＊何榮興 許雁超

（1.東北大學資源與土木工程學院 遼寧 110819 2.河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司廟溝鐵礦 河北 066501）

在礦產資源開發(fā)利用過程中，不可避免產生大量廢石和尾砂等固體廢棄物。廢石主要源于露天剝離、井巷掘進、選廠甩尾等環(huán)節(jié)，產生廢石主要是堆存到排土場，到目前為止，我國礦山固體廢棄物的堆存量接近700億噸，其中廢石堆存量520億噸[1]。尾砂是礦石精選過程產生的細顆粒固體廢棄物，隨著充填采礦方法的推廣應用，尾砂一部分用來充填井下采場，一部分排入尾礦庫。隨著賦存條件好的高品位礦石開采殆盡，目前開采礦產中，賦存條件差的低品位礦產資源占有較高比重，而且隨著國民經濟的快速發(fā)展，礦產資源需求量在不斷增加，導致礦山固體廢棄物的排放量將會呈現(xiàn)不斷增長的態(tài)勢。固廢的大量堆存，將會占用大量土地，長期堆存破壞礦山周邊的生態(tài)環(huán)境，威脅周邊居民財產及生命安全。自2006年以來，發(fā)生67起尾礦庫突發(fā)事件，嚴重危害人類生存及環(huán)境[2]。近年來，國家部委及地方政府出臺各種綠色礦山的政策、規(guī)范[3]，固廢綜合利用是實現(xiàn)綠色礦山的重要途徑之一。本文總結了廢石、尾砂綜合利用的現(xiàn)狀，分析目前我國綜合利用過程存在的問題，針對這些問題提出相應的措施，為提高非煤礦山綜合利用率提供借鑒和指導。

1.廢石綜合利用現(xiàn)狀

（1）回填采空區(qū)、地表塌陷坑或露天坑。如排山樓金礦在地表開鑿充填井，將露天剝離廢石通過充填井充填至采空區(qū)（圖1）。紅透山銅礦將井下掘進廢石直接充填至采場，再聯(lián)合尾砂充填既能控制地表開裂、塌陷，又解決了廢石綜合利用的問題。小汪溝鐵礦利用廢石回填地表塌陷坑，控制地表塌陷范圍（圖2）。近年來露天轉地下采用無底柱分段崩落法開采的礦山，將露天剝離廢石回填至露天坑作為覆蓋層。將廢石作為回填采空區(qū)、地表塌陷坑或露天坑的材料是廢石最為重要的綜合利用方式。

圖1 排山樓金礦地表充填井回填廢石

圖2 小汪溝鐵礦廢石充填塌陷坑現(xiàn)場

（2）用作建筑砂石料。隨著露天采石場和制砂廠被禁，越來越多的礦山廢石用于生產建筑砂石料，或者作為石材直接售賣，如首鋼杏山鐵礦，寶鋼梅山鐵礦，將露天、地下產出廢石變廢為寶，為礦山帶來了較為可觀的經濟效益，而且大大降低了井下開采過程中貧化指標的限制，以及露天剝離條件的限制，變相提高了礦產資源的回收率[4]。因此，將礦山產生的廢石作為生產建筑砂石料，是廢石綜合利用率較高的方式。

（3）提煉有用元素。廢石和礦石是根據邊界品位來劃分的，被劃為的廢石可認為是低品位的礦石，也是含有可用礦物成分的，對這些廢石資源化處理可取得良好的經濟效益。如涼山礦業(yè)對四川拉拉山廢石進行浮選處理300多萬噸，共回收銅精礦2.7萬噸，還回收得到鈷精礦、鐵精礦，創(chuàng)利潤3000萬元。紫金山金礦廢石中含金品位0.3～0.7g/t，江西德興銅礦的廢石中含有銅品位低于0.3g/t[5]，這些廢石中的礦物成分都可以通過資源化處理而獲益。有些礦床的廢石中含有大量方解石脈或白云石成分，這些廢石可以用來作為提煉碳酸鈣的原料，有些礦山廢石中含有石灰?guī)r、黏土巖、頁巖成分，這些廢石可以作為生產水泥的基本原料[6]。這種綜合利用方式要根據廢石中有用礦物成分及可選性來確定。

2.尾砂綜合利用現(xiàn)狀

（1）作為充填材料。隨著對環(huán)境保護要求的提高，越來越多的礦山采用充填法進行開采[7]。無論是分級尾砂、全尾砂充填，大部分選廠的尾砂作為充填料回填到井下采場，很大程度上解決了礦山排尾的問題，尾砂作為充填料是尾砂綜合利用率最高的一種形式。

（2）分級用砂。對尾砂進行篩分，對于粗顆粒和中顆粒的砂可以用來作為建筑用砂、路基材料和混泥土的填料直接對外銷售，對于細粒的砂可以作為充填料對井下采場進行充填。

（3）生產各類磚?？梢岳描F礦山的尾礦制作免燒磚或是墻地面裝飾磚；也可利用鉛鋅尾礦制作高爐用的耐火磚；利用金尾礦中的礦渣，加入塑性黏土，經過燒制后，可制成一種新型的建筑裝飾材料，即廢礦渣飾面磚[7]。目前應用較多的是用來制作高壓蒸汽磚。

（4）利用尾礦制作玻璃?？梢岳描F尾礦或是銅尾礦制作飾面玻璃，或是利用鎢尾礦生產微晶玻璃。以尾礦為主要原料生產出來的玻璃制品不但理化性能較好，而且制作成本較低[8]。

3.礦山固廢綜合利用存在的問題

（1）綜合利用率低，而且不同類型礦山的固廢綜合利用率差別較大。近年來，隨著國內環(huán)保督察力度的加強，固廢綜合利用率和利用量呈逐年上升趨勢（圖3），但總體的固廢綜合利用率和利用量還是較低，與發(fā)達國家還有一定差距[2]。我國不同礦種廢石利用率差異較大，如圖4所示，作為我國產量較高的鐵礦、銅礦、金礦等礦產資源綜合利用率不足20%[9-10]。

圖3 2011—2020年我國尾砂綜合利用情況

圖4 不同礦種廢石利用率

（2）環(huán)保意識未能深入人心。我國各種規(guī)模的礦山與礦產開發(fā)企業(yè)數量龐大，其中，中小型礦山及企業(yè)占比較大，礦山企業(yè)經營理念陳舊，不但缺乏環(huán)境保護意識和沒有固廢綜合開發(fā)利用概念，而且缺乏進行持續(xù)長久的環(huán)境保護意識，好多都是被公司或上級環(huán)保部門壓下來的，即便開展一些舉措往往是應付上級部門檢查的面子工程，缺乏開發(fā)利用固廢的主觀能動性。

（3）缺乏技術支撐和研發(fā)條件[11]。綜合開發(fā)力度小、沒有技術支撐，缺乏針對固廢物理、化學、力學、粒度等綜合性進行研究，對后續(xù)綜合利用研發(fā)方案設計就更缺乏系統(tǒng)性，也是造成高附加值產品少、缺乏市場競爭力的主要原因。

（4）缺乏產業(yè)政策支持。國家部委或當地政府，對礦山固廢綜合利用的項目、相關企業(yè)缺乏優(yōu)惠政策，難以吸引投資者，使得一些項目無法最終落地。如廟溝鐵礦在2011年進行了利用尾礦生產加氣混凝土砌塊和蒸壓磚項目的可研，預計項目建成投產后，可實現(xiàn)年均銷售收入7350萬元。由于沒有產業(yè)政策支持，使得廟溝鐵礦最后被迫放棄該項目。政策支持是推動國內礦山固廢綜合利用水平達到發(fā)達國家利用率的重要推動力。

4.應對措施探討

（1）轉變發(fā)展觀念，提高環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展意識。宣傳組織學習環(huán)境保護和資源化利用政策，對非煤礦山固廢綜合利用形式技術培訓、解析綜合利用成功案例，使礦業(yè)公司、礦山管理人員能夠轉變發(fā)展觀念，提高環(huán)保意識、節(jié)約資源，將礦山廢石的資源化利用作為保護環(huán)境和解決資源緊張問題的重要途徑之一，重視礦山廢石、尾砂的資源化利用，倡導無廢礦山、清潔循環(huán)理論。

（2）提高礦山開采和選礦技術水平，盡可能減小固廢排放量。如露天礦采用分期開采和都幫開采技術，降低剝離廢石量；地下礦采準工程盡量布置在脈內，以減少采掘廢石量，選擇貧化率低的采礦方法，采用廢石膠結充填，充填井下采空區(qū)、地表塌陷坑、露天坑，進一步論證地下建設選廠、充填站，尾礦回填塌陷坑等前沿技術的可行性，從根本上形成井下廢石、尾砂少出坑或不出坑。

（3）加大科技投入。礦山企業(yè)和相關部門應加大對礦山固廢綜合利用的投入，加強企業(yè)與科研單位合作，針對目前國內利用率低且產出量大的礦種，如銅、金、鐵，從廢石、尾礦物理性質、化學性質、力學性質、粒度及綜合利用等方面進行綜合性科學實驗研究，建立一套完整的適合礦山發(fā)展規(guī)律的綜合利用配套工藝系統(tǒng)，加快礦山固體廢物整體資源化利用率和利用程度[12]。

（4）當地政府乃至國家出臺相關優(yōu)惠和激勵政策。國家相關部門應該出臺相關的激勵政策，對主動申報對排放的固廢進行化驗及相關指標測定的礦山企業(yè)，減收監(jiān)測化驗費用，讓礦山能夠對本企業(yè)排放固廢的特性有所了解，明確利用方向，少走彎路。對礦山有獎勵政策，尤其是國企礦山，激勵礦山企業(yè)對排放固廢進行綜合利用的探索和科研，并對取得較好的應用成果的礦山企業(yè)進行獎勵；對綜合利用企業(yè)的建設過程中的廠房占地給與優(yōu)惠政策，生產初期稅收減免政策，當地政府也積極引導綜合利用產品在當地消化，以降低產品運輸成本，讓這樣的企業(yè)能夠存活，產品能夠有銷路，這樣也變向激勵企業(yè)家進行投資。

5.結束語

目前我國礦山固廢種類繁多，堆存量龐大，處理技術和經濟效益的限制，導致固廢大量堆存，不僅浪費資源，而且污染環(huán)境。相對于發(fā)達國家，我國固廢綜合利用率低，尤其是一些每年需求量較高的礦產品。國內礦山企業(yè)強化固廢綜合利用和環(huán)保意識，走可持續(xù)發(fā)展的道路；提高礦石開采、選礦技術水平，從源頭控制固廢排放量；增加固廢綜合利用的研發(fā)投入，根據礦山固廢特性和特點，因地制宜，細化綜合利用方向；制定利于綜合利用企業(yè)、吸引投資者等各種優(yōu)惠政策，為企業(yè)和投資者營造良好的經營環(huán)境，全面推動我國非煤礦山固廢綜合利用水平。