铜作为重要的有色金属，被广泛应用于国防工业、电气、机械制造和建筑工业等领域。铜具有优异的理化性质，其消耗量仅次于铝^{［ ［1］ ZHANG L M，WANG Y Y，LI Y，et al. Application of copper for sufficient metal extraction from zinc leaching residue：process optimization and copper reuse［J］. Minerals Engineering，2024，214（15）：108763.
1 ］}。随着铜需求量不断增加，传统铜矿山被大量开采，贫、细、杂的原矿石逐渐成为铜的主要来源，进而产生大量的尾矿和废石^{［ ［2］ ZHANG C H，SU Y H，HE T S，et al. The role of copper ions in improving the flotation of chalcopyrite at low temperatures［J］. Minerals Engineering，2025，220：109091.
［3］ WANG L，WANG M J，ZOU Y C，et al. Amorphous silica effects on copper flotation：a kinetic and selectivity investigation［J］. Powder Technology，2024，448：120327.
2-3 ］}。

根据资料统计，工业上每生产1 t铜金属，便伴随产生400 t的废石和尾矿。 2021年中国产生的铜尾矿达3.92亿吨，占全国尾矿产量的27.63%，仅次于铁尾矿^{［ ［4］ CHEN W，YIN S H，ZHOU G M，et al. Copper recovery from tailings through bioleaching and further application of bioleached tailings residue：comprehensive utilization of tailings［J］. Journal of Cleaner Production，2022，332：130129.
4 ］}。大量的铜尾矿堆存于尾矿库中，不仅占用大量土地，尾矿中残留的药剂和重金属离子还会对周边环境造成严重污染，尾矿库每年的维护管理费用也给企业带来较大经济压力^{［ ［5］ PEI T R，ZHENG Y，WANG Y L，et al. Utilization of copper tailings in the preparation of low-calcium Portland cement clinker and carbonation-hardening mechanism［J］. Construction and Building Materials，2024，457：139362.
［6］ CHEN S C，CAO M Y，LIN W T，et al. Strength and microstructural development in concrete pavements by blended copper tailings powder and copper tailings sand［J］. Materials Today Communications，2024，41：110933.
［7］ CHEN S H，GAO M C，LIN W T，et al. Study on the performance of highly doped copper tailings sand for concrete pavements using specific grading techniques［J］. Minerals Engineering，2024，216（15）：108836.
5-7 ］}。因此，提高尾矿的综合利用率，从源头降低尾矿的堆存量，具有重要的意义。相较于国外，目前国内的尾矿综合利用率较低，国外对铜尾矿的资源化利用技术较成熟，注重“无废、无尾工艺”的应用。随着绿色环保和资源综合利用意识的不断提升，中国对尾矿的综合利用越来越重视，相继出台关于大宗固废利用的政策，加快推进尾矿资源的综合利用^{［ ［8］ CHENG Y，QI R F，HOU J H，et al. Feasibility study on utilization of copper tailings as raw meal and addition for low carbon Portland cement production［J］. Construction and Building Materials，2023，382：131275.
8 ］}。

铜尾矿中含有大量有价组分（S，Cu，Fe，W，Au和Ag等），对其高效回收循环利用，能增加有价金属来源，同时缓解尾矿堆存问题，对于提高矿山企业的效益，具有重要的实践意义。本文综述了铜尾矿有价金属回收和资源化利用的进展，希望能为该领域的发展提供借鉴。

由于不同铜矿山的铜矿成分差异显著，且不同矿山企业的选矿工艺也存在差异，这就导致不同铜尾矿主要成分复杂且差异较大，不同铜矿区尾矿主要成分见表1^{［ ［9］ 谭波，张冬冬，宁平，等. 铜尾矿综合利用研究进展［J］. 化工矿物与加工，2021，50（2）：46-51.
9 ］}。由表可知，铜尾矿的主要成分为SiO₂，Fe₂O₃，Al₂O₃，CaO和MgO等，根据成分含量的差异，可分为高硅、高铁、高铝和高钙镁铜尾矿，这种成分差异直接影响其资源化利用途径，使得不同类型铜尾矿适用于制备不同的建筑材料。除此之外，铜尾矿泥化严重，且嵌布粒度细，在前期选矿作业中，磨矿细度的差异导致不同矿物的嵌布关系复杂，结构复杂，这些因素为铜尾矿综合利用增加了一定的难度^{［ ［10］ 王璐瑶，刘胜，刘广义，等. 铜矿浮选捕收剂研究进展与展望［J］. 铜业工程，2024（3）：69-84.
［11］ LIU S H，LI Q L，SONG J W. Study on the grinding kinetics of copper tailing powder［J］. Powder Technology，2018，330：105-113.
［12］ 李天霞，张晓峰，张适合，等. 河北某铜尾矿综合回收铜的选矿试验研究［J］. 有色金属（选矿部分），2019，（2）：17-22.
10-12 ］}。

铜尾矿的堆积造成大量资源浪费，仅以新疆众升铜尾矿3.6×10⁶ t存量为例，其中Fe和S资源均超过百万吨，回收利用可有效缓解该区域资源匮乏的问题。尾矿库的建设需要耗费大量资金，建设成本约48元/t，2×10⁶ t的铜尾矿库约占地7×10⁵ m²，每年的维护费用超过千万元^{［ ［13］ 李巧玲. 铜尾矿粉在水泥基材料中的作用机理［D］. 武汉：武汉大学，2018.
13 ］}，不仅给企业带来经济压力，还可能造成生态环境的破坏。建成的尾矿库一旦超负荷运行或受到自然灾害的影响，易出现溃坝引发泥石流和滑坡等问题，造成安全事故。铜尾矿粒径小，长期堆存易扬尘，降低大气环境质量，影响周边居民生活环境。尾矿中赋存的Zn，Pb，Mn，Cu和Fe等大量重金属元素，经过雨水冲刷渗透，容易进入土壤和地下水，危害生态环境^{［ ［14］ 焦文亚，赵义，邵辉，等. 湖北某铜尾矿再选回收铜硫试验［J］. 金属矿山，2016，(7):179-181.
14 ］}。如安徽铜陵的尾矿库周边，As，Pb和Zn等元素超标严重，土壤受到污染且需进行修复^{［ ［15］ 林锦，陈云嫩，陆柳鲜，等. 基于生命周期评价法的铜尾矿资源化利用的环境效益分析［J］. 有色金属科学与工程，2021，12(3):106-112.
15 ］}。铜尾矿的资源化利用是缓解尾矿危害的重要手段，因此受到研究人员的高度重视。

铜尾矿中S的赋存形态差异明显，主要以单质硫、硫酸盐和硫化物等形式存在，根据赋存状态的差异，回收的工艺也有较大不同，主要采用浮选法和氧化焙烧法进行回收。其中，浮选法对单质硫和易选硫化矿的回收富集效果较好，在工业生产中被广泛应用。通常采用黄药类捕收剂进行浮选，如金堆城铜尾矿浮选以丁基黄药作为捕收剂，以硫酸铜作为活化剂，经过“两粗-一扫-两精”作业流程，最终硫精矿品位从38%增加至43.3%，每年增加效益130万元^{［ ［16］ 张全凯，吕进章. 从钼矿石综合回收铜尾矿中选硫的实践［J］. 中国钼业，1993，17（5）：14-16.
16 ］}。李广等^{［ ［17］ 李广，温建，肖琴，等. 福建某选铜尾矿高效回收硫精矿试验研究［J］. 福建冶金，2022，51（2）：18-23.
17 ］}以福建某铜尾矿为研究对象，采用“两粗两精-粗精选再磨再选”的工艺流程回收铜尾矿中的硫，以乙基黄药作为捕收剂、FeSO₄作为活化剂，生产出含硫46.3%的硫精矿，达到优-Ⅱ类标准，整体作业回收率为50.4%。姚孟齐等^{［ ［18］ 姚孟齐，童雄，谢贤，等. 澳大利亚某铜尾矿综合回收硫、铁试验研究［J］. 矿产保护与利用，2017 (6): 62-65.
18 ］}以澳大利亚某铜尾矿为研究对象，对比了药剂XT-01，MC44，A31和丁基黄药4种捕收剂对硫的富集效果，研究表明XT-01效果最佳，硫的回收率达92.6%，精矿品位达49.8%。银山铜尾矿经过试验对原工艺进行调整，其选硫作业工艺流程如图1所示，产出的硫精矿品位为45.5%^{［ ［19］ 郭灵敏，洪建华，曹喜民. 选铜尾矿综合回收铜硫铁试验研究［J］. 铜业工程，2015 (6): 17-21.
19 ］}。

在浮选作业中，除了单质硫外，对于易选磁黄铁矿和黄铁矿等硫化矿物，可以通过氧化焙烧将其分解成FeS，进一步氧化后产生SO₂，经过催化氧化后制成H₂SO₄，硫的整体回收率超过95%^{［ ［20］ 刘俊，王代军，龚文琪. 从铁尾矿中综合回收铜硫精矿的试验研究［J］. 矿冶工程，2008 (1): 40-42.
20 ］}。Lei等^{［ ［21］ LEI C，YAN B，CHEN T，et al. Comprehensive utilization of lead-zinc tailings，Part 1：pollution characteristics and resource recovery of sulfur［J］. Journal of Environmental Chemical Engineering，2015，3（2）：862-869.
21 ］}以某铜尾矿为研究对象，通过氧化焙烧脱除尾矿中的硫，研究表明在温度为400 ℃、气固比为1.7 L/g的条件下充分氧化焙烧，最终脱硫率达到99%，产生的SO₂能用于制备硫酸。该工艺相较于浮选法能实现尾矿的脱硫和硫资源回收再利用。研究发现，磁黄铁矿在惰性氛围中焙烧，分解速率受产生的SO₂扩散速率影响，当温度升到一定高温时，磁黄铁矿能以Fe-O-S低温共融体的形式存在^{［ ［22］ 夏飞龙. 高硫高硅铝土矿焙烧脱硫及溶出性能研究［D］. 贵阳：贵州大学，2019.
22 ］}。硫化矿物焙烧物相的转变受温度、反应时间及氧浓度等因素影响，焙烧氛围的改变也会导致反应产物变化，如在CO₂氛围中磁黄铁矿能分解成Fe₃O₄，Fe₂O₃，CO和SO₂等^{［ ［23］ 陈文亮，刘占华，丁银贵，等. 某铜冶炼渣综合回收铜、铁工艺研究［J］. 有色金属(选矿部分)，2019 (4): 58-62.
23 ］}。孙昊等^{［ ［24］ 孙昊，孙体昌，高恩霞，等. 某硫尾矿磁选精矿直接还原同步脱硫时的脱硫机理［J］. 金属矿山，2012 （6）：160-164.
24 ］}以褐煤作还原剂、药剂SH作脱硫剂，将黄铁矿和磁黄铁矿还原成S₂，COS，Fe和FeS，同时实现硫和铁的回收。

高铁铜尾渣是重要的二次铁资源，一般采用磁选、摇床重选、还原焙烧、焙烧-磁选等工艺回收。焙烧-磁选是高铁铜尾矿中回收铁的主要方法，具有针对性强、铁回收率高等优势，一般以焦炭、活性炭、无烟煤等作为还原剂^{［ ［25］ 杨晓峰，刘双安，宋均利. 某尾矿预富集-磁化焙烧-磁选工艺试验研究［J］. 矿冶工程，2019，39(2): 57-60.
［26］ ZHANG X L，HAN Y X，SUN Y S，et al. An novel method for iron recovery from iron ore tailings with pre-concentration followed by magnetization roasting and magnetic separation［J］. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review，2020，41（2）：117-129.
25-26 ］}。邵爽等^{［ ［27］ 邵爽，邢鹏，张文娟，等. 从选铜尾矿中选择性还原回收铁［J］. 工程科学学报, 2019，41(6): 741-747.
27 ］}以煤作还原剂，将其与铜尾矿混合均匀后制成球团，在煤添加量为25%、温度为1200 ℃的条件下焙烧120 min，再经过磁选后，铁精矿品位达到90%，回收率超过95%。对于铁分布于硅酸盐中的铜尾矿，需要提高焙烧温度，增加还原剂用量，以提高铁颗粒的融合。Geng等^{［ ［28］ GENG C，WANG H J，HU W T，et al. Recovery of iron and copper from copper tailings by coal-based direct reduction and magnetic separation［J］. Journal of Iron and Steel Research International，2017，24（10）：991-997.
28 ］}以含铁橄榄石（Fe₂SiO₄）、钙铁辉石（CaFeSi₂O₆）的铜尾矿为研究对象，采用还原-磨矿-磁选的工艺进行回收，在煤添加量为30%、石灰添加量为25%的条件下与铜尾矿混合均匀焙烧，最终铁精矿品位达90.1%，回收率达87.3%，涉及的化学反应如式（1~5）所示。

除了化石原料作焙烧还原剂外，H₂和CO等气态还原剂也被用于还原焙烧。H₂作还原剂时，铜尾矿中铁的氧化物会由点至面聚集在球团表面，而以H₂-CO作还原剂时，颗粒表面会形成气体通道，促进铁氧化物物相的转变^{［ ［29］ ZHANG H Q，CHEN G H，CAI X，et al. The leaching behavior of copper and iron recovery from reduction roasting pyrite cinder［J］. Journal of Hazardous Materials，2021，420：126561.
29 ］}。

虽然用火法焙烧+磁选法回收铁效果显著，但能耗较高，易产生SO₂等气体，造成二次污染。传统选矿技术依靠矿物的物理性质进行分离，能降低处理成本。Wang等^{［ ［30］ WANG L G，CHEN J Z，LI B C，et al. Experimental study on comprehensive recovery of iron from copper flotation tailings［J］. Non-ferrous Metals，2011（4）：16-18.
30 ］}从含有赤铁矿和褐铁矿的铜尾矿中回收铁，采用弱磁选赤铁矿，尾矿再磨后经强磁选回收磁性弱的铁矿物，最终从含铁14.5%的铜尾渣中，生产出品位为44.2%的铁精矿，回收率为53%。铜尾矿粒径对磁选富集铁有直接影响，当0.0374~0.075 mm的粒径占比>60%时，磁选无法有效富集铁，需要进行富集预处理^{［ ［30］ WANG L G，CHEN J Z，LI B C，et al. Experimental study on comprehensive recovery of iron from copper flotation tailings［J］. Non-ferrous Metals，2011（4）：16-18.
30 ］}。

综上所述，铜尾矿中铁的含量和物相形式均影响回收效果，需要有针对性地选择合适的方法回收铜尾渣中的铁。对于Fe₂O₃居多的尾矿，也可以采用酸浸工艺进行回收。

铜尾矿中通常残留少量铜，对于易选硫化铜矿产生的尾矿，依旧是重要的二次铜资源。如云南某铜选厂尾矿仍含0.097%铜，通过旋流器处理后再浮选作业，能够产出15%的铜精矿，整体回收率超过80%，可为企业产生额外的经济效益^{［ ［31］ 顾恒光，范宛惠，谢蕾，等. 某高硫铜矿预选铜尾矿活化浮硫试验研究［J］. 中国矿业，2024，33（7）：234-244.
31 ］}。一般铜尾矿含泥高，直接浮选效果较差，需要脱泥处理，对含铁较高的尾矿，还需经过磁选抛等预处理，再结合传统浮选作业实现铜的富集回收。

陶恒畅等^{［ ［32］ 陶恒畅，郭超华，毛富邦. 内蒙古某铜尾矿再选试验研究［J］. 黄金，2021，42（10）：83-86.
32 ］}以内蒙古某铜品位为0.14%的铜尾矿为研究对象，研究发现该尾矿中铜主要分布于+0.045 mm粒级中，并与磁黄铁矿和脉石连生，采用预选脱泥-粗粒再磨-浮选回收的工艺流程（图2），以38号黄药+Y-89作捕收剂、石灰+六偏磷酸钠作调整剂，在最佳工艺条件下，获得铜精矿品位为19.01%、回收率为34.2%。Lü等^{［ ［33］ LÜ C C，WANG Y L，QIAN P，et al. Separation of chalcopyrite and pyrite from a copper tailing by ammonium humate［J］. Chinese Journal of Chemical Engineering，2018，26(9): 1814-1821.
33 ］}在铜尾矿浮选试验中，以腐殖酸钠作调整剂，在最佳条件下产出铜精矿品位为19.92%、回收率达84.3%。

铜尾矿中通常含有其他少量有价金属，常见的有W，Ni，Co和Mn等，具有较高的回收价值。

邱显扬等^{［ ［34］ 邱显扬，王成行，胡真，等. 从选铜尾矿中综合回收铜铋钨试验研究［J］. 有色金属（选矿部分），2011（4）：19-22.
34 ］}对铜尾矿中Cu，Bi和W等金属进行富集回收，通过对有价金属的嵌布关系进行分析，采用全浮选工艺分别回收铜精矿、铋精矿和钨精矿，在最佳工艺条件下，Cu回收率为35.8%、Bi回收率为40.6%、W回收率为53.9%。该项研究已经在实际生产中得到应用，为铜尾矿中复杂低含量有价金属的回收提供了重要参考。除此之外，崔立凤等^{［ ［35］ 崔立凤. 从铜尾矿中回收白钨的选矿试验研究［J］. 中国钨业，2014，29（2）：8-12.
35 ］}对铜尾矿采用先脱硫再选钨的工艺，在铜尾矿粒径-0.075 mm占比75%的条件下，采用一粗两精两扫的工艺脱硫，产出品位为48.9%、回收率为98.2%的硫精矿，浮选尾矿再经过两粗五精两扫的工艺富集钨，最终钨回收率超过80%。除了传统浮选工艺回收有价金属外，湿法酸浸对嵌布复杂、氧化率高、品位低的铜尾矿效果更佳。Chen等^{［ ［36］ CHEN T，LEI C，YAN B，et al. Metal recovery from the copper sulfide tailing with leaching and fractional precipitation technology［J］. Hydrometallurgy，2014，147：178-182.
36 ］}回收低品位硫化铜尾矿中的Cu，Fe，Zn和Mn时，采用硫酸浸出工艺。在硫酸质量浓度为0.24 mg/L、固液比（g/mL）为1∶2的条件下，对铜尾渣进行常温浸出，再分步沉淀回收。Xie等^{［ ［37］ XIE Y T，XU Y B，YAN L，et al. Recovery of nickel，copper and cobalt from low-grade Ni-Cu sulfide tailings［J］. Hydrometallurgy，2005，80（1/2）：54-58.
37 ］}以硝酸+硫酸在常温常压下浸出含Ni和Co的铜尾矿，在最佳浸出条件下，Ni，Co和Cu的浸出率分别为91.5%，54.6%和85%。湿法浸出后的铜尾矿，有价金属溶解进入浸出液中，再通过萃取剂P204，P507，Cyanex272，P350和N235等实现不同金属的选择性分离。

回收部分有价金属后的尾矿，依旧堆存量大，为减少尾矿库中的存量，需要研究更广泛的尾矿应用。由于铜尾矿粒径细且较均匀，含有大量Si，Ca和Mg等脉石矿物，促使其在建筑材料等领域有广阔应用前景。

水泥生产中添加含Si，Ca的脉石矿物作原料，主要成分与铜尾矿相似。 铜尾渣作为水泥原料时，能有效提高水泥强度。Zhang等^{［ ［38］ ZHANG C S，ZHOU T T，WU Q S，et al. Mechanical performances and microstructures of cement containing copper tailings［J］. Asian Journal of Chemistry，2014，26（5）：1371-1375.
38 ］}对比了不同铜尾矿添加量对水泥强度的影响。试样表面添加铜尾矿，产生C-S-H凝胶与Ca（OH）₂胶结在一起，对原本有空隙的浆体进行了有效填充，从而使水泥密度增加，抗压强度和抗弯强度均有明显增加。然而，当铜尾矿添加量超过15%，水泥质量下降，这主要是由于浆体中的空隙有限，一旦填满之后，会影响铜尾矿的抗压强度和抗弯强度。除此之外，铜尾矿的添加还能增加水泥的吸水率和抗酸蚀性。有研究表明，水泥中掺杂5%的铜尾矿时，在高温炉煅烧过程中，能降低烧结成分，更利于生产^{［ ［39］ 陈杜娟，王志丰，王婷霞. 某尾矿综合回收选矿实验研究［J］. 矿产综合利用，2021（1）：104-108.
39 ］}。

除了在水泥生产中的应用，铜尾矿还能替代混凝土中部分砂石，减少生产成本。在控制添加比例的同时，可提升混凝土的抗压强度和透水性。林海威等^{［ ［40］ 林海威，张水兵，谢建斌. 铜尾矿粉透水混凝土性能研究［J］. 混凝土，2018（5）：157-160.
40 ］}以云南某铜选矿厂的浮选尾矿作混凝土添加剂，发现添加5%细磨后的尾矿，混凝土的抗压强度达24.5 MPa，随着铜尾矿的持续掺入，抗压强度则会下降。铜尾矿提升混凝土的性能主要是由于其粒径小，通过掺杂搅拌均匀后，能改善孔径分布，对混凝土结构的密实度有促进效果。除此之外，铜尾矿还能改良混凝土的机械强度和耐磨性，减缓重金属离子和Cl⁻的释放、渗透。Onuaguluchi等^{［ ［41］ ONUAGULUCHI O，EREN Ö. Cement mixtures containing copper tailings as an additive: durability properties［J］. Materials Research，2012，15(6): 1029-1036.
41 ］}将超细铜尾矿作混凝土添加剂，在添加量为5%时，虽然对混凝土的凝结时间、孔隙率和坍落度等有负影响，但显著提升了抗压强度、耐磨性并抑制了重金属离子的释放。Zhang等^{［ ［42］ ZHANG Y X，SHEN W G，WU M M，et al. Experimental study on the utilization of copper tailing as micronized sand to prepare high performance concrete［J］. Construction and Building Materials，2020，244：118312.
42 ］}以铜尾矿作添加剂改性混凝土，研究表明当铜尾矿添加量为20%时，混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透能力均有明显提升，并且在毒性浸出实验中发现，原铜尾矿中的重金属离子被固封在混凝土中，难以溶出。铜尾矿中含量较高的SiO₂，CaO和Al₂O₃等物质，经过预处理后，能替代传统钙、硅质矿原料，并且具有高抗拉强度等优势，可减少应用中出现裂缝的问题。

免烧砖是一种不经高温煅烧的新型墙体材料，主要以含SiO₂，Fe₂O₃和Al₂O₃等废料为原料，经过混合轮碾后，充分水化形成Si-Al玻璃体，再与CaO反应生成胶状玻璃体。

胶状玻璃体自身结构不稳定，需要掺入添加剂改善其网络结构强度，从而提高免烧砖强度。铜尾矿中含有Si，Fe和Al等氧化物，可用于免烧砖的制备。Fang等^{［ ［43］ FANG Y H，GU Y M，KANG Q B，et al. Utilization of copper tailing for autoclaved sand-lime brick［J］. Construction and Building Materials，2011，25（2）：867-872.
43 ］}以铜尾矿为原料制备免烧砖，对比分析了不同添加量的铜尾矿对砖抗压强度的影响，研究结果表明，未添加铜尾矿时砖的强度为24.3 MPa，在铜尾矿添加量为40%时，砖的强度依然有23.8 MPa，符合国家产品质量要求。冯启明等^{［ ［44］ 冯启明，王维清，张博廉，等. 利用四川某铜矿尾矿制作轻质免烧砖的工艺研究［J］. 中国矿业，2010，19（12）：90-92，95.
44 ］}将水泥、石灰、废弃聚苯泡沫粒与铜尾矿按一定比例混合均匀后，制备出免烧砖，在铜尾矿用量为70%~80%时，砖的抗压强度为3.6~10.4 MPa，达到应用标准。

综上所述，铜尾矿在制备建筑材料的应用中，能有效改善材料性能，并能大幅减少铜尾矿的堆积，但铜尾矿成分的波动也限制了其在该领域的应用。

尾矿制备微晶玻璃已经成为研究热点，如铁尾矿、粉煤灰、煤矸石、高炉渣等已经被作为制备不同功能微晶玻璃的原料，具有良好的应用前景和经济效益^{［ ［45］ 廖力. 利用铜矿尾矿制备微晶玻璃试验研究［J］. 矿产综合利用，2017（6）：82-85.
［46］ DAI W B，LI Y，CANG D Q，et al. Effects of sintering atmosphere on the physical and mechanical properties of modified BOF slag glass［J］. International Journal of Minerals，Metallurgy and Materials，2014，21（5）：494-502.
45-46 ］}。铜尾矿中含有的SiO₂，CaO，K₂O，Na₂O和Al₂O₃等成分与微晶玻璃相似，也可用作制备微晶玻璃的原料。

以铜尾矿为原料制备微晶玻璃的过程中，熔融温度对微晶玻璃黏度和流动性均有显著影响，有研究表明，熔融温度为1180 ℃时，高Ca、低Si铜尾矿熔融法制备的CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂四元系微晶玻璃有更好的流动性，更利于后续晶化^{［ ［47］ ZHANG K，LIU J W，LIU W C，et al. Preparation of glass-ceramics from molten steel slag using liquid-liquid mixing method［J］. Chemosphere，2011，85（4）：689-692.
47 ］}。此外，高温熔融制备微晶玻璃时，能将铜尾矿中的Fe₂SiO₄还原成Fe单质，并凭借比重差异实现分离，更利于微晶玻璃表面主晶相的增大。Shi等^{［ ［48］ 施麟芸，毛佩林，刘松柏， 等. CaO-MgO-Al2O3-SiO2系铜尾矿微晶玻璃析晶特征研究［J］. 硅酸盐通报，2020，39(5):1645-1649.
48 ］}以硅质量分数为72.4%的铜尾矿作为制备微晶玻璃的原料，将Fe₃O₄和Cr₂O₃作为微晶核剂制备CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂四元系微晶玻璃，试验结果表明，通过压延法，在控制温度为900 ℃下进行热处理，最终形成透辉石为主晶相、结构致密的微晶玻璃，具有较高的应用价值。罗冰^{［ ［49］ 罗冰. 四川某铜尾矿释硫-选铁-制备微晶玻璃及机理研究［D］. 绵阳：西南科技大学，2021.
49 ］}将释硫、提铁后的铜尾矿制备CaO-SiO₂-Fe₂O₃系磁性微晶玻璃，试验将CaO作添加剂与铜尾矿混合，并在不同温度下烧结，考察不同CaO添加量对磁性微晶玻璃性能的影响。 结果表明，随着焙烧温度升高，磁性微晶玻璃的饱和磁化率（Ms）下降，并且随着CaO的添加量（0%，5%和10%）增加，微晶玻璃的磁化率下降，这主要是由于Ca²⁺和Fe³⁺半径较大，更易占据空穴较大的b位，从而导致原子磁矩差降低。不同焙烧温度对磁性微晶玻璃磁化率的影响如图3所示。

以铜尾矿为原料制备微晶玻璃的过程中，需要配合添加Na₂O，Cr₂O₃，TiO₂，P₂O₅和CaO等物质作助熔剂或晶核剂，并采用熔融法或压延法经过核化、晶化制备四元或三元微晶玻璃。除单独使用铜尾矿外，还可以与粉煤灰、铁尾矿、钢渣等固废按比例混合，制备微晶玻璃。Jiang等^{［ ［50］ 江勤，陆雷，赵莹，等. 复合废渣微晶玻璃热处理制度的确定与显微结构分析［J］. 硅酸盐通报，2006(4): 193-197.
50 ］}将铜尾矿、粉煤灰、钢渣等按比例均匀混合，再添加晶核剂Fe₂O₄和Cr₂O₃，采用熔融法制备透辉石为主晶相的微晶玻璃，控制温度为710 ℃左右，产出了CaO-Al₂O₃-SiO₂三元系微晶玻璃。

陶瓷是日常生活中的常见物品，主要以黏土、石英和长石等天然矿物或岩石为原料，其主要成分为CaO，K₂O和硅酸盐等，与铜尾矿主要成分相似。因而铜尾矿能够作为制备陶瓷的原料^{［ ［51］ 杜淑华. 铜尾矿有价元素资源化应用基础研究［D］. 徐州：中国矿业大学，2013.
51 ］}。

通过调整黏结剂、发泡剂及焙烧温度等因素，可将铜尾矿用于制备发泡陶瓷、轻质陶瓷等不同性质的陶瓷。丁向群等^{［ ［52］ 丁向群，潘阳，李刚，等. 发泡剂及粘结剂用量对铜尾矿轻质材料性能的影响［J］. 沈阳建筑大学学报（自然科学版），2013，29（1）：121-126.
52 ］}将磷酸盐（黏结剂）、碳粉（发泡剂）和金属氧化物（固化剂）与铜尾矿混合，经过900 ℃高温焙烧制备出轻质陶瓷。杨航等^{［ ［53］ 杨航，李伟光，申士富，等. 江西某铜尾矿制备发泡陶瓷的正交试验研究［J］. 铜业工程，2019(2): 78-86.
53 ］}以某地铜尾矿为原料，按比例添加废石和钠长石，在最佳工艺条件下制备出发泡陶瓷，其抗压强度为5.3 MPa，表观密度为605 kg/m³，指标达到发泡陶瓷材料的要求。对于硫含量较高的铜尾矿，高温制备陶瓷过程中易释放出SO₂，影响陶瓷材料气孔的生成，还易造成环境污染。李伟光等^{［ ［54］ 李伟光，林荣琪，宋厚彬，等. 高硫铜尾矿制备多孔陶瓷材料及其孔结构性能研究［J］. 矿产保护与利用，2024，44（2）：91-98.
54 ］}以铜陵某高硫铜尾矿为原料，先通过浮选和磁选将尾矿中硫含量降至0.69%，再按12∶4∶3∶1的质量比例添加铜尾矿、钾长石、钠长石和硅微粉，然后粉磨40 min，制备出多孔陶瓷材料，其抗压强度为2.94 MPa、表观密度为412 kg/m³，合成的多孔陶瓷材料孔隙分布如图4所示，其孔隙率为56.9%，具有良好的孔隙结构。

原矿石的开采通常会造成巨大的地下采空区，如果未得到妥善处理，极易出现安全事故。将尾矿用于矿山采空区回填，不仅可以防止采空区塌陷，还能减少尾矿库的堆积。目前，尾矿的填充方法包括：干式充填、水砂充填、胶结充填和膏体充填^{［ ［55］ 朱梦云. 铜尾矿地聚物混凝土基本力学性能与工程应用研究［D］. 西安：西安理工大学，2023.
55 ］}。基于大量研究和工业应用基础，尾矿充填技术日益成熟，对矿山企业的绿色可持续发展起了重要支撑作用。

铜尾矿充填矿山采空区的方案也被广泛研究和应用，如贵州金川、彝良矿业、云锡等矿区已将铜尾矿用作填充物。在充填过程中，需要添加早强剂、减水剂、纤维材料等物质，以提高膏体的流动性和尾矿充填的强度。影响尾矿充填的因素主要包括：胶凝材料、尾矿颗粒大小、外加剂和周围环境等^{［ ［56］ 李翠平，黄振华，阮竹恩，等. 金属矿膏体流变行为的颗粒细观力学作用机理进展分析［J］. 工程科学学报，2022，44（8）：1293-1305.
［57］ ERCIKDI B，KESIMAL A，CIHANGIR F，et al. Cemented paste backfill of sulphide-rich tailings：importance of binder type and dosage［J］. Cement and Concrete Composites，2009，31（4）：268-274.
56-57 ］}。常见的凝胶材料包括水泥、石灰、高水材料或硅灰等，与尾矿混合后输送至矿山采空区，经一定时间固结后形成一定强度的胶结体^{［ ［58］ LI X B，DU J，GAO L，et al. Immobilization of phosphogypsum for cemented paste backfill and its environmental effect［J］. Journal of Cleaner Production，2017，156：137-146.
58 ］}。对于交通不便和资源相对匮乏的矿山区域，除了考虑凝胶材料的性能，还需要考虑经济成本。实际工业应用中，常将粉煤灰、废玻璃、矿渣等废弃物替代水泥等凝胶材料，以降低处理费用。但对于高硫铜尾矿，需要重视尾矿中硫化物对充填体的腐蚀作用，大量研究发现过高的硫化物会降低充填体强度^{［ ［59］ 程绍凯，李文博，韩跃新. 东鞍山浮选尾矿预富集—磁化焙烧—磁选试验研究［J］. 金属矿山，2021 (5): 91-95.
59 ］}。Kesimal等^{［ ［60］ KESIMAL A，YILMAZ E，ERCIKDI B. Evaluation of paste backfill mixtures consisting of sulphide-rich mill tailings and varying cement contents［J］. Cement and Concrete Research，2004，34（10）：1817-1822.
60 ］}研究发现，尾矿中硫化物易与凝胶材料发生反应，生成CaSO₄等，增加充填体间的孔隙率，从而影响强度。对于胶凝时间较长的尾矿，需要添加Na₂O·nSiO₂，C₆H₈O₇和NaSiO₃等外加剂，以加快胶凝材料的水化反应速率，改善充填体孔隙结构。李茂辉等^{［ ［61］ 李茂辉，杨志强，王有团，等. 粉煤灰复合胶凝材料充填体强度与水化机理研究［J］. 中国矿业大学学报，2015，44（4）：650-655.
61 ］}研究发现，NaSiO₃配合适量碱性物质，能减少尾矿中酸性硫化物对充填体的腐蚀，明显改善尾矿充填体的性质。

铜尾矿用于采矿采空区的填充可推动矿山的可持续发展，此领域的尾矿流动性和力学特性研究已经取得良好成果。但胶凝材料所需的成本较高，开发绿色、低成本的胶凝材料，是该领域重点研究方向。

堆存于尾矿库的铜尾矿，一般含有较高浓度的Cu，Pb，Zn，Cd，As和Fe等重金属离子，极易造成周边土壤和地下水的污染。目前，铜尾矿的改良与修复一般采用植物、微生物修复，土壤改良或地貌重整等手段，其中，利用特定植被和改良剂对铜尾矿中有害物质进行提取、吸收、分解和固化的方法，具有低成本、绿色环保的优势，是当前研究的热点^{［ ［62］ 储昭霞. 煤矸石协同植物对铜尾矿改良的效果与作用机制研究［D］. 淮南：安徽理工大学，2020.
［63］ 林海，江昕昳，李冰，等. 有色金属尾矿植物修复强化技术研究进展［J］. 有色金属工程，2019，9(11): 122-132.
62-63 ］}。

植被修复铜尾矿的关键在于植物能耐受高浓度重金属离子的恶劣环境。目前用于铜尾矿改良修复的植被包括：紫羊茅、大麦、桉树、印度芥菜、香根草、黑麦草、国槐、红合欢花和紫花豌豆等，均能在贫瘠且重金属离子严重污染的土壤中良好生长^{［ ［64］ PADMAVATHIAMMA P K，LI L Y. Phytoremediation technology：hyper-accumulation metals in plants［J］. Water Air and Soil Pollution，2007，184（1）：105-126.
［65］ ASENSIO V，VEGA F A，ANDRADE M L，et al. Tree vegetation and waste amendments to improve the physical condition of copper mine soils［J］. Chemosphere，2013，90（2）：603-610.
［66］ 徐德聪，孙庆业，沈章军，等. 铜尾矿库剑叶金鸡菊根际尾矿和植株的重金属元素含量及相关分析［J］. 植物资源与环境学报，2018，27（1）：27-36.
［67］ 周少燕. 三种豆科植物对铜尾矿矿砂的抗性及修复潜力研究［D］. 南昌：江西财经大学，2017.
［68］ 马超. 蜀葵、黑心菊对铜尾矿的耐性及铜污染环境的修复研究［D］. 南昌: 江西财经大学，2015.
64-68 ］}。但单独依靠植被改良修复尾矿库效率较低且效果一般，为提高尾矿的改良修复效果，通常添加改良剂至尾矿中，通过吸附、络合、沉淀、氧化还原等反应，改变重金属离子价态或存在形式，降低其有效性和移动性，达到最终的改良目的^{［ ［69］ 郝秀珍，周东美，薛艳，等. 天然蒙脱石和沸石改良对黑麦草在铜尾矿砂上生长的影响［J］. 土壤学报，2005，42（3）：434-439.
69 ］}。目前，铜尾矿的改良修复多采用植被与改良剂搭配使用，常见的铜尾矿改良剂种类分为：无机型、有机型、复合型。无机改良剂有石灰类、磷酸盐类、黏土矿物和工业废弃物（粉煤灰等），其中石灰类改良剂可提高土壤pH，将重金属离子转变成氢氧化物，磷酸盐类改良剂可通过溶解-沉淀固化Pb。有机改良剂包括农作物秸秆、家禽粪便和污泥等，富含大量腐殖酸，通过络合作用降低有毒重金属离子的活性^{［ ［70］ TAPIA Y，CASANOVA M，CASTILLO B，et al. Availability of copper in mine tailings with humic substance addition and uptake by Atriplex halimus［J］. Environmental Monitoring and Assessment，2019，191（11）：651.
［71］ TAN W N，LI Z A，QIU J，et al. Lime and phosphate could reduce cadmium uptake by five vegetables commonly grown in south China［J］. Pedosphere，2011，21（2）：223-229.
［72］ 鲁洪娟，周德林，叶文玲，等. 生物有机肥在土壤改良和重金属污染修复中的研究进展［J］. 环境污染与防治，2019，41（11）：1378-1383.
70-72 ］}。Ruben等^{［ ［73］ FORJÁN R，ASENSIO V，RODRÍGUEZ-VILA A，et al. Contribution of waste and biochar amendment to the sorption of metals in a copper mine tailing［J］. Catena，2016，137: 120-125.
73 ］}研究发现腐殖酸能促进铜尾矿中Cu²⁺向香根草根部迁移，但对Zn²⁺影响较小。复合改良剂一般是将有机和无机改良剂混合使用，如堆肥+生物炭、磷酸氢二铵+石灰石、造纸厂污泥+石灰等，以此来改良铜尾矿中pH，以及TC和TN的含量。

通过植被和改良剂对铜尾矿的改良修复，能有效降低铜尾矿对周边环境的威胁，符合绿色矿山发展理念。但在改良过程中，改良剂的成本较高，且易造成土壤二次污染，尤其是对微生物、土壤质量和性质均有较大影响。

中国铜尾矿资源综合利用已取得显著进展，但整体利用率仍较低，与世界先进水平相比还存在较大差距。主要原因包括：1）资源化利用产品价值较低，水泥、混凝土等建材价值不高，并且矿山周边需求量一般较低，无法大规模消耗。高端陶瓷、微晶玻璃等产品，研发和制造成本较高，工艺复杂，并未在工业生产中得到大规模应用。2）配套政策还需进一步完善，对尾矿二次资源产品缺少宣传和政策保护，市场销售不畅，不能真正意义上实现尾矿资源的循环利用。3）金属回收工艺不成熟，不同区域铜尾矿成分差异显著，单一的选矿工艺无法高效回收有价金属，需要更多理论和工艺研究，完善相关体系，实现金属资源的再回收。

为了更好提升铜尾矿的综合利用率，未来研究应聚焦以下方向：1）联合工艺技术的研发。铜尾矿中有价金属含量较低，传统选矿技术无法有效回收，需要结合其他工艺，实现综合回收。2）新技术的研究。微生物浸出等新技术更适合尾矿中低品位有价金属的回收，筛选适应能力强的菌株，提升处理能力。3）高端产品的研究。加大铜尾矿制备高端微晶玻璃、陶瓷等产品的工艺，提升产品的竞争力，扩大产品销路。4）大型设备的研究。铜尾矿的研究很多仅停留在实验室阶段，并未真正实现成果转化，需要开展配套大型设备研究，为产业化应用奠定基础。5）尾矿改良修复的研究。提升改良修复的效率，实现尾矿快速转化和废弃土地生态系统重建，降低企业的维护成本，避免出现安全问题。