòu)維修。DuanHourui等研究了石墨尾礦在0%～100%替代砂制備混凝土的力學機理，基于混凝土宏觀、微觀形貌及試件抗壓、抗折對實驗進行了驗證，研究表明，隨著石墨尾礦摻量的增加，混凝土強度先增大后減小。在摻量不大于30%時，力學性能呈上升趨勢，繼續(xù)增大摻量，力學性能下降，摻量超過70%時，基體表面缺陷增多，裂紋沿界面擴展。在摻量為30%時，表現(xiàn)出最好的抗壓和抗折能力。
白翠萍等通過對石墨尾礦的分析發(fā)現(xiàn)，石墨尾礦具有孔洞可起到吸附作用，且其成分中含有一定量的Fe2O3 可作為引發(fā)Fenton反應的引發(fā)劑，研究以孔雀石綠和羅丹明B溶液為研究對象，石墨尾礦和H2O2 協(xié)同作用發(fā)生多相Fenton 有效的脫色降解孔雀石綠和羅丹明B溶液，在最佳反應條件下，最大脫色率均達到了93%以上。但仍需對使用后的石墨尾礦進行處理。
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國公路交通覆蓋范圍越來越廣，逐步形成了以高速公路為骨架、普通干線為脈絡、農(nóng)村公路為基礎的全國公路網(wǎng)，在綜合交通運輸體系中發(fā)揮著重要作用。為了降低公路成本，將固廢用在公路建設中，既能減輕固廢的處理成本又可以節(jié)約工程建設成本，一舉兩得。潘春娟等使用水泥未定石墨尾礦做公路底基層，根據(jù)道路施工現(xiàn)場情況，以石墨尾礦、風化粒料及水泥制成混合料板體，其強度值大于1.58MPa，滿足施工要求，其中石墨尾礦的摻量為65%，可以大量的消耗石墨尾礦。
尾礦回填是將處理后的尾砂廢料重新填回采空區(qū)，是一種非常有效的尾礦減量方式，因地制宜，大大減少了尾礦占地，減少污染，從而達到節(jié)約成本、保護環(huán)境的目的。采用尾礦作為填充料一種方法是將尾礦經(jīng)過分級處理，粗�；靥�；另一種是采用膠結(jié)填充技術將尾礦與水泥等拌和成漿料經(jīng)管道運輸至現(xiàn)場進行填充。目前有關膠結(jié)填充技術的研究較多，此方法安全，但所需水泥量較大，成本較高。
除了上述應用外，F(xiàn)u Yulong等人采用焦煤與石墨尾礦共熱解制備復合陽極，結(jié)果表明，焦煤熱解產(chǎn)生的液塑質(zhì)量不僅實現(xiàn)了石墨尾礦的片層重構(gòu)，而且強化了復合負極材料的各向同性，半焦中的N、S雜原子強化了Li+ 的傳輸。吳磊等以石墨尾礦為原料經(jīng)化學反應制備出一種負極材料，所制得的負極材料可應用于鋰離子電池領域。
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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