金属矿山磨细的尾矿构成了一种复合矿物原料，加上其中微量元素的作用，具有许多工艺特点。研究表明，尾矿在资源特征上与传统的建材、陶瓷、玻璃原料基本相近，实际上是已加工成细粒的不完备混合料，加以调配即可用于生产。由于不需对原料再做粉碎和其他处理，制造过程节省能耗，产品成本较低，一些新型产品价值较高，经济效益十分显著。区别于其他建材产品，这些产品又称为新型建材。众多实例表明，利用尾矿生产新型建材系列产品，是大力发展循环经济、提高资源利用率，解决当前我国资源、环境对经济发展制约的有效途径之一，也为金属尾矿的综合利用提供了一种有效的解决方案。

烧结砖是一种历史悠久、用量非常大的建筑材料。烧结砖对原材料要求不高，但用量却很大。

1.工艺介绍

利用铁尾矿生产烧结砖的一般工艺流程为：原料选择与处理→配料混合→陈化→均化→成型→干燥→烧结。利用铁尾矿生产烧结砖在生产制备工艺上主要有以下几个关键环节：

（1）原材料配比及部分成分要求 对制砖的原料尾矿一般要求其粒度要较细，以保证原料的高塑性。

（2）脱水与压力成型 水分是决定烧结砖质量的重要影响因素之一，适量的水分有利于坯料颗粒结合在一起，使塑性提高，增强烧结砖的抗压强度。过低的水分使粉料不能凝聚成型；过高的水分则会导致坯料的流动速度加快，甚至引起砖坯的变形。

（3）干燥 在实际生产中，坯体干燥速度除与干燥介质温度有关以外，还与坯体的含水量、大小、码坯方式、干燥介质的湿度、流速以及与干燥介质的接触情况等相关，需根据当时实际干燥条件，结合实验确定铁尾矿砖坯的干燥曲线。

（4）烧成温度 烧成温度对制品性能的影响很大。由于尾矿本身的物理化学性质及其矿物组成与黏土有明显区别，其烧结性能也存在较大差异，随着烧成温度的升高，制品的抗压强度不断增加，吸水率逐渐减小，密度和烧成收缩率逐渐增大。

（5）升温速率 在烧结制砖的过程中，升温速率过快会导致坯体内外温差过大而膨胀不均，从而使得铁尾矿制烧结砖内的应力不能及时释放而发生开裂。同时原料中矿物分解产生的气体排出也会导致砖坯内裂，从而对烧成制品的强度和吸水率等性能产生影响。因此，一般情况下，烧结时应控制适当的升温速率。

（6）保温时间 坯体烧结不仅取决于烧结温度的高低，还取决于保温时间。保温时间以2～3h为宜。

2.应用实例

下面介绍南京冶山矿业公司利用铁尾矿生产烧结砖的情况。(www.daowen.com)

南京冶山铁矿截至2012年尾矿堆存量为1000万t，每年新产尾矿干基25万t，铁尾矿密度为2.72t/m³。南京冶山矿业公司于2009年开始投资建设利用铁尾矿生产烧结砖厂，2011年成功投产。该烧结砖厂利用铁尾矿生产烧结砖每年可消耗5万～6万t铁尾矿。

该烧结砖厂设计投资两条生产线，2011年首先建成一条生产线，设计年产能为3000万块标砖，在2015年之前投产建成第二条生产线。总年产能达到6000万块标砖。

通常在生产制备烧结尾矿砖工艺的关键环节及需要应对的主要问题有：

（1）原材料配比及部分成分要求 SiO₂的质量分数应为55%～70%，Al₂O₃的质量分数应为10%～32%，冶山铁尾矿的平均硅的质量分数为50%左右。压滤后每周向砖厂运两次矿渣，每批次矿渣约2400t。由于矿渣品质不稳定，因此每次都做化学分析，并依据矿渣成分调整添加骨料；原料需掺加煤8%～9%（质量分数），每1万块标砖平均耗煤量约为0.7t，煤中硫的质量分数必须低于0.5%；页岩掺量为8%～9%（质量分数）。

另外需要注意的是，生产烧结砖的铁尾砖砂中的CaO和MgO的含量要控制在一个较低的水平，一般要求最终生产原料中CaO的质量分数不得超过3%（粒度小于74μm的质量分数为70%），CaO含量过高时烧结制砖容易产生塌裂现象；MgO的质量分数要在5%以下，不然产品极易产生泛霜现象，影响施工时产品的黏结性。

（2）脱水 由于铁尾矿原料含水率高达90%（质量分数，下同），特引进德国定制压力脱水系统。生产过程中首先在铁尾矿原浆中加入絮凝剂进行两次沉淀过程，一次沉淀后含水率80%，二次沉淀后含水率40%；然后利用压机加载8atm（1atm=101.325kPa）进行约40min压力脱水，铁尾矿经压机脱水后形成滤饼的含水率为16%。脱水成本约为28元/t，是生产投入成本的最主要部分。

（3）干燥 原材料按生产配方配比掺和后，首先需经过30h左右的自然干燥，接着再进行35～60min的人工干燥。

（4）烧结 经隧道窑进行烧结，烧结温度为980～1050℃。该厂所生产烧结砖符合GB13544—2011《烧结多孔砖和多孔砌块》中的相关要求，非承重砖抗压强度可达到MU7.5，承重砖可达到MU10。砖的密度为1050～1100kg/m³，热导率为0.78W/（m·K），产品规格为190mm×190mm×90mm（承重）和290mm×190mm×90mm（非承重）。

3.节能减排总结

铁尾矿是一种产量很大、利用率很低的废渣，有很好的利用前景。用铁尾矿生产烧结砖，是对传统制砖工业的继承和发展，可利用工厂现有条件，投资少，见效快，也为铁尾矿综合利用开辟了一条新途径。