淺析銅陵地區(qū)尾礦現(xiàn)狀及尾礦綜合利用途徑

邢 馨 甘 昊 盛敏敏

(1.南京大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210093;2.銅陵市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，安徽 銅陵 244000;3.合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230022)

銅陵位于安徽省南部，長(zhǎng)江下游南岸。銅陵礦產(chǎn)資源豐富，尤其是有色金屬資源，金屬冶煉加工歷史悠久，被稱(chēng)為中國(guó)古銅都。支柱行業(yè)主要以重工業(yè)、原材料工業(yè)為主，主要從事有色、非金屬資源的開(kāi)采和加工，屬資源型、重污染工業(yè)城市，因此工業(yè)污染嚴(yán)重，特別是工業(yè)固廢產(chǎn)生量大。銅陵有色金屬的開(kāi)采冶煉業(yè)非常發(fā)達(dá)，銅產(chǎn)量居全國(guó)第二位，黃金生產(chǎn)被列為全國(guó)重點(diǎn)地區(qū)。銅陵地區(qū)大型有色金屬礦很多，帶來(lái)的礦山尾礦問(wèn)題也很突出，截止2000年，累計(jì)開(kāi)采銅礦石含銅93.91萬(wàn)噸、鐵礦石1100萬(wàn)噸、鐵精砂1400萬(wàn)噸、硫鐵礦2100萬(wàn)噸，累計(jì)生產(chǎn)(包括買(mǎi)入的礦石冶煉的金屬)粗銅176萬(wàn)噸、電解銅150萬(wàn)噸、黃金34.67噸、白銀1300噸、生鐵350萬(wàn)噸[1]。目前銅陵主要的大型礦山有:銅官山礦、金口嶺銅礦、冬瓜山銅礦、鳳凰山銅礦、雞冠山銅礦、安慶銅礦等。

1 銅陵礦山開(kāi)采和礦山尾礦產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題和生態(tài)問(wèn)題

1.1 地質(zhì)災(zāi)害

礦山開(kāi)采活動(dòng)使地下采空、地面及邊坡開(kāi)挖影響山體、斜坡穩(wěn)定，加劇滑坡、崩塌和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生[2]。礦山排放的廢渣堆積在山坡或溝谷，在暴雨誘發(fā)下極易發(fā)生泥石流。泥石流主要分布在銅官山、章木山、天門(mén)山、大成山、鳳凰山等地的溝谷、新橋礦和黃獅澇金礦。崩塌主要發(fā)生在坡度和高度較大的露采場(chǎng)、采石場(chǎng)，如新橋礦磯山露采場(chǎng)、青山采石場(chǎng)、長(zhǎng)龍采石場(chǎng)、鐘鳴硫鐵礦露采場(chǎng)等。銅陵地區(qū)礦山開(kāi)發(fā)造成的水土流失面積4730hm2，占銅陵國(guó)土面積的4.2%。銅陵礦區(qū)大多位于石灰?guī)r丘陵區(qū)，巖溶充水和巖溶裂隙水發(fā)育。區(qū)內(nèi)現(xiàn)有礦山均發(fā)生過(guò)頻率不等、程度不同的礦坑突水事故，來(lái)勢(shì)猛、水壓高、水量大、危害大，發(fā)生突水30多起，其中瞬時(shí)突水量大于500m3/h的有7起。如冬瓜山銅礦突水，最大涌水流量達(dá)1285m3/h，治水難度大[1]。調(diào)查統(tǒng)計(jì)，自1985年以來(lái)，由于采礦而引發(fā)的全市特大型地質(zhì)災(zāi)害10起，大型地質(zhì)災(zāi)害29起，其中26起為采礦造成的;小型地質(zhì)災(zāi)害199起，地質(zhì)災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)6億元。

1.2 占用土地及環(huán)境污染

尾礦庫(kù)堆存的首先帶來(lái)的就是占用土地的問(wèn)題，銅陵地區(qū)主要的尾礦庫(kù)有13個(gè)，占地面積635hm2，占用地大多是林地和農(nóng)田，對(duì)周遍地區(qū)的居民的飲用水和耕地造成嚴(yán)重的影響，對(duì)森林的破壞也很明顯，特別是土壤的重金屬污染問(wèn)題，鳳凰山銅礦周?chē)寥乐兄亟饘俸恳呀?jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)土壤環(huán)境二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995 50mg/Kg，地區(qū)性重金屬污染嚴(yán)重[3]。銅陵尾礦庫(kù)大多建在山谷、低地對(duì)河流的污染已經(jīng)顯現(xiàn)，相思河流域河床尾砂淤積嚴(yán)重，重金屬污染明顯，底泥伴有惡臭味。新西河有90%的SS，60%的COD來(lái)自尾礦庫(kù)。同時(shí)尾礦庫(kù)的維護(hù)和維修也要耗費(fèi)大量的資金，安全問(wèn)題也越來(lái)越突出。

1.3 尾礦庫(kù)安全問(wèn)題

銅陵的礦山大多屬于老礦山，開(kāi)采時(shí)間長(zhǎng)，規(guī)模大，尾礦庫(kù)治理問(wèn)題突出，基本上先前設(shè)計(jì)的尾礦庫(kù)已經(jīng)堆滿，后期超儲(chǔ)尾礦主要靠加高壩體以增加堆積高度，安全問(wèn)題很?chē)?yán)峻，一方面占用了大量的土地，另一方面帶來(lái)的環(huán)境污染，生態(tài)問(wèn)題也越來(lái)越明顯，特別是在雨季防止尾礦庫(kù)潰壩是礦山安全防范的重中之重。因?yàn)槲驳V庫(kù)都是土質(zhì)或小顆粒巖石等松散介質(zhì)堆積而成，當(dāng)這些介質(zhì)遇水時(shí)，其內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力會(huì)發(fā)生很大變化，抗剪強(qiáng)度會(huì)大大降低，嚴(yán)重地影響了壩體的穩(wěn)定性。如果潰壩就會(huì)造成泥土流，不但對(duì)環(huán)境造成很大破壞，而且會(huì)嚴(yán)重威脅人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

2 銅陵地區(qū)尾礦采取的綜合利用措施

總的來(lái)說(shuō)銅陵尾礦的現(xiàn)狀是，有豐富的尾礦資源，有很大的利用前景，但尾礦利用量較小大部分建庫(kù)堆存。見(jiàn)表1。

表1 銅陵礦山尾礦利用情況

根據(jù)銅陵的實(shí)際情況，首先要提高尾礦的綜合利用率，盡量減少尾礦的堆存，目前綜合利用尾礦的途徑有兩種。

2.1 回收有用礦物

由于尾礦中含有一些有用的礦物，可以采用一些選礦手段回收，例如，可以采用磁選和重選等方法進(jìn)一步回收尾礦中的鐵精礦。銅尾礦再選回收的有銅官山銅礦和新橋硫鐵礦等。銅官山銅礦是最早開(kāi)發(fā)利用尾礦的礦山，1975～1988年共處理尾礦459萬(wàn)噸，總產(chǎn)硫精礦61.1萬(wàn)噸，總產(chǎn)鐵精礦83.5萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額2500萬(wàn)元。新橋硫鐵礦尾礦平均品位:金0.5 ～0.8g/t、銀 8.21g/t、銅 0.43% ～0.46%，經(jīng)階段磨礦階段浮選試驗(yàn)，獲得品位為銅6.32%、金6.4g/t的金銅精礦，其銅、金回收率分別為43.7%、23.1%，其它礦的尾砂也均進(jìn)行綜合回收試驗(yàn)，取得了很好的成果[3]。但是從尾礦中回收有價(jià)值的金屬和礦物，尾礦的數(shù)量卻難以有較大量的減少，這主要是解決了資源浪費(fèi)、流失的問(wèn)題。

2.2 整體利用

從尾礦中回收有用礦物，雖可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益，但消耗尾礦量有限，所以尾礦的整體利用才是解決尾礦堆存問(wèn)題的主要途徑。冶金礦山尾礦80%以上是非金屬礦物，成分與許多建材、輕工、無(wú)機(jī)化工等非金屬材料十分相近，只要摻加少量其他原料，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)配，即可用做許多非金屬材料的原料;比如，微晶玻璃花崗巖、鋼化磚、普通硅酸鹽水泥、磷礦石尾礦制作成尾礦磷肥等。大量尾礦還可以用于井下填充，利用尾礦作井下充填材料，是一種既高效利用尾礦，又環(huán)保的整體利用措施，但應(yīng)選取不易風(fēng)化和水解，不產(chǎn)生有害氣體的尾礦作井下填充材料[4]。冬瓜山銅礦是亞洲銅礦第一深井，目前已經(jīng)開(kāi)采到地下1000多米，目前已采取尾礦回填措施，計(jì)劃分步驟分批把尾礦回填到礦井中，這樣既減少了土地的占用，又節(jié)約資金，用尾礦做充填材料，其充填費(fèi)用較低，僅為碎石水力充填的1/2～1/10。

2.3 尾礦庫(kù)生態(tài)修復(fù)及主要尾礦庫(kù)現(xiàn)狀

對(duì)于已關(guān)閉的尾礦庫(kù)，應(yīng)一律進(jìn)行復(fù)墾綠化，防止二次污染，改善尾礦庫(kù)周?chē)男…h(huán)境、小氣候，創(chuàng)造一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境，要做好庫(kù)區(qū)維護(hù)，要做好防治揚(yáng)塵和水土流失工作，同時(shí)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，加強(qiáng)庫(kù)區(qū)的安全管理。銅陵地區(qū)的幾個(gè)尾礦庫(kù)在復(fù)墾和生態(tài)恢復(fù)方面做了很好的嘗試，例如，有色設(shè)計(jì)院尾礦庫(kù)復(fù)墾項(xiàng)目，2000年采用無(wú)土植被技術(shù)，大量種植蘆葦獲得成功，蘆葦?shù)某苫盥蔬_(dá)到95%，此項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚屬首家[3]。改變了尾礦庫(kù)周?chē)男…h(huán)境，減少了對(duì)周遍湖泊、河流的污染。鳳凰山銅礦林沖尾礦庫(kù)復(fù)墾種植丹皮，不僅丹皮成活率高，而且經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益非常明顯，投資少，收效高。尾礦庫(kù)良好的排水性能非常適合丹皮生長(zhǎng)，在考慮氣候、地理位置等因素的情況下，值得在一定范圍內(nèi)的閉庫(kù)尾礦庫(kù)進(jìn)行試種和推廣。目前銅陵有色金屬集團(tuán)公司已經(jīng)全面啟動(dòng)老尾礦庫(kù)資源化項(xiàng)目，對(duì)水木沖尾礦庫(kù)、林沖谷尾礦庫(kù)、章家谷尾礦庫(kù)尾砂采出，選出有利用價(jià)值的產(chǎn)品，再選后的尾砂進(jìn)行井下空區(qū)和露天采坑充填，露天采坑充填完畢和水木沖尾礦庫(kù)、林沖谷尾礦庫(kù)尾砂采完后進(jìn)行復(fù)墾綠化生態(tài)恢復(fù)。這樣可充分發(fā)揮銅陵有色的資源優(yōu)勢(shì)，大大提高礦產(chǎn)資源的綜合利用，是銅陵有色發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。

銅陵有色共有9座尾礦庫(kù)，其中鳳凰山銅礦相思谷、冬瓜山銅礦水木沖、銅山銅礦章家谷、安慶銅礦尾礦庫(kù)這4座尾礦庫(kù)尚處于服務(wù)期，正在使用;銅官山銅礦響水沖、五公里尾礦庫(kù)、鳳凰山銅礦林沖尾礦庫(kù)、井邊銅礦井邊尾礦庫(kù)這五座尾礦庫(kù)因先后服務(wù)期滿已停用。九座尾礦庫(kù)中，井邊銅礦尾礦庫(kù)于1981年移交給當(dāng)?shù)卣?，五公里尾礦庫(kù)已完全復(fù)墾，楊山?jīng)_尾礦庫(kù)、水木沖尾礦庫(kù)、尾砂為單一選銅尾礦，無(wú)再選利用價(jià)值，但粒度較粗，可作采礦空區(qū)充填料;相思谷尾礦庫(kù)、安慶銅礦朱家沖尾礦庫(kù)正在生產(chǎn)且有價(jià)元素可選性較小，只有響水沖、林沖、章家谷三座尾礦庫(kù)含有硫、鐵資源較高，具有綜合回收價(jià)值。

3 在尾礦綜合利用中存在的問(wèn)題及對(duì)尾礦綜合利用的一些建議

3.1 存在的問(wèn)題分析

3.1.1 尾礦綜合利用開(kāi)展緩慢

銅陵市礦山生態(tài)破壞點(diǎn)多面廣，生態(tài)恢復(fù)重建工作量大，任務(wù)相當(dāng)艱巨，六大礦山總占地面積為2388.2hm2。隨著礦業(yè)開(kāi)采，產(chǎn)出的尾礦量不斷加大。截至2004年底，銅陵礦區(qū)尾礦占用土地面積達(dá)到578.8hm2，土地復(fù)墾率只有13.3%[4]。一些礦山的資源也將要枯竭，礦山的出路就是通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新把尾礦轉(zhuǎn)化為二次資源，在這種形勢(shì)下更好的利用、開(kāi)發(fā)尾礦資源就是為企業(yè)重新振興創(chuàng)造條件。

3.1.2 技術(shù)落后

科技對(duì)銅陵礦山環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)率低，尾礦回收技術(shù)還停留在普通易回收金屬上，對(duì)于尾礦中稀有金屬的回收技術(shù)非常落后。例如，從五公里尾礦庫(kù)流出一條小河叫黑沙河，里面夾帶著大量黑砂，這種黑砂中含有大量稀有礦物，日本曾提出要購(gòu)買(mǎi)這些黑砂，而由于技術(shù)原因，銅陵市目前還無(wú)法完全利用這些黑砂提取其中的稀有金屬，只能讓其流走，造成極大的資源浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境也造成了污染。礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理采用的生物與工程技術(shù)還處于探索階段沒(méi)有大范圍開(kāi)展，與國(guó)內(nèi)外技術(shù)交流少。雖然銅陵尾礦庫(kù)復(fù)墾技術(shù)已經(jīng)取得一定的成果，但還處于實(shí)驗(yàn)階段，沒(méi)有全面推行。尾礦整體利用產(chǎn)品中高附加值產(chǎn)品少，且利用成本高缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，常規(guī)金屬回收量較多，但稀有金屬回收量小。

3.1.3 政策法規(guī)問(wèn)題

政府沒(méi)有出臺(tái)優(yōu)惠政策來(lái)鼓勵(lì)尾礦的開(kāi)發(fā)，尾礦產(chǎn)品不能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化產(chǎn)銷(xiāo)，同時(shí)在礦山環(huán)境管理上存在一定不足，環(huán)境法制、礦業(yè)法制不到位，處罰資源違法、環(huán)境違法行為的手段不得力，存在違法成本低、守法成本高的現(xiàn)象，資源利用的法律法規(guī)建設(shè)落后，尾礦利用基礎(chǔ)管理薄弱，缺乏尾礦利用的基礎(chǔ)資料等。

3.2 尾礦綜合利用建議

3.2.1 尾礦綜合利用要走技術(shù)化之路

目前銅陵的礦山要根據(jù)實(shí)際情況發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，要多收集尾礦利用的基礎(chǔ)資料，引進(jìn)新的理念和先進(jìn)的技術(shù)，例如，地下浸溶采礦技術(shù)是世界上先進(jìn)的采礦技術(shù)。地下浸溶采礦技術(shù)可以開(kāi)發(fā)銅礦石資源，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，提高經(jīng)濟(jì)效益，改善銅礦山經(jīng)營(yíng)狀況;保護(hù)礦山環(huán)境，改變傳統(tǒng)采礦業(yè)的形象。礦山清潔生產(chǎn)技術(shù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，從源頭到最終處置進(jìn)行全程控制，提高選冶技術(shù)，使礦石的整體利用率最大化，使資源充分利用，對(duì)環(huán)境的影響最小化。同時(shí)要進(jìn)行礦山規(guī)?；_(kāi)采的方針，關(guān)停并轉(zhuǎn)小礦山，減少小礦山因技術(shù)水平不足造成的礦石資源浪費(fèi)。

3.2.2 對(duì)尾礦要樹(shù)立正確的資源觀[4]

做好銅陵尾礦資源的勘察、評(píng)價(jià)工作，制訂出尾礦綜合利用和環(huán)境保護(hù)的具體措施，分類(lèi)、分步驟的做好尾礦的綜合利用。

3.2.3 建立多元化、多渠道的投資機(jī)制并建立尾礦綜合利用示范工程

要在銅陵礦山建立尾礦開(kāi)發(fā)和生態(tài)創(chuàng)新示范工程，選取一些技術(shù)強(qiáng)，資金足的礦山，利用綜合手段開(kāi)展實(shí)驗(yàn)攻關(guān)，從技術(shù)可行、市場(chǎng)需求、勞動(dòng)組織、經(jīng)濟(jì)成本等多方面進(jìn)行尾礦綜合利用試點(diǎn)，作為樣板工程。通過(guò)建立示范工程，不斷總結(jié)，探索前進(jìn)，帶動(dòng)整體的尾礦綜合利用[4]。

3.2.4 加強(qiáng)政府政策引導(dǎo)和相關(guān)法律法規(guī)制訂

用政府手段去調(diào)動(dòng)企業(yè)進(jìn)行尾礦的綜合利用。政府要完善礦山環(huán)境法規(guī)制度，提高礦山環(huán)境管理水平，運(yùn)用生態(tài)的理念來(lái)對(duì)礦山環(huán)境進(jìn)行管理運(yùn)作。實(shí)施礦山環(huán)境準(zhǔn)入制度，對(duì)礦山的開(kāi)采，礦石的選冶以及尾礦的處置進(jìn)行全過(guò)程的監(jiān)督，嚴(yán)格執(zhí)行礦山環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度和礦山建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估制度、“三同時(shí)”制度、土地復(fù)墾制度和排污收費(fèi)制度，研究探索有利于環(huán)境保護(hù)和尾礦利用的稅收、價(jià)格、信貸政策，鼓勵(lì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)、尾礦綜合利用，推動(dòng)實(shí)行可持續(xù)生產(chǎn)和消費(fèi)方式，建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，解決受損人群以及自然保護(hù)區(qū)內(nèi)外的利益補(bǔ)償問(wèn)題。同時(shí)要大力宣傳尾礦綜合利用的好處，提高人們的資源意識(shí)、環(huán)境意識(shí)。加強(qiáng)公共參與，在制訂相關(guān)法律法規(guī)時(shí)多了解群眾的意見(jiàn)。

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