矿山废弃物资源利用与绿色矿山建设

胡思剑　卢志龙　陶明海

[摘要]湖北虎山金矿自20世纪90年代初建矿生产至今，资源量日渐消耗。为充分利用低品位矿石及以往废弃尾渣资源，延长矿山服务年限，矿山针对生产工艺中的制粒、喷淋等工艺进行了综合研究及技术改造，综合回收率由原来的70%跃升至83%以上，生产入堆品位由原来的15g/t左右降为05～1g/t，取得了良好的经济效益和社会效益，绿色矿山建设取得初步成效。

[关键词]技术改造；尾渣资源；综合利用；绿色矿山

[DOI]1013939/jcnkizgsc201535201

1矿产资源节约与综合利用（技改及尾矿二次提金技术）

11矿产资源节约实施方案及资金预算

按照财政部、国土资源部印发的《矿产资源节约与综合利用专项资金管理办法》（财建〔2010〕312号）的相关规定及前期在低品位综合利用方面的显著成效，公司为提高资源综合利用率，加强采、选、冶技术的改造和研究开发，自筹资金280余万元用于技术研究、技术改造与尾渣（含老剥离土）二次提金几个方面。

12技术研究

公司近年来，进行了多次技术改造及升级，针对低品位金矿资源和老尾矿资源的综合利用做了大量的研究工作。同时公司委托其他科研单位也做了大量的研究工作，如2012年公司委托长沙矿山研究院进行了低品位金矿资源制粒、堆浸工业试验，并提交了可行性研究报告，为项目实施提供了技术支撑。

121矿石质量特征

（1）矿石类型。原红土型金矿石经选冶后的尾渣，仅在开采加工、筑堆和卸堆过程中适量加入极少量的水泥、石灰或漂白粉，尾渣矿石的矿物成分、化学成分以及结构构造与原红土型金矿石基本一致。

（2）矿石矿物成分分析。金矿段矿体赋存于第四系中更新统残积松散层中，埋藏较浅，呈似层状产出，产状平缓，连续性较好。矿石自然类型为含砂砾亚黏土金矿石，地勘资料表明其物质组成较为简单，矿物成分主要为黏土矿物（高岭石、水云母、伊利石等）、石英、褐铁矿、玉髓，化学成分以SiO2、Al2O3、TFe2O3为主，有益组分为Au，影响氰化浸出的有害元素S、C、Cu、As、Sb等含量甚微。

122原矿金的赋存状态

矿石中金主要以不可见游离状态存在，少量以吸附状态存在于黏土矿物边缘，包体金极微细，利于氰化浸出。

123原矿物理性质

（1）矿石比重。矿石比重为201，堆比重131。

（2）矿石安息角。矿石安息角为32°49'。

124原矿的粒度组成

称原矿10千克进行干筛，然后对各级别进行称重并分析各级别的含金品位，试验结果如表1所示。

从表1可以看出，在干筛的情况下，原矿各粒级的重量分布比较均匀，从475%～2475%不等，粒度大于20mm的占85%，对于一个这样组成的矿石制粒是比较理想的，工业试验也证明矿石团球效果良好。

由于矿石中黏土含量高，黏土的作用将矿石中矿物互相粘结成团，这种砂粒土状结构的矿石遇水即松散成细泥，因此干筛所得出的粒度实际上是矿石的假粒度，为了确定矿石的真粒度及金在各粒级中的含量，对原矿进行了水筛。如表2所示。

125工艺流程的确定

“红土型金矿石制粒堆浸工艺”的原理是采用制粒堆浸工艺，通过适量的NaCN溶液络合作用将红色黏土氧化矿中不可见、处于游离状态的Au+浸出，有效地从低品位红色黏土金矿石中回收金。

生产工艺流程为原矿筛分—搅拌—制粒—筑堆—浸出—活性炭吸附—载金炭。

13技术改造

近年来通过了以下技术改造。

（1）通过改变振动筛主轴位置，增大筛分能力，同时减轻劳动强度。

（2）通过设备和入破矿石水分的调节，合理控制破碎粒度，提高浸出速度和综合回收率。

（3）改变设计成球设备，加强制粒成球质量，提高入堆矿石的渗透性。

（4）改造原筑堆机，使其能自行移位，增加安全系数，同时提高工作效率。

（5）改造吸附塔结构，增大吸附塔内压力，改变吸附炭的悬浮状态，提高吸附率，同时优化吸附塔组合方式，缩短吸附周期降低生产成本。

（6）通过搅拌槽将大块度的泥质矿石破碎，加强块矿的破碎，提高金矿石的浸出率，缩短矿石的喷淋周期。

14技术应用成效

低品位矿石资源利用取得一定成效。2013—2014年尾渣矿低品位矿资源年处理低品位矿石90万吨、生产黄金246千克、增加营业收入6396 万元。

三率、综合回收率指标优先于设计指标。开采过程中综合利用上覆松散低品位矿石与底板高品位湿板矿搭配选矿，极大地改善了选矿浸出条件，选矿回收率可达85%～90%，采、选、冶综合回收率达到82%以上。目前，矿山开采边界品位已由原来的10g/t降低到了03g/t。既降低了剥离成本，提高了资源回采率与利用率，又减少了对矿区农地的占用，节约了土地资源。坚持发展循环经济，建设节约型矿山，对“三废”实施资源化开发利用，资源集约开发、综合利用。“三率”、综合回收率指标居同类矿山先进水平。

2绿色矿山建设

为推动矿山经济可持续发展，根据国土资源部相关要求，多年来公司十分注重环保，始终坚持开发与治理并举，做到了采空区回填，排渣区复垦，水质达标，既要金山银山，又要绿水青山。

21依法办矿、规范管理

我矿严格遵守《矿产资源法》等法律法规，证照齐全。

矿产资源开发活动符合矿产资源规划的要求和规定，完全符合国家产业政策，严格认真执行《矿产资源开发利用方案》《矿山地质环境保护与治理恢复方案》《土地复垦方案》《水土保持方案》《环境影响评价》等，符合国家产业政策，具有良好的经济效益和社会效益，符合咸宁市总体发展规划，采矿权已经进行了有偿化处置，五年内未受到相关的行政处罚，未发生严重违法事件。

具有完善的资源开发利用、环境保护、土地复垦、生态重建、安全生产等规章制度和保障措施，矿山管理科学、规范。

22安全管理标准化

以人为本，一切为环境着想，一切为安全着想。为保证广大干部职工有一个良好的工作环境，我矿加大投资力度，先后改造了职工餐厅、职工宿舍和职工浴池，实现了吃饭餐馆化，宿舍旅馆化，洗澡淋浴化。并且公司免费为全体职工办理了人身保险，制定了干部职工福利制度。通过以上措施，增强了全矿职工爱矿敬业的责任感，增添了企业的凝聚力，为企业安全生产提供了有力的保障。对周边环境，在地方环境管理部门支持下，先后与华中科技大学、武汉大学、武汉工程大学合作，长期进行检测和改造，保障环境优良，生态安全。

切实加强职工安全教育。抓好安全工作，实现持续安全生产，人的因素是第一位。为此，我公司在矿山生产技改中，紧紧抓住这一生产力中最活跃的因素，采取多种形式对职工进行安全培训，不断提高职工的业务素质、技术素质和安全素质，提高职工的工作责任心，使广大职工自觉上标准岗、干放心活。

抓住职工安全教育不放松，是我矿的一贯宗旨，只有职工安全常态化安全工作才能进入良性循环轨道。

23尾渣尾矿科学改造，实现生态转化

实施尾渣尾矿五毒分解，安全排放。按02千克漂白粉/t矿标准均匀撒放于废矿堆上面，并加以清水对矿堆中的浸渣进行淋洗消毒，连续消毒48小时后，取矿堆中流出的消毒水液体，化验CN-离子浓度为02mg/L，达到国家工业废水排放标准。消毒水液体作为下次堆浸的补给液，废堆就地堆放48小时使其中的药剂降解。

外排达标尾矿实行资源化转换，变废为宝。公司与武汉工程大学、华中师范大学、武汉大学等高等院校共同开发研究尾渣制砖和“陶粒”生产技术的应用，“陶粒”生产的新型轻质建筑材料具有抗强压、耐高温、保温、密度小等特征，目前“陶粒”生产技术已得到应用。

加强尾矿堆放场的安全排放治理工作及绿化建设。修建尾矿排土场三级平台及挡土墙，有效稳定了尾矿库。在挡土墙内侧修建排水沟，排土场三级平台上修建雨水收集沟，在尾矿排土场植本地“铁板筋”草皮，栽植泡桐、刺槐及白杨树，有效控制了选矿区水土流失。在主干道栽有樟树及部分花卉苗木有效利用了矿区闲置土地。

24节能减排

积极开展节能减排工作，节能降耗、“三废”排放等达到国家规定标准，采用无废或少废工艺，矿山选矿废水重复利用，废水达到零排放，矿山固体废弃物综合利用率达到了国内同类矿山先进水平。

在节能减排工作上我们认真贯彻落实公司的决策部署，坚持以科学发展观为指导，加快资源节约型企业建设。以提高资源利用率为核心，进一步细化管理措施，构建节能工作指标考核体系，推动了虎山金矿节能减排工作的不断发展。

241提高人员设备功效，全面降低能耗

根据公司和上级有关节能工作的指示和文件精神，制定下发了《关于节约利用资源的相关规定》，建立了节能指标统计分析制度和节能统计台账，并给予一定的奖励，矿山在节能工作中的具体措施如下：

技术改造降低设备能耗。2012年改造了喷淋、吸附供水泵，对所有皮带驱动功率由4千瓦改为22千瓦，防止大马拉小车，同时安装了终端电容器，提高了功率因数，每年节约电能5多万度。

淘汰高耗低效设备。矿山注重机电设备改造，2013年将耗能较大30千瓦的破碎设备去掉，改用功率为75千瓦的搅拌槽，淘汰高耗低效机电设备，并提高了破碎效率。

242减排工作是重点是高压线

矿山废水循环利用。本矿山生产用水属于采掘业生产用水，由采坑收集的雨水供给，且生产用水以循环水为主，补充新水不多，矿山供水条件较好。生产用水取水水源为采坑收集的雨水。由水泵将水扬至生产水池容积为100m3，生产用水直接由该水池供给；同时，防洪池和贵液池、贫液池在雨天收集贮存的雨水直接补给生产系统。

粉尘污染控制。矿山扬尘处理手段，每天定时采取洒水车对采矿运输路面定时洒水抑尘，道路两旁绿化进行降尘；对选矿车间给料扬尘、矿土扬尘密集地段安装排风机及吸尘机进行降尘。

尾渣采坑回填。为综合利用土地资源，减少尾渣对农田的压占，节约土地资源，公司自1994—1997年征用18亩土地用于尾渣、废弃土排放外，自1998年至今所有生产过程中的尾渣及废弃土进行采空区回填。目前采空区面积125亩，回填面积达110亩。采用该手段有效地节约了生产尾渣、废弃土用地，达到了节约土地资源的目的，同时为公司节约了生产开支（土地费用）约700万元。

25环境保护下深水动刀子

我公司认真落实环境恢复治理保证金制度，足额缴纳环境恢复治理保证金，严格执行环境保护“三同时”制度，在建设和技改过程中，舍得为环保和生态建设投资，先后为环保工程建设投资 150多万元，有效地控制了尾渣排放、污水处理及粉尘等，外排水质达到国家标准。

在日常工作中我们坚持以提高经济效益为中心，以落实环保责任目标为主攻方向，把环保工作纳入重要议事日程，狠抓矿区污染源治理，绿化、美化矿区环境，矿容、矿貌明显改观。坚持环境保护优先、资源开发与环境保护协调发展，前期地质环境治理，先后投资40万元建设车间东尾矿坝挡土墙工程及系列尾矿治污工程，投资20万元，对采区原留存高陡边坡进行专项整治。

26坚持矿业生产与土地复垦并举

公司坚持严格执行“边生产、边建设、边复垦”原则。从1998年开始，虎山金矿进行采矿回填，到目前为止采空区面积125亩，回填面积达到110亩。绿化面积累计达到112亩，回填区绿化面积65亩。同时，对矿区采空采坑启用剥离土进行回填复垦，回填复垦面积近45亩，土地复垦率约41%。

27企业文化社区发展和谐共处

近年来，将虎金矿和周边村组纳入矿村共建规划，投资200多万元，对矿区山、水、田、路、林、村进行综合整治，建成新型住宅，通过变分散居住为集中居住和对旧村的整治，让农民变成企业工人及工程老板，解决了矿区周边群众的就业问题，建设了新农村，形成了“以矿带村、以村促矿、矿村共建”的良好局面，改善矿区生活环境的同时，加强矿山与周边关系协调工作，积极支持地方慈善事业，十几年来，对抗震救灾、周边乡镇帮扶及慈善冠名捐助等已累计捐款150万元，走出了一条矿山企业与地方群众和谐发展的“双赢”道路。

（1）形成了具有自身特点的企业文化。公司提倡：团队打拼、管理直接、考核结果。在公司，结果是硬道理，效益是根本，公司利益既是股东的最大利益，也是公司每个管理者和员工的最大利益。每个管理者和员工用付出拿回报，凭贡献赢得尊重，靠能力得到提升。

（2）公司倡导团队文化。一个人能力是有限的，集体的力量是无穷的，任何权利都必须受到约束，每个人都必须接受监督，不断提高员工的凝聚力才能使公司不断发展壮大，提倡团队精神。

（3）公司形成管理直接化，结构扁平化。公司严格执行各项规章制度，反对任何形式的山头主义和团伙，在公司要让正气得到伸张，要让正派人得到最大市场，要让诚实肯干的人得到最大利益和实惠，在各级管理者中间、在员工之间都要杜绝复杂，简化人事关系，把优秀的人用到重要岗位上，把适当的人放到适当工作中，人尽其才，地尽其利。

28今后绿色矿山建设目标与重点

以资源合理利用、节能减排、保护生态环境和社区和谐为主要目标，以开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化、生产工艺环保化、矿山环境生态化为要求，追求循环经济发展模式，注重资源效益、生态效益、经济效益和社会效益相互统一，将绿色矿业的理念与实践贯穿于矿产资源开发利用的全过程。

3结论

矿山废弃物资源的合理有效利用，可达到节约集约利用矿产资源、延长矿山服务年限、节约土地资源、创造矿山效益的目的，具有良好的社会、经济效益。虎山金矿在技术研究与技术改造的基础上，近几年来对以往尾渣、低品位矿石资源进行再利用成效显著，年创造效益达200万元；对生产工艺进行大胆改造，综合回收率由原来的70%跃升至82%以上，年创造效益达300万元。

绿色矿山建设主抓节能减排，尾渣排放和科学改造工作。节能工作贯穿于生产各个环节中，减排工作注重于尾渣、废弃物的采空区回填工作，达到节约土地的目的，经济效益明显。

参考文献：

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[2]王飞绿色矿业经济发展模式研究[D].北京：中国地质大学，2012.

[3]王斌我国绿色矿山评价研究王斌[D].北京：中国地质大学，2014.