又如，中国中低品位磷灰石矿（Ｐ２Ｏ５品位约２２．３％）储量近３０亿ｔ，占全部磷矿资源的７３％，我们课题组用嗜酸氧化硫硫杆菌将单质硫或Ｓ２－转化成Ｈ２ＳＯ４，从羟基磷灰石中浸取Ｐ，使其以ＰＯ３－４离子的形式存在，硫酸钙以晶体的形式析出，实现在富集磷的同时，制备出了大长径比硫酸钙晶须。

　　难利用矿产资源综合开发的重点是研究多金属矿产资源的综合利用、一种矿物多产品开发、非金属复合矿物综合利用等。对分散型稀土、铀矿等大力开发离子型矿原地高效浸出技术；对低品位特色矿产的清洁循环利用，重点开发高铬钒钛磁铁矿的高效直接还原技术、钛钒铬清洁分离与利用技术、低含量钛渣制备钛白技术；高铝粉煤灰矿相解离与铝／硅高选择性分离技术、硅／镓伴生组分的大规模利用技术，实现多资源协同利用。

　　运用微生物处理难利用尾矿资源重点开发低品位氧硫混合铜矿在干旱沙漠、低温、耐氯离子、渗滤、节水、降酸及保温等多因素匹配关键生物技术、大型镍铜钴尾矿生物冶金关键技术及生物反应器研制、中低品位磷矿生物制肥短流程关键技术、矿山废水生物处理及资源回用关键技术、铜尾矿生物提取多组分及建材制备关键技术、低品位碳酸锰矿石的选矿富集技术、氧化锰矿石的硫基火法还原技术、低品位铬铁矿石的细粒浮选技术、铬铁矿无钙焙烧强化及全量化利用技术。

　　５．２工业废渣资源循环利用

　　本文的工业废渣是指我国各工业领域在生产活动中年产生量在１０００万ｔ以上、对环境和安全影响较大的废渣，主要包括煤矸石、粉煤灰、冶炼渣、工业副产石膏、赤泥和电石渣等。电石渣综合利用率已接近１００％。

　　５．２．１工业废渣矿物学方法

　　现有综合技术均没有很好地解决工业固体废弃物“二次污染”问题。此外，效率与成本仍然是工业固体废弃物实现资源化的两大瓶颈。在固体工业废弃物资源化领域的研究国内外主要集中在：（１）提取有价值的组分（主要是贵金属）；（２）将工业固体废弃物进行处理后，用作填料或掺和料；（３）以工业固体废弃物为主要原材料制备新的材料。

　　工业废渣应用矿物学主要研究包括有价元素的赋存状态及有价矿物种属；利用有价元素、有利组分合成人工矿物的形貌控制机理及合成矿物的工艺性质；有价矿物的分离富集；活性掺和料工业废渣活性成因及活化机理，活化工艺对废渣活性的影响；建立渣化学、矿物学、物相数据库与图像库，废渣合理利用的途径、工艺与评价方法。重点研究利用固体废物生产高附加值材料和绿色新型建筑材料（特别是复合建筑材料）的高效处理技术，将大宗工业固体废物（如矿渣、钢渣和磷渣等）加工成高性能水泥砼的矿物添加剂，大幅度提高水泥砼的性能（尤其是耐久性）。如综合利用电厂低品位热源（低品位蒸汽、烟气）制备超微细粉煤灰的关键技术与系统集成技术；火电厂低等级粉煤灰在超微细过程中活性激发与改性一体化技术开发及工艺研究等。

　　５．２．２工业废渣循环利用及其发展方向

　　（１）煤矸石约占煤炭产量的１５％左右。煤矸石为多种矿岩的混合体，其基质大都由黏土矿物组成，夹杂着数量不等的碎屑矿物和炭质。煤矸石富含Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｓ、Ｏ等有机质可燃组分（可燃性），同时又以黏土矿物、石英、长石为主要物相，化学成分ＳｉＯ２含量在３７％～６８％波动，Ａｌ２Ｏ３含量为１１％～３６％，Ｃ含量为２０％～３０％，Ｆｅ２Ｏ３含量为２％～１０％等。煤矸石产生大量的酸性水或携带重金属离子的水，下渗损害地下水质，外流导致地表水的污染。近１／３的煤矸石由于黄铁矿和含碳物质的存在发生自燃，产生有害气体。煤矸石循环利用发展方向：扩大煤矸石制砖、水泥等新型建材和筑基铺路的利用规模；探索煤矸石生产增白和超细高岭土膨润土、聚合氧化铝、陶粒、无机复合肥、特种硅铝铁合金等高附加值利用途径。

　　（２）粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿物的混合物，其矿物组成的波动范围较大。一般晶体矿物为石英、莫来石、磁铁矿、氧化镁、生石灰及无水石膏等，非晶物相为玻璃体、无定型和次生褐铁矿，其中玻璃体质量分数占５０％以上。粉煤灰循环利用发展方向：推广粉煤灰分选和粉磨等精细加工提高附加值，开发大掺量粉煤灰混凝土技术，提升粉煤灰加气混凝土及其制品、陶粒等利废建材，大幅提高利用量和利用比例。有序推进高铝粉煤灰提取氧化铝技术及其配套项目建设。推动煤电基地将粉煤灰用于煤矿井下防治煤自燃和水患安全工程，鼓励粉煤灰复垦回填造地和生态利用。

　　（３）冶炼渣主要成分为浸出金属及其他伴生金属后剩余的脉石或产生的沉淀物。火法冶炼渣多为复杂的混合物或化合物，其组成主要来自矿石、熔剂和燃料灰分中的造渣成分。炉渣是各种氧化物的熔体（化合物、固溶体、溶液以及共晶体等，如氟化钙、氯化钠、硅酸盐等）。炉渣中含量最多的氧化物通常为ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３或ＦｅＯ，其总量可达８０％以上。另外矿石中的其他金属元素也以各种形式存在于炉渣中。冶炼渣循环利用的方向主要包括钢厂推广应用钢渣零排放技术，加大钢渣处理、渣钢提纯、磁选等先进技术研发力度，大力发展钢渣余热自解稳定化处理，提高金属回收率，推广生产钢铁渣复合粉作水泥和混凝土掺和料；鼓励有色金属冶炼渣在生产建筑、道路材料方面的利用。重点解决赤泥综合利用等技术难题。

　　（４）工业副产石膏主要来源于磷化工生产所排放的磷石膏、烟气脱硫产生的脱硫石膏、海盐生产形成的盐石膏、生产氢氟酸产生的氟石膏和发酵法制柠檬酸所产生的柠檬酸石膏等。磷石膏颜色呈灰色或微黄色，ｐＨ值为２～４，化学成分比较复杂，含有残留有机磷、无机磷、氟及其他物质。脱硫石膏的品位较高，但化学成分波动较大，并含有少量的亚硫酸钙（ＣａＳＯ３·２Ｈ２Ｏ）。根据燃烧过程中使用的燃料（特别是煤）和洗涤过程中使用的石灰／石灰石的不同，脱硫石膏中的杂质常有碳酸盐、二氧化硅、氧化镁、氧化铝、氧化钠（钾）等。主要物相为Ⅱ型硫酸钙（无水石膏、也称硬石膏），含少量二水硫酸钙、氟化物及其他杂质。氟石膏中的有害成分主要是氟，含量一般在０．６％～３．０％，其中可溶性氟含量仅为０．０２％～０．０９％，其他以稳定的ＣａＦ２形式存在。由于氟石膏是一种无水石膏，水化反应很慢，在水中溶解速度较二水石膏慢，若不经改性处理直接掺入水泥作缓凝剂，会使水泥产生“假凝”现象。

　　不同的脱硫技术，如石灰石膏法、循环流化床法、氨法脱硫，其工业副产品对应为脱硫石膏、固硫灰渣、硫酸铵晶体。固硫灰渣化学组成由ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳＯ３等几种氧化物所组成，其中的ＣａＯ、ＳＯ３的含量都比较高。矿物相主要以ＣａＣＯ３、ｆ－ＣａＯ、Ⅱ－ＣａＳＯ４、α－ＳｉＯ２等矿物为主。从资源再生利用的角度，循环流态化床法没有优势，吸收１ｔＳＯ２约产生１２．５ｔ的固硫灰渣，是石灰石膏法的５倍，且渣物相成分复杂，难于利用。

　　工业副产石膏循环利用的方向主要包括：大力推进大掺量工业副产石膏技术产业化，推广脱硫石膏、磷石膏用作水泥缓凝剂以及生产纸面石膏板、石膏砌块、石膏商品砂浆等新型建筑材料。利用工业副产石膏开发混凝土复合材料，推进磷石膏制硫酸联产水泥、磷石膏制硫铵碳酸钙等先进技术产业化。

　　推动工业副产石膏制备高强石膏、石膏晶须及相关产品的研发和应用。积极探索农业领域应用，加快工业副产石膏改良盐碱地技术研究。

　　目前，西部大宗典型矿山尾渣、各类冶炼及湿法分离渣累计约５８亿ｔ，如提钒尾渣、锂尾渣、锌镉渣等，占全国废渣贮存量的８９％，而采选回收率低于全国平均水平的１０％～２０％。因此要大力研发多金属矿尾渣有价元素高效富集提取技术、典型冶金废渣制备高性能交通工程材料、新型节能环保建筑材料的关键技术、高钛型高炉渣的资源化高附加值利用技术、有色金属冶炼渣综合回收利用关键技术等。对主要重金属冶炼渣高效利用关键共性技术研究重点在重金属冶炼中间物料综合清洁利用技术；在有色金属资源清洁利用技术开发方面要加强难冶多金属矿产资源高效清洁与综合利用关键技术研究。

　　针对低品位、共伴生矿及各类固体废弃物等非常规矿物资源具有矿相结构稳定或活性特点，研究它们的资源形态、结构转化过程物理耦合调控与质能相互作用规律；掌握非常规矿产资源组成、结构特征、物相重构与化学分离的能势关系、调控机制与转化规律；解决金属冶炼渣资源化综合利用的共性问题，如伴生金属元素回收，包括除主金属外的其他重金属元素、稀贵金属元素、铁金属元素等（铁的回收尤为突出）；脉石成分的资源化利用；重金属元素在后续产品中的行为与调控方法。这些因素将决定金属渣的后续产品的性能与安全性及攻克难题的主要方向。

　　５．３电子废物处理与再生利用

　　电子废物资源化———“城市矿山”矿物学：全球８０％以上可工业化利用的矿产资源，已从地下转移到地上，最终在城市范围内正在或已变成垃圾，该类“垃圾”资源高达数千亿ｔ，并还在以每年１００亿ｔ的数量增加。而靠工业文明发展起来的发达城市，正成为一座座永不枯竭的“城市矿山”。我们把城市“垃圾”中的金属、非金属、有机物以及高附加值的有色金属和稀贵金属加以回收利用，称为“城市挖矿”。

　　电子废弃物不同于一般城市垃圾，其特点是其高增长性、高危害性、高价值性及成分的复杂性和难处理性。目前我国电子产品社会保有量和每年的废弃量巨大，但与农作物桔秆的情况一样，没有成熟的低成本回收集中体系和政策，没有进行高质量的绿色回收转化与处理。

　　电子废物资源化主要研究电子废物（如各种电子元器件、电视、冰箱、洗衣机、电脑、手机等）的拆解、分选、回收等处理工艺、设备及资源化利用技术，如针对电子废弃物中显示器、线路板等的破碎、分离、分选研究金属混合物的识别（尤其是贵金属）、收集和提纯技术。结合地区和城市产业的特点，重点研究电子废弃物中有害成分对环境及人体危害的评价方法以及环境友好性评价，如废弃显示器玻璃环境毒性评价；研究ＬＣＤ屏分离技术与贵重金属绿色回收的基础科学问题及关键技术等。重点“塑性材料高效粉化技术”、“有害物质的等离子体高温熔融技术”、“贵金属复合提取技术”等技术开发，最大限度地实现电子废弃物的循环利用。对特色电子废物短流程高效回收与循环利用应当关注稀土永磁二次资源综合利用关键技术、稀土发光二次资源综合利用关键技术、太阳能板回收利用关键技术、废旧铜资源短流程直接再生利用关键技术、废旧二次电池直接还原熔炼－金属资源循环利用技术研究等。

　　建筑垃圾是下一个潜在可利用的固废资源，每年排放８亿ｔ以上。建筑垃圾的资源化利用应着重从矿物学和材料学的角度研究其粒料的力学、颗粒学特性；用作低档路面基材加工方式；红砖的活性、胶凝性。建筑垃圾经过分选、粉碎、筛分成粗细骨料，代替天然骨料配制混凝土、建筑用砖和道路基材研究。建筑垃圾直接制成粗、细骨料和土，来替代部分天然砂石，制造混凝土、再生砖和古建砖研究。建筑垃圾构件也可加工成再生材料构件，这与建筑的设计、拆除方式和回用标准等有关。

　　６、展望与结论

　　（１）矿物法有可能与物理法、化学法、生物法等一样成为工业固体废物资源化利用独特方式，为系统、科学、多途径的工业固体废物资源循环利用提供选择。固体废弃物矿物学研究查清固体废弃物的物质组成，精确测定有用和有害元素的赋存状态、矿物变化特征，主要物相的粒度、成分、嵌布特征、关联关系等，及在利用过程中矿物的工艺特性；研究固体废弃物在产生过程中的物相变化规律，总结在不同条件下固体废弃物的物相转变机理，以及物料成分、温度等条件对生成物相的粒度、成分、嵌布特征的影响规律。固体废弃物矿物学数据库，为潜在资源的开发利用、方案优化提供基础数据和理论支撑。