鉄鉱石尾鉱は、持続可能な産業用途にどのように再利用できるか？

2025年6月1日

鉄鉱石尾鉱 (IOTs) は、鉄鉱石の採掘と選鉱プロセスで発生する副産物です。これらの尾鉱は、鉄の抽出後に残る微細な鉱物粒子で構成されており、適切に管理されない場合、深刻な環境および安全上のリスクをもたらす可能性があります。しかし、持続可能性と循環型経済への関心の高まりとともに、研究者と業界は、さまざまな産業用途に鉄鉱石尾鉱を再利用するための革新的な方法を探求しています。以下に、IOTs を利用するためのいくつかの持続可能な戦略を示します。

1. 建設資材と建築材料

鉄鉱石尾鉱は、建築材料の製造において天然素材の代替物として使用でき、天然資源の節約に貢献します。

• セメントとコンクリートの製造IOTは、セメント製造における補足的なセメント質材料（SCM）として、または砂などの細骨材の一部を置き換えるコンクリートに配合することができます。これにより、天然砂や骨材の需要を減らし、廃棄物を効果的に利用できます。

• 舗装ブロックとレンガ尾鉱は、セメントや粘土などの結合材と混合することで、レンガ、タイル、舗装ブロックの製造に組み込むことができます。これにより、天然粘土や砂の消費を削減し、持続可能な建設ソリューションを提供します。

• ジオポリマーコンクリートシリカやアルミナを豊富に含む鉄鉱石尾鉱は、アルカリ活性化プロセスによって製造され、従来のセメントに比べて環境に優しいジオポリマーコンクリートの主要な成分となる可能性があります。

2. 道路建設

IOTは、道路建設の基盤材料として使用できます。

• 下層材および盛土材：道路、高速道路、鉄道用土盛などに、下層材または盛土材として使用できます。適切な処理が必要な場合があり、材料の安定化と十分な強度確保が求められます。

• 配合骨材：尾鉱は、砕石粉、フライアッシュ、建設廃棄物と配合した材料の一部として使用され、道路舗装の強度を高めることができます。

3.セラミックスおよびガラス製造

：シリカが豊富に含まれることが多い鉄鉱石尾鉱は、セラミックスやガラスの製造原料として使用できます。

• セラミックス：シリカとアルミナを多く含む尾鉱は、タイルなどのセラミック製品の充填材、または磁器の製造に使用できます。

• ガラス製造：一部のIOTのシリカ含有量は、ガラス製造において貴重なものであり、原生原料への依存を軽減できます。

4.土地造成と景観

：鉄鉱石の尾鉱は、劣化が進行した景観の修復に利用でき、生態系の回復を保証します。

• 鉱山跡地修復：尾鉱は、採掘された地域を埋め戻すために再利用でき、土地の平坦化、地形回復、植生促進に役立ちます。

• 土壌改良一部の尾鉱は処理して土壌改良材として用いることができ、景観用または農業用地での物理的特性を向上させる。

5.水処理用途

IOTは、低コストな水精製材料として再利用できる。

• 重金属除去用吸着剤特定の鉱物に富む尾鉱は処理して、鉛やヒ素などの重金属を排水から除去する吸着剤として使用できる。

• ろ過材尾鉱は処理して、市街地および工業用排水処理のための費用対効果の高いろ過媒体として使用できる。

6. 顔料と副産物の製造

鉄鉱石尾鉱は、有用な鉱物や顔料を抽出するために使用できます。

• 酸化鉄顔料: 鉄分を多く含む尾鉱は、処理されて酸化鉄顔料を抽出できます。これは、塗料、コーティング、着色コンクリート製品に広く使用されています。

• 金属回収: さらに精錬技術を用いることで、尾鉱から残留金属を回収し、資源回収率を高めることができます。

7. エネルギー貯蔵と電池

最近の研究では、IOTsをエネルギー貯蔵用材料などの高度な用途の原料として使用することを探求しています。

• バッテリー用途：鉄鉱石尾鉱は処理すると、リチウムイオン電池の正極材料やその他のエネルギー貯蔵デバイスの製造の前駆体となる可能性があります。

8. 代替燃料生産

• バイオマス原料補足：尾鉱が炭素または有機物に富む場合、代替燃料生産のための原料の一部としてバイオマスと混合される可能性があります。

9. 二酸化炭素の隔離

鉄鉱石尾鉱は、炭素の捕捉と隔離の強化を通じて気候変動対策に貢献する役割を果たす可能性があります。

• 鉱物炭酸化：尾鉱中に存在するケイ酸塩鉱物と炭酸塩鉱物は、CO₂と反応して安定した炭酸塩を形成し、長期間にわたって炭素を効果的に貯蔵する。

課題と考慮事項

鉄鉱石尾鉱の再利用には多くの持続可能性上の利点がありますが、対処しなければならない特定の課題があります。

• 環境リスク一部の尾鉱には、再利用前に安定化または中和が必要な有害な鉱物または有害な元素が含まれている可能性があります。
• 技術的および経済的実現可能性IoTの再利用の費用対効果を評価し、商業的な実現可能性を確保する必要があります。
• 規制と基準： 環境基準と材料安全基準の遵守は、いかなる再利用戦略にも基づいていなければなりません。

結論

鉄鉱石尾鉱の再利用は、循環型経済の促進、環境リスクの軽減、天然資源の節約に不可欠です。建設、水処理、道路建設、先端材料、炭素回収における革新的な用途は、尾鉱が廃棄物ではなく貴重な資源としての可能性を示しています。研究、技術革新、業界連携への投資により、鉄鉱石尾鉱の持続可能な管理が可能になります。