步道砖模具设计制造(钼矿渣高值化利用生产装饰砖——“高值、低碳、循环经济”样板工程解析)

Posted 2023-05-30

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步道砖模具设计制造(钼矿渣高值化利用生产装饰砖——“高值、低碳、循环经济”样板工程解析)

■唐奇

尾渣亟需再利用

钼作为一种重要的金属矿产资源，是生产高强钢、超级合金等所必需的原料。全球钼资源分布高度集中，我国钼资源储量丰富，分布广泛。钼常与其他硫化矿物共生，品位低、嵌布粒度细、共生关系密切，属于品位较低的矿产资源，需采用合理的选矿工艺进行处理后才能获取精矿。

混合浮选是目前应用最为广泛的浮选工艺之一，通过加入捕收剂、起泡剂等浮选药剂，在粗磨条件下进行混合浮选得到精矿。在开采及加工过程中会产生大量的尾矿废石和尾渣，开采过程得到的尾矿废石主要成分与尾矿相近，可用作砂石等一般性原料使用。但浮选尾渣细度大、产量高，处理相对困难，目前多采用自然沉降式水力分级并逐渐堆填为尾矿库筑坝的“排弃式”处理方式。

钼矿加工属于资本密集型、资源依赖型产业。浮选尾渣产量巨大，大量堆积不但对生态环境、周边植被覆盖破坏巨大，还存在渗出、尾矿库溃坝、泥石流等重大安全隐患。

黑龙江省某大型钼矿排渣现场唐奇/供图

以黑龙江省某大型钼矿为例，年产废石1200万吨，采用浮选工艺产生废渣1500万吨，废渣磨矿细度200目以下占比70%，存在渣量多、利用难度大等问题，也对矿产资源未来进一步生产造成巨大困扰。根据目前的资源开采加工规模及现在的排弃堆填方法预计，尾矿库仅能使用20～30年，而矿体可采资源储量预计为40年，如不及时考虑消化利用废渣，则后期只能控制开采，难以实现企业持续经营。

确定利用方案

如何有针对性地开发此类大宗固体废渣，实现尾渣减量化、资源化的循环利用？当地政府主动牵头企业及相关单位进行技术研究攻关。经技术方案论证及实地考察，从市场用量大及经济性角度出发，结合当地自然条件及产业配套等实际情况，园林步道砖因其具有所用原料用量较大、工艺实现难度相对较低、产业配套及操作技术人员要求水平不高、潜在市场需求量大等优势被定为首选方案。

园林步道砖用于园路步道、小区绿地、停车场、户外公共活动场地等领域，是建筑项目道路铺设的首选材料。常见的有陶土砖、彩色混凝土砖和烧结园林砖三种类型。

陶土砖为传统铺装材料，具有表面平整、美观性好、透水透气等特点。陶土砖工艺实现难度低、价格便宜，但材料强度不足、耐磨性差，使用过程中常出现断裂、磨损等问题，同时陶土砖吸水率高，易于长青苔从而引起路面打滑，存在安全隐患，所以陶土砖一般不用于人流集中、消防通道、活动中心等区域的施工铺装，在北方冰雪天气较多的地域其应用也受到限制。

彩色混凝土砖是近些年广泛使用的园林步道铺路材料，材料强度与耐磨性高，可采用表面石英砂二次布料和着色等装饰效果，工艺实现难度低；其吸水性虽也较强但不易滋长青苔，不会出现打滑事故，可用于人流集中、消防通道及活动中心等区域；工艺门槛不高，成本适中，但其工艺养护过程占地面积较大，对场地环境要求高，在东北地区生产时间上会受到较大限制，同时其市场竞品较多，标准不一、价格混乱，产品难以形成显著竞争优势。

烧结园林砖采用黏土及页岩等材料以合适工艺成型后经高温烧结而成，其抗压强度、耐久性、耐候性等物理性能指标较高。近年来随着先进生产线的不断引进、开发和应用，园林砖的生产工艺也在不断提高，配套的生产线较为成熟完善，生产成本可控，色彩持久度与观感效果好，在景观步道及建筑项目铺装材料领域具有显著优势。

打造样板工程

因项目所在地位于东北高寒地区，冬季与夏季温差变化大于50℃，铺装砖的材料应满足当地防冻等级要求，且不发生结构破坏的情况。结合陶瓷制品应用经济半径范围及区域市场需求，适合该区域市场的产品要求强度高、抗冻性、耐久性、耐候性好，故应选用烧结性制品。该项目产品烧结园林砖工艺指标参考《烧结装饰砖》（GB/T 32982—2016），厚度为53毫米，每平方米质量为0.12～0.14吨，年产150万平方米的生产线废渣利用总量约20万吨，以40元/平方米预估销售额，预计年产值6亿元，实现利税1.2亿元。

该项目中钼矿采用混合浮选工艺加工，矿渣细度低，难以处理，却恰恰适合制备烧结陶瓷产品，可大大减少陶瓷原料球磨及加工能耗；同时采用干法制粉压制或挤出成型工艺生产烧结园林砖，可实现低碳制备；其烧结工艺也能解决矿渣中可能存在的铅、镉等有害金属渗出问题，实现无害化利用。该项目不但能尽早处理尾渣，实现企业可持续发展，也能为地区周边建设需求提供良好的建筑材料，实现钼矿渣高附加值资源综合利用，是“高值、低碳、循环经济”的样板工程。

（作者系广东特地陶瓷有限公司研发总监）

本文原载于《中国建材报》8月22日7版

责编：丁涛

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