趙學(xué)付，朱健玲，鄒志強(qiáng)

（1.中國南方稀土集團(tuán)有限公司，江西 贛州 341000；2.贛州稀土礦業(yè)有限公司，江西 贛州 341000）

稀土是元素周期表中17種元素的總稱，因元素本身優(yōu)良的光、電、磁等物理特性，一直是高精尖設(shè)備制造的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于電子、激光、核工業(yè)、超導(dǎo)等產(chǎn)業(yè)，被稱為“工業(yè)味精”，是我國重要的戰(zhàn)略性資源。我國的稀土礦儲量大、品種多、礦床類型獨(dú)特，北方以內(nèi)蒙古白云鄂博氟碳鈰礦、獨(dú)居石稀土礦為代表，南方以湖南、江西、廣西、廣東、福建五省離子型稀土礦為代表[1-3]。南方離子型稀土礦自1969年在江西發(fā)現(xiàn)以來，已開采了四十多年，其開采方式與其他有色金屬資源開采存在較大差異，浸礦工藝從“池浸”、“堆浸”到現(xiàn)在的原地浸礦工藝[4]，原地浸礦有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)，但因離子型稀土礦特殊的地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，其開采過程中，浸礦母液可能會通過礦層下部底板的孔隙、裂隙滲漏進(jìn)入礦塊地下水體，對礦區(qū)水體環(huán)境產(chǎn)生影響，所以本文從設(shè)計(jì)階段、施工階段、生產(chǎn)階段、閉礦階段提出全過程環(huán)境保護(hù)對策措施。用以控制資源開采對水體環(huán)境的影響，將環(huán)境影響降到最低，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)化發(fā)展。

1 地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件

南方離子型稀土礦區(qū)按其成因類型，其地形地貌主要分為侵蝕構(gòu)造低山地形、侵蝕剝蝕丘陵地形和侵蝕堆積地形三類，其巖性主要以花崗巖為主，其地層分布由新至老為第四系全新統(tǒng)、白堊系上統(tǒng)、白堊系下統(tǒng)、侏羅系上統(tǒng)等。其地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件如下：

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造屬南嶺[5]東西向復(fù)雜構(gòu)造帶東段北側(cè)與武夷、戴云隆起褶皺帶西緣交接符合部位，地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育，主要以斷裂構(gòu)造為主，北北東向扭壓斷裂和東西向擠壓斷裂發(fā)育，往往平行斜裂組成斷裂帶，其構(gòu)造力學(xué)為壓性、壓扭性，裂隙呈閉合狀，沿構(gòu)造線及上、下盤無上升泉出露。

1.2 水文地質(zhì)條件

南方離子型稀土礦區(qū)按其含水層巖性、成因類型、賦存條件等，將地下水分為松散鹽類孔隙水、紅層碎屑巖類裂隙孔隙水、碳酸鹽類裂隙溶巖水和基巖裂隙水。其中主要以基巖裂隙水分布面積最廣，地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件大致遵循山區(qū)基巖裂隙水的特征與規(guī)律。往往小型山間洼地范圍內(nèi)即可成為較完整水質(zhì)單元，地表水與地下水分水嶺大體一致，大氣降水為地下水主要補(bǔ)給源，徑流距離短，在山前洼地處已泉或散滲形式排泄地表轉(zhuǎn)換為地表水體，主要特點(diǎn)為“近源補(bǔ)給、短途徑流、就近排泄”。

2 環(huán)境影響

環(huán)境影響一般從水體環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、大氣環(huán)境和噪聲環(huán)境等方面來進(jìn)行考慮。但因南方雨水多、空氣濕度大，離子型稀土礦進(jìn)行開挖過程產(chǎn)生巖土就近處置，即刻植被恢復(fù)，且礦區(qū)遠(yuǎn)離城區(qū)，地處偏遠(yuǎn)，則噪聲、揚(yáng)塵、巖土廢物對人居環(huán)境影響很小，其影響主要體現(xiàn)在礦區(qū)水體環(huán)境。而水體環(huán)境的影響主要是運(yùn)營期浸礦劑原地浸注礦體時滲漏進(jìn)入地下水，地下水短途徑流匯入地表水，進(jìn)而對水體環(huán)境形成一定影響。

3 對策措施

根據(jù)南方離子型稀土礦區(qū)地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，礦區(qū)地下水通過“近源補(bǔ)給、短途徑流、就近排泄”的方式與礦區(qū)地表水聯(lián)通、相互影響的特點(diǎn)，從離子型稀土礦開采的設(shè)計(jì)階段、施工階段、生產(chǎn)階段、閉礦階段對礦區(qū)水體環(huán)境提出全過程環(huán)境保護(hù)對策措施[5-10]，以求更好的控制環(huán)境影響。

3.1 設(shè)計(jì)階段

如何控制離子型稀土礦開采過程中可能形成的水體環(huán)境影響，其收液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，設(shè)計(jì)前需做好的環(huán)保措施：

（1）做好儲量核實(shí)，明確空間分布和品位，確定生產(chǎn)原料用量和濃度。

（2）做好水文地質(zhì)勘察，查明底板構(gòu)造情況，確定水體環(huán)境防治措施。

（3）合理設(shè)計(jì)注液和收液系統(tǒng)，最大程度的減少生產(chǎn)過程用水的滲漏。

3.2 施工階段

施工階段主要集中在開采礦塊、生產(chǎn)區(qū)域環(huán)保設(shè)施建設(shè)和完善，需做好的環(huán)保措施：

（1）做好開采礦塊和生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的清污分流、防滲等措施。

（2）布設(shè)監(jiān)控預(yù)警設(shè)施以及相應(yīng)應(yīng)急處置措施。

（3）布設(shè)地表水、地下水?dāng)r截處置設(shè)施。

（4）聘用專業(yè)環(huán)境監(jiān)理把控環(huán)保設(shè)施質(zhì)量。

3.3 生產(chǎn)階段

生產(chǎn)階段主要從空間上構(gòu)建“源頭削減控制-過程監(jiān)管預(yù)警-末端防控”水污染防治體系。

3.3.1 源頭控制

源頭削減：依據(jù)設(shè)計(jì)確定的浸礦劑用量和濃度進(jìn)行投加，避免過度投入，增大污染源強(qiáng)。

分區(qū)防滲：對于原地浸礦工藝來說，做好防滲措施是減少浸礦劑原地注近時滲漏的最主要措施。根據(jù)場地水文地質(zhì)條件和包氣帶防污性能，結(jié)合工程建設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)評技術(shù)導(dǎo)則相關(guān)防滲要求，將整個場地分為重點(diǎn)防滲區(qū)、一般防滲區(qū)和簡單防滲區(qū)，見表1。

表1 分區(qū)防滲要求

清污分流[5]和雨污分流：對采場采用清污分流的措施，在礦塊收液溝的上方設(shè)置內(nèi)部避水溝，將山體地表徑流收集入避水溝；在收液溝外部設(shè)置排水溝，將雨水和山泉水收集入排水溝；或?qū)⑹找簻贤鈧?cè)壁設(shè)置高于地面，防止雨水等清液徑流進(jìn)入母液收集系統(tǒng)，在稀釋母液濃度的同時，可能使母液經(jīng)收集系統(tǒng)溢流進(jìn)入地表水體形成污染；生產(chǎn)區(qū)域：采用雨污分流措施，各工藝池體設(shè)置溢流導(dǎo)排設(shè)施、液位報警或圍堰，防止因工藝池體溢流至地表水體造成環(huán)境影響。

設(shè)置環(huán)保監(jiān)控井和環(huán)?；厥站涸诘V塊下游布設(shè)監(jiān)控井和環(huán)保回收井，在生產(chǎn)區(qū)域下游布置監(jiān)控井，定時監(jiān)測稀土濃度和水質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)母液及時回抽到母液池中。

生產(chǎn)用水循環(huán)利用：生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的上清液和壓濾機(jī)壓濾水，回流至配液池，用于配制浸礦劑，各工藝段產(chǎn)生的廢水全部利用不外排。

清水淋洗及淋洗水回用：為了將礦體中殘留的浸礦劑淋洗下來，最大程度降低污染源強(qiáng)。在上一個原地浸礦采場收液結(jié)束后，采用清水利用注液和收液系統(tǒng)對已開采礦體進(jìn)行淋洗。淋洗至影響因子濃度滿足排放標(biāo)準(zhǔn)后終止。

3.3.2 過程監(jiān)管預(yù)警

根據(jù)離子型稀土礦區(qū)水文地質(zhì)條件，在礦區(qū)每個小流域的地表水（地下水）流向沿程上布設(shè)監(jiān)測斷面（監(jiān)測井），整個礦區(qū)建立的地表水（地下水）監(jiān)測網(wǎng)體系，定期監(jiān)測及時分析地表水（地下水）沿程方向變化趨勢，在礦區(qū)出口處設(shè)置預(yù)警值，根據(jù)特征因子變化趨勢調(diào)控生產(chǎn)強(qiáng)度。

3.3.3 末端防控

末端防控引入環(huán)境預(yù)警和風(fēng)險防控理念，化整為零，將流域集中防控思路調(diào)整為流域沿線各個生產(chǎn)區(qū)域分別防控，每個生產(chǎn)區(qū)域設(shè)置尾水處理設(shè)施?！澳┒朔揽亍钡乃悸分饕且浴胺馈睘橹鳎瑫r有“控”，將小流域的“控”前移并分解到各個生產(chǎn)區(qū)域，設(shè)置兩道末端防控措施，即在生產(chǎn)區(qū)域設(shè)置處理設(shè)施做為第一道管控措施，礦區(qū)小流域出口設(shè)置處理設(shè)施作為第二道管控措施，以此來實(shí)現(xiàn)對礦區(qū)環(huán)境影響因素的管控。

3.4 閉礦階段

開采結(jié)束后，降雨或者其他地表徑流會通過注液系統(tǒng)，進(jìn)入礦體，大部分被收液系統(tǒng)收集，少量滲漏入地下水。在該階段可以采取的環(huán)保措施如下：

封堵注液孔，防止降雨和地表徑流進(jìn)入礦體，減少浸出液的產(chǎn)生量。

保留和疏浚收液系統(tǒng)和清污分流系統(tǒng)，確保降水和地表徑流滲入礦體后，被收液系統(tǒng)有效收集至母液收集池。定時對收集的尾水進(jìn)行檢測或處置。

4 結(jié)論

南方離子型稀土礦開采主要采用原地浸礦工藝，原地浸礦工藝可以有效的保護(hù)原礦體地形地貌和礦山植被不破壞，但南方離子型稀土礦因其地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件，開采過程中，浸礦液等生產(chǎn)用水可能會通過礦層下部底板的孔隙、裂隙滲漏進(jìn)入礦塊地下水體，地下水通過“近源補(bǔ)給、短途徑流、就近排泄”又由經(jīng)地表徑流匯入地表水，對礦區(qū)水體環(huán)境產(chǎn)生影響。因此本文從設(shè)計(jì)階段、施工階段、生產(chǎn)階段、閉礦階段提出全過程環(huán)境保護(hù)對策措施。供原地浸礦工藝的離子型稀土礦借鑒，為從事原地浸礦工藝設(shè)計(jì)、研究人員提供參考。