尾礦是在礦石開采和選礦過程中產生的工業固體廢棄物。與粉煤灰、煤矸石等大宗工業固體廢棄物相比，尾礦的綜合利用技術更為復雜、難度更大。目前在我國工業固體廢棄物的綜合利用方面，尾礦的綜合利用率只有13.3%左右，相較于其它大宗工業固體廢棄物是遠遠滯后的，因此如何合理地綜合利用尾礦也受到越來越多的關注。

關于尾礦的綜合利用，利用其制備多孔陶瓷便是解決辦法之一。因為大多數尾礦成分中含有大量的SiO₂、Al₂O₃以及其他堿金屬氧化物，可以作為制備多孔陶瓷的原料。

多孔陶瓷（左） 近年來年我國尾礦生產及利用情況（右）

一、多孔陶瓷的制備方法及特點

當前利用尾礦制備的多孔陶瓷，其制備工藝有添加造孔劑工藝、顆粒堆積工藝、有機泡沫浸漬工藝、發泡工藝等。不同的制備工藝具有不同的特點和適用范圍，相應也存在一定的問題需要研究解決。    

多孔陶瓷制備工藝

（1）添加造孔劑工藝：將造孔劑與陶瓷配料按一定的比例充分混合而制備成型的，使得造孔劑在成型后的坯體中占有一定的空間，再經過高溫燒結之后，造孔劑燃燒分解離開陶瓷坯體而留下大量氣孔的一種多孔陶瓷制備工藝。

（2）顆粒堆積工藝（固態燒結工藝）：通過較大陶瓷顆粒之間的堆積形成孔隙，利用較小的陶瓷顆粒在高溫下易于生成液相使骨料粘結在一起而制備出多孔陶瓷。

（3）有機泡沫浸漬工藝：將配制好的原料充分涂抹在有機泡沫網狀體上，經過一段時間干燥并加熱除去有機泡沫網狀體，從而得到具有網狀結構多孔陶瓷的制備工藝。

（4）發泡工藝：向陶瓷骨料中加入發泡劑且在一定的條件下發泡劑反應分解生成泡沫，泡沫經過干燥和燒結后去除并留下氣孔，從而得到多孔陶瓷的制備工藝。

不同制備工藝總結

二、利用尾礦制備多孔陶瓷

雖然尾礦是一種廢棄物，但其本身還是含有一定量的有用成份，可根據各尾礦本身的特點作為制備其它材料的添加料，甚至原料。因此，利用尾礦來制備多孔陶瓷，更是為尾礦的再利用提供了一種可靠的途徑，同時也降低了多孔陶瓷的制作成本。

（1）利用石墨尾礦制備多孔陶瓷

石墨尾礦的成份較為復雜，在化學成份上因尾礦的原料來源不同而有所差異，但通常含有Si、Al、Ca、Fe、Mg、Na、K、C等。其中，石墨尾礦富含大量的硅酸鹽礦物，SiO₂含量高達 35%~80%，還含有一定量的Al₂0₃和 CaO，其硅酸鹽大部分以石英狀態存在。正因為石墨尾礦具有較高含量的硅酸鹽等物質，所以石墨尾礦也是一種可回收利用的二次資源。

利用石墨尾礦制備多孔陶瓷應用

（2）利用鐵尾礦制備多孔陶瓷

鑒于金屬礦尾礦的綜合利用難度較大，其中，鐵礦作為我國開采量最大的金屬礦。其尾礦綜合利用率卻只有7%左右，遠遠低于發達國家。但近幾十年來，我國對鐵尾礦的綜合利用也取得了很多成果，主要體現在利用鐵尾礦制備燒結磚﹑免燒磚、混凝土和微晶玻璃等。

利用鐵尾礦制備多孔陶瓷應用

（3）利用鋁土礦尾礦制備多孔陶瓷

鋁土礦尾礦主要化學成分為Al₂O₃、SiO₂和Fe₂O₃，約占總量的80%，還有少量的 TiO₂、MgO、CaO、K₂O和Na₂O等。同時，鋁土尾礦中含有較多的粘土性礦物，因此許多特性與粘土礦物相似，其主要礦物組成為鋁硅酸鹽，這也就是許多研究者利用鋁土礦尾礦制備多孔陶瓷的原因。

利用鋁土礦尾礦制備多孔陶瓷應用

總結

研究表明，可用于生產多孔陶瓷的礦業尾礦有鉬尾礦、銅尾礦、釩尾礦、鉛鋅尾礦、金尾礦、稀土尾砂、鐵尾礦、珍珠巖尾礦、蛇紋石尾礦等，隨著多孔陶瓷的應用逐漸廣泛，近年來利用尾礦制備多孔陶瓷已受到國內外眾多研究者的關注，并取得了較大進展。相較于用傳統陶瓷原料制備多孔陶瓷，利用尾礦作為制備多孔陶瓷的原料，在一定程度上減輕了陶瓷工業原料供給的壓力。同時，也是綠色開發、循環發展尾礦資源的一條優良途徑，能起到變廢為寶的作用，助力國家打贏尾礦治理生態修復攻堅戰。

參考文獻：

1、利用尾礦制備多孔陶瓷的研究進展  石鑫等

2、鋁土礦尾礦多孔陶瓷的制備及其力學性能研究  蘭陽

3、石墨尾礦多孔陶瓷材料的制備及其力學性能研究  黎庭州

4、鋁土礦選尾礦制備低溫陶瓷泡沫材料工藝研究  陸占清等

5、利用北京地區細顆粒鐵尾礦制備多孔陶瓷工藝及性能研究  孫智勇

 作者：晴天