張 靖 朱連明

(1.礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京1001602.云南馳宏鋅鍺股份有限公司 會(huì)澤分公司，云南 曲靖 655000)

我國(guó)錫礦資源儲(chǔ)量豐富，分布集中度較高。截至2017年底，全國(guó)共查明錫資源儲(chǔ)量450.04萬(wàn)t，基礎(chǔ)儲(chǔ)量104萬(wàn)t，錫礦產(chǎn)地共448處[1]。我國(guó)錫礦資源主要集中分布在云南、廣西、廣東、湖南、內(nèi)蒙古和江西，合計(jì)占全國(guó)探明儲(chǔ)量的98.42%[2]。商云濤[3]研究表明，云南個(gè)舊錫礦區(qū)域尾礦庫(kù)對(duì)礦區(qū)地下水已造成污染，對(duì)土壤的污染主要集中在尾礦庫(kù)周邊，尾礦庫(kù)中重金屬元素潛在的危害巨大。近幾年，尾礦庫(kù)突發(fā)環(huán)境事件頻發(fā)，泄漏尾礦進(jìn)入河流，極易造成跨市、跨省，甚至跨國(guó)污染，可能導(dǎo)致影響飲用水源地，影響生態(tài)環(huán)境和人群健康。因此，研究錫礦尾礦庫(kù)污染特征，分析其大氣、水、土壤等環(huán)境影響，具有重要的意義。

1 錫尾礦現(xiàn)狀

1.1 錫尾礦產(chǎn)生系數(shù)

我國(guó)錫礦石礦區(qū)含有多種類型的伴生礦物質(zhì)，而且其組成較復(fù)雜、選別難度大，一般采用重選、浮選、電選等方式，還可結(jié)合具體情況，進(jìn)行聯(lián)合選別[4]。

錫選礦過(guò)程產(chǎn)生的固體廢物主要是錫尾礦。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析云南、廣西等錫礦采選企業(yè)的數(shù)據(jù)資料，錫尾礦產(chǎn)生系數(shù)(即每噸錫礦石經(jīng)過(guò)選礦后產(chǎn)生的尾礦量)一般為0.90～0.99，主要受礦山生產(chǎn)規(guī)模、礦石品位、選礦工藝等因素影響，具體見(jiàn)表1。

表1 錫礦尾礦產(chǎn)生系數(shù)

1.2 錫尾礦貯存現(xiàn)狀

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止2019年底，全國(guó)共有84座錫礦尾礦庫(kù)，其中云南省有49座錫礦尾礦庫(kù)，占全國(guó)錫礦尾礦庫(kù)的58%(圖1)。全國(guó)錫尾礦貯存量約32 088.03萬(wàn)m3，其中，云南省錫尾礦貯存量為23 049.03萬(wàn)m3，占全國(guó)貯存量的71.83%；廣西壯族自治區(qū)錫尾礦貯存量為3 096萬(wàn)m3，占全國(guó)貯存量的9.65%；湖南省錫尾礦貯存量為943萬(wàn)m3，占全國(guó)貯存量的2.94%。

圖1 全國(guó)錫礦尾礦庫(kù)主要分布省份情況

2 錫礦尾礦庫(kù)重金屬污染特征及環(huán)境影響分析

2.1 錫礦尾礦庫(kù)重金屬污染特征

1)錫尾礦主要成分

根據(jù)收集到的云南、廣西、湖南等錫礦采選企業(yè)的錫尾礦數(shù)據(jù)資料，錫尾礦成分以SiO2、CaO、Fe等為主，雖然經(jīng)過(guò)了選礦作用，尾礦中的成礦及共伴生元素含量仍普遍較高，見(jiàn)表2。

表2 錫尾礦的化學(xué)成分

采樣收集6個(gè)典型錫礦采選企業(yè)的錫尾礦，分析其重金屬組分，結(jié)果表明錫尾礦中主要的重金屬包括Sn、As、Pb、Zn、Cd、Cu等，見(jiàn)表3。

表3 錫尾礦中重金屬實(shí)測(cè)結(jié)果

2)錫尾礦固廢屬性

錫尾礦未列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄(2021版)》，因此，需通過(guò)對(duì)錫尾礦進(jìn)行鑒別，判斷其固廢屬性。采樣收集4個(gè)典型錫礦采選企業(yè)的錫尾礦，按照《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T 299—2007)進(jìn)行浸出。結(jié)果表明，4個(gè)典型錫礦采選企業(yè)的錫尾礦浸出液指標(biāo)均低于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—2007)的濃度限值，錫尾礦不屬于危險(xiǎn)廢物。進(jìn)一步按HJ 557—2010《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》有關(guān)要求進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明企業(yè)A和企業(yè)C的Pb、As、Cu等浸出濃度均超過(guò)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)；企業(yè)B和企業(yè)D各項(xiàng)指標(biāo)均低于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。浸出毒性(水平振蕩法)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 錫尾礦浸出毒性(水平振蕩法)測(cè)試結(jié)果

綜上，錫尾礦不屬于危險(xiǎn)廢物，需進(jìn)一步按HJ 557—2010《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》判定是否屬于第Ⅱ一般工業(yè)固體廢物。

3)錫礦尾礦庫(kù)重金屬污染特征

采樣收集6個(gè)典型錫礦采選企業(yè)的尾礦庫(kù)廢水，采用標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，企業(yè)A和企業(yè)C的尾礦庫(kù)廢水中As存在超標(biāo)現(xiàn)象，企業(yè)E和企業(yè)F的尾礦庫(kù)廢水中Zn存在超標(biāo)現(xiàn)象，其余監(jiān)測(cè)因子均滿足GB 30770—2014《錫、銻、汞工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表2排放限值要求，見(jiàn)表5。

表5 錫礦尾礦庫(kù)廢水實(shí)測(cè)結(jié)果

綜上，錫礦尾礦庫(kù)廢水中主要的重金屬污染因子有Sn(作為特征污染物考慮)、As、Zn等。

采樣收集A尾礦庫(kù)周邊土壤樣本，采用標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，尾礦庫(kù)周邊土壤中Pb、As、Zn、Cd超過(guò)GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》中風(fēng)險(xiǎn)篩選值(6.5

表6 尾礦庫(kù)土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.2 錫礦尾礦庫(kù)環(huán)境影響分析

1)大氣環(huán)境影響

錫尾礦中微細(xì)顆粒含量高且共生關(guān)系復(fù)雜，品位較低，粒度在0.074 mm以下[5]。風(fēng)向主導(dǎo)重金屬污染物在大氣中進(jìn)行水平方向遷移擴(kuò)散，風(fēng)力則主導(dǎo)重金屬污染物遷移的距離。根據(jù)高峰等的研究，當(dāng)尾礦含水率降低至21%以下時(shí)，風(fēng)蝕影響就會(huì)增大，干灘表面一旦產(chǎn)生龜裂，風(fēng)蝕影響將會(huì)增大，如遇極端風(fēng)速，揚(yáng)塵污染將更加嚴(yán)重[6]，存在Sn、As、Pb、Zn、Cd等重金屬污染影響。

2)水環(huán)境影響

趙雪瓊等[7]調(diào)查研究，個(gè)舊錫礦東區(qū)部分水質(zhì)中存在Cd、Mn、Fe、Zn超標(biāo)現(xiàn)象，采樣監(jiān)測(cè)濃度分別在0.063～0.102、0.25～17.84、0.88～14.28、9.86～15.7 mg/L，超標(biāo)率分別為16.67%、38.9%、22.22%、16.67%。污染分布區(qū)域主要集中在礦山采選及尾礦庫(kù)周邊。錫礦尾礦庫(kù)廢水如不收集或收集后未經(jīng)處理通過(guò)地面漫流進(jìn)入地表水體，將會(huì)造成地表河流Sn、As、Zn、Pb等重金屬污染。此外，若錫礦尾礦庫(kù)在建設(shè)時(shí)，沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察，對(duì)比方案選擇庫(kù)址，且沒(méi)有進(jìn)行必要的防滲措施，錫礦尾礦庫(kù)滲濾液可能會(huì)從庫(kù)底滲漏進(jìn)入地下水，對(duì)地下水環(huán)境產(chǎn)生Sn、As、Zn、Pb等重金屬污染影響，且具有隱蔽性，不易發(fā)現(xiàn)。

3)土壤環(huán)境影響

冉繼偉等[8]研究表明，云南省個(gè)舊市大屯鎮(zhèn)土壤樣本超標(biāo)率中Pb、Cd、As均為100%，Zn為82%，土壤Cd的生態(tài)危害最強(qiáng)，As、Pb的生態(tài)危害次之。通過(guò)分析錫尾礦主要成分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，錫礦尾礦庫(kù)周邊土壤的pH值呈弱堿性，且存在As、Pb、Zn、Cd等重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。

綜上，在一定條件下，錫礦尾礦庫(kù)對(duì)環(huán)境空氣、地表水、地下水和土壤等存在重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，具體見(jiàn)表7。

表7 錫礦尾礦庫(kù)環(huán)境影響主要途徑和污染因子

3 結(jié)論

1)截止2019年底，全國(guó)共有84座錫礦尾礦庫(kù)，主要分布在云南、廣西、湖南、江西、廣東、內(nèi)蒙古，錫尾礦堆存量約32 088.03萬(wàn)m3。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析云南、廣西等錫礦采選企業(yè)的數(shù)據(jù)資料，錫尾礦產(chǎn)生系數(shù)一般為0.9～0.99。

2)采用標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法評(píng)價(jià)采樣檢測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合文獻(xiàn)資料進(jìn)行分析的結(jié)果表明，錫礦尾礦庫(kù)主要重金屬污染因子為As、Cu、Zn、Cd、Pb。

3)錫礦尾礦庫(kù)可以通過(guò)風(fēng)力侵蝕造成揚(yáng)塵、地面漫流、廢水泄露及滲漏等途徑造成大氣、地表水、地下水、土壤等環(huán)境重金屬污染。在大氣環(huán)境污染防治方面，建議在干灘采用抑塵劑、灑水或堆積壩復(fù)墾等措施防治揚(yáng)塵。在水環(huán)境污染防治方面，建議尾礦庫(kù)滲濾液和庫(kù)內(nèi)澄清水經(jīng)化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法等處理方法處理后，全部泵送至選礦廠循環(huán)使用，不外排；在尾礦庫(kù)周邊設(shè)置地下水質(zhì)監(jiān)控井，定期監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握礦區(qū)地下水水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化。在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控方面，建議有條件的尾礦庫(kù)，可在初期壩下游一定距離處設(shè)截滲墻；在尾礦庫(kù)值班室旁設(shè)置應(yīng)急物資庫(kù)房；在尾礦輸送管線低洼處設(shè)置事故應(yīng)急池。