苏州高岭土尾矿的资源化利用及其应用研究

目前在高岭土尾矿的资源化利用的研究并不少，均存在以下几个方面缺点：1、提取的成分较为单一;2、剩于残渣没有进一步处理，容易造成二次污染;3、高岭土尾矿资源化利用的产业化还不多。如果根据高岭土尾矿的来源不同，结合高岭土尾矿的化学组成，以降低生产成本，提高经济效益，兼顾社会责任，才能实现高岭土尾矿的资源化利用。

1、国内外高岭土尾矿的利用研究

1.1 高岭土尾矿用于建筑材料方面

在土建工程中，主要以水泥、沙子、石块三种原料，加水搅拌形成混凝土，为了降低成本，常常利用某些尾矿、粉煤灰等固体废弃物代替砂石等骨料。

衮矿集团分公司的冯宝侠发现水洗后的高岭土尾矿，可代替建筑用砂，用于制备混凝土空心砌砖，经过反复试验，多次优化，最后确定了高岭土尾矿添加的合适比例。按照 m(中砂)：m(高岭土尾矿)：m(水泥)：m(粉煤灰)：m(水)=11.2:67.1:16:3.6:2.1时，制得符合国家标准的混凝土空心砌块。

昆明冶金高专的兰琼对高岭土尾矿的物理化学性能进行分析，将矿渣经过分选，得到模数为 3.5 的高岭土尾矿，属于粗砂范围，可做硂细骨料生产一种外观为灰白色的硂小型空心砌砖，为了使强度达到国家标准，又参入骨料总重量的 30%瓜子石作为粗骨料，其强度标准达到国标。

兖矿集团北海分公司的杨华明等人申请了“高岭土尾矿复合粉及在预拌混凝土中的应用”一项专利。专利中记载高岭土尾矿、氧化钙、水玻璃等物质通过机械研磨得到高岭土尾矿复合粉体，该粉体完全可用于混凝土中，混凝土的力学性能、耐久性完全不受到影响。

1.2 高岭土尾矿中回收有价值的组分

龙岩高岭土公司的陆文瑞、郭啊明等人通过 X-射线衍射和显微镜对高岭土尾矿进行化学成分及粒径分析，采用配矿、水力选矿的方法回收200目、325目粒径的高岭土精矿。

中国高岭土公司(苏州)的张忠飞、陈丽坤等通过崩解、分散、深加工筛析等处理手段，将高岭土尾矿成功制得硫化矿、石英砂及高岭土三种产品。其中，硫化矿石可用于硫酸的生产及贵重金属的提炼，而石英砂主要用于建筑材料方面，高岭土可做为陶瓷及耐火材料制备的原材料，实践证明该技术易于操作，生产的产品质量过硬，值得在高岭土企业推广。

翟栋等人从高岭土尾矿中提取铅锌等金属，提高了高岭土尾矿的利用价值。苏州高岭土尾矿经过摇床分选、混合浮选等手段得到了铅矿及锌矿，它们的品位分别达到31.67%、31.27%，回收率也分别达到了83.11%、68.17%，实现了有色金属的高效回收利用。

王炜在利用摇床，分别实现了高岭土尾矿中的铅、锌、铜的回收。尤国平使用重浮联合工艺流程，回收黄铁矿。

1. 3 高岭土尾矿在陶瓷、玻璃方面的应用研究

高岭土尾矿含 SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO 等其他有用组分，在制备陶瓷玻璃过程中，添加其他必要的组成部分，经过熔融、水淬、装模、热处理、脱模、抛光等深加工工艺制备获得。

广东宝丰陶瓷科技的郭福琼等人发明一种综合利用多种尾矿生产的日用陶瓷及其制造方法。将澄坑土尾矿、郭栋瓷土尾矿、土地窠高岭土尾矿、长石、按照适当比例的粘土，混合，在采用球磨、筛分、除铁、压滤、炼制等工序，最后烧制成日用陶瓷品。生产成本低廉，质量好，不仅有效避免资源的浪费，而且环境污染小，适合普遍推广。

桂林电子工业学院陈国华等人利用高岭土尾矿为主要原料，再添加适量的氧化镁、硼酸、磷酸二氢铵等物质采用焙烧法制备出低温烧结性能的微晶玻璃，其具介电常数及膨胀系数低和电阻率高的特点，满足微电子封装的要求。高岭土尾矿量的引入量达到55%，拓宽了高岭土尾矿的应用领域，带来了良好的经济效益和社会效益。

桂林工学院的王海利用高岭土尾矿和白云石制备出膨胀系数为6.5-7.1×10-6/℃(30-380)玻璃陶瓷，该陶瓷具有硬度高，耐酸碱的特点。

景德镇陶瓷学院欧克英等人在高岭土尾矿进行物相分析后，对尾矿进一步加工，获得了石英精矿、长石精矿，云母精矿，瓷泥精矿等多种工业原料，实现了高岭土开发无尾矿新工艺，尾矿制备出来的产品不仅达到各个行业的标准，更应用于高档陶瓷、普通电焊条、特种焊条、玻璃马赛克等行业。陆小波利用高岭土尾矿为主要原料，经科学实验开发出一种高温陶瓷釉。其工艺流程如下：

J.Y.P.Leite等以高岭土尾矿为研究对象，利用现代科学技术手段，发现尾矿主要以长石、高岭石、白云母等矿物构成，其中尾矿中的三氧化二铝含量达到市场的需求的矿品含量，进行加工，可以做陶瓷的原料。

衮矿北海的高岭土公司的赵日浩通过对砂质高岭土尾矿的筛分、洗涤，获得与国家标准理化性能相符的建筑用砂，再利用水洗后的高岭土尾矿、粉煤灰及水按照一定的配比生产混凝土空心砌砖，如果再进一步对尾矿进行处理即可得到纯净的二氧化硅，可用于制备微晶玻璃，相关产品已经上市。

1. 4 高岭土综合利用工艺的研究

针对含有石英、白长母、长石及其他矿物的高岭土矿产资源，使用重选、脱泥、筛分、浮选、机碓等技术手段，通过适当的工艺，可以获得高岭土精矿及云母、长石、石英等精矿物，甚至可以做到无尾矿选矿。

由蔡有兴、孙学强发明，采用捣碎、筛分、旋流器三级分离工艺流程可获得石英精矿、高岭土精泥、陶瓷等三种合格产品，为该类矿产的综合利用提供一条新的途径，图 1-2 即是高岭土深加工产品的流程图。

肖国琪针对云南临沧高岭土具有高铝、钾、钠、铁、鈦等有害金属含量低、矿物组成复杂的特点，设计一套新型高岭土综合利用与无尾矿工程。工艺流程如图 1-3所示。

该工艺流程将原矿通过选矿得到 60%的精矿和 40%的尾矿，进一步加工成各种产品，实现了高岭土资源的清洁、高效利用(利用率达到 100%)，为高岭土产业换代，资源的合理利用及可持续发展提供了示范效应。

1. 5 高岭土尾矿用于研制絮凝剂的研究

聚合氯化铝铁(PAFC)是在氯化铝的基础上，引入三价铁离子，在溶液水解的过程中通过羟基架桥、共聚形成的一种新型高分子絮凝剂。自 1980 以后，西欧公开了关于聚合氯化铝铁的制备专利之后，PAFC 的制备，应用专利与报道逐渐增多。聚合氯化铝铁的成功研制，极大范围的拓宽了无机絮凝剂的使用范围，对印染废水、炼油废水、含菌废水、造纸废水的处理效果，明显优于同类别的聚合氯化铝及氯化铝铁，且药剂本身相对稳定，反应时间短，絮体形成之大，沉降快，溶于过滤，铝残留少等优点，特别在处理高浓度废水，低温废水时，更具有显著效果，因此在水处理界引起巨大轰动，掀起学术界研制聚合氯化铝铁新的狂潮。

目前制备聚合氯化铝铁主要有三类方法：1、碱中和共聚法，此法制备的聚合氯化铝铁较为纯净，主要用于研究 PAFC 的晶型结构与性质;2、高温煅烧法，用于大规模的工业生产;3、工业酸浸法，利用固体废弃物来合成 PAFC，这种方法成本低，具有巨大的市场前景。

近年来，随着人民群众环保意识不断增强，如何开发出实用、高效、低毒且没有二次污染的絮凝剂成为热点和难点的研究。在前人基础上，可以从以下几个方面进行拓展：

(1)继续深入理论研究的基础上，重点研究絮凝剂的微观结构与晶型特征

(2)进一步优化絮凝剂中各组分的最佳配比及工艺

(3)加强复合絮凝剂的研究开发

(4)引进新的工艺条件与设备，使絮凝剂制备的原料来源更加广泛，生产更加经济适用的絮凝剂。

以高岭土尾矿为原料制备的絮凝剂与传统的高分子絮凝剂相比，具有以下特点①水解速度快，絮体形成快且密实，沉降时间短，提高了净化效率。②处理很高浊度的含泥沙的水和受污染的水，并且水质的浊度越高，除浊的效果越明显。③受温变化小。④具有宽广的使用范围，适用于生活饮用水，工业用水，生活用水以及各类污水的处理，对原水的铝离子及混凝产生的铝都可以有效的除去，投加后易保持水质 pH 值的稳定。⑤药剂量低，效果好，比其它混凝剂节约成本。

邱侃利用 α-Al2O3在酸中良好的活性，利用高岭土尾矿不仅成功制备了符合国家标准的碱式聚合氯化铝铁，还将残渣中的二氧化硅进行富集处理，用于制备水玻璃及建筑涂料的填料。

胡俊虎等人采用一步酸溶法，利用煤系高岭土尾矿，制成聚合氯化铝铁絮凝剂(PAFC)，处理黄河水，去浊率达到99%以上，效果很好。

赵莉莉使用廉价的铁屑及高岭土制备 PAFC，并应用于环城河中蓝藻的去除，达到良好的效果，此工艺成本较低，具有良好的推广前景。

李传常利用劣质高岭土制备聚合氯化铝，用于处理实际废水，实验结果表明：废水的浊度、色度和 COD 分别降低了 96%，96%，76%，去污效果非常明显。

此外，高岭土尾矿利用朝着功能化、智能化、环保协调化发展。

2、高岭土尾矿资源化利用存在的问题

综上所述，目前在高岭土尾矿的资源化利用的研究并不少，均存在以下几个方面缺点：1、提取的成分较为单一;2、剩于残渣没有进一步处理，容易造成二次污染;3、高岭土尾矿资源化利用的产业化还不多。如果根据高岭土尾矿的来源不同，结合高岭土尾矿的化学组成，以降低生产成本，提高经济效益，兼顾社会责任，才能实现高岭土尾矿的资源化利用。