Как отходы железной руды могут быть повторно использованы для устойчивых промышленных применений?

01.06.2025

Отходы обогащения железной руды (ОЖР) являются побочным продуктом процесса добычи и обогащения железной руды. Эти отходы, которые обычно состоят из мелких минеральных частиц, оставшихся после извлечения железа, могут представлять значительные экологические и производственные риски при неправильном управлении. Однако с возрастающим вниманием к устойчивому развитию и принципам циркулярной экономики исследователи и отрасли изучают инновационные способы повторного использования отходов обогащения железной руды для различных промышленных применений. Ниже приведены несколько устойчивых стратегий использования ОЖР:

1. Строительные и отделочные материалы

Отходы железной руды могут использоваться как заменитель природных материалов при производстве строительных материалов, способствуя сохранению природных ресурсов.

• Производство цемента и бетона: Технологии Интернета вещей (IoT) могут использоваться в качестве дополнительного цементирующего материала (SCM) при производстве цемента или вводиться в бетон в качестве частичной замены мелких заполнителей, таких как песок. Это снижает потребность в природном песке и заполнителях, эффективно используя отходы.

• Брусчатка и кирпичОтходы производства могут быть включены в производство кирпичей, плитки и тротуарных блоков путем смешивания их с вяжущими веществами, такими как цемент или глина. Это снижает потребление природной глины и песка и предлагает устойчивое строительное решение.

• Геополимерный бетон: Железные рудные отходы, богатые кремнеземом и глиноземом, могут быть ключевым компонентом геополимерного бетона, который производится с помощью щелочно-активированного процесса и является более экологически чистой альтернативой традиционному цементу.

2.Строительство дорог

Отходы производства могут использоваться в качестве базового материала для строительства дорог.

• Основание и заполняющий материал Они могут использоваться в качестве материала для оснований или засыпки дорог, автомагистралей и железнодорожных насыпей. Возможно, потребуется специальная обработка для стабилизации материала и обеспечения достаточной прочности.

• Смешанные агрегаты: Хвосты могут использоваться в составе смешанных материалов с карьерной пылью, золой-уносом или строительными отходами для повышения прочности дорожного покрытия.

3.Производство керамики и стекла

Железные рудные хвосты, которые часто богаты кремнезёмом, могут использоваться в качестве сырья для производства керамики или даже стекла.

• Керамика: Отходы, богатые кремнием и глиноземом, могут использоваться в качестве наполнителя в керамических изделиях, таких как плитка, или при производстве фарфора.

• Производство стекла: Содержание кремния в некоторых отходах может быть ценным при производстве стекла, снижая зависимость от первичного сырья.

4. Рекультивация земель и ландшафтный дизайн

: Отходы железной руды могут использоваться для восстановления деградированных ландшафтов, обеспечивая экологическое восстановление.

• Рекультивация горных выработок: Отходы могут быть повторно использованы для заполнения выработанных горных участков, способствуя выравниванию ландшафта, восстановлению рельефа и стимулированию растительности.

• Поправка почвыНекоторые хвостовые отходы могут быть обработаны и использованы в качестве почвенных добавок для улучшения физических свойств при ландшафтном дизайне или сельскохозяйственном применении.

5. Применение в водоочистке

IOT могут быть перепрофилированы в качестве недорогих материалов для очистки воды.

• Поглотители для удаления тяжелых металлов Хвостовые отходы, богатые определёнными минералами, могут быть обработаны и использованы в качестве сорбентов для удаления тяжёлых металлов, таких как свинец или мышьяк, из сточных вод.

• Фильтрационные материалы Хвостовые отходы могут быть обработаны и использованы в качестве экономичного фильтрационного материала для очистки муниципальных и промышленных сточных вод.

6. Производство пигментов и побочных продуктов

Отходы железной руды могут быть использованы для извлечения полезных минералов и пигментов:

• Пигменты на основе оксида железа: Богатые железом отходы могут быть переработаны для извлечения пигментов на основе оксида железа, которые широко используются в красках, покрытиях и для окрашивания бетонных изделий.

• Извлечение металлов: Дальнейшие методы обогащения могут извлечь любые оставшиеся металлы из отходов, тем самым повышая извлечение ресурсов.

7. Хранение энергии и батареи

Недавние исследования изучили IOT как сырье для передовых применений, таких как производство материалов для хранения энергии.

• Применение батарей: Отходы обогащения железной руды, после обработки, могут служить исходным материалом для производства катодов литий-ионных батарей или других устройств для хранения энергии.

8. Производство альтернативных видов топлива

• Добавка к биомассе в качестве сырья: Если отходы содержат много углерода или органического вещества, их можно смешивать с биомассой в качестве сырья для производства альтернативных видов топлива.

9. Сеquestration углерода

Отходы обогащения железной руды могут играть роль в борьбе с изменением климата за счет улучшения поглощения и улавливания углерода:

• Минерализация углерода Минералы кремнезёма и карбонатов, присутствующие в хвостах обогащения, могут реагировать с CO₂ с образованием стабильных карбонатов, эффективно накапливая углерод на длительные сроки.

Вызовы и соображения

Хотя повторное использование отходов железной руды предоставляет многочисленные преимущества устойчивого развития, необходимо решить определенные проблемы:

• Экологические риски: Некоторые отходы могут содержать вредные минералы или токсичные элементы, которые требуют стабилизации или нейтрализации перед повторным использованием.
• Техническая и экономическая целесообразность: Стоимостная эффективность повторного использования отходов железной руды должна быть оценена для обеспечения коммерческой жизнеспособности.
• Нормативные акты и стандарты: Соблюдение экологических и стандартов безопасности материалов должно направлять любую стратегию повторного использования.

Заключение

Переработка отходов железорудных обогатительных фабрик имеет решающее значение для продвижения циркулярной экономики, снижения экологических рисков и сохранения природных ресурсов. Инновационные применения в строительстве, водоочистке, дорожном строительстве, производстве современных материалов и улавливании углерода демонстрируют потенциал отходов как ценного ресурса, а не отходов. Инвестиции в исследования, технологические достижения и сотрудничество в отрасли могут существенно способствовать устойчивому менеджменту отходов железорудных обогатительных фабрик, обеспечивая вклад как в экономическую, так и в экологическую устойчивость.