《固体废物处理处置与资源化》论文

废物回收与利用

陈宇星

矿山固体废弃物的处理与再利用

陈宇星

（化学生物与材料学院）

摘要：我国冶金工业快速发展，促使矿山的开发力度加大，随之产生大量矿山固体废弃物。通过浅析我国矿山固体废弃物的现状，以及矿山固体废弃物的危害，我们了解了矿山固体废弃物的处理与再利用所具有重要的意义，并提出了有效治理矿山废物和资源再利用的有效方法。

关键词：矿山固体废弃物，现状，资源储量，危害，处理，再利用

一、我国矿山固体废弃物的现状

我国是世界采矿大国，现有各类矿山企业约15.3万个，其中国有矿山7650个，集体企业6.9万个，私营及个体企业5.8万个，余为其他经济类型企业，开采矿产143种。伴随各类矿产资源的开发利用，产出了大量的固体废弃物。这些固体废弃物的存量既是我国千百年矿业开发的历史积累，也是矿产资源利用不合理的结果，其主要的四种物质来源为：尾矿、废石、煤矸石和粉煤灰，尤以废石为多。我国矿山废弃物的累计数量也相当巨大，且逐年增多，一个省份的矿山尾矿和固废物总量可达几亿至几十亿吨。可以预见的是，随着矿石开采量的上升和品位的下降，每年矿山固废物的排放量还将不断增加。

二、矿山固体废弃物的资源储量

从充分利用自然资源的观点来看，“废弃物”只是一个相对的概念。矿山固体废弃物虽然是选矿、提取了有用矿物之后的产物，但不应把它看成是废弃物，其中往往含有许多有用的元素和矿物，是宝贵的二次资源。所谓的固体废弃物，其实是放错了地方的可以利用的资源，一旦开发出来，形成规模化和产业化，经济价值不可估量。我国矿产种类齐全，资源蕴藏丰富，在已探明矿产储量中，共伴生矿床比重为80%左右，具有很高的综合利用价值。我国固体矿产资源的特点，决定了我国矿山固废物数量偏多、可综合利用的资源类型偏多，而且随着矿山的开发，固废物在逐年递增。我国26.14*108t的铁矿尾矿，平均含铁量为11%，铁矿尾矿中的铁金属含量达2.86*108t。我国金矿尾矿约3*108t，按尾矿平均品位0.25g/t计算，尾矿中含有黄金75t；每年排放尾矿约1500*104t，相当于损失黄金3.7t。随着选冶技术的进步，一些“无用的”低品位矿石和废石能够提供相当数量的资源。云锡公司积存尾矿1.3*108t，平均含锡0.15%，含金属锡达20*104t 以上。江西省德兴铜矿，若以0.25%的边界品位计算，其8.9*108t的低品位矿石的铜金属量达到95.15*104t。甘肃白银厂铜矿，其露天采场2.5*108t含铜废石的含铜量达52*104t。我国伴生矿产数量偏多，固废物和尾矿中伴生的有用元素数量多、含量高。上述德兴和白银厂这两座矿山的固废物中除了含150*104t铜外，还含有黄金60-90t、白银3800-5000t，相当于一座特大型铜金矿。

三、矿固体废弃物的危害

随着矿产资源的开采，大量固体废弃物的堆存，不仅造成了资源的浪费，而且也对矿山生态环境和人类生存带来极大的危害。如压占大量土地，破坏森林，破坏地貌、植被和自然景观，导致水土流失，生态环境发生变化，同时潜伏着泥石流、山体崩塌、滑坡、跨坝等地质灾害。废石和尾矿的乱排乱放容易导致淤塞河道，污染水体，对环境造成危害。尾矿或废石中的硫、砷以及重金属铅、锌、汞等，还有尾矿中夹杂的化学药剂，酸、碱、氰化物对地表水、地下水及周边环境造成污染。尾矿、废石在干旱或大风天气下造成的扬尘，以及某些成分，如氰化物、有机物的自然风化或煤矸石的自燃，会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体，污染大气环境。

四、矿山固体废弃物的处理

3.1堆置处理堆置就是将固体废弃物直接堆放到预先划定并作好准备的场地上。选择场地应遵循：①保护地下水质，防止地下水因受废石堆排放的浸滤水的影响而变质；②保护地表水，防止地表水因废石堆风化淋蚀而增加泥沙负荷和溶解固体负荷；③防止风蚀；④保证人类安全，防止洪水或地震造成灾害。因此选择场地必需对地形、水文地质情况、地震情况、水文情况、大气情况等进行综合考虑。尾矿堆存要求更特殊，尾矿坝基础材料要有足够的强度，还应具有良好的不透水性。目前尾矿坝堆放有两种较好的方法：①尾矿半干堆垛；②粗细残渣的共处置。

把固体废物堆放在堆放场后，可向固体废物堆表层覆盖石块、泥土，种植植物或对其表层进行化学处理，以使固体废物堆稳定，减少二次污染。

3.2复垦处理复垦处理一般步骤如下：

表土采掘→表土储存→回填整平→铺垫表土→复垦种植

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固体废弃物

现在较为先进的复垦技术是开采与复垦紧密结合。如德国弗兰格尼亚石膏矿床开采过程中就采用大型轮胎式装岩机处理粘土质覆盖物，其运距较短，并能将剥离物及母土就近回填。复垦后的土地可用于农、林、牧、渔及修建公共设施等。

3.3填埋处理填埋处理较为典型的例子是用煤矸石填充采空区。把尾矿砂与水泥混合，作井下胶填充物也是一种好方法。对有毒固体废物的填埋要采取安全填埋法，要考虑废物的预处理、地下水保护系统、场地及地表水控制管理等。 3.4综合利用，矿山固废物综合治理的最关键问题是综合利用，如果能得以经济有效地综合利用，其数量就会减少，通过最终处置，其危害就能消除。只有将矿山固废物合理、综合利用了，做到“资源化、无害化、减量化”，环境保护和经济效益才能真正的同时走上正轨。在将来的一段时间内，我国经济发展对矿产资源的需求将呈现快速增长的势头。在这种形势下“，开源”和“节流”将是我国今后固体矿产资源开发的主题，而合理利用、综合利用既是“开源”，也是“节流”，可以延长矿山的服务年龄，提高企业的经济效益。因此，开展资源综合利用是我国一项重大的技术经济政策，也是国民经济和社会发展的一项长远的战略方针。

五、矿固体废弃物的再利用

对于矿山固废物问题来说，科技创新是解决问题的重要的内在动力。提高我国现有的采选矿技术，减少采剥比，提高采矿效率，采用先进、合理的矿山资源综合利用技术，减少固废物的产生，从源头上解决矿山废弃物问题。应该提到矿产资源勘查、矿山设计和矿产开发规划等先期工作中。而将矿山固体废弃物作为"二次资源"加以利用，实现从摇篮到摇篮的最佳资源利用，则是矿山废物产生后处理的最佳途径。

4.1从废物中进一步回收有价元素主要有从铜尾矿中回收石精矿、硫铁矿精矿；从铅锌尾矿中回收铅、锌、钨、银等；从锡尾矿中回收锡和铜以及一些伴生元素。主要方法有重-磁-浮法、溶剂萃取法、电极回收法、电解气浮法等。近年来随着微生物浸出技术的应用和发展，微生物浸出法已成为处理固体废物的又一重要方法[3]。

4.2制作建材①硅酸盐尾矿砖瓦、水泥：大多数矿山有大量含硅含铝的原料，具有制作硅酸盐建材的基本条件。②玻璃原料或配料：富含石英的石英脉型金矿、钨矿，富含方解石、白云石或萤石的碳酸岩矿，花岗岩型矿等矿山尾矿都可制作玻璃原料或配料。③铸石：铸石是一种新型工业材料，在一定条件下是钢铁、有色金属、合金材料等较为理想的代用材料。若固体废物中含有辉绿岩、玄武岩、角闪岩、花岗岩、石灰石、白云石、蛇纹石、辉石、萤石和菱镁矿、铬铁矿等组合都可考虑用作铸石原料。④建筑微晶玻璃：微晶玻璃是由基础玻璃经控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料，又称玻璃陶瓷。微晶玻璃可以大量利用金属尾矿制成空气或泡沫制品，用作建筑隔

六、结语

我国矿山固体废弃物问题日趋严峻，在矿业大省和矿山集中地区更是如此。大量固体废弃物的产生既是我国固体矿产资源特点决定的，也是我国千百年矿业开发的历史积累，更是矿产资源利用不合理的结果，值得从高新技术、政策法规、利益分配、市场导向以及环境保护等多方面共同努力来解决。矿山废弃物中含有大量未利用的宝贵矿产资源，虽说矿山废弃物是放错了地方的资源，但其开发难度较高、技术含量较高、需求资金较大，不是一矿一地能够解决的问题，亟须国家和地方政府、矿山企业、科研部门共同攻关和开发。解决矿山废弃物问题需要采矿、选矿等科学技术的提高，国家的优惠尽管人们对矿山固体废弃物的防治已做了不少工作，但是还远未解决矿山固体废弃物的处理的问题，必须加强矿山环境管理，加强防范措施，同时还要大力采用国内外先进技术对已产生的固体废物进行治理，最终实现固体废物的无害化、减量化和资源的再利用。

参考文献：

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[3]郭敏.我国大宗尾矿废石资源化对策研究[J].中国矿业，2009（4）：36-37.

[4] 李福来，胡克，冯军，张洪岩，等.我国矿山固体废弃物现状与对策分析[J]生态环境与旅游开发，第22卷

[5]邵广全.粉煤灰综合利用分选工艺研究[J]有色金属,2000(2):41-45