探析露天礦山廢石綜合利用

王吉磊

摘要：礦山企業(yè)最重要的技術(shù)就是礦山廢石的綜合利用技術(shù)，現(xiàn)在對礦山廢石進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上，深入分析了礦山廢石的危害，最后，以扁擔(dān)山石灰石礦為例提出綜合利用方式，旨在更好的對露天礦山廢石進(jìn)行綜合利用。

關(guān)鍵詞：露天礦山；廢石；綜合利用

隨著人口的增加、工業(yè)化的不斷發(fā)展以及城市化進(jìn)程的不斷加快，人類對自然資源的過度利用使得許多類型的生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重退化。采石場在生產(chǎn)的過程中，廢石的出路是礦山企業(yè)面臨的主要問題，近幾年，環(huán)境保護(hù)的重視程度在不斷提高，針對于采礦過程中廢石處理，也成為了采礦產(chǎn)業(yè)中的重點(diǎn)研究內(nèi)容。

一、礦山廢石概述

在礦山開采、選礦加工和礦石冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的剩余廢棄物為礦業(yè)固體廢物，其中，礦山開采、選礦加工所產(chǎn)生的固體廢物又分為兩大類，即廢石和尾礦。廢石就是指在礦山開采過程中所產(chǎn)生的無工業(yè)加之的礦體圍巖和夾石的統(tǒng)稱，對于坑采礦來說，就是坑道掘金和采場爆破開采時(shí)所分離出而不能作為礦石利用的巖石。對于露天礦來說，就是剝離下來的礦床表面的圍巖或夾石，一般來說，露天礦沒開采1噸礦石要?jiǎng)冸x廢石6-8噸[1]。尾礦就是選礦廠在特定經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，將礦石磨細(xì)、選取游泳組分后所排放的廢棄物，也就是礦石經(jīng)選別出精礦后剩余的固體廢料，通常尾礦作為固體廢料拋置于礦山附近建筑有堤壩的尾礦庫中。

礦山廢石根據(jù)礦體賦存的主巖和圍巖類型分類，并考慮礦業(yè)固體廢物的礦物組成情況，可將其分為基性巖漿巖、自變質(zhì)花崗巖、金伯利巖、玄武-安山巖等28個(gè)基本類型；按照選礦工藝流程，尾礦分為首選尾礦、重選尾礦、磁選尾礦、浮選尾礦、化學(xué)選礦尾礦、電選及光電選尾礦；按照尾礦中主要組成礦物的組和搭配情況，分為鎂鐵硅酸鹽型尾礦、概率硅酸鹽型尾礦、長英巖型尾礦、堿性硅酸鹽型尾礦、高鋁硅酸鹽型尾礦、高鈣硅酸型尾礦、硅質(zhì)巖型尾礦以及碳酸鹽型尾礦等。

礦山廢石進(jìn)行綜合利用能夠有效解決我國資源短缺的需要，延長礦山使用年限的同時(shí)節(jié)約土地資源，并且，礦山廢石的綜合利用能夠提高礦業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，抑制重大工程與地質(zhì)災(zāi)害，最終起到了保護(hù)患者的目的。

二、礦山廢石的危害

我國礦產(chǎn)資源中有95%以上的能源，80%以上的工業(yè)原料和礦業(yè)廢石等，礦業(yè)廢石逐漸成為了嚴(yán)重的環(huán)境問題，主要對空氣、土壤和水體帶來極大的危害。

（一）空氣污染

針對于礦山廢石中一些硫化礦石，在與空氣接觸后就會(huì)產(chǎn)生一定的氧化反應(yīng)，從而釋放出污染性氣體對空氣造成一定的污染，另外一種情況，一些十分細(xì)小的廢石在空氣中干燥后極容易形成揚(yáng)塵，從而給空氣帶來污染。

（二）水體污染

露天礦山廢石在經(jīng)過長時(shí)間的風(fēng)化之后，一般來說，可溶于水的化合物及重金屬離子在經(jīng)過地表徑流或者地下水滲透后，給水體帶來十分嚴(yán)重的污染，而水體污染的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣污染和土壤污染的范圍，對魚類、土壤和農(nóng)作物帶來十分嚴(yán)重的影響。

（三）土壤污染

礦山廢石的露天堆放，經(jīng)過風(fēng)吹日曬、地表徑流等作用，其中的有害成分就會(huì)侵入到土壤當(dāng)中，有害物質(zhì)、放射性物質(zhì)對土壤造成嚴(yán)重的侵害，土壤過度酸和鹽堿化，改變土壤的成分，直接影響著農(nóng)作物的生長。

三、礦山廢石的綜合利用

我國礦產(chǎn)資源利用率很低，其總回收率比發(fā)達(dá)國家低20%，鐵錳黑色金屬礦山采選平均回收率僅為65%，國有有色金屬礦山采選綜合回收率只有60%-70%[2]。例如，我國鐵礦資源十分豐富，大約有三十余種，而能夠回收的僅有20余種，這就導(dǎo)致大量有價(jià)金屬元素以及可利用的非金屬礦物遺留在固體廢物中，每年礦產(chǎn)資源開發(fā)損失總值達(dá)數(shù)千億元，且我國露天鐵礦山每年剝離廢石達(dá)16億噸以上，基本上排到排土場推存，既造成了資源浪費(fèi)，又占用了大量的土地，成為重要的污染源，帶來安全隱患。現(xiàn)以扁擔(dān)山石灰石礦為例，探討礦山廢石的綜合利用。

（一）扁擔(dān)山石灰石礦

扁擔(dān)山水泥用灰?guī)r位于安慶市懷寧縣月山鎮(zhèn)境內(nèi)，206、308國道穿境而過，鎮(zhèn)南石門湖碼頭航運(yùn)連接黃金水道長江，合九鐵路安慶支線在這里設(shè)有客貨車站，尤其扁擔(dān)山石灰石礦的儲(chǔ)量十分大，品味高。其地形系沿江丘陵山區(qū)，以黃峰、柏子為朱峰東南走向的山脈和以月形為標(biāo)志的東北千山群落拱衛(wèi)，西北是萬畝良田，已探明的儲(chǔ)量并開采的金屬、非金屬礦有銅、鉬、鐵、煤、石灰石、大理石、礦泉水等10余種；另有金、銀、鈾等稀有礦產(chǎn)待開發(fā)利用。銅儲(chǔ)量為60萬噸，鐵儲(chǔ)量有260萬噸，大理石、石灰石儲(chǔ)量超過1億立方米，其中以石灰石的儲(chǔ)量最為豐富，達(dá)到4億立方米以上，被列入省級儲(chǔ)備。

扁擔(dān)山石灰石礦在開采結(jié)束后產(chǎn)生的廢石主要為表土、白云巖、白云石化角礫巖和煌斑巖脈等。各種類型的巖石的層理發(fā)育不夠，但裂隙較發(fā)育，巖性較堅(jiān)硬。白云石化角礫巖將露出的8條分別標(biāo)號為GD1-GD8，化學(xué)成分主要包含40.5%氧化鈣、7.6%氧化鎂、3.3%二氧化硅和1.1%三氧化二鋁?；桶邘r將露出的6條分別標(biāo)號為X1-X6，化學(xué)成分主要包括44.8%二氧化硅、16.8%三氧化二鋁、3.5%氧化鎂和3.3%氧化鈣。

扁擔(dān)山石灰石礦每年開采出廢石近100萬噸，隨著生產(chǎn)規(guī)模不斷加大，廢石的排放量也越來越大，逐漸成為了礦山企業(yè)安全和周邊環(huán)境的隱患，在一定程度上制約著礦山的發(fā)展。加之廢石的巖性較為堅(jiān)硬，除了作為工業(yè)場地墊層之外，也可用于建筑當(dāng)中。扁擔(dān)山石灰石礦在保有資源的基礎(chǔ)上，根據(jù)礦山地質(zhì)條件、礦體特等內(nèi)容，多采用高臺(tái)段小臺(tái)階、自上向下水平分層的依次推進(jìn)采礦法。

（二）首鋼水廠鐵礦

首鋼水廠鐵礦每年采礦剝離的巖石量約為2000萬噸，著部分巖石排棄需要一定的堆存費(fèi)用，同時(shí)有污染環(huán)境，合理利用這部分資源尤為重要。采用天功科技研制的新型高效節(jié)能干式磁選機(jī)CTDG1527預(yù)選拋廢，獲鐵品味為19.15%，磁性鐵回收率為35.3%的預(yù)選粗精礦，尾礦中的磁性鐵品味為1.05%[3]。預(yù)算粗精礦經(jīng)階段磨礦、階段弱磁選別后，可獲鐵品味65.37%，作業(yè)回收率為77.88%的鐵精礦，年產(chǎn)鐵精礦粉近20萬噸。

（三）礦山廢石的綜合利用

1.二次利用

通過對廢石進(jìn)行加工，將廢石中含有的金屬化合物以及礦物成份進(jìn)行提取和加工，并作為原材料進(jìn)行二次利用。如在廢石中含有較多的等成分，在經(jīng)過一系列加工后，可以將廢石作為一種改良酸性土壤的改良劑，變廢為寶，不僅對廢石進(jìn)行二次利用，也治理了由于廢石帶來的土壤污染問題。

2. 覆土造田

采取覆土、摻土、施肥等方法進(jìn)行處理，可在其表面種植各種作物，保證植被覆蓋率，從有效的穩(wěn)定巖石，控制水土流失等，且礦山廢石的造地復(fù)田起到了較好的效果，有效的解決了礦區(qū)剝離物的堆存占地問題，尤其適用于露天礦的廢渣處理，逐漸被廣泛的應(yīng)用。

總結(jié)：

總之，礦山廢石具有污染危害和資源利用的雙重特性，在堅(jiān)持減量化、資源化、無害化的同時(shí)還要堅(jiān)持礦山廢石的利用、安全處置、生態(tài)恢復(fù)和重劍互相結(jié)合，保證經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益互相協(xié)調(diào)，并通過多種途徑綜合利用和處置礦山廢石，政府也也予以一定的政策性推動(dòng)和鼓勵(lì)，增加科研投入力度，緩解了資源的浪費(fèi)現(xiàn)象，提高露天礦山廢石的綜合利用。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖尚葆.扁擔(dān)山石灰石礦廢石的綜合利用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014，（11）：213-214.

[2]龔樹峰，史學(xué)偉.鐵礦廢石及尾礦的綜合利用技術(shù)[J].金屬材料與冶金工程，2014，（3）：49-53.

[3]徐興旺，周博超，徐永坤.淺談礦山采選設(shè)計(jì)中節(jié)能與環(huán)保方案[J].商品與質(zhì)量：房地產(chǎn)研究，2014，（3）：206.