矿业固体废物矿业固体废物-综合利用

矿业固体废物---综合利用图册

废石和尾矿是多组分的矿物，开展综合利用可以减少堆置用地，能够提供宝贵资源，而且是最有效的控制污染措施。

有的金属矿的伴生矿有回收价值，大多数废石和尾矿可制作建筑材料，或者用于农业。美国田纳西州马斯科特锌矿含锌4%和含石灰石95%，矿石经富集后炼锌，尾矿作农用石灰，废石作筑路材料和混凝土工程骨料，矿石几乎全部得到利用 。

有的废石和尾矿含有金属，可设法回收。例如含钒钛磁铁矿石炼铁后，可回收钒和钛。许多铅、锌、铜、镍矿是共生的，应采用综合冶炼工艺，以免其中某些有色金属矿物成为废物。

煤矸石可提炼铁及其他金属。由于从废石和尾矿中综合回收金属或材料的技术还不够成熟，因而产品成本较高。

1.废石堆、尾矿场稳定处理法：为防止废石和尾矿受水冲刷和被风吹扬而扩散污染，可采用下列稳定法：

物理法：向细粒尾矿喷水，覆盖石灰和泥土，用树皮、稻草覆盖顶部。这种方法对铜尾矿最为有效。也可在上风向栽植防风林，并用石灰石粉和硅酸钠混合物覆盖。

植物法：在废石或尾矿堆场上栽种永久性植物。试验证明，铅锌矿钙质尾矿场适于种植牛毛草，铅锌矿的酸性尾矿场适于种植苇草。英国还发现矿山地区自然生长一种禾草，有抵抗高金属含量和耐低养分的能力，能起良好的稳定和保护作用 。

化学法：利用可与尾矿化合的化学反应剂（水泥、石灰、硅酸钠等），在尾矿表面形成固结硬壳。此法成本较高，有的尾矿常同砂层交错，化学反应剂难于选择。化学法可以同植物法结合起来处理尾矿。在尾矿场播下植物种子后,施加少量化学药品防止尾矿场散砂飞扬，保持水分，以利于植物生长。美国的科罗拉多、密歇根、密苏里、内华达等州已有效地采用了这种方法。

2.土地复原法：在开采后被破坏的土地上，回填废石、尾矿，沉降稳定后，加以平整，覆盖土壤，栽种植物，或建造房屋。中国某些地区的粉煤灰贮灰场、铁和铝矿废石场等已完成土地复原，种植植物，发展生产。

矿业固体废物大量堆存，污染土地，或造成滑坡、泥石流等灾害。废石风化形成的碎屑和尾矿，或被水冲刷进入水体，或溶解后渗入地下水，或被风刮入大气，以水、气为媒介污染环境。这些废物中，有的含有砷、镉等剧毒元素，有的含有放射性元素，都有害于人类健康。

矿山废石和尾砂不仅需要占用大量的土地，而且会直接污染环境，威胁人们生命财产的安全。一座中型的尾砂坝一般占地数百亩或更多，建造尾砂坝所需的投资费用也非常惊人。

尾砂具有颗粒细、体重小、表面积大，具有遇水容易流走、遇风容易飞扬等特点，因此，尾砂对空气、水体，农田和村庄都是一种潜在的危害。1964年，英国威尔士北部的巴尔克尾砂坝被洪水冲垮，尾砂流失后毁坏了大片肥沃的草原，其覆盖厚度达0.5m，使土壤受到严重污染，牧草大片死亡。1970年9月，赞比亚穆富利拉铜矿尾砂坝的尾砂涌入矿坑内，导致89名井下工人死亡，彼得森矿区全部被淹没。1986年，中国湖南东坡铅锌矿的尾砂坝体因暴雨而坍塌，造成了数十人伤亡，直接经济损失达数百万元。2000年11月，广西河池一尾砂坝倒坍，造成数十人死亡，数十间房屋倒塌，损失惨重 。

矿业固体废物包括矿山开采过程中产生的剥离物和废石(包括煤矸石)、以及在选矿过程所排弃的尾矿，矿山固体废物产生量大、处理比较复杂而成为环境保护的难题之一。

在矿山开采过程中所产生的无工业价值的矿体围岩和夹石统称为矿山废石：对于坑采矿来说，就是坑道掘进和采场爆破开采时所分离出而不能作为矿石利用的岩石；对于露天矿来说，就是剥离下来的矿床表面的围岩或夹石。通常，坑采矿(井下矿)每开采1t矿石会产生废石2-3t，露天矿每开采1t矿石要剥离废石6～8t。在有色金属矿山中，一个大、中型坑采矿山，基建工程中一般要产生废石2X10⁵~5X10⁵m³，生产期间也还会产生6X10⁴~15X10⁴m³废石。一个露天矿山的基建剥离废石量，少则几十万立方米，多则上千万立方米。

矿石在选矿过程中选出目的精矿后，剩余的含目的金属很少的矿渣称为尾矿(习惯上称尾砂)。通常，每处理1t矿石可产生尾砂0.5~0.95t。吨。大量的矿业废物造成环境的严重污染。

各种金属和非金属矿石均与围岩共同构成。在开采矿石过程中，必须剥离围岩，排出废石。采得的矿石通常也需要经过洗选以提高品位，因而排出尾矿。开采1吨煤，一般要排出200公斤左右煤矸石。各种金属矿石，提取金属后要丢弃大量矿业固体废物。

随着工业生产的发展，总的趋势是富矿日益减少，金属、非金属生产越来越多地使用贫矿，如20世纪初，开采的铜矿一般含铜率为3%，后来开采的铜矿一般含铜率为1%左右，这就导致矿业废物数量迅速增加，全世界每年约排放矿业废物300多亿。大量的矿业废物造成环境的严重污染。

矿业工程一级学科包含采矿工程、矿物加工工程、安全技术及工程等二级学科。矿业工程学科既要按照矿井的地质、生产和经济特性来完善和发展传统的矿业工程科技，又要吸收和融汇现代科学技术的最新成就使矿业工程科技不断提高和更新。矿业工程学科和地质资源与地质工程、能源工程、冶金工程、材料科学与工程、力学、土木工程、机械工程、化学等相邻学科有密切联系。

矿业工程一级学科设置的采矿工程、矿物加工工程、安全技术及工程二级学科之间存在相互依赖、共同发展的内在联系。采矿工程场所大多处在错综复杂的环境中，采矿工程依赖安全技术及工程提供安全保障。安全技术及工程学科的对象是工矿企业的安全技术问题，但其突出研究对象是矿业领域的重大灾害事故和安全问题。采矿工程开采出的矿产资源，通常需要经过矿物加工才能成为冶金、能源、化工、建材等行业的原料。矿业工程学科的发展对国民经济建设和社会发展极为重要，并将不断推动和促进国民经济的可持续协调发展。

固体废物按来源大致可分为生活垃圾、一般工业固体废物和危险废物三种。此外，还有农业固体废物、建筑废料及弃土。固体废物如不加妥善收集、利用和处理处置将会污染大气、水体和土壤，危害人体健康。