土木工程施工领域铁尾砂回收的分析研究

  2.1   调查研究

  矿产资源是一种具有利用巨大利用价值的的稀缺自然资源，它的开发与使用是维系人类社会生存和发展所不可缺少的。我国目前已探明的矿产资源储量总值在全世界排在第 3 位，但缺点是人均占有量不足，仅为世界平均水平的 1/2 左右。铁矿资源是一种重要的非再生性自然资源，是钢铁工业的主要原料。有记载称，全球铁矿资源储量大约在 8 000～15 000 亿吨，能充分满足人类生存发展的需要。在上个世纪里研究人员发现并探明前寒武纪的沉积变质为铁矿，约占世界铁矿总储量的 90%，其中富铁矿就占 70%以上，其最为铁矿勘查工作的重大成就，也具有十分重要的经济意义。进入 21 世纪，仅 2002 年，世界年产粗钢 9 亿吨，铁矿石 11.29 亿吨；世界矿产资源年评称 2003 年间探明铁矿金属储量 700 亿吨，其中中国有 70 亿吨，其世界储量基础为 3300 亿吨，中国为 460 亿吨。近年来，伴随着我国经济的迅猛发展及工业化、城镇化进程的不断加快，使得资源消耗量在工业领域也随之进一步加大，资源的开采和利用必将带来一系列的环境问题，同时由于过度依赖资源进口而引起的资源供应安全性问题也日渐突出，很多矿产资源甚至面临枯竭的局面，工业的发展将面临严峻的资源和环境问题的挑战，从而制约其发展，所以提高资源的综合循环利用水平这一问题迫在眉睫，而铁矿的开采利用而产生的铁尾矿的随意排放不但是造成环境污染的重要原因，也是资源损失常见的途径之一。铁尾矿是指选矿厂在特定的经济技术和合理工艺的条件下，用破碎机和磨粉机将矿石磨细并选取“有用组分”后所排放的废弃物，即铁矿经选出精矿后剩余的固体废弃物。它是一种复合矿物原料，其中含有少量的有用金属组分外，还含有一定数量的矿物组分，如石英、辉石、长石、角闪石及其蚀变矿物等脉石矿物。我国铁矿资源嵌布粒度相对较细，一般需要经过破碎机和磨粉机二段磨矿，少数还要进行三段磨矿及选别，所以除了预先选出并抛出部分粗粒尾矿外，剩下大部分选矿的排出和堆存的尾矿粒度较细，其粒度一般在<0.074mm，约占 50%-70%。铁尾矿作为一种排放量巨大的工业废渣，由于自身具有粒度细、粒度的差异性较大、数量大、成本低、可利用性差的特点，且附加值较低，使得尾矿的综合利用存在较大难度。所以铁尾矿的随意排放在国内外已引发严重的环境问题，成为制约地方经济发展，破坏人类生存环境的重要因素。据不完全统计，全世界尾矿及废石的年排出量在 100 亿吨以上，我国近 12万座矿山年排出尾矿量高达 5 亿吨以上，堆存的尾矿量近 50 亿吨，其中铁尾矿量高达十几亿吨，占尾矿堆存总量的近 1/3。目前，我国大宗工业固体废弃物综合利用率在 60%左右，而金属尾矿综合利用率却只有 7%，与粉煤灰、煤矸石等工业固体废弃物相比之下，铁尾矿的综合利用技术不但难度更大而且进度也大大滞后于其它工业固体废弃物，目前其已成为我国目前产出量最大、综合利用率最低的大宗工业固体废弃物。

  2.2   相关理论

  人类需求的多样化导致单个技术往往无法实现技术目的，技术集成理论由此应运而生。技术集成是按照一定的技术原理或功能目的，将两个或两个以上的单项技术通过重组而获得具有统一整体功能的新技术的一种技术管理和生产组织方式。Marco Iansiti  认为，技术集成是对那些在研究阶段开发出，在开发阶段中采用的一系列技术的评价和研究过程，被视作是一种相对而言更有效的创新管理方法和规程  。技术集成主要包括技术主线和管理主线两条研究主线：1)  技术主线，是对现有技术的整合过程，是从技术路线的角度分析技术集成；2)  管理主线，即把技术集成看作是一种技术管理和生产组织方式，通过研究管理变革以达到适应和促进集成开发方式的目的。（2）建筑节能技术集成的实现途径，建筑节能技术集成的研究主要涉及要素组成、结构关系和系统功能性等三个方面：从建筑节能技术集成的组成要素来看，建筑节能技术系统除了与建筑节能相关的设计、物理、构造、设备、施工等技术要素之外，还包括建筑节能标准研发体系法律、法规保障政策激励市场监管以及教育推广等管理层次要素。从结构关系来看，系统组成部分之间、组成部分与系统之间、组成部分内在各子要素之间都存在着相互联系和相互制约的关系。因此，构建不同的系统结构会产生不同的整体效能，合理的系统结构会使系统的总体效能优于各组成部分单个效能的累加。从系统功能性来看，系统在不牺牲基本追求的前提下降低能耗。建筑节能技术集成的实现途径主要包括要素集成途径、结构集成途径、技术层次与管理层次之间的集成、功能性集成途径和优化系统外部的生态环境等。

  6.4   本章小结