我國礦山尾礦綜合利用和減排工作探討

成都理工大學(xué) 材料與化學(xué)化工學(xué)院 聶國亮

我國幅員遼闊，地質(zhì)礦產(chǎn)資源豐富，但是由于大部分礦山的礦石資源品相較低，在礦山開采過程中會(huì)產(chǎn)生了大量尾礦，無法處理的尾礦只能進(jìn)行堆積。隨著礦產(chǎn)資源利用率的不斷提高，礦石的開采品相也不斷提升，但是隨之而產(chǎn)生的尾礦數(shù)量卻在不斷增加。我國每年產(chǎn)生的尾礦多達(dá)6億t，這些無法處理的尾礦不僅占據(jù)大量的土地資源，同時(shí)也會(huì)對(duì)礦區(qū)和周邊環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，每年投入到尾礦治理方面的費(fèi)用也多達(dá)數(shù)億元；因此，加強(qiáng)尾礦的綜合利用和減排工作具有重要的意義。

一、我國礦山尾礦現(xiàn)狀及危害

1.尾礦容易引起嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，最為明顯的表現(xiàn)，便是對(duì)土地資源的占用、對(duì)周圍動(dòng)植物資源的破壞、對(duì)周圍的空氣環(huán)境以及水體的污染。尾礦的粒度較細(xì)，長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中會(huì)因風(fēng)化作用產(chǎn)生大量細(xì)沙，在風(fēng)力的作用下易產(chǎn)生粉塵，造成礦區(qū)周圍環(huán)境的惡化。尤其是在狂風(fēng)季節(jié)中，尾礦顆粒隨風(fēng)擴(kuò)散，會(huì)給周圍居民的生產(chǎn)和生活帶來嚴(yán)重影響。同時(shí)，尾礦中含有的部分金屬以及非金屬礦流入到水體中會(huì)造成水質(zhì)酸化，污染水體。

2.尾礦的堆積會(huì)占用大量的土地資源，各種露天尾礦庫的建設(shè)占據(jù)礦山周圍大片的土地，同時(shí)由于尾礦的排放不斷增加，需要對(duì)尾礦庫進(jìn)行必要的維護(hù)，這也會(huì)增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。另外，土地資源日漸緊張也會(huì)導(dǎo)致征地費(fèi)用的增加，這也在無形中增加了尾礦庫的建設(shè)成本，耗費(fèi)了企業(yè)大量的資金。

3.容易引發(fā)工程和地質(zhì)災(zāi)害事故。國家有關(guān)部門規(guī)定，尾礦是一種重大危險(xiǎn)源，其本身存在著較大的安全隱患。很多礦山開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害和安全事故，都是由于尾礦的大量堆積而引起的。

二、礦山尾礦綜合利用和減排措施

1.從尾礦中提取有價(jià)成分。提高資源的利用效率是尾礦綜合利用的首要途徑，有利于減少尾礦的排放。對(duì)尾礦進(jìn)行再次篩選，從中提取出更多的有價(jià)成分，能有效提高資源的回收率，為礦山開采企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。粗選與分級(jí)精選是尾礦再次選取工作中常用的方法之一，它結(jié)合了國內(nèi)外的新工藝，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性與先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在國內(nèi)礦山開采工作中得到了廣泛應(yīng)用。

2.將尾礦應(yīng)用到工程建筑中。相比國外，我國在尾礦綜合開發(fā)利用方面的研究工作起步較晚，早在20世紀(jì)60年代，國外就已經(jīng)有將尾礦運(yùn)用到建筑材料中的先例。在我國，對(duì)尾礦在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用的相關(guān)研究始于20世紀(jì)90年代。將尾礦以及其他廢石運(yùn)用到公路建設(shè)、混凝土骨料中，能夠有效降低工程原料成本；利用尾礦作為原材料燒制磚塊、砌塊，也可應(yīng)用于廣場(chǎng)、墻體修筑等工程中；此外，有的尾礦還可以制作水泥材料，尾礦水泥將成為建筑工程中廣泛運(yùn)用的材料之一。

3.作為土壤改良劑和復(fù)合化肥。很多尾礦肥料中都含有大量微量元素，有利于植物的生長(zhǎng)，可以提高土壤營養(yǎng)成分的轉(zhuǎn)化效率。因此，將尾礦運(yùn)用到土壤改良工作中有著很大的利用空間。尾礦中含有的微量元素，能夠促進(jìn)其改良作用的有效發(fā)揮。國外有關(guān)研究表明，利用含鈣、鎂等元素的尾礦對(duì)酸性土壤進(jìn)行改良，可以獲得較好的效果，而且實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物的增產(chǎn)。我國馬鞍山礦山研究所率先進(jìn)行了利用磁化鐵尾礦改良土壤的試驗(yàn)，并且取得了成效，將尾礦添加到土壤中以后，土壤中的磁性物質(zhì)變得更具活力，使土壤的結(jié)構(gòu)和透氣性都得到極大改善。如今，利用尾礦制作的復(fù)合肥已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。尾礦肥料在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改良土壤酸堿性能方面可以發(fā)揮巨大的作用。

4.利用尾礦填充礦山采空區(qū)。對(duì)礦山采空區(qū)的填充是一項(xiàng)重要工作，但是由于一些礦山自身的特殊性，在開采過程中無法設(shè)置尾礦庫，這時(shí)利用尾礦對(duì)礦山采空區(qū)進(jìn)行填補(bǔ)就顯得十分重要。如，位于淮北平原的某銅鐵礦，因?yàn)楫?dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件影響，無法設(shè)置尾礦庫，所以該礦場(chǎng)開采產(chǎn)生的尾礦在經(jīng)過簡(jiǎn)單的技術(shù)處理之后，可以全部用來填充采空區(qū)，不僅減少了對(duì)土地資源的占用，也避免了對(duì)周圍環(huán)境的污染。利用尾礦填充礦山采空區(qū)，可以有效解決尾礦的堆放問題，同時(shí)也大大降低了開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，提高了礦山開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5.濃縮尾礦的露天干堆處理。將礦山尾礦濃縮成膏體，實(shí)現(xiàn)其露天堆存，這種尾礦處理方法有很多優(yōu)點(diǎn)，可以保證尾礦堆存的穩(wěn)定性，有效保護(hù)水資源，減少尾礦對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。尾礦壓濾干堆技術(shù)的實(shí)施，解決了尾礦長(zhǎng)期貯存的問題，節(jié)約了大量的基建費(fèi)用；尾礦壓濾干堆處理安全系數(shù)大，可完全消除對(duì)井下安全生產(chǎn)的危害；經(jīng)露天干堆處理后的尾礦排放濃度從32%提高至79%以上，回水利用率提高到93.45%，有利于保護(hù)地下水資源，同時(shí)還減少了對(duì)土地資源的占用。

三、結(jié)論

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)的不斷增強(qiáng)，環(huán)境問題逐漸成為全球廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。在我國礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中，一直存在著先污染、后治理的問題，礦產(chǎn)資源的開發(fā)對(duì)我國環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。近年來，尾礦資源的開發(fā)與利用受到了越來越多的重視，采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的模式，可以實(shí)現(xiàn)資源的重復(fù)利用，提高礦產(chǎn)的開采率，降低廢物的排放，促進(jìn)礦業(yè)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展為尾礦的利用提供了更多的技術(shù)支撐，健全我國尾礦綜合利用和減排的相關(guān)法律法規(guī)，對(duì)于促進(jìn)尾礦綜合利用和減排的良性發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。