·1406 工程科学学报，第42卷，第11期 得，近年来制备地聚合物的铝硅原料逐渐拓宽到 比为30的铁硅比例加入聚合硫酸铁锌溶液，反应 工业固废上.刘清等四以配比为45%碱浸铅锌渣 得到聚硅酸硫酸铁锌.对试验废水进行净化后，水 和55%偏高岭土为铝硅原料，以水玻璃和氢氧化 质达到了国家污水一级排放标准 钠为激发剂，制备出的地聚合物28d抗压强度为 聚硫酸铁锌：左豪恩预先对锌氧压浸出渣的 49.6 MPa 酸浸液脱除As+和Cd2+等毒重金属离子，然后再加 (2)多孔材料 入锌粉、铁粉和氧化剂，在pH值2.0、So?-与Zn+Fe] 发泡陶瓷：区雪莲1利用铅锌尾矿、废玻璃和 摩尔比1.35的条件下制备了一种成分为聚硫酸铁 废陶瓷浆为原料，以碳化硅为发泡剂，在25℃至 锌的净水絮凝剂产品，对造纸厂废水的净化效果 960℃的优化烧结制度下制备出的发泡陶瓷显微 好于同类型的市售产品 硬度达到10.05GPa,具有良好的抗压抗折性，耐酸 复合氨基酸螯合锌：王艳君等网利用毛发、皮 碱腐蚀，导热系数仅为0.078Wm1K 革边角料等动物蛋白废弃物降解制成的膏状复合 泡沫微晶玻璃：Lu等4使用铅锌尾矿、赤泥 氨基酸和锌渣为原料，首先对锌渣进行硫酸浸出， 和石英砂等在970℃烧结温度下制备出了以赤铁 浸出液除杂得到硫酸锌溶液，滴加到复合氨基酸 矿为主要品相的泡沫微晶玻璃，其体积密度为 水溶液中，反应3h后蒸发浓缩，然后加入乙醇冷 0.56gcm3,抗弯强度为5.3MPa,孔隙率为76.2%， 却结品，制备出了复合氨基酸螯合锌产品，产品中 热导率为0.21WmlK1 复合氨基酸螯合锌质量分数高于95%，可用于饲 (3)墙体材料 料添加剂，环保和经济优势明显. 免烧砖：李冲等1将配比为铅锌尾矿70%、硅 氧化铁红：郝晓平等网对锌渣进行水浸处理 微粉20%和水泥10%的原料制成免烧砖，抗压强 之后，在635℃下煅烧1.25h制备氧化铁红，然后 度达到23.8MPa,符合MU20等级.此外，此种配 使用氢氧化钠溶液对煅烧产物进行碱浸脱硅进一 方制成的免烧砖还对重金属Pb+具有一定的吸附 步提纯，最终产品氧化铁红质量分数为82.61%，各 性能 项性能符合国家标准要求 铅锌尾矿由于有含量较高的硅、铝和钙等，化 还原铁粉和碳粉：李永华等8对锌窑渣进行 学成分与制备水泥及混凝土等胶凝材料、多孔材 细磨后，通过两段磁选得到了品位为89.23%的优 料和墙体材料的原料相似，目前多被用于生产这 质还原铁粉，一段磁选尾矿通过浮选得到了品位 些基础建材的领域中，虽然减少了铅锌尾矿的堆 为82.34%的碳粉，可用作化工和冶炼等领域的高 存量、实现了一定的全质化利用，但还应该看到如 品质还原剂和燃料 果直接将铅锌尾矿制备成普通的建筑材料如水泥 除以上常见的应用领域之外，有色冶炼行业 等，则会造成铅锌尾矿中其他的高价值成分如锌、 固废还被用于生产矿物棉和沸石等一些化工产 铁和碳等未被有效利用，导致创造的经济效益有 品，以及用作填充地下采井的回填材料，而且有色 限，且造成一定的资源浪费 冶炼固废中含有Zn,Cu,Mg,Mn等，这些元素也正 为了更高效率利用铅锌尾矿和锌渣等锌冶炼 是农作物维持正常的生长发育所需要的，因此还 固废资源来生产高附加值产品，一方面研究人员 可考虑将锌浸出渣中的毒重金属去除后制作化 们尝试使用锌冶炼固废制备了性能优异的特种建 肥，这些也为锌浸出渣全质化利用提供了思路 筑材料，诸如防辐射和加气混凝土、地聚合物和泡 锌浸出渣和铅锌尾矿等锌冶炼固废的全质化 沫微品玻璃等：另一方面，除制备特种建筑材料之 利用的目的，都是为了实现锌冶炼固废的零堆存， 外，近年来研究人员们也开始探索制备附加值更 将固废资源彻底变废为宝.在锌浸出渣全质化利 高的精细化的化学材料，以实现对锌冶炼固废中 用的进一步研究中，应当着眼于提高经济效益和 高价值成分的充分利用，提高全质化利用的质量 充分利用渣中的高价值成分，积极探索制备具有 (4)化学材料 高附加值的性能优异、精细化的高端材料.还应 聚硅酸硫酸铁锌：吴素彬等%以锌窑渣为原 该注意的是，锌浸出渣本身作为一种危废二次资 料，制备了一种净水絮凝剂产品，成分为聚硅酸硫 源再利用，制备新产品的生产过程中应尽量降低 酸铁锌.首先将锌窑渣进行酸浸以得到聚合硫酸 能耗，同时还要做好渣中毒重金属的固化和防渗 铁锌溶液，然后再进行碱浸，碱浸出液调节pH至 漏工作，以避免毒重金属渗漏导致的二次污染，因 4.0,调节二氧化硅质量分数至2.8%，再按照摩尔 此产品也应该是绿色环保和节能的得，近年来制备地聚合物的铝硅原料逐渐拓宽到 工业固废上. 刘清等[72] 以配比为 45% 碱浸铅锌渣 和 55% 偏高岭土为铝硅原料，以水玻璃和氢氧化 钠为激发剂，制备出的地聚合物 28 d 抗压强度为 49.6 MPa. （2）多孔材料. 发泡陶瓷：区雪莲[73] 利用铅锌尾矿、废玻璃和 废陶瓷浆为原料，以碳化硅为发泡剂，在 25 ℃ 至 960 ℃ 的优化烧结制度下制备出的发泡陶瓷显微 硬度达到 10.05 GPa，具有良好的抗压抗折性，耐酸 碱腐蚀，导热系数仅为 0.078 W·m−1·K−1 . 泡沫微晶玻璃：Liu 等[74] 使用铅锌尾矿、赤泥 和石英砂等在 970 ℃ 烧结温度下制备出了以赤铁 矿为主要晶相的泡沫微晶玻璃 ，其体积密度为 0.56 g·cm−3，抗弯强度为 5.3 MPa，孔隙率为 76.2%， 热导率为 0.21 W·m−1·K−1 . （3）墙体材料. 免烧砖：李冲等[75] 将配比为铅锌尾矿 70%、硅 微粉 20% 和水泥 10% 的原料制成免烧砖，抗压强 度达到 23.8 MPa，符合 MU20 等级. 此外，此种配 方制成的免烧砖还对重金属 Pb2+具有一定的吸附 性能. 铅锌尾矿由于有含量较高的硅、铝和钙等，化 学成分与制备水泥及混凝土等胶凝材料、多孔材 料和墙体材料的原料相似，目前多被用于生产这 些基础建材的领域中，虽然减少了铅锌尾矿的堆 存量、实现了一定的全质化利用，但还应该看到如 果直接将铅锌尾矿制备成普通的建筑材料如水泥 等，则会造成铅锌尾矿中其他的高价值成分如锌、 铁和碳等未被有效利用，导致创造的经济效益有 限，且造成一定的资源浪费. 为了更高效率利用铅锌尾矿和锌渣等锌冶炼 固废资源来生产高附加值产品，一方面研究人员 们尝试使用锌冶炼固废制备了性能优异的特种建 筑材料，诸如防辐射和加气混凝土、地聚合物和泡 沫微晶玻璃等；另一方面，除制备特种建筑材料之 外，近年来研究人员们也开始探索制备附加值更 高的精细化的化学材料，以实现对锌冶炼固废中 高价值成分的充分利用，提高全质化利用的质量. （4）化学材料. 聚硅酸硫酸铁锌：吴素彬等[76] 以锌窑渣为原 料，制备了一种净水絮凝剂产品，成分为聚硅酸硫 酸铁锌. 首先将锌窑渣进行酸浸以得到聚合硫酸 铁锌溶液，然后再进行碱浸，碱浸出液调节 pH 至 4.0，调节二氧化硅质量分数至 2.8%，再按照摩尔 比为 30 的铁硅比例加入聚合硫酸铁锌溶液，反应 得到聚硅酸硫酸铁锌. 对试验废水进行净化后，水 质达到了国家污水一级排放标准. SO2− 4 聚硫酸铁锌：左豪恩[77] 预先对锌氧压浸出渣的 酸浸液脱除 As3+和 Cd2+等毒重金属离子，然后再加 入锌粉、铁粉和氧化剂，在 pH 值 2.0、 与 [Zn+Fe] 摩尔比 1.35 的条件下制备了一种成分为聚硫酸铁 锌的净水絮凝剂产品，对造纸厂废水的净化效果 好于同类型的市售产品. 复合氨基酸螯合锌：王艳君等[78] 利用毛发、皮 革边角料等动物蛋白废弃物降解制成的膏状复合 氨基酸和锌渣为原料，首先对锌渣进行硫酸浸出， 浸出液除杂得到硫酸锌溶液，滴加到复合氨基酸 水溶液中，反应 3 h 后蒸发浓缩，然后加入乙醇冷 却结晶，制备出了复合氨基酸螯合锌产品，产品中 复合氨基酸螯合锌质量分数高于 95%，可用于饲 料添加剂，环保和经济优势明显. 氧化铁红：郝晓平等[79] 对锌渣进行水浸处理 之后，在 635 ℃ 下煅烧 1.25 h 制备氧化铁红，然后 使用氢氧化钠溶液对煅烧产物进行碱浸脱硅进一 步提纯，最终产品氧化铁红质量分数为 82.61%，各 项性能符合国家标准要求. 还原铁粉和碳粉：李永华等[80] 对锌窑渣进行 细磨后，通过两段磁选得到了品位为 89.23% 的优 质还原铁粉，一段磁选尾矿通过浮选得到了品位 为 82.34% 的碳粉，可用作化工和冶炼等领域的高 品质还原剂和燃料. 除以上常见的应用领域之外，有色冶炼行业 固废还被用于生产矿物棉和沸石等一些化工产 品，以及用作填充地下采井的回填材料，而且有色 冶炼固废中含有 Zn，Cu，Mg，Mn 等，这些元素也正 是农作物维持正常的生长发育所需要的，因此还 可考虑将锌浸出渣中的毒重金属去除后制作化 肥，这些也为锌浸出渣全质化利用提供了思路. 锌浸出渣和铅锌尾矿等锌冶炼固废的全质化 利用的目的，都是为了实现锌冶炼固废的零堆存， 将固废资源彻底变废为宝. 在锌浸出渣全质化利 用的进一步研究中，应当着眼于提高经济效益和 充分利用渣中的高价值成分，积极探索制备具有 高附加值的性能优异、精细化的高端材料. 还应 该注意的是，锌浸出渣本身作为一种危废二次资 源再利用，制备新产品的生产过程中应尽量降低 能耗，同时还要做好渣中毒重金属的固化和防渗 漏工作，以避免毒重金属渗漏导致的二次污染，因 此产品也应该是绿色环保和节能的. · 1406 · 工程科学学报，第 42 卷，第 11 期