近些年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,環(huán)境也受到了極大地破壞,我們要秉持著發(fā)展經(jīng)濟(jì)不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)的原則,重視環(huán)境問題。其中比較重要的一個(gè)問題就是對(duì)于固體廢物的處理,而固體廢物的主要來源是采掘工業(yè)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(yè)固體廢物,主要是指各類礦山在建設(shè)井巷、開采過程、露天采礦過程中所產(chǎn)生的剝離物和廢石以及洗冶礦過程中所產(chǎn)生的尾礦或廢渣等。

我國礦山開采產(chǎn)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(dá)1: 14;黃金礦山的采剝比最高可達(dá)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(dá)4億t。我國廢石的堆存總量已達(dá)數(shù)百億噸,是名副其實(shí)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(gè)方面:

其一是污染礦山周邊環(huán)境。礦山中的礦物,在未經(jīng)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(biāo)的污染物質(zhì)(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(zhì)一方面會(huì)滲透到地下,污染周邊的土壤和水源;另一方面,也會(huì)和地表上的其他物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng),形成新的污染。據(jù)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(qū)而遭到破壞的,20%被露天廢石堆占據(jù),13%被尾礦庫占據(jù),5%被地下采出的廢石堆所占用,3%處于塌陷危險(xiǎn)區(qū)。這其中,尾礦和廢石堆占到了總數(shù)的38%。

其二實(shí)造成水土流失。嚴(yán)重的土壤污染會(huì)使礦山地表無法繼續(xù)生長植被,導(dǎo)致周邊土質(zhì)日益疏松,當(dāng)雨水沖刷的時(shí)候就會(huì)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(zhì)因受到破壞而變得疏松,所以隨時(shí)都有可能會(huì)出現(xiàn)坍塌或山體滑坡的現(xiàn)象。近年來,由此引發(fā)的災(zāi)難時(shí)有發(fā)生,如排土場滑坡、泥石流、尾礦庫潰壩等,不僅破壞了生態(tài)環(huán)境,也對(duì)民眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。2015年12月20日,廣東省深圳市光明新區(qū)紅坳余泥渣土受納場就發(fā)生了一起特大滑坡事故,造成了73人死亡。經(jīng)調(diào)查后發(fā)現(xiàn),事故發(fā)生的主要原因是該受納場嚴(yán)重超庫容、超高堆填,這才引發(fā)了這場悲劇。此外,由于堆放的礦山固廢造成環(huán)境惡化,所以后期的修復(fù)成本也會(huì)大大提高。

其四是礦山固體廢物的大量排放造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。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(shí)進(jìn)行回收和綜合利用,不僅污染環(huán)境,而且對(duì)于國家礦產(chǎn)資源來說也是一種極大的浪費(fèi)。我國礦產(chǎn)資源利用率很低其總回收率比發(fā)達(dá)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(jià)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(fā)損失總值約1000億元。特別是老尾礦,由于受當(dāng)時(shí)條件的限制,損失到尾礦中的有價(jià)組分會(huì)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(shí)炸彈,一旦啟動(dòng),將對(duì)環(huán)境造成毀滅性打擊。而且這顆“炸彈”遠(yuǎn)不像表面看起來那么簡單,其成分是異常復(fù)雜的,因此實(shí)際上所造成的后果遠(yuǎn)不止所列舉的那些。因此治理行動(dòng)刻不容緩。

2005年,國家環(huán)境保護(hù)總局、國土資源部、衛(wèi)生部發(fā)布的《礦生態(tài)環(huán)境保護(hù)與污染防治技術(shù)政策》中,針對(duì)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(shù),包括:???①尾礦再選和共伴生礦物及有價(jià)元素的回收技術(shù);???②利用尾礦加工生產(chǎn)建筑材料及制品技術(shù),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(qū)或塌陷地的工藝技術(shù);???④利用選煤煤泥開發(fā)生物有機(jī)肥料技術(shù)。

下面就這幾個(gè)方面具體談?wù)?1.回收尾礦有用金屬。選礦中分選作業(yè)的產(chǎn)物之一,其中有用目標(biāo)組分含量最低的部分稱為尾礦。當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下,已不宜再進(jìn)步分選。但隨著生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有用目標(biāo)組分還可能有進(jìn)步回收利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。尾礦并不是完金無用的質(zhì)料,往往含有可作其他用途的組分,可以綜合利用。實(shí)現(xiàn)無廢料排放。是礦產(chǎn)資源得到充分利用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的需要。我國東北某地區(qū)7個(gè)大型鐵礦選礦廠的11個(gè)尾礦庫,年排2700萬t尾礦,至2017年5月累計(jì)堆存尾礦7.7億t,含鐵8%~16%,建設(shè)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(dá)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(duì)尾礦采用重一磁一重一浮一重選的聯(lián)合流程步步拋尾,產(chǎn)白鎢精礦399.3t、硫精礦1584t,年產(chǎn)值664.8萬元,年利潤172.8萬元;大治綠銅山多次對(duì)尾礦進(jìn)行回收,在浮銅一磁選鐵后尾礦中,采用強(qiáng)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(xué)習(xí)。

2.?利用尾礦生產(chǎn)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(yè)公司銀山鉛鋅礦,由于該礦的尾礦化學(xué)成分比較穩(wěn)定,利用它來生產(chǎn)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(jīng)燒結(jié)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(chǎn)水泥。水泥是經(jīng)過二磨一燒工藝制成的,水泥強(qiáng)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(duì)水泥早期強(qiáng)度起作用的是硅酸三鈣、鋁酸三鈣;對(duì)后期強(qiáng)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(chǎn)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(chǎn)新型玻璃材料。以高鐵鋁型尾礦為主要原料進(jìn)行熔制飾面玻的試驗(yàn)研究,制成的飾面玻璃漆黑發(fā)亮均勻一致,無氣泡,無疵點(diǎn)。????(4)利用尾礦生產(chǎn)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(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、光澤度、耐酸堿度等均達(dá)到或超過天然花崗巖;以銅礦尾礦為主要原料,經(jīng)過工業(yè)性試驗(yàn),研制出可代替大理石、花崗巖和陶瓷面磚等具有高強(qiáng)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(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量輕,保濕性能好。此外鐵尾礦可大量用做路基的基礎(chǔ)材料。

3.用尾礦回填礦山采空區(qū)。尾礦粒度細(xì)而均勻,用做礦山地下采空?qǐng)龅某涮盍暇哂休斔头奖恪o需加工、易于膠結(jié)等優(yōu)點(diǎn)。尾礦的回填可以大大減少占地。傳統(tǒng)的水力充填(包括高濃度充填)均選用分級(jí)粗尾砂。作為充填料;近年來發(fā)展起來的全尾砂膏體充填工藝,在減輕或消除尾礦對(duì)地表或井下環(huán)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(qū),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(jìn)行適當(dāng)?shù)钠扑榧庸?用尾礦和水泥拌和后回填采空區(qū),這種方法安全性好,但處理成本較高。我國山東的招遠(yuǎn)金礦和焦家金礦就是采用拌和水泥回填采空區(qū)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(dāng)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(yǎng)組分。門尾砂中含有方解石、長石或者礬類鹽,可生產(chǎn)工業(yè)污水絮凝劑、捕收劑等;用花崗閃長巖類尾砂生產(chǎn)絮凝劑或水玻璃,在工業(yè)中具有廣泛用途。另外,尾砂還可做殺蟲劑等用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

5.從源頭做起,開展資源綜合利用,減少固體廢物的產(chǎn)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(chǎn)生量特別是細(xì)粒尾礦的產(chǎn)生量。是既有效、又經(jīng)濟(jì)的方法。為此,在工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)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(duì)于綜合回收技術(shù)還不太成熟的復(fù)合多金屬礦,可以采取資源儲(chǔ)備方式待條件成熟時(shí)才開采利用以避免資源的浪費(fèi)。

其實(shí)礦山固體廢物的綜合治理不是企業(yè)一方面就可以完成的,還需要各方面的努力。一是要堅(jiān)持實(shí)施礦產(chǎn)資源在保護(hù)中開發(fā),在開發(fā)中保護(hù)的原則,提高全民的資源意思和環(huán)境意識(shí),將環(huán)境保護(hù)貫穿于資源開發(fā)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(tài)環(huán)境綜合整治的整體規(guī)劃中,以生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理為指導(dǎo),以協(xié)調(diào)資源開發(fā)、固體廢物的綜合利用與污染防治,以經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和礦區(qū)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)為對(duì)象,通過統(tǒng)一規(guī)劃、綜合建設(shè),達(dá)到生態(tài)建設(shè)、環(huán)境建設(shè)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展;三是要因地制宜,根據(jù)各個(gè)礦山的實(shí)際情況,采用合理的方式對(duì)固體廢物引發(fā)的環(huán)境污染進(jìn)行綜合治理,如固體廢物堆場的復(fù)墾綠化、尾礦庫揚(yáng)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(jīng)意識(shí)到尾礦處理與處置技術(shù)乃是世界性的難題,目前全尾整體利用技術(shù)有所進(jìn)展,無廢或少廢開采技術(shù)的礦山不斷涌現(xiàn),利用尾礦制作建材的生產(chǎn)產(chǎn)品日益得到社會(huì)承認(rèn),成為新生產(chǎn)力的亮點(diǎn),礦山非礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日趨困繞礦山固廢產(chǎn)生的特點(diǎn),結(jié)合市場需要開發(fā)新產(chǎn)品,高附加值產(chǎn)品正成為大家追求的熱點(diǎn),我國礦山固體廢物的綜合利用已具有一定的技術(shù)基礎(chǔ),我們要按照固體廢物資源產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn),選擇廢棄物復(fù)合材料、尾礦微晶玻璃、新型輕質(zhì)建材以及有用礦物與金屬提取等產(chǎn)品的技術(shù),建立-批有代表性的、技術(shù)起點(diǎn)高、綜合效益顯著并能達(dá)到一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化示范工程,逐步形成適用、先進(jìn)的資源化成套設(shè)備及工藝,同時(shí)要建立完整的管理辦法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);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(tǒng),腳踏實(shí)地去推進(jìn)礦山固體廢物整體利用的產(chǎn)業(yè)化。礦山企業(yè)也要進(jìn)一步解放思想,建立與市場經(jīng)濟(jì)接軌的固體廢物管理與運(yùn)行機(jī)制,多方籌集資金,實(shí)現(xiàn)企業(yè)化經(jīng)營,走產(chǎn)業(yè)化道路,努力實(shí)踐“三個(gè)代表”,發(fā)展我國的礦山經(jīng)濟(jì),改善我們的礦山環(huán)境。

(文:中科核能集團(tuán) 執(zhí)行董事 總裁 丁明)