我國礦山固體廢物綜合治理的現(xiàn)狀及對策探討

    (1長沙理工大學(xué)橋梁與結(jié)構(gòu)工程學(xué)院 2中南大學(xué)地學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院)

    環(huán)境保護(hù)和治理中一個急需解決的重要問題是對固體廢物的處置，而固體廢物的主要來源是采掘工業(yè)所排棄的廢石和尾礦，即礦山的固體廢物。

    我國礦山廢石和尾礦的排放量十分龐大，不僅影響到不能充分利用礦產(chǎn)資源，而且危害環(huán)境，適合明顯的是對土地的破壞。廢石的堆積和尾礦壩的構(gòu)筑不僅侵占大面積農(nóng)田和土地，而且嚴(yán)重污染水源和土壤；若堆放的廢石尾礦管理不善，還有可能發(fā)生重大事故，如廢石堆自燃、尾礦壩滑坡等。因此，高度認(rèn)識礦山固體廢物的危害和面臨的嚴(yán)峻形勢，進(jìn)一步加強(qiáng)對礦山固體廢物的管理，開展對礦山固體廢物綜合治理及應(yīng)用研究，具有十分重要的意義。

    一、礦山固體廢物的危害

    據(jù)統(tǒng)計，全球采掘工業(yè)每年排放的工業(yè)固體廢物總量達(dá)數(shù)百億噸，在我國，黑色金屬礦山每年排放的廢石尾礦約6.2億噸，有色金屬礦山每年排出的廢石尾礦達(dá)11500萬噸，煤矸石約1.3億噸。這些廢石、尾礦的大量排放，嚴(yán)重破壞了土地資源的自然生態(tài)環(huán)境，不僅侵占大量土地，破壞自然景觀，而且其成分十分復(fù)雜，含有多種有害成分甚至放射性物質(zhì)，可污染礦區(qū)和周圍環(huán)境，構(gòu)成嚴(yán)重的社會公害。

    礦山廢石和尾礦通常是通過水、氣和土壤對周圍環(huán)境進(jìn)行影響，其主要污染途徑有以下方面：

    （一）通過空氣污染

    廢石堆中的硫化礦物與空氣接觸，可強(qiáng)烈氧化釋放出SO2、CO2、H2S、NO等有害氣體，而粒徑極細(xì)（<10μm）的尾礦干燥后會隨風(fēng)飄揚(yáng)形成飄塵，污染大氣和環(huán)境。

    （二）通過水污染

    廢石或尾礦風(fēng)化中可形成溶于水的化合物或重金屬離子，經(jīng)地表水或地下水嚴(yán)重污染周圍水系及土壤，危害人體健康，影響農(nóng)作物、森林、禽蓄和魚類的生長和繁殖。如大部分礦山廢棄物中含有硫鐵礦，其風(fēng)化或以化學(xué)作用形成酸性廢水，嚴(yán)重危害森林、農(nóng)田、人類和動物的生長。

    （三）通過土壤污染

    礦山廢石和尾礦露天堆放，其中的有害成分經(jīng)過風(fēng)化、雨淋、地表徑流的侵蝕滲入土壤，使土壤被有害物質(zhì)、放射性物質(zhì)等污染，造成土壤酸化、鹽漬化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)改變，破壞土壤中微生物的生長，影響作物根系生長。

    （四）通過廢石、尾礦堆放的污染

    廢石堆放的不穩(wěn)定易引起巖堆移動和泥石流等災(zāi)害，而且尾礦堆放侵占土地，破壞自然景觀，

    尤其是任意排放和壩址的不合理布置，對環(huán)境危害極大。

    二、礦山固體廢物的治理及應(yīng)用

    鑒于廢石、尾礦隨意露天堆放會對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害，一般礦山對廢石、尾礦均采取了一定的處理措施，而且隨著社會的發(fā)展和人們對環(huán)境意識的提高，對礦山固體廢物的治理越來越受到重視。2001年11月5～7日，固體廢物污染控制及其資源化國際會議在長沙中南大學(xué)召開，來自美國、加拿大、日本、韓國等與會國內(nèi)外國專家和學(xué)者都對礦山固體廢物的治理及應(yīng)用表示出了極大的關(guān)注。

    （一）作為“二次資源”回收再生

    隨著國家建設(shè)發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求規(guī)模日益擴(kuò)大，回收再生利用礦山采、選、冶過程中產(chǎn)生的大量廢石、尾礦等補(bǔ)充礦產(chǎn)資源成為大規(guī)模開采礦產(chǎn)資源中的一個重要方面。無論黑色或有色金屬礦山都可考慮對過去的廢石和尾礦再次采、選以回收其中的有價金屬及有用組分。我國一些生產(chǎn)歷史悠久的老礦山，由于當(dāng)時技術(shù)等方面的條件限制，致使廢石、尾礦不僅數(shù)量大，而且其中有價金屬等可重新利用的資源極為豐富。如云錫公司的錫尾礦，錫平均品位在0.13％～0.17%，并伴有鉛、鋅、鐵、銅、砷等多種成分，形成一個新的以錫為主的多金屬礦床。

    隨著礦山技術(shù)的發(fā)展，廢石、尾礦回收再生新工藝和新方法的出現(xiàn)，一方面使廢石、尾礦回收再生對礦品位的要求逐漸降低，如在適合近50年中選銅技術(shù)對礦品位的要求已由2％降低至0.2％；另一方面，也使得廢石、尾礦的回收再生率相對提高，如近來美國從銅、鉛、鋅、錫、黃鐵的尾礦提取率適合高可達(dá) Cu 36％～37%， Pb 28％～89%，Sn 20％～30%，Au 51％～94%。

    （二）作為原材料進(jìn)行廢石、尾礦的綜合利用

    由于廢石、尾礦中含有多種金屬化合物和礦物成份，近年來對廢石、尾礦綜合利用研究發(fā)展迅速，相繼成立了許多專門研究機(jī)構(gòu)，對廢石、尾礦的綜合開發(fā)和利用取得了許多新的研究成果，其主要利用途徑有：①農(nóng)肥；②建材，如水泥、玻璃、陶瓷、保溫、隔熱，隔音材料等；③鑄石、鑄造砂原料；④寶石、彩石、顏料；⑤復(fù)地或充填材料；⑥耐火材料等。

    （三）造地復(fù)田

    這種處理途徑是利用先進(jìn)的技術(shù)對因廢石、尾礦堆積而破壞或占用的土地及耕地進(jìn)行新植被，以穩(wěn)定巖土、減少水土流失，減輕廢水污染。利用尾礦庫造地復(fù)田植被綠化，美國從二十世紀(jì)30年代就開始了這項(xiàng)工作，此后二三十年內(nèi)共復(fù)墾廢石場約800萬畝，復(fù)墾率達(dá)40%，在我國一些有色金屬礦山中多已實(shí)施。如中條山有色金屬公司蓖子溝銅礦兩個服役期滿的尾礦庫，已采用復(fù)土植被的方法造田410畝，糧食、水果都獲得了豐收；金川采用“覆蓋、蓄水、恢復(fù)植被、引水建立人工植被方案”，對大型尾礦庫進(jìn)行環(huán)境治理，填補(bǔ)了我國在該地質(zhì)條件下尾礦治理的空白，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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