鉛鋅尾礦在混凝土材料中的應用研究現狀

尾礦粉是什麼

鉛鋅尾礦在混凝土材料中的應用研究現狀

摘 要

：主要論述了我國鉛鋅尾礦在混凝土材料中的應用研究情況。首先分析了國內鉛鋅尾礦用於製備高效能混凝土的開發研究情況；鉛鋅尾礦製備輕質高強混凝土砌體材料的應用研究情況。最後論述了我國鉛鋅尾礦在混凝土材料應用中存在的問題，並對其進行了展望。

關鍵詞

：鉛鋅尾礦；混凝土材料；應用

0 引言

礦產資源是人類賴以生存和發展的重要物質基礎，經濟發展和社會的進步離不開礦產資源的利用｡但是因礦產資源大量被開發利用產生了諸多社會問題，其中尾礦汙染問題是亟待解決的棘手問題｡數量巨大的尾礦如不及時處理堆放，不僅要佔用大量寶貴的土地資源，還會引起嚴重的酸性礦山廢水環境汙染，給人類的生存和發展帶來巨大的威脅｡鉛鋅尾礦的綜合利用，已成為各礦山資源綜合利用和環境保護的重要課題之一｡

1 我國鉛鋅尾礦在混凝土材料中的應用研究

1。1 國內鉛鋅尾礦用於製備高效能混凝土的開發研究

鉛鋅尾礦類似水泥生料的特性，早已應用與生產水泥熟料｡因此有研究方向將鉛鋅尾礦替代水泥等製備高效能混凝土，進而降低生產成本，取得了顯著的科研成效｡

1。1。1 我國在鉛鋅尾礦製備高強混凝土的研究上取得了不錯的成效

仇夏傑等用鉛鋅尾礦和礦渣粉以1：1 的質量比進行混合，再研磨60min､石膏摻量為膠凝材料總量的2% 時可以製備出28d 抗壓強度達到93。75MPa 的高強混凝土｡其強度主要來源於早期形成的鈣釩石及後期生成的C-S-H 凝膠｡仇夏傑等用鉛鋅尾礦粉代替預拌混凝土中的水泥､粉煤灰､礦渣粉所配製的混凝土製品效能均可達到C30 泵送混凝土要求，並且仍具備優良的耐久性｡

1。1。2 鉛鋅尾礦在超高效能混凝土領域的應用

超高效能混凝土（UHPC） 是一種具有高強度､高耐久效能的新型複合水泥基材料｡要滿足超高效能混凝土的要求，其要求水泥用量高，則會面臨高能耗的問題｡範定強等對鉛鋅尾礦取代UHPC 中的水泥以降低成本進行探究，結果表明：當用鉛鋅尾礦取代UHPC 中部分水泥後，隨著取代率的增加，UHPC 的流動性和抗壓強度均呈現下降趨勢； 鉛鋅尾礦的摻入可大幅度降低UHPC 的自收縮並對重金屬離子具有較強的固結能力｡最重要的是摻入鉛鋅尾礦後可降低能耗，減少碳排量，達到了節能減排的效果｡馬賽等採用修正的安德森安德烈森模型製備了鉛鋅尾礦基生態型的超高效能混凝土並對其效能進行研究｡結果表明：鉛鋅尾礦的摻入會降低UHPC 的工作效能和早期強度，但摻加尾礦的UHPC 後期強度與基準組持平，使用40% 鉛鋅尾礦取代水泥製備依然能夠製備出自密實的28d強度超過130MPa 的 UHPC｡

1。1。3 鉛鋅尾礦可製備特殊混凝土

吳慶文等進行了鉛鋅尾礦防輻射混凝土應用研究，結果表明，鉛鋅尾礦的摻量在20wt。%（質量分數）以下時，所製得鉛鋅尾礦水泥混合材的水泥強度等級均可達到42。5 級通用矽酸鹽水泥等級，且利用其製備出的鉛鋅尾礦防輻射混凝土防輻射效能良好｡

綜上所述，鉛鋅尾礦用於製備

高強度

及

高耐久性

的混凝土材料是可行的，但是亦可知由於自身強度低及化學成分中矽含量偏低等緣由，鉛鋅尾礦的摻量有所限制｡

1。2 國內鉛鋅尾礦製備輕質高強混凝土砌體材料的應用研究

鉛鋅尾礦不僅可以作為鈣質材料使用製備高效能混凝土，亦可作為矽質材料使用｡但是混凝土砌體材料的製備對原材料的要求更加苛刻，尤其是對矽質材料中的二氧化矽（SiO2）含量要求較高，鉛鋅尾礦其低矽含量的缺陷一直被限制大量使用｡但是近些年不斷有科研人員對其進行攻關研究，取得不錯研究成效｡

1。2。1 鉛鋅尾礦用於製備混凝土磚

李衝等利用鉛鋅尾礦､矽微粉和水泥製備免燒磚，結果表明：鉛鋅尾礦摻量為70%，矽微粉為 20%，製備的免燒磚強度符合MU20 等級，高摻量並能滿足高強度要求｡同時發現，該免燒磚可作為優良的吸附基體，並對廢水中的鉛具有高效的去除能力｡

1。2。2 鉛鋅尾礦用於製備輕質加氣混凝土

陳智華等用鉛鋅尾礦分別代替矽含量較高的石英砂和河砂，探究了鉛鋅尾礦製備加氣混凝土的可行性｡結果表明：鉛鋅尾礦摻量可佔總幹物料的30% 左右，製備出滿足B06/A3。5 級的加氣混凝土｡

綜上所述，鉛鋅尾礦用於輕質高強混凝土砌體材料是可行的，這樣有利於提高鉛鋅尾礦的附加值，提高其應用價值｡

2 鉛鋅尾礦在混凝土材料應用中存在的問題

（1）由於我國鉛鋅尾礦原礦品位偏低，處理裝置參差不齊，導致不同地區鉛鋅尾礦品質差異性大，尤其是混凝土砌體材料的應用對鉛鋅尾礦要求較高，需做相應的處理才能使用｡

（2）鉛鋅尾礦級配不如普通砂石，且部分礦區選礦不徹底，雜質含量大｡不同地區鉛鋅尾礦化學成分組成差異性較大，不同的生產工藝的物理化學性質不盡相同，這是限制鉛鋅尾礦在混凝土材料中的應用的最主要原因｡

3 展望

國內大量的試驗研究及實際應用表明，鉛鋅尾礦在混凝土材料中的應用是可行的｡有些地區以及在應用並取得良好成效，但是鉛鋅尾礦的大量應用還有很長的路需要走：

（1）加強鉛鋅尾礦的管理與前期處理工作，確保其品質合格，才能被更廣泛的利用｡

（2）如何改善相關生產工藝，確保鉛鋅尾礦大量摻加使用｡

（3）利用現在“改性”技術，開發“改性”鉛鋅尾礦拓展其更廣的應用領域｡要實現鉛鋅尾礦在混凝土材料中應用的高效化､大規模化，我們還需繼續努力，相信透過我們的不斷努力，我們一定實現鉛鋅尾礦在混凝土中的廣泛應用，徹底解決尾礦處理難問題，為國家可持續發展做貢獻｡

作者：祝 磊

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