排土場資源綜合利用對大氣環(huán)境的影響研究*

陳宏貴 鄭海軍 華紹廣3

（1．中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司；2．國家環(huán)境保護礦山固體廢物處理與處置工程技術中心）

鐵礦石是鋼鐵工業(yè)的原料，我國鐵礦石的稟賦決定了在開采過程中會產生大量的圍巖、夾石和表土，這些圍巖、夾石和表土通常堆存在排土場。由于我國鐵礦石產量每年超過10億t［1］，因而排土場堆存了巨量的圍巖、夾石和表土［2-4］。在建設綠色礦山的政策背景下，排土場成為非常重要的二次資源，其綜合利用對環(huán)境的影響成為業(yè)界關注的焦點。

本文將介紹馬鞍山某露天鐵礦排土場資源綜合利用對大氣環(huán)境的影響。

1 概 況

該排土場距長江干流岸線約16 km，堆積物均為含鐵圍巖、夾石和表土，不屬于重污染重化工副產品。作為二次資源進行綜合利用，屬政策鼓勵，且已備案。

項目新建破碎篩分廠房、產品堆場、壓濾廠房、卸料倉等，總建筑面積約5萬m2，生產能力1 000萬t/a，產品為14.1萬t/a含鐵圍巖、835.9萬t/a不同粒級砂石骨料（可對外銷售）以及150萬t/a生態(tài)修復原料（直接用于排土場生態(tài)修復）。項目生態(tài)修復區(qū)包括取料場區(qū)、加工場區(qū)、地表臨時堆存區(qū)、道路4部分，修復區(qū)面積209.1萬m2。

為了解該排土場綜合利用項目可能造成的大氣環(huán)境影響，進行了預測研究。

2 大氣環(huán)境影響預測研究

2.1 廢氣產排情況

擬建項目廢氣主要為物料在取料、卸料過程中產生的粉塵，以及運輸、堆存等過程中產生的揚塵，因而污染物種類為顆粒物，排放方式均為無組織排放。廢氣污染物排放源強及污染防治措施見表1，無組織廢氣的監(jiān)測點位為企業(yè)邊界，監(jiān)測因子為顆粒物，監(jiān)測頻次為每年1次。

注：項目執(zhí)行標準為《鐵礦采選工業(yè)污染物排放標準》（GB 28661—2012）。

2.2 廢氣源強核算

（1）取料粉塵。根據物料的賦存條件，設計采用傳統的水平臺階取料工藝。根據排土場物料性質，物料不需要進行穿孔、爆破，直接采用挖掘機鏟裝，礦用自卸汽車運送至物料臨時破碎車間進行破碎。取料鏟裝過程的產塵量根據公式

計算，式中，Q為物料裝車時機械落差起塵量，kg/s；u為平均風速，m/s，取2.1 m/s；H為物料落差，m，取0.8 m；w為物料含水率，%，取10%；t為單位時間裝車量，t/s，取4 t/s。

由此計算出物料裝車時機械落差的起塵量為0.001 kg/s，每年裝卸量為1 000萬t，則每年裝卸揚塵產生量為40 t/a。

物料裝車時，機械落差起塵量取決于物料落差、含水率以及裝車時間，評價要求設置霧化灑水噴頭及霧炮機，裝礦時不高于車廂，降低物料落差，裝載完畢后及時用篷布覆蓋，裝卸完畢后及時對場地進行灑水。采取上述措施后，預計粉塵量可降低85%左右，則項目取料過程粉塵排放量為6 t/a。

（2）破碎系統粉塵。根據企業(yè)提供的資料，原料在進破碎機前先進行水沖洗，破碎過程為帶水破碎，且在破碎機上部密閉控塵、下部卸料口噴霧除塵，這樣的破碎過程幾乎不產生粉塵。因此，本研究不考慮破碎加工系統產生的粉塵，僅考慮進破碎系統時的卸料粉塵。

礦石經自卸汽車卸料進入破碎生產線的進料口，卸料產塵量根據式（1）（其中H取0.5 m，t取2 t/s），計算出礦石卸料時機械落差的起塵量為0.001 kg/s，每年裝卸量為1 000萬t，則每年裝卸揚塵產生量為20 t/a。卸料口內設置有灑水噴淋裝置及霧炮機。通過霧炮機和水噴淋除塵后，可以顯著降低粉塵產生量，預計粉塵量可降低85%左右，則項目取料過程粉塵排放量為3 t/a。

（3）車輛運輸揚塵。根據項目可行性研究報告，從排土場取出的物料直接經4 m3鏟運機裝入TR50型礦用自卸汽車后，運送至物料臨時破碎車間破碎。內部運輸平均運距1.5 km，TR50型自卸汽車30臺工作、3臺備用。

根據《大氣環(huán)境影響評價實用技術手冊》［5］，項目車輛運輸揚塵可按公式

計算，式中，Q為每輛汽車行駛揚塵，kg/（km·輛）；v為汽車速度，km/h，取15 km/h；w為汽車質量，t，載重45 t，空載20 t，總質量為65 t；p為道路表面粉塵量，kg/m2，取0.2 kg/m2。則Q重載=1.23 kg/（km·輛），Q空載=0.45 kg/（km·輛）。

項目運輸道路灑水后，參考《逸散性工業(yè)粉塵控制技術》［6］確定抑塵效率為80%，運輸揚塵產生量為560 t/a、排放量為112 t/a。

（4）臨時堆土場揚塵。根據項目可行性研究報告，設有一處臨時堆土場，面積約為25.9萬m2。定期對堆場灑水，灑水次數根據天氣情況而定，確保物料表面保持一定的水分，控制風蝕揚塵。

風力起塵源強采用公式計算，式中，Q為堆場起塵強度，mg/s；U為地面平均風速，m/s，取2.1 m/s；A p為堆場表面積，萬m2，25.9萬m2；η為堆場抑塵效率，由于尾泥含水量高，且進行灑水抑塵，按90%計。

經計算，在正常情況下本項目臨時堆土場起塵速率為1.49 kg/h，起塵量為13.05 t/a。

3 結論

（1）某露天鐵礦排土場資源綜合利用項目采用一系列成熟的抑塵措施后，裝卸揚塵產生量為6 t/a，破碎系統粉塵排放量為3 t/a，車輛運輸粉塵排放量為112 t/a，臨時堆土場揚塵量為13.05 t/a。

（2）根據區(qū)域環(huán)境質量公報，項目所在區(qū)域為不達標區(qū)；根據現狀監(jiān)測，項目地及其下風向監(jiān)測點TSP、PM10、PM2.5日均濃度標準指數均小于1，滿足《環(huán)境空氣質量標準》（GB 3095—2012）［7］中的二級標準。

（3）距離項目區(qū)域最近的敏感點為南側345 m處的村莊，項目采取有效的污染防治措施后，可達標排放，對周邊大氣環(huán)境及敏感點的影響較小。