姜喆

摘要：我國地域遼闊，金屬礦山繁多，金屬礦山固體廢物問題一直困擾著礦山工作人員。本文詳細(xì)介紹了金屬礦山固體廢物的來源及危害，針對不同的固體廢物提出了相應(yīng)的處理方法和利用手段，以及為金屬礦山固體廢物的處理提供參考。

關(guān)鍵詞：金屬礦山；固體廢物；尾礦；廢石

1 金屬礦山固體廢物概述

金屬礦山固體廢物主要包括礦山開采產(chǎn)生的廢石及選礦加工過程中產(chǎn)生的尾礦。金屬礦山產(chǎn)生的固體廢物是所有礦山中最多的，是重金屬污染的源頭之一。

1.1 金屬礦山固體廢物的來源

金屬礦山固體廢物的產(chǎn)生與礦山采礦、選礦及冶煉有密切聯(lián)系[1]。我國金屬礦山多為采選聯(lián)合的企業(yè)，所產(chǎn)生的固體廢物主要有基礎(chǔ)建設(shè)及生產(chǎn)時剝離的表層巖石和覆蓋層、地面或井下作業(yè)時剝離的表外礦石或巖石（開采出的廢石）、尾礦或廢石填料、水砂、裝載或運(yùn)輸時撒下的礦石及金屬冶煉過程中產(chǎn)生的各種爐渣，電解產(chǎn)生的陽極泥等。其中，礦山開采產(chǎn)生的廢石和選礦產(chǎn)生的尾礦占金屬礦山固體廢物的絕大部分。

1.2 金屬礦山固體廢物的危害

1）破壞生態(tài)平衡

金屬礦山固體廢物的危害，首先表現(xiàn)在對土地的占用及破壞上[2]。由于金屬礦山被過度開采，導(dǎo)致固體廢物大量產(chǎn)生，侵占了大量的農(nóng)業(yè)耕地，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。而且，固體廢物的堆放，覆蓋大片森林，大批植物死去，造成植物、動物的物種減少。某些金屬礦山水土流失嚴(yán)重，變成禿山、石山，當(dāng)大雨大風(fēng)天氣來臨時，極易引起滑坡、塌方及泥石流等災(zāi)害。

2）污染環(huán)境

金屬礦山固體廢物長期堆放在露天環(huán)境下，在風(fēng)的作用下，常常變成粉末狀，干旱季節(jié)里，極易揚(yáng)起大量粉塵，污染大氣環(huán)境。金屬礦山固體廢物中常常含有硫化物等有害物質(zhì)，在雨水沖刷、滲漏的作用下，極易發(fā)生自燃現(xiàn)象，從而產(chǎn)生大量的二氧化硫、硫化氫等有害氣體，危害礦區(qū)動植物的生命安全。

金屬礦山的尾礦等固體廢物，是引起礦山水體酸化，水體重金屬離子過飽和的主要污染源。此外，重金屬元素滲入土壤中，會導(dǎo)致土壤毒化，使得土壤中的微生物大量死亡，影響土壤質(zhì)量，將原本適合耕作的農(nóng)田，變成“死土”。據(jù)實(shí)測資料統(tǒng)計，不少金屬礦山的固體廢物中還含有放射性物質(zhì)，這些固體廢物不宜用作建筑材料，否則會使污染范圍擴(kuò)大。

3）引發(fā)工程地質(zhì)災(zāi)害

金屬礦山固體廢物的長時間堆放，不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還常常引發(fā)重大的工程地質(zhì)災(zāi)害。尾礦庫潰壩事故是礦區(qū)危害最大的災(zāi)害，給社會各界，特別是礦區(qū)附近居民帶來極大的損害。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國2001年至2014年之間，共發(fā)生86起尾礦潰壩事故，造成了巨大的損失。

2 金屬礦山固體廢物的處理

2.1 堆置

采礦產(chǎn)生的廢石一般采用堆置的方法進(jìn)行處理。分級分區(qū)堆置廢石是充分回收金屬礦資源的需要，也是礦山長遠(yuǎn)發(fā)展的必然要求，有利于礦山后期的開發(fā)利用及礦山可持續(xù)發(fā)展。

對尾礦的處理，常常修建專門的尾礦庫進(jìn)行堆存，尾礦庫要用HDPE膜進(jìn)行防滲處理防止污染地下水，待得選礦技術(shù)成熟后再加以利用。尾礦庫的庫容量大、占地多，具有投資資金大、外部條件要求多、建設(shè)工期長的特點(diǎn)。

2.2 復(fù)墾

復(fù)墾是對已堆滿尾礦或廢石的尾礦庫及排土場進(jìn)行后繼處理的常見措施，主要分為生物復(fù)墾及工程復(fù)墾兩部分，兩部分相互依賴，是一個整體。尾礦的復(fù)墾主要分為加土復(fù)墾和不加土復(fù)墾兩種形式，加土復(fù)墾的壩面采用黃土覆蓋和毛草種植，減少尾礦庫內(nèi)尾砂的流失，不加土復(fù)墾主要有植被恢復(fù)演替途徑、土壤生物改良途徑和客土復(fù)墾途徑三種模式。

2.3 綜合利用

綜合利用廢渣時，首先對其中的有用物質(zhì)和伴生元素進(jìn)行回收；其次，根據(jù)廢渣的物理化學(xué)性質(zhì)，將廢渣與不同建筑材料混合使用。具體對金屬礦山各固體廢物的利用見下章。

3 金屬礦山固體廢物的利用

3.1回收有用金屬

金屬礦山的尾礦、廢石等固體廢物中常常含有許多有價值的金屬。在選礦技術(shù)手段提升的條件下，可對殘留在尾礦中的有價組分進(jìn)一步提煉。另外，礦石中含有一些有用的伴生組分，選礦時沒有進(jìn)行回收而殘留在固體廢物中，在對廢石進(jìn)行回收利用時可以對其中的伴生組分進(jìn)行提煉。對金屬礦山的尾礦和廢石中所含的有用金屬進(jìn)行回收，不僅大大降低尾礦和廢石的產(chǎn)生量，提高資源的利用率，還能大大地提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 制取新材料

金屬礦山的尾礦固體廢物中礦物成分及化學(xué)成分不一，對其進(jìn)行利用的方式也不盡相同。將尾礦作為二次資源，生產(chǎn)各類建筑材料是現(xiàn)今最為流行的尾礦處理方法。

1）制作尾礦磚

尾礦中含有大量的硅酸鹽，可以利用硅酸鹽制作新型的建筑材料——尾礦磚，它是由硅或鋁尾礦與凝結(jié)材料混和，再與其他催化材料按照一定的比例和顆粒級配均勻摻和、壓制成型，而形成的具有一定強(qiáng)度的磚塊。尾礦磚的物理力學(xué)性能好，強(qiáng)度高，硬度大，符合建筑標(biāo)準(zhǔn)。

2）制玻璃

富含二氧化硅的石英脈型金礦、鎢礦及富含長石、石英的偉晶巖型礦床等金屬礦山的尾礦都可以作為原材料進(jìn)行玻璃的生產(chǎn)。根據(jù)尾礦的不同性質(zhì)，可制作瓶缸玻璃、纖維中堿球、低堿無硼玻璃等不同性質(zhì)的玻璃。

3）制其他材料

在實(shí)際生產(chǎn)中，加氣混凝土的生產(chǎn)，常常利用尾礦中的砂作為配料。此外，若尾礦中含有輝綠巖、角閃巖、花崗巖、石灰?guī)r、蛇紋巖、螢石和輝石等礦物組分，可用于制作鑄石。

3.3 用于井下填充

對于礦山采空區(qū)的處理，常常利用尾礦或廢石進(jìn)行回填，這是一種即經(jīng)濟(jì)又適用的方法，對礦山安全有極大的提高作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 張利珍， 趙恒勤， 馬化龍，等. 我國礦山固體廢物的資源化利用及處置[J]. 現(xiàn)代礦業(yè)， 2012， （10）：1-5.

[2] 龍濤， 楊小聰. 我國金屬礦山固體廢物污染及其對策分析[C]. 2010中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（第四卷）. 2010：54-56.