矿山固体废弃物与资源再利用——以福建罗源县西兰乡花岗岩矿区废弃地为例

洪长兴，施 磊，林皎皎

(福建农林大学园林学院, 福建福州 350002)

福州市罗源县西兰乡拥有丰富的、质佳色优的花岗岩矿产资源，从20世纪80年代开始，西兰乡采矿业逐渐发展，矿山的开采和石材加工为当地经济发展注入了强大的动力，逐渐成为当地居民收入的主要来源之一。然而，长期以来，人类盲目地开采矿山以及在相关利益的驱使下，大部分矿山不可避免地走上了重开发轻保护的道路，加剧了矿区的环境恶化。现今，在西兰乡花岗岩矿山废弃地内，矿山固体废弃物引起的资源和环境问题尤为突出[1]，不仅严重占用了土地资源、加剧了生态环境的恶化，同时也使矿山的环境受到了严重的污染。

1 研究区现状

研究区位于福建省罗源县西兰乡洋坪水库南侧，介于北纬26°29′18″至26°29′35″，东经119°25′09″至119°25′32″之间。西兰乡属于亚热带海洋性季风气候，适宜居住。周围交通比较发达，主要道路连接着143县道和白延线干道。矿山废弃地周围地貌类型复杂，全年降水量充足，温度适宜，土壤以红壤为主，有着丰富的自然资源。西兰乡石材矿山以饰面用花岗岩最为出名，并且花岗岩资源储量较大，具有“质佳色优”的特点。现今，西兰乡地区相关政府限制花岗岩矿山的开采，花岗岩矿山废弃地四周遗留着大量的固体废物(图1)。

图1 研究区现状

2 矿山固体废弃物定义及来源

2.1 矿山固体废弃物定义

矿山固体废弃物是工业固体废弃物中的一类，包括矿山开采过程中所产生的废石以及矿石经选冶生产后所产生的尾矿或废渣，因其排放量大、成分复杂、难处理、难利用等特点成为目前环保一大难题[2]。花岗岩矿山开采前需要将矿山表面的覆土层和坡积物剥离出来，在剥离过程中，部分矿石会作为剥离物的一部分被剥离出来。在矿山建设初期，剥离物夹带的部分矿石就成为了坡积物。

2.2 矿山固体废弃物来源

矿山开采过程中，无论是露天开采剥离地表土层和覆盖岩层，还是地下开采开掘大量的井巷，必然产生大量废石[3]。西兰乡矿产资源丰富，石材矿山以饰面用花岗岩最有名，长期的人为开采过程中产生了大量的固体废弃物，占用了大量的土地资源。

花岗岩矿山废弃地范围内的固体废弃物主要包括开采过程中产生的尾矿和废石(图2)。

图2 固体废弃物

3 地固体废弃物分类和性质

3.1 固体废弃物分类

矿山固体废弃物的分类方法复杂多样，加上不同性质的固体废弃物具有不同的分类，因此，在搜集相关资料以及实际调研的基础上，本研究根据西兰乡花岗岩矿山的历史发展阶段对废弃地的固体废弃物进行分类(表1)。

表1 废弃地固体废弃物分类

3.2 固体废弃物性质

一般来讲，可以将矿山固体废弃物的性质分为物理和化学两个方面。物理性质包括光学性质、力学性质、磁学性质、电学性质和表面性质等，化学性质包括废弃物的可溶性、氧化性等(表2)。我们可根据矿山固体废物中有用矿物的光泽、颜色的差异进行光电分选，根据废物中不同的磁性差异进行磁选分离磁性不同的矿物，根据矿物的湿润性来浮选不同矿物，根据矿物的可溶性，可浸出固体废物的有用成分[4]。

表2 固体废弃物性质

现今西兰乡花岗岩矿山废弃地地表的固体废弃物以废石、尾矿和不具有工业价值的石材为主，其性质包括物理性质和化学性质两个方面。物理性质的特征主要表现为花岗石硬度较高、密度大、吸水率极低、耐磨等，化学性质的特征主要表现为石材属于酸性硬石材，长时间的风吹日晒会发生氧化反应(表3)。

表3 废弃地固体废弃物的性质

4 固体废弃物对西兰乡环境的影响

4.1 占用土地资源、破坏地表

从20世纪80年代至今，人为的采矿活动导致西兰乡废弃地内堆积了大量的固体废弃物，侵占了大面积的林地和耕地，占用了很多土地资源。同时，固体废弃物常年的堆积压占，也对地表造成了一定的破坏。

4.2 污染土壤和水质

固体废弃物的堆放，在长期风吹日晒的影响下，会发生氧化、溶解等化学反应，下雨天容易造成固体废弃物内有毒物质的扩散，加剧了土壤养分的流失和水体污染，影响植物的生长。由此可见，固体废弃物的堆积也是废弃地内植物无法生长的原因之一。

4.3 污染大气环境

长期堆放在废弃地地表的固体废弃物，由于长年暴露在大气环境中，因为风化作用而形成粉状颗粒和污染物质，在风力作用下，会刮起粉尘影响矿区内的大气环境。尤其在干旱季节，废弃地内的大气环境污染更为严重。

4.4 破坏自然景观

固体废弃物大面积的堆积，加剧了矿区自然景观的恶化。废弃地周围林木、灌木和草地被遭受到了人为砍伐，乡土植物遭受到了破坏，用以腾出地表面积进行临时堆土以及堆积废石和尾矿。土地面貌变得千疮百孔，走进矿区更是触目惊心，荒山秃岭，土石堆放杂乱无章[5]，已经严重破坏了西兰乡的自然景观。

4.5 引发地质灾害

废弃地内大量的固体废弃物的堆积，影响矿区的地质结构，加剧了地质的不稳定性，容易引发地表下陷、产生裂缝等一系列的地质灾害，严重时甚至造成生命伤亡。

5 资源再利用策略

5.1 尾矿资源利用

尾矿资源再利用对于实现人类社会的可持续发展来说，具有重要的作用。对于西兰乡大量的固体废弃物来说，首先，可以采取先进的技术、设备和工艺流程，提高了尾矿的回收利用率。其次，可以将其作为原料生产一些新型环保的建筑材料，提高尾矿的附加值，以此带来经济效益，形成新的经济发展方式。最后，可以将尾矿用作填充材料或者其他用途，回填废弃矿山的或者井下采空区以及用作其他工业用途，这样以来，可以减少尾矿的开采、运输等费用。

5.2 废石资源利用

用废石回填矿山的采空区是一种有效的废石利用方法，可以将其作为矿山采空区或者井下的填充材料，从而节省大量的空间，无需占用大面积的土地资源。另外，废石也可以作为填充材料出售给专门收售废石料的厂商，以此带来经济效益，形成新的经济增长点。废石中含有的有用组分可以进行回收处理，可以采取先进的技术和工艺对废石进行筛选提取，减少废石的数量同时，也回收了更多有用的矿物组分。除此之外，废石还可以作为其他的工业用途，比如可以将废石用来生产水处理混凝剂等、取得经济、环境及资源保护效益。

6 结束语

当前，人类社会发展所面临的非再生资源的减少的形势，固体废弃物资源再利用的重要性不言而喻。固体废弃物资源的再利用，应该从多方面的考虑和多方面的共同努力来解决，将其利用价值最大化。以矿山固体废物资源再利用常态化为目的，一方面，有利于带动资源再利用方法和技术的发展，另一方面，有利于更好地推进固体废弃物资源再利用的产业化。固体废弃物资源的再利用对于生态环境修复、推动资源和环境保护协调发展具有积极的意义，因此，从多方面分析、最大化利用固体废弃物资源，是实现人类可持续发展 的重要措施之一。