【門窗幕墻網】近些年來隨著我國經濟的快速發展,環境也受到了極大地破壞,我們要秉持著發展經濟不能以犧牲環境為代價的原則,重視環境問題。其中比較重要的一個問題就是對于固體廢物的處理,而固體廢物的主要來源是采掘工業所排廢的廢石和尾礦,即礦山的固體廢物。礦山固體廢物屬于工業固體廢物,主要是指各類礦山在建設井巷、開采過程、露天采礦過程中所產生的剝離物和廢石以及洗冶礦過程中所產生的尾礦或廢渣等。

我國礦山開采產生的剝離廢石量驚人,且礦山開采的采剝比大,如冶金礦山的采剝比為(2~4);直色礦山采剝比大多在1:(2~8),最高達1:14;黃金礦山的采剝比最高可達1:(10~14)。我國礦山每年廢石排放量超過6億t,僅露天鐵礦山每年剝離廢石就達4億t。我國廢石的堆存總量已達數百億噸,是名副其實的廢石排放量第一大國。

固體廢物帶來的危害也是很巨大的,主要有以下幾個方面:

其一是污染礦山周邊環境。礦山中的礦物,在未經過處理之前含有大量的未知污染物,其廢棄物自然也帶有超標的污染物質(如放射性元素、重金屬元素等)。在礦山固廢堆放的過程中,這些污染物質一方面會滲透到地下,污染周邊的土壤和水源;另一方面,也會和地表上的其他物質產生反應,形成新的污染。據了解,在我國礦山破壞土地的總面積中,約59%是由于采礦形成的采空區而遭到破壞的,20%被露天廢石堆占據,13%被尾礦庫占據,5%被地下采出的廢石堆所占用,3%處于塌陷危險區。這其中,尾礦和廢石堆占到了總數的38%。

其二實造成水土流失。嚴重的土壤污染會使礦山地表無法繼續生長植被,導致周邊土質日益疏松,當雨水沖刷的時候就會形成水土流失。其三是帶來安全隱患。礦山固廢亂堆放,加上土質因受到破壞而變得疏松,所以隨時都有可能會出現坍塌或山體滑坡的現象。近年來,由此引發的災難時有發生,如排土場滑坡、泥石流、尾礦庫潰壩等,不僅破壞了生態環境,也對民眾的生命和財產安全產生了嚴重的威脅。2015年12月20日,廣東省深圳市光明新區紅坳余泥渣土受納場就發生了一起特大滑坡事故,造成了73人死亡。經調查后發現,事故發生的主要原因是該受納場嚴重超庫容、超高堆填,這才引發了這場悲劇。此外,由于堆放的礦山固廢造成環境惡化,所以后期的修復成本也會大大提高。

其四是礦山固體廢物的大量排放造成資源的嚴重浪費。礦山固體廢物中常含有多種金屬元素,如果長期堆放和流失,不及時進行回收和綜合利用,不僅污染環境,而且對于國家礦產資源來說也是一種極大的浪費。我國礦產資源利用率很低其總回收率比發達國家低20%,鐵錳等黑色金屬礦山采選平均回收率僅為65%,我國有色金屬礦山采選綜合回收率只有60%~70%。以鐵礦為例,我國資源共伴生組分很豐富,大約有30余種,但目前能夠回收的僅有20余種。因此量有價金屬元素及可利用的非金屬礦物遺留在固體廢物中,造成每年礦資源開發損失總值約1000億元。特別是老尾礦,由于受當時條件的限制,損失到尾礦中的有價組分會更大。1997年全國黃金礦采礦量2540萬t,金的總回收率86.46%,約18~20t的金損失于尾礦中。

以上就是礦山固廢的主要危害,它就像一顆定時炸彈,一旦啟動,將對環境造成毀滅性打擊。而且這顆“炸彈”遠不像表面看起來那么簡單,其成分是異常復雜的,因此實際上所造成的后果遠不止所列舉的那些。因此治理行動刻不容緩。

2005年,國家環境保護總局、國土資源部、衛生部發布的《礦生態環境保護與污染防治技術政策》中,針對礦山固體廢物提出要大力推廣選礦固體廢物的綜合利用技術,包括:①尾礦再選和共伴生礦物及有價元素的回收技術;②利用尾礦加工生產建筑材料及制品技術,如做水泥添加劑、尾礦制磚等;③推廣利用尾礦、廢石做充填料,充填采空區或塌陷地的工藝技術;④利用選煤煤泥開發生物有機肥料技術。

下面就這幾個方面具體談談:1.回收尾礦有用金屬。選礦中分選作業的產物之一,其中有用目標組分含量最低的部分稱為尾礦。當前的技術經濟條件下,已不宜再進步分選。但隨著生產科學技術的發展有用目標組分還可能有進步回收利用的經濟價值。尾礦并不是完金無用的質料,往往含有可作其他用途的組分,可以綜合利用。實現無廢料排放。是礦產資源得到充分利用和保護生態環境的需要。我國東北某地區7個大型鐵礦選礦廠的11個尾礦庫,年排2700萬t尾礦,至2017年5月累計堆存尾礦7.7億t,含鐵8%~16%,建設再選車間后回收鐵精礦(含鐵54%~65%)和供水泥廠用做添加劑的中礦(含鐵35%~40%)。南氛鐵礦用磁-重選流程再選尾礦500萬t,回收品位達56.71%的鐵精礦40.78萬t,回收率為42.94%。永平銅礦日處理尾礦2000t,對尾礦采用重一磁一重一浮一重選的聯合流程步步拋尾,產白鎢精礦399.3t、硫精礦1584t,年產值664.8萬元,年利潤172.8萬元;大治綠銅山多次對尾礦進行回收,在浮銅一磁選鐵后尾礦中,采用強磁選工藝選出鐵精礦然后用再磨一浮一重一磁選工藝選出含金、銀較高的金銅精礦和鐵精礦。金銅精礦21.34g/t,銀100g/t、銅16.58g/t,回收率分別為64.81%、18.16%和53.66%。以上的一些成功案例我們都可以拿來借鑒學習。

2.利用尾礦生產建筑材料

(1)利用尾礦制磚.鐵尾礦可制成免燒磚、墻、地面裝飾磚。馬鞍山礦研究院采用齊大山、歪頭山鐵礦尾礦,成功地制成了免燒磚。江西銅業公司銀山鉛鋅礦,由于該礦的尾礦化學成分比較穩定,利用它來生產蒸壓硅酸鹽磚。丹東市建材研究所利用金礦礦渣為主要原料,加入部分塑性較好的黏土原料,經燒結而制成一種新型建筑裝飾材料--廢礦渣飾面磚。利用銅尾礦和鎢尾礦制磚目前也已研制成功。

(2)利用尾礦生產水泥。水泥是經過二磨一燒工藝制成的,水泥強度的高低取決于熟料的燒成情況及熟料中的礦物組成。熟料一般由硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣組成,其中對水泥早期強度起作用的是硅酸三鈣、鋁酸三鈣;對后期強度起作用的是硅酸二鈣、鐵鋁酸四鈣、硅酸三鈣;硅酸三鈣是水泥熟料中的主要礦物(約占50%)。尾礦用于生產水泥,就是利用尾礦中的某些微量元素影響熟料的形成和礦物的組成。

(3)利用尾礦生產新型玻璃材料。以高鐵鋁型尾礦為主要原料進行熔制飾面玻的試驗研究,制成的飾面玻璃漆黑發亮均勻一致,無氣泡,無疵點。(4)利用尾礦生產建筑微晶玻璃。以大廟鐵礦尾礦和廢石為主要原料制成了尾礦微晶玻璃花崗巖,其成品抗壓強度、抗折強度、光澤度、耐酸堿度等均達到或超過天然花崗巖;以銅礦尾礦為主要原料,經過工業性試驗,研制出可代替大理石、花崗巖和陶瓷面磚等具有高強度、耐磨和耐蝕的銅尾礦微晶玻璃材料;另外還有利用鎢尾礦研制微晶玻璃。(5)利用尾礦生產其他建筑材。利用大孤山選礦廠尾礦配入水泥、石灰等原料,制成加氣混凝土,其產品質量輕,保濕性能好。此外鐵尾礦可大量用做路基的基礎材料。

3.用尾礦回填礦山采空區。尾礦粒度細而均勻,用做礦山地下采空場的充填料具有輸送方便、無需加工、易于膠結等優點。尾礦的回填可以大大減少占地。傳統的水力充填(包括高濃度充填)均選用分級粗尾砂。作為充填料;近年來發展起來的全尾砂膏體充填工藝,在減輕或消除尾礦對地表或井下環境污染方面,效果非常顯著。廢石用做井下充填料:一種是直接回填,將上部中段的廢石直接倒入下部中段的采空區,大部分的礦山都采用了這種回填坊法;另一種方法則是將廢石提升到地表后,進行適當的破碎加工,用尾礦和水泥拌和后回填采空區,這種方法安全性好,但處理成本較高。我國山東的招遠金礦和焦家金礦就是采用拌和水泥回填采空區方法的。

4.尾礦的其他用途。尾礦中有一些植物所需的微量元素,將尾礦直接加工即可當做微肥使用,或用做土壤改良劑。如尾砂中的鉀、錳、磷、鋅、錫等組分,常常可能是植物的微量營養組分。門尾砂中含有方解石、長石或者礬類鹽,可生產工業污水絮凝劑、捕收劑等;用花崗閃長巖類尾砂生產絮凝劑或水玻璃,在工業中具有廣泛用途。另外,尾砂還可做殺蟲劑等用于農業生產。

5.從源頭做起,開展資源綜合利用,減少固體廢物的產生量。從源頭做起,開展一次資源的綜合利用減少固體廢物的產生量特別是細粒尾礦的產生量。是既有效、又經濟的方法。為此,在工藝設計和生產實際中,除了要提高礦石中主元素的回收率外,還要考慮伴生共生的金屬元素、非金元素的綜合回收盡量避免主流程后面的尾巴工程。對于綜合回收技術還不太成熟的復合多金屬礦,可以采取資源儲備方式待條件成熟時才開采利用以避免資源的浪費。

其實礦山固體廢物的綜合治理不是企業一方面就可以完成的,還需要各方面的努力。一是要堅持實施礦產資源在保護中開發,在開發中保護的原則,提高全民的資源意思和環境意識,將環境保護貫穿于資源開發利用的全過程;二是要將礦山固體廢物的污染防治納入礦山生態環境綜合整治的整體規劃中,以生態學和生態經濟學原理為指導,以協調資源開發、固體廢物的綜合利用與污染防治,以經濟社會發展和礦區環境保護與建設為對象,通過統一規劃、綜合建設,達到生態建設、環境建設和礦區經濟建設協調發展;三是要因地制宜,根據各個礦山的實際情況,采用合理的方式對固體廢物引發的環境污染進行綜合治理,如固體廢物堆場的復墾綠化、尾礦庫揚塵的抑制、固體廢物排放酸性水的治理等。總之,我相信通過各方的努力的礦山固體廢物可以得到很好地治理。

多年來,特別是近些年來,人們已經意識到尾礦處理與處置技術乃是世界性的難題,目前全尾整體利用技術有所進展,無廢或少廢開采技術的礦山不斷涌現,利用尾礦制作建材的生產產品日益得到社會承認,成為新生產力的亮點,礦山非礦產業的發展日趨困繞礦山固廢產生的特點,結合市場需要開發新產品,高附加值產品正成為大家追求的熱點,我國礦山固體廢物的綜合利用已具有一定的技術基礎,我們要按照固體廢物資源產業化的重點,選擇廢棄物復合材料、尾礦微晶玻璃、新型輕質建材以及有用礦物與金屬提取等產品的技術,建立-批有代表性的、技術起點高、綜合效益顯著并能達到一定規模的產業化示范工程,逐步形成適用、先進的資源化成套設備及工藝,同時要建立完整的管理辦法和技術標準;按資源化、最小量化和無害化管理的要求建立礦山尾礦整體利用的管理系統,腳踏實地去推進礦山固體廢物整體利用的產業化。礦山企業也要進一步解放思想,建立與市場經濟接軌的固體廢物管理與運行機制,多方籌集資金,實現企業化經營,走產業化道路,努力實踐“三個代表”,發展我國的礦山經濟,改善我們的礦山環境。