我国金属矿山固体废物污染及其对策分析

第19卷第6期 2010年6月

中 国 矿 业

C HINA MINING MA GAZINE

V o l 19,N o 6

Jun 2010

绿色矿业

我国金属矿山固体废物污染及其对策分析

龙 涛1

,刘太春2

,高玉宝

3

(1.北京矿冶研究总院,北京100044; 2.河北钢铁集团矿业有限公司,河北唐山063000;

3.赤峰大井子矿业有限公司,内蒙古赤峰025250)

摘 要:本文分析了金属矿山固体废物的来源,总结归纳了矿山固体废物破坏生态平衡、污染环境及引发工程地质灾害等危害。为了从矿山开采的源头控制固体废物污染,提出了金属矿山开采的主要技术对策。

关键词:金属矿山;固体废物;污染;控制技术;对策分析

中图分类号:X652 文献标识码:A 文章编号:1004-4051(2010)06-0054-03

Solid waste pollution in China s metal mines and its countermeasures

L O NG T ao 1,L IU T ai chun 2,G AO Yu bao 3

(1.Beijing G enera l Research Inst itute of M ining and M etallurg y,Beijing 100044,China;

2.H ebei Iron &St eel Gr oup M ining Co.L td.,T angshan 063000,China;

3.Chifeng Dajing zi M ining Co.L td.,Chifeng 025250,China)

Abstract:T his paper analyzes the sources of solid waste in metal mine,the harm o f solid w aste is summed up,w hich is br eaking the eco log ical balance,po llution o f the enviro nment,and eng ineer ing g eo lo g ical disaster s caused.In order to contr ol solid waste po llut ion o n mining so ur ce,the main technical counter measur es o f metal mining are presented.

Key words:metal mine;solid waste;po llution;contro l technolo gy ;countermeasures

收稿日期:2010-02-07

基金项目:国家 十一五!科技支撑计划资助项目(编号:2007BAB08B01)

作者简介:龙 涛(1980-),男,江西宜春人,工程师,主要从事采矿技术研究。

金属矿山固体废物是指矿山开采和矿物加工

过程中产生的废石和尾矿。废石是矿山开采过程中排出的无工业价值的矿体围岩和夹石。对于露天开采,就是剥离下来的矿体表面围岩;对于井下开采,就是掘进时采出的不能作为矿石使用的夹石。据统计,目前有色金属矿山每采出1t 矿石,平均约产生1 25t 废石,废石年产生量高达1 06亿t,建国以来累计量高达21 5亿t;有色金属矿山每采出1t 矿石,平均约产出0 92t 尾砂,尾砂年产生量达7780万t,累计量约11亿t,利用率仅为6%,占地约8000hm 2

。

金属矿山是排出固体废物最多的行业之一,也是重金属污染的源头之一。在我国,由于受传统工艺和经营方式所限,把大量固体废物弃于地

表,造成资源浪费,占用土地,污染环境,危害人类。目前,最引起人们注意的是汞、镉、铬、铅等。重金属随废水废渣排出时,即使浓度很小,也可能造成危害。

1 金属矿山固体废物的来源

近年来,随着国民经济的快速稳定发展,金属矿山固体废物也逐年增长。据不完全统计,截至2006年,全国矿业开发占用和损坏的土地面积为154 5万hm 2,其中尾矿堆放91 5万hm 2,露天采坑23 0万hm 2

,采矿塌陷区33 0万hm 2

。

2006年,工业固体废物排放量超过100万t 的行业,为煤炭开采和洗选业、有色金属矿采选业、黑色金属冶炼业、黑色金属矿采选业等4个行业。这4个行业工业固体废物排放量,占统计工业行业固体废物排放总量的69 9%。

具体说来,在金属矿山采矿、选矿和冶炼(我国金属矿山主要为采、选联合企业)生产过程中可能产生污染的固体废物有:∀基建及生产时期剥离的覆盖层和岩石;#地面及井下开采过程

第6期龙 涛等:我国金属矿山固体废物污染及其对策分析

中产生的表外矿石、岩石,即开采产生的废石;∃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;%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,电解产生的阳极泥等。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。

2 矿山固体废物的危害

我国政府对矿山排放污染物制定了一系列法律法规、标准,但目前仅矿山废水的排放控制、污染治理取得了一定成效,这与各级政府、企业及科研单位的关注及重视是分不开的。而以废石、尾矿为主的矿山固体废物大量排放,不仅侵占大量土地,破坏自然景观,形成重要危险源,而且其成分十分复杂,含有多种有害成分甚至放射性物质,可污染矿区和周围环境,构成严重的社会公害。

2 1 破坏生态平衡

矿山固体废物的危害,首先突出表现在对土地的占用和破坏上。为此,一些国家专门制定了相关的法律、法令及规章条例,对矿山企业占用、破坏土地加以严格控制。由于金属矿山超负荷开采,固体废物占据大片地表面积,超过生态环境承载能力,其后果是不仅大量侵占了农业耕地,直接影响农业生产,而且覆盖大片森林,大批植被被掩埋,造成植物、动物的物种减少。某些金属矿产区绿山变成了石山、秃山,水土流失逐年加剧,堵塞河流,摧毁农田。规模较大的废石堆,在风力、水力、重力等自然力的作用下,容易引起滑坡、塌落,雨水量大时易导致泥石流的发生。特别是生态环境脆弱地区,如西藏、青海、内蒙古等,生态环境一旦破坏,就很难修复重建。

2 2 污染环境

长期堆存的矿山地表固体废物,终年暴露于大气中,往往会因风化作用而变成粉状,在干旱季节和风季里,易扬起大量粉尘而污染矿区的大气环境。对河南几个有色金属矿山的调查实测表明,由废石尾矿扬起的粉尘,导致矿区采场和生活福利区空气中的粉尘含量超标10~14倍,矿区的大气污染相当严重。含硫废石堆在大气供氧充分及雨水冲刷、渗漏的条件下,可能会导致自热和自燃,从而产生大量SO2、H2S等有毒有害气体,污染矿区及周围大气环境,危害矿区植物和附近农作物的生长。

金属矿山的废石、尾矿等固体废物,是造成矿山水体污染酸化,使水体含大量金属和重金属离子的主要一次及二次污染源。由于矿山废石及尾矿量逐年增加,堆场越来越大,每逢雨季,大量的堆场固体废物流失,造成水溪、河流堵塞,使水体受到严重污染。如广东某露天矿,在开采初期,将每年排放的100多万t尾矿和3000多万m3泥浆水全部灌人附近农田与河道,致使良田严重砂化,河水泥沙含量急剧增高,最后导致河流淤塞,河床升高,水体严重污染。

金属矿山固体废物中含有多种有毒有害物质,如重金属元素及一些放射性元素等。这些有毒有害物质随着雨水流失,与废石中的含硫矿物引发的酸性废水一起污染水体(包括地表水和地下水)和土壤,并被植物的根部所吸收,影响农作物生长,造成农业减产。如江苏某硫铁矿,由于废石堆中含有硫化物,在空气、水以及细菌的综合作用下生成硫酸,每逢降雨,酸性废水便流人附近的农田和太湖中,致使农业减产,湖鱼死亡。更可怕的是,这些有毒有害物质会通过食物链进入人体,从而危及人体健康。

此外,金属矿山固体废物中的重金属元素,由于各种作用渗入到土壤中,会导致土壤毒化,造成土壤中大量微生物死亡,土壤逐渐失去腐解能力,最终砂化变成死土!。不少金属矿山的固体废物中,还含有放射性物质。据实测资料统计,在非铀金属矿山当中,有30%以上矿山的矿岩中含有放射性物质。含放射性物质的金属矿山固体废物,不但不宜作建筑材料使用,而且还必须进行严格的处理,否则会使矿区及周围环境的污染范围扩大,引起严重后果[1]。

2 3 引发工程地质灾害

金属矿山固体废物长期堆放,不仅在经济上造成巨大的损失,还会诱发重大的地质与工程灾害,如排土场滑坡、泥石流、尾矿库溃坝等,给国家及社会带来极大的损害。据统计,目前掌握全国共有尾矿库12655座,其中危库613座、险库1265座、病库3032座、正常库7745座。2001~ 2007年,全国共发生43起尾矿库事故。

我国非煤矿山每年产出尾矿约3亿t,基本上堆存在大约1500座尾矿库中,其中80%属于黑色、有色冶金矿山,其他行业占20%。这些库中,最大设计坝高260m,超过100m的有26座,库容大于1&108m3的有10座。坝高小于30m的小库占80%左右。但20%的大、中型库的库容占总设计库容的80%。同时,非煤矿山中,有许多尾矿

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