矿业固体废物处理利用技术进展及案例分析

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矿业固体废物
概况 自建国以来，我国对矿产资源经过半个多世纪的大规模开
发，已成为居世界前列的矿业大国。但由于我国矿产资源的特 点和综合利用技术水平，导致了我国矿山固体废物排放量巨大。 截至2007 年，我国矿山固体废物堆存量达355.51 亿t，其中 尾矿80 多亿t; 矿山剥离废石200 亿t; 煤矸石51.51 亿t;洗矸和 煤泥24 亿t。
复垦造田
表土采掘→表土储存→回填整平→铺垫表土→复垦种植 ↑
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。
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矿业固体废物的处
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矿业固体废物
概况
矿山固体废物的大量堆存，不仅造成了严重的矿产资源浪 费和国家企业的经济负担，而且也对矿山生态环境和人类生存 环境带来极大的危害:
①如压占大量土地资源，据统计每堆积1万t 废物要占用 0.067 hm2 土地;
②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、垮坝等地质 灾害;
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。
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矿业固体废物的处 理处置
理处置 建立生态区
加拿大铁矿公司( IOC) 的一个位于拉布拉多市铁矿厂，在过去的40 a 里向 Wabush 湖内排放了2 300万t 尾矿，严重危害了该湖的自然环境和生态环境。 为解决这一问题， IOC 联合当地政府、各投资方、环保组织和一些高校等积极 制定尾矿管理方案，最终确立了“尾矿生态化”计划。计划主体工程是沿尾矿 排放点在Wabush 湖内修筑一道堤坝，以拦截尾矿，然后在尾矿排放区域建造 一些陆地和人工湿地，种植植物，优化周围环境，提供野生动物栖息地，恢复 生态系统。
化学法
向矿山固体废物喷 利用矿山固体废物
水，覆盖石灰、泥 与反应的化学试剂
土、草根、树皮等。 为防止受水冲刷、
( 水泥、石灰、硅酸 钠等) ，可在其表面 形成坚固硬壳，以
被风吹扬而污染环 抵抗水和空气的侵
境，采用该法处理 蚀。此法成本高，
铜尾矿最为有效。 化学试剂难选择。
植物法
在矿山固体废物堆场上 栽种永久性植物，可起 到良好的稳定和保护作 用。植物法可以和化学 法结合进行处理。在尾 矿场播下植物种子后， 施加少量化学药品防止 尾矿散沙飞扬，保持水 分，利于植物生长。
土地复原法
在被破坏的土地上回 填废石、尾矿，待其 沉降稳定后，加以平 整，覆盖土壤、栽种 植物，或建造房屋。 中国一些地区的铁矿 和铝矿废石场等已完 成土地复垦，种植植 物，发展生产。
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矿业固体废物的处 理处置
最终处置方法
充P填RO堆D置UCT
建立生态区
复垦造田
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矿业固体废物的处
理处置
充填堆置
矿山固体废物不仅累积堆存量大，而且每年的排放量也不 断增加，这主要是由于: ①我国小型矿山数量过多，达26 万座， 而大中型矿山仅有9 000 多座，小型矿山过多不仅产生巨量的 固体废物，而且资源浪费也十分严重；②矿山固体废物的综合 利用程度很低，相对于主矿开发几十倍的高额利润，尾矿和废 石的二次开发利用的价值往往显得微不足道；③一般说来,随 着开采深度的增加和矿山品位的不断降低，剥离表土和废石、 废渣量将逐年增加。
矿业固体废物处理利用技术 进展及案例分析
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Content
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矿业固体废物概况
2 矿业固体废物的处理处置
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
矿业固体废物的利用
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案例分析
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建议及展望
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矿业固体废物
概况
矿业固体废物主要是指在采、选、冶生产过程中或生产结
束后堆积于地面及井下的废石、废渣、尾矿等固体堆积物。
具体的说, 在矿山采矿、选矿和冶炼（ 我国矿山主要为采、选 联合企业） 生产过程中可能产生污染的固体废物有：1、 基建及生 产时期剥离的覆盖层和岩石；2、地面及井下开采过程中产生的表 外矿石、岩石, 即开采产生的废石；3、尾矿、水砂、废石填料, 露 天及井下装载、运输、卸矿过程中撒下的矿石；4、金属冶炼过程 中各种冶金炉（反射炉、电炉、鼓风炉、烟化炉）等产生的炉渣； 5、危险固体废弃物等。其中, 产生量较大的一类是矿山采矿产生的 废石, 另一类是矿山选矿产生的尾矿。
③经风化可形成溶于水的化合物或重金属离子铅、锌、汞 等，通过地表水或地下水严重污染周围水系及土壤，危害人体 健康;
④在干旱或大风天气下形成的扬尘，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产生的CO、SO2等 有害气体，污染大气环境。
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矿业固体废物的处 理处置
无害化处理方法
物理法
充填采空区是将矿山固体废物回填采空区，这是一种既经济又安 全的处置方法，既解决了固体废物的地面堆存和污染问题，又节省了 固体废物的处理成本，是减少矿山固体废物处置场建设最直接最有效 的途径，已被我国许多矿山所采用。
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。对于强度要求较高的采空区，采用 废石棒磨制砂充填采空区技术，矿山环保取得明显成效。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。
国内有关学者和企业提出了建立矿区工业旅游及生态旅游的新思路，并取 得了实质性进展，如招远市大秦家镇金矿的尾矿库，经过8 a 的排放堆积，已 将原来的一条小山沟基本填平，形成占地面积约17． 3 km2 的尾矿库，排放 量为140 多万t。将其建成漫溢型黄金尾矿库生态景观园示范区，即集休闲、娱 乐、健身于一体的市级开放式生态公园。该示范区建成后，绿地面积达到总面 积的80%，消除了尾矿库的粉尘污染，改善了周围的环境空气质量，有效防止 了水土流失，为市民提供了一处良好的休闲娱乐场所，生态、社会效益显著。
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矿业固体废物的处
理处置 充填堆置
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。