矿山固体废弃物的综合利用与环保治理

周 娜

（山东黄金矿业（玲珑）有限公司，山东 烟台 265400）

我国开采矿山出来的固体废物料（下文以简写为KW代替），KW主要包含着生产企业在采矿时丢弃的废固原石料及不合格的劣质矿底，还有采矿采矿料加工后的矿渣尾料。企业开采矿山矿物原料的经济角度考虑主要以开采主矿放弃副矿资源，开采富矿放弃贫矿为主要开采方式。各种开采矿产的废弃原石料，尾料，尾渣等KW造成资源的大量浪费，也严重污染当地的环境。我国KW存在堆量大，利用率小，生产矿物产品的附加利用率相对很低，企业在开采生产投入上投入资金量较大，资金投产流向方向不明，会导致企业在后续的生产科技技术研发的资金明显不足等诸多问题。我国社会主义现代化发展的今天，科技现代化的研发与发展要求了开采矿物资源必须做好对环境的保护，并对于开采出来的KW科学化的环境治理，对我国的绿色开展开采矿物的发展有很重要的意义。

1 我国KW现状

企业的大量KW的堆弃，容易引起严重的矿山地质灾害导致开采事故的频发。在1998年的西方发达国中的西班牙阿斯纳科市发生了在开采矿物时堆放开采矿物尾矿溃坝事故，造成当地较多的人员、财务损失并污染环境。我国在建国初期致今相关的开采矿物事故频发，引发了很多的泥石流与溃坝事故。酒钢集团在1999年7月发生了严重的铁矿拍土泥石流事故，导致生产车间的损坏，直接经济损失高达4000多万元。在开采矿物资源的时候矿山地质灾害频繁发生，相应预防治理投入的资金、人力，物力都相当的大，并且自理难度也相当的困难。矿山开采主要是露天，很多都堆积存放，堆积成山并释放大量的有害气体与化学元素，在大气与阳光的作用下对大气与土壤进行污染与破坏环境，也对人类生活进行污染并危害环境与人类身体健康。

矿物物质开采的流程对人体的危害较大，开采矿流程中会产生大量KW，不及时处理并有效控制开采破坏，会导致对环境的破坏并改变空气气候，对自然环境的严重破坏，处而影响人类的长期生存与发展。开采矿产KW一般分为原石和生产尾料两大类型。KW大量堆放不仅浪费资源还会严重影响附近居民的生态环境并威害日常的生活发展。实践中根据大数据的分析，现阶段我国的矿山开采产量年年攀升，但矿产整体品位却不断地下降，KW排放呈上升走势。

2 KW与周边环境的关系

要是不有效控制KW的治理，会导致对人类与自然环境的破坏，我们必须结合实际情况，采取积极有效措施，明确KW与周边生态环境的关联，促使高效的保护生态环境。万事万物都受大自然的影响，KW在受雨水淋雨淋滤的过程后，保留在开采矿山的废弃物中的化学元素会随着水流的走向流向周边的区域，会破坏地下水资源，使下流河水中含有的矿物质曾多，直接影响周边的生态系统。在开采矿山资源的同时，我们要有效地在开采区域与当地的实际想结合，利用科学的防护措施，采用土地复垦与土壤污染修复等一些手段，使土地在开采工程中保障土壤的承载能力。避免在开采时破坏矿山区域的地质结构，预护土地的塌陷、裂缝等问题，减少接威胁开采矿山周边生态环境系统。在对开采KW原石与开采尾料中的残留化学物质在搬运与雨水淋滤的作用下，导致开采矿产矿区周边的地下水中含矿物质超标，严重时会使地下水资源带有一定的毒素与毒性，严重导致开采矿产矿区周边的水生态系统的破幻与污染。在开采矿产活动的同时，利用对开采土地的有效复垦及修复措施，可减少对开采矿区土壤的承载能力，否则会在开采过程中会导致区的地质结构受到被严重的破坏，严重时会造成矿区生态环境失衡[4]。此外，开采矿产KW原石和开采尾矿在长期日照风吹下，更容易形成粉尘，在大气环流的作用下严重污染大气环境并改变大气气候，直接影响自认环境。经过上述分析，开采矿产时KW与矿区周边环境弥补可分，处理不到位，就会对环境造成严重污染与危害人类的可持续发展。

3 KW环境生态治理技术

3.1 开采矿山资源的矿产堆积处理

开采矿山资源产生的KW直接堆放在开采区域周边制定的规划位置的一种处理方案。在对开采KW堆放地的选址是很重要的，选址时要对周围的地形，水文地貌走向，地震块结构的走向，结合大气作用等诸多因素综合考虑论证方可划分KW堆放地址。选择开采矿产KW堆放区域必须保护好地下与地上的水文不受污染，还要防止在大气作用下的风腐蚀为粉尘。在保障堆场稳定的情况下减少二次或更多次在污染，对堆场的KW的表面进行植被覆盖，使KW表面的土石水泥得到固稳，在加上化学处理等来保证堆放得可行性。这些都为我国有效处理开采矿山KW的常用方式。如有效的湿法排放法、尾矿库堆存法和尾矿干排法等堆置矿山开采废物形式。

3.2 矿山开采资源化利用技术

在开采矿产时堆放KW也是可再利用的重要资源，可以把这些资源做“人工矿床”“技术成因矿床”。相对其他国家在日本与美国在矿山开采中KW利用率相当的高，分别为75%，85%，具资料得知德国的利用率可高达90%以上。开采矿产资源都具有矿物的化学元素组成成分与颗粒度组成成分，在开采产生时指定相应的利用用途，极大的避免KW的浪费，从而为保护环境做出相应的贡献[5]。在对开采矿产中的KW再利用分为4个方面在全世界中普遍使用着。第一，利用先进的设备提炼有价值的金属。第二，将KW作为颗粒作用在混凝土中来做建筑物用料。如：水泥、微晶玻璃以及相应的空心砖等。第三，可以加工成为控释肥，将其改变矿产物质的化学性并能够提高其依附性，并把矿山开采出来的KW变废为宝成为控释肥的原料来源之一，并降低在开采矿产过程中的生产成本，还能减低环境污染，提高企业的发展竞争力。第四，填充开采矿产矿井，减少废物占用空间，防止开采矿山的地质下沉，有效预防地质灾害的发生。

3.3 开采矿产区域资源的生态环境修复技术

现在在开采矿产矿区都采用KW堆放处置，造成大量的环境问题与地质灾害隐患时而发生。KW堆放处置是在生产开采矿产的重要存放因素，大量的kw堆放对影响着开采周边区域的生态状态并严重破坏生态环境。在KW堆放物上种植植被并以植被覆盖为基础的主要修复手段，对于有严重污染的开采矿山区域用植被覆盖是很困难的。合理利用矿山KW废物在土资源建立植被的生存条件，用来自然恢复生态环境，利用KW资源的合理优化，处进生态环境优化，是解决矿山开采生态环境问题的有力途径。矿山开采KW堆放在有限的土地资源上，利用植被修复手段是研究KW堆放利用土资源的热点与难点问题。大部分矿山处理KW的方式都是选用堆放处理，并产生一定的污染环境问题和对应地质灾害问题，开采矿产堆放堆矿山资源也造成浪费，对于堆放物周围的环境造成污染。开采矿产KW堆放物的植被修复的生长情况来判定开采周边的环境污染现状。对于严重化污染的矿区，植被难以生长，在一些污染严重的矿区，植被生长环境困难，主要体现在煤矿资源的开采，煤炭资源开采的环境治理已经为我国重要解决环境污染重要问题之中。

4 开采矿产固体废弃物综合利用技术及环保治理措施

4.1 矿山固废综合利用技术

（1）利用矿产开采KW尾矿加工建材。制造矿砖。制造耐火砖。制造建筑材料的墙地面的装饰砖坯。也可制造生产建材。如制成房屋建筑装饰材料。

（2）利用尾矿生产水泥建筑建材。随着社会的发展，建筑用料水泥的用量是相当的巨大。干法水泥的生产中，主要是在干法水泥生产中，主要是通二磨一烧的工艺来生产水泥，水泥生产中的熟料矿物质主要由：Ca3SiO5、C3A等化学元素组成，并直接影响关系到水泥的性能。

（3）利用尾矿制作玻璃制品。可以利用含量铁元素多的尾矿制作饰面玻璃，利用钨含量多的尾矿生产微晶玻璃。以尾矿为主要原料生产出来的玻璃制品不但理化性能较好，而且制作成本较低。

（4）利用KW制造控释肥。我国水体面源污染的主要原因是化肥的利用率偏低所造成的。氮肥的平均利用率却仅为45%左右，未经利用的氮肥对环境的水体造成了严重的污染，即使利用污水处理设备也难以达到有效解达标的标准。利用控释肥却能处理水体面源污染获得根本治理。KW中含有大量的吸附性的矿物元素，经过改变矿物性后能进一步增强吸附能力。对此将尾矿与废原石作为主要的原料制造控释肥，这样能把废物利用变废为宝，还能降低生产成本并解决环境水污染的问题。

4.2 KW的被动治理

KW主要是废石和尾矿。开采矿产矿山环境的被动治理即“事后治理”，措施是绿化治理。绿化治理KW，是将开采矿产的堆放物在堆放场地进行植被修复表面覆盖绿色植物，从而恢复生态平衡。在广西田林县有家高龙黄金矿业有限公司，经过多年的努力植被种植，把含生态植被不到10%的开采矿产矿山KW矿区种植植被绿化，防止了水土流失，使矿区生态环境恢复率上升20%，使粉尘浓度和二氧化碳含量大幅度下降，所植的桉树预计6年的利润率可达30%，在治理、恢复矿区生态环境的同时，还取得了较好的社会和经济效益，实现了治理环境与经济发展的良性循环。在KW矿区堆放物上进行绿化的最大难度是缺少熟化土壤，使用复垦材料大多为生土，土壤中含养分较低，降低了复垦植被的成活率，也严重影响了复垦的效率，还增加了复垦绿化植被的成本和难度。改良土壤成分、提高土壤的养分成为复垦的关键技术。在国外得起不较早，积累的经验也比我国丰富。近些年来，我国也进行了深程度的探索，北京矿冶研究总院等一些研究机构也进行进一步的科研。在向种植的植被中接种真菌VA，并在广西平果铝矿和山西孝义铝矿开采矿区进行的试验田，应用接种VA真菌技术的植被有效地改良复垦土壤基质和加速植物的生长性。种植绿化植被能有降低污染程度，环境也得到了一定程度的改善。但这种治理方式所需的时间较长，见效慢，不彻底，于是从产生废物的源头主动治理越来越多地被人们重视和利用。

4.3 KW的主动治理

KW的主动治理是从产生废物的源头消除污染源， 从而达到彻底治理的目的。实践中，主动治理的主要方法是使用KE的废物利用 。如井下充填体：在胶东招一掖金矿田的大多数矿山用充填采矿法，将75%左右的KW返回到井下采空区，不仅减少了废弃物的排放量，还防止地面下沉与地质灾害的发生，此过程是一举两得的好事。例如实践中的一些充填方式主要以分级尾砂充填、削壁充填、水泥胶结充填为主，现阶段这些工艺都较成熟。现在，人口的增加、环境恶化，可用土地资源越来越少，国家对土地的滥用使用限制也越来越严格，KW制造建筑用砖的生产带来了商机。现在对影响大气环境的窑砖的取替，一般都利用含硅酸岩的尾矿掺入适量的粘土生产出来的砖坯来替代烧制红砖进行建筑材料的应用。矿产物质研石和矿灰是矿场、电厂的“垃圾”，矿物物质堆积也要占用大量的土地，堆放物受大气氧化二粉尘飞扬；很大部分被直接倾倒入江河中，造成水文河流环境污染。随着现代科学技术的飞速发展，利用矿物物质研石可以生产建材产品，实践中也取得了突破性的发展。与发达国家相比，我国还处于发展中国家的行列，综合利用程度还比较低。在日本，矿物物质的利用率达98%，芬兰、德国也达到了90%以上，而我国到1996年为止仅达到75%，这其中可能还有一部分是统计表上的数字。所以，实践中通过KW的回填、再利用等手段能够提高KW利用率，减少资源消耗，逐步实现优化企业环境的目的。

5 结语

总之，我国地大物博，矿产资源丰富，在建设社会主义现代化的初期，大量的开采矿产矿区资源发展国家社会主义发展的进程，从而产生的大量的KW、分布地区也很广泛、地缘地质结构也很复杂性，大量占用土地资源、污染水土环境、导致地质灾害频发、造成大气环境污染，也影响着人类的生存与发展。优化生态环境是人类对环境保护要求的进一步提高，预防治理环境代替被动治理，进一步优化开采矿产矿区植被规划，利用一切可在利用的资源加上现代科学技术的应用，加强对KW废弃物的再利用，循环矿产资源的附加值效益。