矿业固体废物与资源化利用

矿山环境保护第四章矿山固体废物与资源化利用主讲：杨娟娟拓展内容2022/12/25固体废弃物的定义和分类1固体废弃物的危害2固体废弃物污染的防治31.固体废弃物的定义和分类

定义：人类在生产过程和社会生活中产生的不再需要或“没有利用价值”而被遗弃的固体或半固体物质。2022/12/251.1固废的定义

往往某一过程中的废物是另一过程的原料，所以废物又被称为：放在错误地点的原料。废纸打印纸1.固体废弃物的定义和分类2022/12/25两个重要概念：固废的处理：将固体废物转化为适于运输、贮存、利用和处置的过程或操作。固废的处置：将无法回收利用且不打算回收的固体废物长期地保留在环境中所采取的技术措施。２５３４１物理处理生物处理固化处理热处理化学处理固废处理方法海洋处置深海投弃海上焚烧陆地处置土地耕作工程库贮留池贮存土地填埋深井灌注固废处置方法1.固体废弃物的定义和分类1.固体废弃物的定义和分类2022/12/251.2固废的分类固废的分类化学性质危害状况形状有机废物无机废物有害废物一般废物固体状废物泥状废物来源矿业废物工业废物城市垃圾农业废物放射性废物1.固体废弃物的定义和分类2022/12/25固体废物的分类、来源和主要组成物分类来源主要组成物矿业废物矿山、选冶废矿石、尾矿、金属、废木砖瓦、石灰等工业废物冶金、交通、机械金属结构等工业金属、矿渣、砂石、模型、陶瓷、边角料、涂料、管道煤炭煤矸石、木料、金属食品加工肉类、谷类、果类、菜蔬、烟草橡胶、皮革、塑料等工业橡胶皮革、塑料布、纤维、染料、金属等造纸、木材、印刷等工业刨花、锯末、碎木、化学药剂、金属填料、塑料石油化工化学药剂、金属、塑料、橡胶、陶瓷、沥青、油毡电器、仪器仪表等工业金属、玻璃、木材、橡胶、塑料、化学药剂、研磨料纺织服装业布头、纤维、橡胶、塑料、金属建筑材料金属、水泥、粘土、陶瓷、石膏、石棉、砂石电力工业炉渣、粉煤灰、烟尘城市垃圾居民生活食物垃圾、纸屑、布料、木料、金属、玻璃、塑料商业机关废汽车、废电器、废器具、含有易爆、易燃、腐蚀性市政维护、管理部门碎砖瓦、树叶、死禽畜、金属、锅炉灰渣、污泥农业废弃物农林稻草、秸杆、蔬菜、水果、果树枝条、糠秕、落叶、水产腐烂鱼、虾、贝壳、水产加工污水、污泥放射性废物核工业、核电站、放射性医疗金属、含放射性废渣、粉尘、污泥、器具CompanyLogo我国工业固体废物产生量发展趋势固体废物产生量（亿吨）1985

1990

1995

20001.固体废弃物的定义和分类CompanyLogo城市生活垃圾增长率发达国家平均为2-4%，中国为9%（自1979年以来）、7%（1990～2000）。城市垃圾的增长速度明显高于人口增长速度；国民经济复苏期，垃圾增长尤其快（美国达5%）。我国1999年城市垃圾年产量约1.44亿吨，年清运量达1.14亿吨。1.固体废弃物的定义和分类2.固体废弃物物的危害2022/12/192.1固废的污染染一般途径径人类疾病接触呼吸饮用接触浸入食物链固体废物源直接接触大气水体土壤CompanyLogo与废水废气气不同，固固废往往是是许多污染染成分的终终极状态。。例如：废气处理中中有害气体或或飘尘可富富集成为废废渣；废水处理中中有害物质质或悬浮物物可分离成成为污泥或或残渣而这些“终态”物质中的有有害成分又又能转入大大气、水体体和土壤，，成为其污污染的“源头”。基于上述，，控制“源头”，处理好“终态物”是固废污染染控制的关关键。因此此固废的污污染控制可可从两方面面入手：一是防治固体废废物污染，二是综合利用废废物资源。2.固体废弃物物的危害2.1固废的污染染一般途径径CompanyLogo影响环境卫卫生２５３４１侵占土地污染水体污染大气固体废物污染危害污染土壤2.固体废弃物物的危害2.2固废污染的的危害2.固体废弃物物的危害2022/12/192.2固废废污污染染的的危危害害堆存存1万吨吨煤煤矸矸石石，，要要占占用用0.5亩土土地地；；堆堆存存1万吨吨尾尾矿矿，，要要占占用用1.7亩土土地地；；堆堆存存1万吨吨冶冶炼炼渣渣，，要要占占用用2亩土土地地；；堆堆存存1万吨吨炉炉渣渣，，要要占占用用2.5亩土地；；堆存1万吨其他他渣，要要占用2.5亩土地。占用土地地污染土壤壤污染水体体固体废物物堆置或或垃圾填填埋处理理，经雨雨水浸淋淋，其渗渗出液及及沥滤中中含有的的有害成成分会改改变土质质和土壤壤结构，，影响土土壤中的的微生物物活动，，妨碍植植物的根根系生长长，或在在植物机机体内积积蓄，危危害食用用。固体废物物直接排排入地表表水或其浸出液流入地地表水，会导致固体废物物所含的有害害成分污染地地表水源；固固体废物与雨雨水、地表水水接触混合，，其中的有害害成分随水分分渗透进入土土壤进入地下下，污染地下下水源。2.固体废弃物的的危害2022/12/192.2固废污染的危危害固体灰渣中的的细粒，粉末末受日晒、风风吹产生扬尘尘，污染周围围的大气环境境，固体废物长期期堆放，由于于挥发、自然然化学反应等等会产生有害害气体污染空空气，例如煤煤矸石含硫若若超过1.5%，长期堆放就就会自燃。污染大气影响卫生白色污染目前我国不仅仅90%以上粪便、垃垃圾未经无害害化处理，而而且医院、传传染病院的粪粪便、垃圾也也混入普通粪粪便、垃圾之之中，广泛传传播肝炎、肠肠炎、痢疾以以及各种蠕虫虫病（既寄生生虫病）等，，成为环境的的严重污染源源。我们周周围几几乎到处可可见丢弃的的塑料料食品品袋、、包装装袋、、饮料料瓶、、快餐餐盒等等，无处不不被废废旧塑塑料困困扰，，就连连花、、草、、树木木、农农作物物也处处处可可见““白旗旗”悬悬挂，，无疑疑这已已构成成严重重的““视觉觉污染染”。。2.固体废废弃物物的危危害2022/12/19占用土土地2.固体废废弃物物的危危害2022/12/19污染土土壤2.固体废废弃物物的危危害2022/12/19污染水水体2.固体废废弃物物的危危害2022/12/19焚烧垃垃圾污污染大大气2.固体废废弃物物的危危害2022/12/19生活垃垃圾影影响环环境卫卫生CompanyLogo矿渣渣废酸酸金属属渣渣废碱碱粉尘尘其它它污泥泥污泥泥其它它废碱碱金属属渣渣废酸酸矿渣渣其它污泥矿渣废酸金属渣废碱粉尘1.排放总量（22047万吨）2.资源源化化利利用用量量（（7293万吨吨））3.最终终处处置置量量（（3510万吨吨））固体体废废物物的的组组成成日本本工工业业固固体体废废物物的的组组成成3.固体体废废弃弃物物污污染染的的防防治治CompanyLogo日本本生生活活垃垃圾圾的的组组成成及及变变化化趋趋势势3.固体体废废弃弃物物污污染染的的防防治治CompanyLogo3.固体体废废弃弃物物污污染染的的防防治治CompanyLogo《固废废法法》中首首先先确确立立了了固固废废污污染染防防治治的的““三三化化””原原则则基本本原原则则减量量化化资源源化化无害害化化3.固体体废废弃弃物物污污染染的的防防治治3.固体废弃弃物污染染的防治治2022/12/19解决固废废污染的的技术途途径减量化通过改革革工艺，，如采用用无废、、少废或或清洁工工艺，尽尽量减少少废物的的产生量量。将废物回回收综合合利用，，将废物物再一次次转化为为二次资资源。资源化即无害化处处理与处处置技术术，这是是固体废废物污染染控制的的末端环环节，即即为固体体废物解解决安全全的最终终归宿。。无害化3.固体废弃弃物污染染的防治治2022/12/193.1减量化固体废物物的减量量化是指指在工业业生产过过程中，，通过对对原辅材材料的选选择、调调整、工工艺的改改进、产产品的科科学设计计及管理理的完善善等途径径来达到到固体废废物产生生量的最最小化，，主要措施施有以下下五点。一是选用用相比之之下较为为丰富的的资源替替代稀有有、短缺缺的自然然资源，，并尽量量减少其其用量；；二是采采用低毒毒、少害害或无害害的原材材料替代代有毒有有害的原原材料；；三是尽尽量使用用再生的的二次资资源。原辅材料料替代工艺设备备改革一是采用用完全不不同的工工艺原理理和技术术，从根根本上改改造旧的工艺和设设备；二二是针对对旧工艺其薄弱环环节，部部分的调调整和革革新废物物产生环环节；三三是只改改变旧工艺条件件和参数数以达到到减少废物的目目的；四四是使用用高效、、先进的的使废物物产生量量最小化化的生产产设备。3.固体废弃物污污染的防治2022/12/193.1减量化一是收集流失失的产品和原料，将其返返回主体流程程之中；二是是回收废物，，将其处理成成原料和原料料组分，返回回原流程中再再以利用；三三是将回收的的废物作为其其他流程的原原料生产其他他产品；四四是闭路循环环及能量回收收。物料循环和综综合利用清洁产品强化管理要求产品从设设计开始就应应考虑产品的的生产、使用用和使用后均均不应对生态态环境和人体体健康造成危危害。产品应应有合理的包包装、使用功功能和寿命；；产品使用后后应易于回收收、再生、重重复使用和易易于降解与处处置。清洁生产要求求出发，应加加强企业内部部管理，对各各个生产环节节进行排污审审计，从工艺艺过程管理入入手，建立规规章制度和责责任制度，加加强区域性和和厂际间的广广泛联系，促促进资源有效效利用。3.固体废弃物污污染的防治2022/12/193.2资源化固体废物的产产生有其必然然性，在一定定的技术水平平上实施减量量化，也不可可避免要排放放一定数量的的固体废物。。固体废物既既是环境的污污染源，又是是宝贵的二次次资源，可以以预计随着科科学技术的不不断发展，废废物和原料之之间的差异、、界限将逐渐渐淡化。作为为固体废物的的资源化，就就是针对已经经产生的固体体废物进行回回收、加工、、再生利用。。使其直接变变成产品和二二次资源的综综合利用过程程。所以固体体废物资源化化技术涉及预预处理技术、、综合利用技技术、分解技技术等。3.固体废弃物污污染的防治2022/12/19预处理技术固废的预处理理技术压实是一种通通过对废物实实行减容化、、降低运输成成本、延长填填埋场寿命的的预处理技术术。一般施加加的压力为200-250kg/cm2。使固体.外形尺寸减小小，使之便于于运输，适宜宜于分选或综综合利用以及及有利于提高高燃烧、分解解效率及压实实、均匀稳定定填埋等。分选是根据物物料的物理、、化学性质方方面的差异，，将其中的不不同组分分开开，常用的方方法有：筛选，重选，，磁选等。固化是将有害害固体废物固固定或包容在在惰性无害的的固化基材中中，使他无害害化、稳定化化，以便于运运输、利用和和处置。主要有水泥，，石灰，沥青青固化等。压实破碎分选固化3.固体废弃物污污染的防治2022/12/19资源源化化技技术术资源源化化就就是是将将废废物物（（或或经经过过预预处处理理后后的的废废物物））引引入入新新的的生生产产——消消费费系系统统，，使使这这些些废废物物变变为为原原料料或或能能源源得得以以利利用用。。由由于于废废物物种种类类繁繁多多，，性性质质复复杂杂，，所所以以固固体体废废物物资资源源化化技技术术涉涉及及的的内内容容也也非非常常广广泛泛，，大大体体可可将将其其分分为为以回回收收能能源源为为主主的的热热化化学学分分解解技技术术，，以以获获得得肥肥料料和和原原料料为为主主的的微微生生物物转转化化技技术术和和直直接接作作为为原原辅辅材材料料使使用用的的废废物物利利用用技技术术三大大类类。。3.固体体废废弃弃物物污污染染的的防防治治2022/12/19A.热化学分解法法热化学分解是是利用高温氧氧化、分解固固体废物，使使其转化为有有用或无害的的物质，并同同时回收热能能的方法。其其主要处理对对象是有机物物含量较高且且难以微生物物降解的固体体废物，其方方法主要有焚焚烧、热解、、湿式氧化法法等。焚烧：焚烧是是固体废物在在高温下分解解和深度氧化化的过程。焚烧的特点优点:可回收利用固固体废物燃烧烧产生的热能能；大幅度减减少固体废物物的体积；彻彻底消除有害害细菌和病毒毒；破坏有毒毒废物。缺点:只能处理含可可燃物成分高高的固体废物物；容易造成二次次污染；投资资运行费用高高。3.固体废弃物污污染的防治2022/12/19热解：在无氧或缺缺氧条件下，，将固体有机机物加热分解解，并以分解解物贮存热量量的过程。分解产物主要要有氢、甲烷烷、碳氢化合合物、一氧化化碳等可燃气气体和甲醇、、丙酮、硫酸酸、乙醛等液液态燃料油及及以固态碳等等物质。这是是低污染能源源回收的一个个高效途径，，其优点在于于能够回收可可贮存和运输输的燃料，且且尾气排放量量和残渣量较较少。湿式氧化：在有水存在和和适当的温度度及压力下将将有机物快速速氧化，生成成二氧化碳、、水、无机盐盐等。湿式氧化能有有效处理污泥泥或高浓度有有机废水而不不需要预脱水水；不产生粉粉尘和煤烟；；灭毒除毒比比较彻底；反反应时间短。。但是限制其其广泛运用的的主要原因就就是设备的投投资和运转费费用比较高。。3.固体废弃物污污染的防治2022/12/19B.微生物转化法法利用微生物对对有机固体废废物的分解作作用，使有机机固体废物转转化为能源、、食品、饲料料、肥料，是是固体废物资资源化处理的的有效而又经经济的方法。。依靠自然界广广泛分布的细细菌、放线菌菌和真菌等微微生物，人为为地促进有机机物向稳定的的腐殖质转化化的生化过程程。堆肥是一种优优质、廉价的的土壤改良肥肥料，具有改改良土壤结构构，提高土壤壤容水性，减减少无机氮流流失，促进难难容磷肥转化化，增大土壤壤缓冲能力，，增进化肥肥肥效等功效。。堆肥化沼气化在一定的温度度、湿度和酸酸碱度的厌氧氧条件下，固固体废物中的的碳水化合物物、蛋白质、、脂肪等有机机成分经沼气气细菌的发酵酵作用产生一一种可燃气体体—沼气的过过程。沼气的的主要成分是是甲烷（60~70%）和二氧化碳碳（30~40%），其次为一氧化化碳和硫化氢氢等气体。3.固体废弃物污污染的防治2022/12/19C.废渣利利用对于矿矿山的的废石石、尾尾矿，，冶金金、化化工、、电力力等工工业的的废渣渣处理理，最最积极极的措措施时时变废废为宝宝综合合利用用。由由于工工矿企企业的的固体体废物物种类类繁多多，成成分复复杂，，所以以涉及及的综综合利利用技技术也也不胜胜枚举举，在在此只只对矿业业和工工业废废渣利利用做做简单单介绍。。3.固体废废弃物物污染染的防防治2022/12/19C.废渣利利用废物名称主要用途重金属尾矿制作砖瓦和回填矿坑轻金属尾矿和废石制作建筑材料和水泥多种金属共生矿的废石和尾矿回收有价值的金属SO2大于70%的尾矿作加气混凝土的配料无毒无害废石和尾矿铺路、填坑造地、建筑骨料大部份废石和尾矿作矿层回填材料煤矸石燃料、建筑材料和化工原料矿业废废渣的主要要用途途3.固体废废弃物物污染染的防防治2022/12/19C.废渣利利用工业废渣的主要要用途途名称主要用途高炉渣生产建筑材料，如砌块、矿渣水泥、矿渣棉和保温材料，经水淬后生产硅钙粉，作为肥料钢渣制造矿渣水泥和碎石，作筑路材料和防火材料，生产微晶玻璃及矿渣磷肥铬铁渣生产耐热胶凝材料，制造水泥、肥料、铸石等有色金属渣做水泥、砖瓦、砌块、矿渣棉粉煤灰做筑路材料、肥料、隔音砖、屋面材料，回收稀有金属钼、锗、钪等废石膏做建筑材料3.固体废废弃物物污染染的防防治2022/12/19D.废物交交换我们知知道，，往往往某一一企业业的固固体废废物，，可能能是另另一企企业的的原料料，如如能建建立废废物交交换系系统，，借助助现代代发达达的信信息网网络，，便可可有计计划迅迅速地地将一一些工工业废废物转转到其其它领领域作作为原原料使使用。。这样样做既既可节节约原原材料料和能能源，，又可可减少少废物物的处处置量量。3.固体废废弃物物污染染的防防治2022/12/193.3无害化化无论多多么先先进的的技术术，总总不可可避免免产生生一些些无法法利用用和处处理的的固体体废物物。这这些固固体废废物是是多种种污染染物的的终态态，将将长期期存在在与环环境中中，为为了控控制其其对环环境的的污染染，必必须进进行最最终处处置，，也即即为其其找到到一最最大限限度地地与生生物圈圈隔离离的归归宿。。这就是是固体体废物物的无无害化化处置置技术术。3.固体废废弃物物污染染的防防治2022/12/19无害化技术术无害化处置置方法海洋处置远洋焚烧深海投掷陆地处置卫生填埋安全填埋深井灌注定义：卫生生填埋是利利用工程手手段将垃圾圾填埋在地地下，同时时采取有效效技术措施施，防止渗渗滤液及有有害气体对对水体和大大气的污染染，并将垃垃圾压实减减容至最小小。–优点：土地地利用率高高；蚊、蝇蝇、鼠无法法生存，避避免疾病传传播；可防防止对外界界的污染；；填埋结束束后土地仍仍可以在利利用。–缺点：需要要占用大量量土地；垃垃圾渗滤液液可能危害害地下水；；需要长期期实施监控控和维护；；长途运输输费用高。。3.固体废弃物物污染的防防治卫生填埋卫生填埋是是一种防止止二次污染染的填埋方方法，由于于填埋过程程是一层垃垃圾一层土土交替进行行，又称夹夹层填埋法法。从横断面看看，垃圾和和砂土交互互掩埋，既既可以防止止垃圾的飞飞散和降雨雨时的流失失，又可以以防止蚊蝇蝇等还从的的孽生，以以及臭气火火灾的发生生，因而称称为卫生填填埋法。3.固体废弃物物污染的防防治卫生填埋3.固体废弃物物污染的防防治2022/12/19卫生填埋3.固体废弃物污污染的防治2022/12/19填埋前3.固体废弃物污污染的防治2022/12/19填埋后深井灌注是把把液态危险废废物灌入一个个深层的、垂垂直成层的、、多孔的、水水层盐度高的的岩层中的一一种处理方法法。–是美国境内一一种最常见的的危险废物处处置方法。–同其它处理技技术相比，具具有污染风险险小、处理成本低的特点点，可以作为为工业、城市市处理、储存存液体污染物物的手段。–但是，由于该该项技术并不不能完全避免免污染风险险，仍需加加强和完善相相关的立法。。3.固体废弃物污污染的防治深井灌注3.固体废弃物污污染的防治典型深井灌注注图4矿业固体体废物的资源源化目前，我国有有95%以上上的能源、80%以上的的工业原料、、70%以上上的农业生产产资料等都来来自矿产资源源。据不完全全统计，全世世界每年排出出的矿业固体体废物在100亿ｔ以上上。矿业固体废物的组成矿业固体废物的性质尾矿的资源化废石的资源化4.1矿业固体废物物的组成矿石开采过程程中，需剥离离围岩，掘进进巷道，排出出废石；采得得的矿石需经经选矿，提高高品位，排出出尾矿。矿业业固体废物系系采选作业过过程中产生的的废石和尾矿的总称。矿物组成：自然元素、硫硫化物及其类类似化合物、、含氧盐矿物物、氧化物和和氢氧化物、、卤化物等。。量大面广的为为含氧盐矿物物、氧化物和和氢氧化物、、硫化物及其其类似化合物物。它们是决决定利用途径径的物质基础础。一、含氧盐矿矿物含氧盐矿物占占已知矿物总总数的2/3左右，在地地壳里的分布布极为广泛。。（1）硅酸盐矿物物：硅酸盐是组成成岩石的最主主要成分，已已知硅酸盐矿矿物约800种之多，约约占矿物总数数的1/4，，占地壳总重重量的80%。（2）碳酸盐矿物物：碳酸盐矿物在在自然界中分分布较广，已已知矿物约80种之多，，占地壳总重重量的1.7%。其中以以Ca、Mg碳酸盐矿物最最多，其次为为Fe、Mn等碳酸盐矿物物。（4）其他含氧盐盐矿物：其他含氧盐矿矿物较常见的的有磷酸盐、、钨酸盐和钼钼酸盐，其他他不常见的有有硼酸盐、砷砷酸盐、钒酸酸盐、硝酸盐盐矿物等。（3）硫酸盐矿物物：硫酸盐矿物在在自然界中产产出约有260种之多，，但仅占地壳壳总重量的0.1%。其其中常见和具具工业意义的的矿物不多，，主要矿物有有石膏、重晶晶石。二、氧化物和和氢氧化物矿矿物氧化物和氢氧氧化物是地壳壳的重要组成成矿物，它们们的化合物有有200种左左右，约为地地壳总重量的的17%，其其中SiO2(石英、石髓、、蛋白石)分分布最广，约约占12.6%，Fe的氧化物和氢氢氧化物占3.9%，其其次是Al、Mn、、Ti、Cr的氧化物或氢氢氧化物。本类矿物是工工业上金属矿矿产的主要来来源。三、硫化物及及其类似化合合物矿物主要为金属硫硫化物，亦包包括金属与硒硒、碲、砷、、锑等的化合合物。总数约约350种左左右，按重量量约占地壳总总重量的0.15%，其其中以铁的硫硫化物为主，，有色金属铜铜、铅、锌、、锑、汞、镍镍、钴等也以以硫化物为主主要来源，故故工业上具有有重大意义。。4.2矿业固固体废物的性性质包括物理性质质和化学性质质表面性质：白度、亮度、、疏水性等。。4.2.1物理性质光学性质：：矿物对光线线的吸收、、折射和反反射所表现现的各种性性质。力学性质：：废物在外力力作用下所所表现的物物理机械性性能。磁学性质：：矿物的磁性性是指矿物物被永久磁磁铁和电磁磁铁吸引，，或矿物本本身能够吸吸引铁质物物体的性质质。电学性质：：矿物导电的的能力及在在外界能量量作用下发发生带电的的现象。对于透明矿矿物来说，，所有透过过光波的颜颜色就是该该矿物的颜颜色（如自自然硫，由由于它较多多地吸收了了透射光中中的紫、蓝蓝、绿、橙橙、红色光光波而透过过较多的黄黄色光波而而成黄色））。对于不透明明矿物来说说，它的颜颜色主要决决定于其表表面反射光光波的颜色色（如黄铁铁矿表面反反射出来的的是以黄光光为主，所所以呈现黄黄色）一、光学性性质：包括颜色、、光泽、透透明度等（1）颜色它是矿物对对不同波长长的光波吸吸收和反射射的结果。。如果对各种种波长的光光波普遍而而又平均地地吸收，则则随吸收程程度的不同同而呈黑色色（几乎全全部吸收））、灰、白白色。如果只吸收收某些色光光，则呈现现出反射光光的混合色色。一、光学性性质：包括颜色、、光泽、透透明度等（1）颜色颜色的命名名：双重命名法法：如黄绿、褐褐红等。比较法：如深红、浅浅绿、淡黄黄等。比拟法：如乳白、铁铁黑、樱桃桃红、橄榄榄绿、天蓝蓝色等。比色法：紫色-紫水晶、铜铜红色-自然铜、蓝蓝色-蓝铜矿、铁铁黑色-磁铁矿、绿绿色-孔雀石、黄黄铜色-黄铜矿、黄黄色-雌黄、铅灰灰色-方铅矿、金金黄色-自然金、橙橙色-雄黄、钢钢灰色-黝铜矿、红红色-辰砂。（2）光泽矿物表面对对于投射光光线的反射射能力称为为光泽。反反射能力的的强弱也就就是光泽的的强弱，可可用反射率率R表示，计算公公式为：R越大，光泽越越强。按R的大小，将光光泽由弱至强强分成四个等等级：表4-1光泽强弱的四四个等级R值，%光泽特点举例2～10玻璃光泽，矿物表面象玻璃一样反光清澈。石英的晶面、萤石、石榴石等。10～19金刚光泽，象金刚石的反光一样光辉灿烂。锡石、闪锌矿、金刚石等。19～25半金属光泽，表面象久经使用的金属制品那样的反光。磁铁矿、黑钨矿、赤铁矿等。25以上金属光泽，象新鲜金属制品的反光一样耀眼。辉锑矿、辉铜矿、黄铜旷、自然金等。提取矿业固体体废物中的有有价矿物，可可借助于它与与脉石矿物光光泽、颜色的的差异进行光电分选。（3）透明度：矿矿物透光的能能力自然界绝对不不透明的矿物物、绝对透明明的矿物都是是不存在的。。透明度是一一个相对的概概念。矿物透明与不不透明的区分分界限，是指指矿物磨至0.03mm标准厚度时的的透光程度而而言。一般将矿物分分为：①透明矿物，绝大部分光光线能通过，，能完全或基基本上透见另另一物体。如如无色水晶、、冰洲石、云云母等。②半透明矿物物，能透过小部部分光线，只只能模糊透见见另一物体，，如辰砂、闪闪锌矿等。③不透明矿物物，光几乎完全全不能通过，，如石墨、磁磁铁矿等。透明度是鉴定定矿业固体废废物能否作为为光学材料使使用的特征之之一，也是能能否作为填料料使用的特征征之一。如石石英、CaCO3常作为无色透透明的填料使使用。二、力学性质质：硬度、韧韧性、比重等等性能。（1）硬度指废物抵抗某某种外来机械械作用的能力力，可借助测测定矿物硬度度的方法来测测定。测定矿物硬度度的方法很多多，但在矿物物学中一直沿沿用的是摩氏氏硬度计法，，目前可用专专门测硬度的的仪器和显微微硬度计精确确测定矿物的的硬度。图4-5所示为三种方方法测定结果果对比。图4-5摩氏硬度、新新摩氏硬度和和显微硬度等等级的对比废物硬度与废废物粉碎关系系密切。废物物硬度不同，，粉碎的难易易程度、粉碎碎所需时间和和设备不同。。硬度越大，，越难粉碎，，粉碎时消耗耗的能量也越越大。另外，硬度不不同的废物，，其应用价值值不同。硬度度大的废物可可作为磨料使使用，硬度小小的废物可作作为填料使用用。（2）韧性废物受压轧、、锤击、弯曲曲或拉引等力力作用时所呈呈现的抵抗能能力。包括：：①脆性：废物容易被打打碎或压碎的的性质。大多多数废物具有有脆性。②挠性：废物在外力作作用下趋于弯弯曲而不发生生折断，除去去外力后不能能恢复原状的的性质。如片片状石膏、绿绿泥石、蛭石石等矿物。③弹性：外力作用下趋趋于变形，但但外力解除后后又恢复原状状的性质。如如云母、石棉棉等矿物。韧性对某些废废物原料进行行加工具有重重要意义。韧韧性不同的矿矿业废物，所所采用的粉碎碎流程不同，，所选用的粉粉碎设备也不不同。（3）密度矿物的比重重是矿物在在4℃时的重量与与同体积的的水的重量量之比。密密度在选择择资源化方方法时具有有重要指导导意义。一般将矿物物按密度分分为三级：：①轻密度度矿物，密密度在2.5以下的矿物物；②中等等密度矿物物，密度在在2.5～4之间的矿物物；③重密密度矿物，，密度在4以上的矿物物。在矿物学上上测密度的的方法很多多，常见的的有比重瓶瓶法、重液液法和体积积计法三种种。三、电学性性质：导电电性及荷电电性。（1）导电性矿物对电流流的传导能能力，可用用矿物的导导电率γ来表示。导体矿物：：γ=102Ω-1·cm-1以上的矿物物，如自然然金属、大大部分硫化化物矿物。。非导体或绝绝缘体：γ≤10-12Ω-1·cm-1的矿物，如如硅酸盐、、碳酸盐类类矿物。半导体矿物物：γ值介于前两两者之间的的矿物，如如部分硫化化物及金属属氧化物类类矿物。某些矿物的的导电性有有重要的实实用意义，，如金属和和石墨是电电的良导体体可作电极极材料，云云母是不良良导体可作作绝缘材料料，而半导导体则广泛泛地被应用用在无线电电工业中。。在固体废物资资源化利用中中，可根据废废物中矿物导导电率的不同同采用静电分离法来分离提纯有有用矿物。（2）矿物的荷电电性：在受外力作用用，如摩擦、、加热、加压压影响下，发发生带电现象象的性能。实实质是矿物中中的热能或机机械能转化为为电能的形式式。凡具有荷电性性的矿物，其其导电性均很很弱或者根本本不具导电性性。荷电性按所施施外力不同，，有以下几种种：①摩擦电性：：某些矿物与丝丝绢或毛皮摩擦时，呈现带电电现象。如自自然硫、金刚刚石、琥珀(C10H16O4)等具有这种种性质。②焦电性：：某些矿物受热时，在晶体体的某些部部位产生电电荷的现象象，即热能能转化为电电能，如电电气石即具具有这种性性质。③压电性：某些矿物在在压力或张力力影响下，因因变形而呈呈现出电荷荷的性质。。在压缩时发发生正电荷荷的部位，，在伸张时时就发生负负电荷，因因此在机械械的一压一一张的不断断作用下，，就产生了了一个交变变电场，这这种效应称称为电压效应。反过来，，具有压电电性的矿物物晶体，又又能借电能能产生机械械能。即把把它放在一一个交变电电场中，会会产生一伸伸一缩的机机械振动，，这种效应应称为电致伸缩。当交变电电场的频率率和压电性性矿物本身身机械振动动的频率一一定时，发发生特别强强烈的共振振现象。压电电材材料料在在电电子子工工业业中中用用作作各各种种换换能能器器，，如如超超声声波波发发生生器器等等。。石石英英由由于于振振动动频频率率稳稳定定，，质质地地坚坚硬硬和和化化学学性性稳稳定定，，是是最最优优良良的的天天然然压压电电材材料料。。四、、磁磁性性矿物物的的磁磁性性是是指指矿矿物物能能被被永永久久磁磁铁铁或或电电磁磁铁铁吸吸引引或或矿矿物物本本身身能能够够吸吸引引铁铁物物体体的的性性质质。。自然然界界具具有有磁磁性性的的矿矿物物极极为为普普遍遍，，但但磁磁性性显显著著的的矿矿物物则则不不多多。。矿物磁性性的强弱弱，可用用比磁化化系数表表示，它它表示1cm3的矿物在在磁场强强度为1Oe的外磁场场中所产产生的磁磁力。比磁化系系数越大大，表示示矿物被被磁化的的能力越越强。在在矿业固固体废物物资源化化中，常常根据废废物中不不同矿物物的磁性性差异进进行分离离。按比磁化化系数的的不同，，矿物分分成四类类：（1）强磁性性矿物比磁化系系数大于于3000×10-6cm3/g，在弱磁磁场（900～1200Oe）就能与与其他矿矿物分离离，如磁磁铁矿、、磁黄铁铁矿等。。（2）中磁性性矿物比磁化系系数介于于（600～3000）×10-6cm3/g之间，在在磁场强强度2000～8000Oe才能与其其他矿物物分离，，如钛铁铁矿、铬铬铁矿及及含磁铁铁矿的赤赤铁矿等等。（3）弱磁性性矿物比磁化系系数介于于（15～600）×10-6cm3/g之间，在在磁场强强度10000Oe以上才能能与其他他矿物分分离，如如赤铁矿矿、褐铁铁矿、黑黑钨矿、、辉铜矿矿、菱铁铁矿、黄黄铁矿等等。（4）非磁性性矿物比磁化系系数小于于15××10-6cm3/g的矿物物，无无法采采用磁磁选分分离法法分离离回收收，如如石英英、方方解石石、长长石等等。对于某些磁性弱的矿物，可通过适当的人工焙烧增强其磁性。如赤铁矿、褐铁矿的还原焙烧，反应式为：五、矿矿物的的润湿湿性矿物表表面能能否被被液滴滴所润润湿的的性质质，称称为润润湿性性。矿物的润润湿性是是浮选的的理论基基础，是是浮选上上用来判判别矿物物可浮性性好坏的的标志。。易被水润润湿的矿矿物称为为亲水性矿矿物，如云母母、石英英、方解解石等。。不易被被水润湿湿的矿物物称为疏水性矿矿物，如滑石石、石墨墨、辉钼钼矿、方方铅矿、、黄铜矿矿等。矿物的润润湿性主主要由矿矿物的内内部结构构所决定定。分子子键矿物物为疏水水性，即即难润湿湿的矿物物。原子子键矿物物为亲水水性，即即润湿性性强的矿矿物。各种矿物物由于润润湿性的的不同，，在水介介质中可可能上浮浮或下沉沉。一般地，，难润湿湿的矿物物（疏水水性）易易浮，如如方铅矿矿颗粒（（比重7.4）在水中中与气泡泡相遇，，矿粒表表层的水水层迅速速破裂，，矿粒与与汽泡紧紧密结合合而上升升。润湿性强强的矿物物（亲水水性）难难浮，如如比重为为2.65的石英颗颗粒，在在水介质质中，石石英表面面与水紧紧密结合合，空气气不能排排除石英英表面的的水层，，则石英英颗粒不不易附着着在气泡泡上，仍仍留于水水中。因此，矿矿物在水水介质中中是上浮浮还是下下沉，起起主导作作用的是是其润湿湿性，而而不是比比重。4.2.2矿矿物化化学性性质当矿物物与空空气、、水等等接触触时，，将发发生不不同的的物理理、化化学变变化，，如氧氧化、、水解解及水水化等等。与与固体体废物物资源源化有有关的的化学学性质质主要要包括括矿物物的可可溶性性、氧氧化性性。一、可可溶性性矿物中中有价价成分分在不不同溶溶剂中中的溶溶出性性能，，是浸浸出提提取有有价元元素的的重要要依据据。如在常常温常常压下下，硫硫酸盐盐、碳碳酸盐盐以及及含有有氢氧氧根和和水的的矿物物易溶溶于水水，大大部分分硫化化物、、氧化化物及及硅酸酸盐类类矿物物难溶溶于水水。二、氧氧化性性矿物被被氧化化后，，其成成分、、结构构及矿矿物表表面性性质均均会发发生变变化，，对废废物的的资源源化利利用具具有较较大影影响。。如硫化化矿物物的适适当氧氧化可可促进进其浮浮选的的进行行或酸酸处理理的效效果。。矿物氧氧化主主要与与矿物物本身的的性质质、环境中中氧化化剂的的作用用、矿物的的共生生组合合特征征等有关关。（1）矿物物本身身的性性质通常在在金属属矿物物中，，那些些缺氧氧的矿矿物最最易受受氧化化，而而多数数金属属氧化化物则则很少少受到到影响响，如如石英英具有有抵抗抗氧化化的能能力。。硫化化物是是最容容易氧氧化的的矿物物，但但不同同金属属硫化化物的的氧化化速度度并不不相同同：含有低低价离离子的的矿物物比较较容易易受到到氧化化，如如含低低价铁铁Fe2+离子的磁铁铁矿Fe3O4易氧化成含含高价铁离离子Fe3+的赤铁矿Fe2O3，菱锰矿MnCO3氧化成硬锰锰矿mMnO··MnO2·nH2O等。（2）环境中氧氧化剂的作作用：水、、氧水本身具有有偶极性和和解离性，，能使很多多矿物溶解解于其中。。因此，水水是矿物氧氧化中最活活跃的因素素。氧是矿物氧氧化中最强强的氧化剂剂之一。氧氧的作用可可使露天堆堆存的废矿矿物中的低低价离子变变成高价离离子，氧化化后矿物的的性质也随随之改变，，如硫化物物的氧化：：（3）矿物的共共生组合特特征凡种类复杂杂的矿物共共生或伴生生，其氧化化速度较快快，反之则则较慢。研究表明，，当方铅矿矿、闪锌矿矿、蓝铜矿矿在有黄铁铁矿存在时时，其氧化化速度要快快8～20倍。。若若是是单单一一的的硫硫化化物物，，则则比比较较难难氧氧化化。。当溶液中（尤尤其是在碱性性溶液中）存存在着某些金金属阳离子时时，可以大大大加快金属硫硫化物的氧化化速度。因此，在提取取金属硫化物物时，必须注注意这些矿物物的共生、伴伴生特点以及及某些金属阳阳离子的存在在对矿石氧化化的影响。4.3尾矿的的资源化一、尾矿中有有价组分的提提取许多尾矿中含含有具回收利利用价值的有有价组分，其其品位常常大大于相应的原原生矿品位，，充分利用分分选技术回收收这些有价金金属对充分利利用资源、延延缓矿产资源源的枯竭具有有重要意义。。（1）铜尾矿美国奥盖奥选选矿厂尾矿平平均含Cu0.42%，主要有用矿矿物为黄铜矿矿、辉铜矿和和黄铁矿。铜尾矿筛分沉淀铜二次尾矿碎铁硫酸浸出筛分磁选浮选二次尾矿铜精矿碎铁黄药、甲基戊醇图4-6铜铜尾矿回收收铜的工艺流流程浮选药剂铅锌浮选尾矿混合浮选绢云母初选Cu、Pb、Zn硫化矿抑制剂、捕收剂绢云母精选绢云母石英石英图4-11铅铅锌尾矿矿浮选提取绢绢云母工艺流流程（2）铅锌尾矿中中有价组分的的提取银山铅锌尾矿矿中SiO2、Al2O3、K2O占总成分的80%以上。主要矿矿物为石英和和绢云母，其其中石英含量量为51～54%，绢云母含量量为29～34%。且大部分绢绢云母呈单体体形状，粒度度较细。绢云母：造纸、保温绝绝缘材料、建建筑陶瓷及磨磨擦材料等的的原料，超细细绢云母还广泛应用于于油漆、橡胶胶、防水材料料、医药、化化妆品、颜料料等。图4-10铅锌尾矿生物-硫脲联合浸出回收Au、Ag工艺流程贫液循环铅锌浮选尾矿细菌浸出培养基、硫酸细菌固液分离pH2.3溶液回收利用硫脲浸出0.5M硫脲、过硫酸氢钾pH1.3残渣贵液活性炭吸附解析活性炭电解提炼Au、Ag固液分离新墨西哥圣马马苟尔地区佩佩克斯选厂铅铅锌硫化矿浮浮选尾矿尾矿主要元素素的组成为：：Au1.75g/t、Ag22.5g/t、Cu0.44%、Pb0.54%、Zn0.68%、Fe12.6%、S10.2%。细菌间接浸出出：硫脲浸出：Au回收率92%，Ag回收率78%细菌直接浸出：（3）蛇纹石尾矿矿制备MgO蛇纹石尾矿组组成复杂，主主要含有MgO、SiO2、CaO等成分，还含含有Fe、Al、Ni、Cr、Co等氧化物，其其中含MgO33%以上。氧化镁产品15%工业纯碱蛇纹石尾矿酸浸过滤滤液除杂31%工业盐酸过滤SiO2沉淀制取水玻璃Fe、Al、Ni、Cr、Co等氢氧化物沉淀碱式碳酸镁制备15%工业纯碱过滤碱式碳酸镁滤液回收750℃煅烧化工产品－水硫酸镁、、七水硫酸镁镁耐火材料－制作炼钢镁镁球炉底料的的主要原料建筑方面－广泛应用于于集装箱、防防火板、工艺艺美术、蔬菜菜大棚、墙体体保温板、活活动板、石棉棉瓦等制作。。二、尾矿生产产建筑材料尾矿中含有的的多种非金属属矿物，如硅硅石或石英、、长石及各类类粘土或高岭岭土、白云石石或石灰石、、蛇纹石等，，都是较有价价值的非金属属矿物资源，，可代替天然然原料作为生生产建筑材料料的原料。（1）生产微微晶玻璃学名玻璃陶瓷瓷，具有玻璃璃和陶瓷的双双重特性，比比陶瓷的亮度度高，比玻璃璃韧性强。微晶玻璃集中了玻璃、、陶瓷及天然然石材的三重重优点，优於於天然石材和和陶瓷，可用用於建筑幕墙墙及室内高档档装饰，还可可做机械上的的结构材料，，电子、电工工上的绝缘材材料，大规模模集成电路的的底板材料、、微波炉耐热热器皿、化工工与防腐材料料和矿山耐磨磨材料等等。。（1））生生产产微微晶晶玻玻璃璃（1））生生产产微微晶晶玻玻璃璃尾矿矿中中含含有有制制作作微晶晶玻玻璃璃的大大多多数数组组分分，，而而且且其其含含量量也也与与微晶晶玻玻璃璃的的原原料料组组成成相相接接近近。。一般般无无须须添添加加成成核核剂剂。。生产产工工艺艺包包括括：：烧烧结结工工艺艺和和熔熔融融工工艺艺。。生产原料普通玻璃原料：SiO2,其次是Na2O、K2O、CaO、MgO和A12O3等。成核剂：比较理想的成核剂有TiO2、Cr2O3、P2O5、ZrO2等。尾矿粉碎配料熔融水淬晶化磨光切割微晶玻璃烧结结工工艺艺：：熔融工艺：尾矿配料熔融成型退火晶化磨光切割微晶玻璃（2））生生产产硅硅酸酸盐盐水水泥泥作用矿化剂：利用尾矿含铁量高的特点代替水泥配方中的铁粉。一般用量<5%，消耗尾矿的量不大。代替水泥原料：用量大，但一般尾矿成分不会完全符合水泥配方要求，往往需要另外配入一些成分才能符合水泥的要求。尾矿生料磨制回转窑煅烧石灰石铁粉等生料熟料废气磨细石膏硅酸盐水泥图4-18尾矿烧制水泥工艺流程（3））生生产产免免烧烧砖砖免烧烧砖砖作作为为一一种种新新型型建建筑筑材材料料，，是是由由胶胶凝凝材材料料与与含含硅硅、、铝铝原原料料按按一一定定颗颗粒粒级级配配均均匀匀掺掺合合，，压压制制成成型型，，并并进进行行蒸蒸压压或或蒸蒸养养而而成成的的一一种种以以水水化化硅硅酸酸钙钙、、水水化化铝铝酸酸钙钙、、水水化化硅硅铝铝酸酸钙钙等等多多种种水水化化产产物物为为一一体体的的建建筑筑制制品品。。生石灰鄂式破碎管磨尾矿搅拌成型高压养护蒸压尾矿砖轮碾图4-19北京铁矿蒸压硅酸盐尾矿砖生产工艺流程。12:885%水8个大气压，，150~200ºC（4）生产烧烧结砖钨尾矿烧结砖细磨筛分磨料配料筛分混炼压坯成型烘干烧成稀土尾矿细磨筛分图4-22赣南地区利用尾矿生产烧结砖工艺流程以尾矿为原料料，用塑性成成型或半干压压成型生产烧烧结砖。65~70