礦業固體廢物

礦業固體廢物簡稱礦業廢物指開採和洗選礦石過程中產生的廢石和尾礦。礦石開採過程中，需剝離圍岩，排出廢石，採得的礦石亦需經洗選，提高品位，排出尾礦。對環境的危害：礦業廢物大量堆存，污染土地，或造成滑坡、土石流等災害；廢石風化形成的碎屑和尾礦，可被水沖刷進入水體，被溶解滲入地下水，被風吹進入大氣；廢物中有的含砷、鎘等劇毒元素或放射性元素，直接危害人體健康。為消除污染應對礦業廢物進行無害化處理，開展廢石和尾礦的綜合利用。

基本介紹

• 中文名：礦業固體廢物
• 外文名：Mining solid waste
• 主要成分：金屬、非金屬礦石與圍岩
• 性質：污染物、廢棄物、有毒物

來源

各種金屬和非金屬礦石均與圍岩共同構成。在開採礦石過程中，必須剝離圍岩，排出廢石。採得的礦石通常也需要經過洗選以提高品位，因而排出尾礦。開採1噸煤，一般要排出200公斤左右煤矸石。各種金屬礦石，提取金屬後要丟棄大量礦業固體廢物。

隨著工業生產的發展，總的趨勢是富礦日益減少，金屬、非金屬生產越來越多地使用貧礦，如20世紀初，開採的銅礦一般含銅率為3%，後來開採的銅礦一般含銅率為1%左右，這就導致礦業廢物數量迅速增加，全世界每年約排放礦業廢物300多億。大量的礦業廢物造成環境的嚴重污染。

種類

礦業固體廢物包括礦山開採過程中產生的剝離物和廢石(包括煤矸石)、以及在選礦過程所排棄的尾礦，礦山固體廢物產生量大、處理比較複雜而成為環境保護的難題之一。

在礦山開採過程中所產生的無工業價值的礦體圍岩和夾石統稱為礦山廢石：對於坑採礦來說，就是坑道掘進和采場爆破開採時所分離出而不能作為礦石利用的岩石；對於露天礦來說，就是剝離下來的礦床表面的圍岩或夾石。通常，坑採礦(井下礦)每開採1t礦石會產生廢石2-3t，露天礦每開採1t礦石要剝離廢石6～8t。在有色金屬礦山中，一個大、中型坑採礦山，基建工程中一般要產生廢石2X10⁵~5X10⁵m³，生產期間也還會產生6X10⁴~15X10⁴m³廢石。一個露天礦山的基建剝離廢石量，少則幾十萬立方米，多則上千萬立方米。

礦石在選礦過程中選出目的精礦後，剩餘的含目的金屬很少的礦渣稱為尾礦(習慣上稱尾砂)。通常，每處理1t礦石可產生尾砂0.5~0.95t。噸。大量的礦業廢物造成環境的嚴重污染。

危害

礦業固體廢物大量堆存，污染土地，或造成滑坡、土石流等災害。廢石風化形成的碎屑和尾礦，或被水沖刷進入水體，或溶解後滲入地下水，或被風颳入大氣，以水、氣為媒介污染環境。這些廢物中，有的含有砷、鎘等劇毒元素，有的含有放射性元素，都有害於人類健康。

礦山廢石和尾砂不僅需要占用大量的土地，而且會直接污染環境，威脅人們生命財產的安全。一座中型的尾砂壩一般占地數百畝或更多，建造尾砂壩所需的投資費用也非常驚人。

尾砂具有顆粒細、體重小、表面積大，具有遇水容易流走、遇風容易飛揚等特點，因此，尾砂對空氣、水體，農田和村莊都是一種潛在的危害。1964年，英國威爾斯北部的巴爾克尾砂壩被洪水衝垮，尾砂流失後毀壞了大片肥沃的草原，其覆蓋厚度達0.5m，使土壤受到嚴重污染，牧草大片死亡。1970年9月，尚比亞穆富利拉銅礦尾砂壩的尾砂湧入礦坑內，導致89名井下工人死亡，彼得森礦區全部被淹沒。1986年，中國湖南東坡鉛鋅礦的尾砂壩體因暴雨而坍塌，造成了數十人傷亡，直接經濟損失達數百萬元。2000年11月，廣西河池一尾砂壩倒坍，造成數十人死亡，數十間房屋倒塌，損失慘重。

處理方法

1.廢石堆、尾礦場穩定處理法：為防止廢石和尾礦受水沖刷和被風吹揚而擴散污染，可採用下列穩定法：
物理法：向細粒尾礦噴水，覆蓋石灰和泥土，用樹皮、稻草覆蓋頂部。這種方法對銅尾礦最為有效。也可在上風向栽植防風林，並用石灰石粉和矽酸鈉混合物覆蓋。

植物法：在廢石或尾礦堆場上栽種永久性植物。試驗證明，鉛鋅礦鈣質尾礦場適於種植牛毛草，鉛鋅礦的酸性尾礦場適於種植葦草。英國還發現礦山地區自然生長一種禾草，有抵抗高金屬含量和耐低養分的能力，能起良好的穩定和保護作用。

化學法：利用可與尾礦化合的化學反應劑（水泥、石灰、矽酸鈉等），在尾礦表面形成固結硬殼。此法成本較高，有的尾礦常同砂層交錯，化學反應劑難於選擇。化學法可以同植物法結合起來處理尾礦。在尾礦場播下植物種子後,施加少量化學藥品防止尾礦場散砂飛揚，保持水分，以利於植物生長。美國的科羅拉多、密西根、密蘇里、內華達等州已有效地採用了這種方法。

2.土地復原法：在開採後被破壞的土地上，回填廢石、尾礦，沉降穩定後，加以平整，覆蓋土壤，栽種植物，或建造房屋。中國某些地區的粉煤灰貯灰場、鐵和鋁礦廢石場等已完成土地復原，種植植物，發展生產。

礦業固體廢物-綜合利用

　　

　　

　　

　　

　　

　　

礦業固體廢物---綜合利用圖冊

廢石和尾礦是多組分的礦物，開展綜合利用可以減少堆置用地，能夠提供寶貴資源，而且是最有效的控制污染措施。

有的金屬礦的伴生礦有回收價值，大多數廢石和尾礦可製作建築材料，或者用於農業。美國田納西州馬斯科特鋅礦含鋅4%和含石灰石95%，礦石經富集後煉鋅，尾礦作農用石灰，廢石作築路材料和混凝土工程骨料，礦石几乎全部得到利用。

有的廢石和尾礦含有金屬，可設法回收。例如含釩鈦磁鐵礦石煉鐵後，可回收釩和鈦。許多鉛、鋅、銅、鎳礦是共生的，應採用綜合冶煉工藝，以免其中某些有色金屬礦物成為廢物。

煤矸石可提煉鐵及其他金屬。由於從廢石和尾礦中綜合回收金屬或材料的技術還不夠成熟，因而產品成本較高。