【原创】拿什么拯救你，被抛弃的“战略性矿产”

中国粉体网讯 我国晶质石墨每年产出量50万t左右，选矿后石墨尾矿每年排放量达600万t以上，总积累量近1亿吨。如何高效利用这些石墨尾矿（目前不到10%），挖掘它的经济价值，已经成了行业发展过程中不可忽视的问题。

石墨选矿

石墨尾矿也是“宝藏”

石墨矿石经过多重浮选选出精品石墨后，产生出“砂”一样的废渣，它就是石墨尾矿。石墨尾矿呈黄褐色，具有土状光泽，一种微细粉状固体，细度模数一般都在1.0以下，粒径主要集中分布在0.06mm以下。

石墨尾矿的矿物成分主要有：石墨、石英、长石、云母、绢云母、方解石、硫铁矿、高岭石等，其主要化学成分为SiO₂、CaO、Al₂O₃及Fe₂O₃等。

典型尾矿的主要组分及其质量分数%

石墨尾矿7大高值化应用

1、提取钒金属

目前，对石墨尾矿的再利用一部分集中在回收其中的有用组分。其中有一些研究集中于提取回收石墨尾矿的有价金属，目前，已有的研究中多数是提取石墨尾矿中的钒，钒作为稀有金属，在工业、军事国防中都是重要材料，具有重要的战略意义。

2、富集铜矿、铁矿

石墨矿石中除了石墨外还有黄铁矿、斑铜矿等金属矿物等，其矿物含量较高。在石墨开采过程中伴随产生的矿物很大一部分进入了尾矿中，提取尾矿中的有价矿物可以避免资源的浪费。

3、制备白炭黑

石墨尾矿含有一定量的SiO₂，可将其作为硅源，采用沉淀法制备出白炭黑。不过采用石墨尾矿制备白炭黑需要经过碳化、水浸、酸化、洗涤、脱水、干燥等一系列步骤，需要强酸强碱高温煅烧等条件，步骤繁琐，不同区域石墨尾矿中SiO₂含量差别较大，需要进一步生产实践。

4、制备石墨烯

孟凡娜等以萝北某石墨尾矿为对象，提取石墨尾矿中石墨微纳米片，进行提纯剥离制备石墨烯。进行高压分散循环25次后，剥离得到的石墨烯片厚度在10层以下、片径在3μm以上，制成具有较高晶体质量的石墨烯。

5、制备泡沫陶瓷

泡沫陶瓷是一种典型的具有三维网状孔结构的功能陶瓷材料，其低密度、高强度、耐燃、耐腐蚀、保温等优异性能。在建筑防火、保温、节能、冶金、医用气体过滤、催化剂载体、微波吸收、污水处理等领域具有广阔的应用前景。目前由于生产泡沫陶瓷成本较高，其应用在一些特殊领域的发展受到限制。

胡锐等对石墨采选后石墨尾矿进行性能分析后进行发泡陶瓷的研究。结果表明，石墨尾矿具有与发泡陶瓷原料相似的化学成分，是一种较好的发泡陶瓷原料；以石墨尾矿为主要原料，加入采矿废石、高岭土和长石，可以获得适用于制备发泡陶瓷的原料；制备的试样可以达到T/CBCSA12-2019发泡陶瓷隔墙板中500密度标号的指标要求；同时，加入滑石可以拓宽发泡陶瓷的烧成温度范围，进一步改善材料的综合性能。

6、制备绿色混凝土

NOx（NO和NO₂）和SOx（SO和SO₂）为空气污染物的主要来源，可以以石墨尾矿渣中的二氧化钛（TiO₂）作为光触媒，在光照条件下自然降解空气中的氮氧化物。

7、制备爆破封孔材料

石墨尾矿是经脱水后形成的一种固体废弃物，由于石墨尾矿颗粒粒径较小，常在工程中被用作细骨料。高志刚等利用碱激发矿渣胶结石墨尾矿制备爆破封孔材料，确定石墨尾矿爆破封孔材料最优配比，即石墨尾矿掺量为60.18%，用碱量为4.12%，质量浓度为77.75%，在最优配比下终凝时间为57min，提高了爆破效率与现场工作进度。

结语

虽然目前有关石墨尾矿的回收再利用方面的研究较多，但石墨尾矿作为一种固体废弃物，其组成成分因产地不同而存在差别，若要实现石墨生产、加工及石墨尾矿的减量化再利用形成循环利用在技术上还存在很多限制。

参考来源：

丁会敏，石墨尾矿综合利用现状，黑龙江省能源环境研究院

高志刚，石墨尾矿制备爆破封孔材料试验研究，黑龙江龙兴国际资源开发集团有限公司

李柯，尾矿制备相变材料研究进展，齐鲁工业大学

蒋睿新，石墨尾矿砂应用研究现状与发展趋势分析，黑龙江大学寒区水利工程重点实验室

段旭晨，石墨尾矿建材化利用研究现状及展望，（咸阳陶瓷研究设计院有限公司

刘洪波，石墨尾矿光催化材料对降解亚甲基蓝的研究，黑龙江大学

胡锐，萝北某石墨采选固废制备发泡陶瓷试验研究，苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司

孟凡娜，萝北某石墨尾矿提取石墨制备石墨烯实验研究，黑龙江科技大学

(中国粉体网编辑整理/昧光)

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