有色金屬礦選廠尾礦固廢屬性鑒別與尾礦庫水污染防治措施

代慶仁　邱仁敏

摘要：固廢屬性的分類經歷了不同的階段，相應的鑒別方法也進行了修改完善。有色金屬礦選廠尾礦固廢屬性的鑒別較復雜，并且由于原料和生產工藝的變化還存在波動變化的情況。尾礦庫的污染防治措施需根據尾礦的固廢屬性確定，因此，進一步梳理固廢屬性鑒別的采樣、制樣、分析、鑒別等方法，并探索一些合理可行的方法，減少復雜性，并加強選廠生產和尾礦固廢屬性的管理，將有利于做好實際工作。

Abstract： The classification of solid waste attributes has gone through different periods， and the corresponding identification methods have been modified and improved. The identification of solid waste attributes of tailings from non-ferrous metal is complex， and there are fluctuations due to the changes of raw materials and production processes. Environmental protection measures for tailings reservoir of concentrator need to be determined according to the solid waste attributes of tailings. Therefore， further combing the methods of sampling， sample preparation， analysis and identification of solid waste attributes identification， exploring some reasonable and feasible methods to reduce complexity， and strengthening the identification and management of solid waste attributes in tailings of concentrators will help to do a good job in practical work and protect the environment.

關鍵詞：有色金屬礦選廠尾礦;固廢屬性鑒別;水污染防治措施

Key words： tailings of non-ferrous metal concentrator;identification of solid waste attributes;water pollution prevention measures

中圖分類號：TD952? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）29-0001-04

0? 引言

云南礦產資源豐富，素有“有色金屬王國”之稱。云南現已發(fā)現的礦產有142種，已探明儲量的有92種，鉛、鋅、錫等9種礦產保有儲量位居全國首位。礦產資源的開發(fā)，也伴隨著對當地的生態(tài)破壞和環(huán)境污染，尤其是過去的私挖濫采和無序開采造成和遺留下了較多的環(huán)境問題。我國將重金屬污染防治工作列為一項十分重要的工作內容，重點防控的重金屬污染物有鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）和類金屬砷（As），同時兼顧銅、鋅、錫、鎳、鍺、銀、鉈等其它重金屬污染物。有色金屬采選為規(guī)劃的重金屬污染物重點防控行業(yè)，選廠尾礦和尾礦廢水是主要的重金屬污染源之一。

早些年，我國將有色金屬工業(yè)固體廢物劃分為有害固體廢物和一般固體廢物，之后又細分為：危險廢物、第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物、第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物，并對不同類型的固體廢物的處置措施提出了相應的要求。金屬礦選廠以各類金屬礦石為原料，采用浮選、磁選、重選等選礦工藝，產出精礦、尾礦及廢水。有色金屬選廠尾礦庫的污染防治措施需要根據尾礦的固廢屬性來確定，因此，加強尾礦固廢屬性的鑒別和管理是十分重要的。

1? 有色金屬選廠尾礦固廢屬性的鑒別方法

項目前期一般指項目開工前所做的工作。項目前期工作需要綜合考慮產業(yè)政策、規(guī)劃要求、技術、市場、經濟效益、安全、環(huán)保等各方面因素，環(huán)保是其中的一個重要因素。項目設計文本主要有可研、初設、施工圖設計以及一些專業(yè)性的設計文件。項目選址選線時需調研當地的相關規(guī)劃，取得相關管理部門的意見。結合現有的一些項目情況分析，在此階段的環(huán)保工作還應加強，才能更好地起到防患于未然和源頭預防的作用。

1.1 有色金屬選廠尾礦固廢屬性的鑒別方法

①歷史階段情況。

《有色金屬工業(yè)固體廢物污染控制標準》（GB5085-85）將有色金屬工業(yè)固體廢物分為有害固體廢物和一般固體廢物，其中對有色金屬工業(yè)有害固體廢物的定義是指“具有浸出毒性、腐蝕性、放射性和急性毒性四種中的一種或一種以上的固體廢物及列入表2的固體廢物”。其它不具有以上規(guī)定特性的固體廢物稱為一般固體廢物。其中選礦中的含高砷尾礦、含鈾尾礦被列為有害固體廢物。銅、鉛、鋅、鎳、錫的選礦尾礦（含高砷尾礦和含鈾尾礦除外）及火法熔煉渣，鑒別確認為一般固體廢物。若原料成分和生產工藝改變時，需重新鑒別。

《防治尾礦污染環(huán)境管理規(guī)定》（國家環(huán)境保護總局令 第11號），于1992年10月01日實施，1999年7月12日經國家環(huán)境保護總局令第6號修訂。其中規(guī)定：貯存含屬于有害廢物的尾礦，其尾礦庫必須采取防滲漏措施。《有色金屬工業(yè)固體廢物污染控制標準》（GB5085-85）已在1996年、2007年進行了更新替代。

②按照目前國家的固廢屬性劃分標準，工業(yè)固廢分為：危險廢物、第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物、第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物。其定義分別為：

廢物是指列入《國家危險廢物名錄》，具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應性或者感染性等一種或者幾種危險特性的固體廢物和液態(tài)廢物，或是根據國家危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定具有危險特性的廢物。

一般工業(yè)固體廢物系指未列入《國家危險廢物名錄》或者根據國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準認定其不具有危險特性的工業(yè)固體廢物。一般工業(yè)固體廢物分為Ⅰ類和Ⅱ類。根據《一般工業(yè)廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）中的定義：

第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物：按照GB5086規(guī)定方法進行浸出試驗而獲得的浸出液中，任何一種污染物的濃度均未超過GB8978最高允許排放濃度，且pH值在6～9范圍之內的一般工業(yè)固體廢物。

第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物：按照GB5086規(guī)定方法進行浸出試驗而獲得的浸出液中，有一種或一種以上的污染物濃度超過GB8978最高允許排放濃度，或者pH值在6～9范圍之外的一般工業(yè)固體廢物。

1.2 固廢屬性鑒別方法和標準

金屬礦選廠尾礦固廢屬性鑒別主要是浸出毒性鑒別和腐蝕性鑒別。固廢屬性的鑒別方法和標準在不同時期有所不同，按時間順序梳理下相應的鑒別方法和標準情況如下：

①在1997年至2007年，用于尾礦固廢屬性鑒別的浸出方法和判別標準主要有：

1）浸出液制備方法：《固體廢物浸出毒性浸出方法 翻轉法》（GB5086.1-1997），《固體廢物浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》（GB5086.2-1997）。

2）判別標準：危險廢物按照《危險廢物鑒別標準? 浸出毒性鑒別》（GB5085.3-1996）、《危險固廢鑒別標準 腐蝕性鑒別》（GB5085.1-1996）判斷。第Ⅰ類和第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物按照《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）及pH值進行判別，該標準到目前一直未變。

分析此階段的方法和標準：危險廢物鑒別和一般工業(yè)固體廢物類別鑒別所采用的浸出方法均為GB5086，若檢測分析的污染種類符合判別要求，則可根據浸出毒性和腐蝕性檢測數據，對照相應的判別標準，可直接判別該樣品的固廢屬性是屬于哪一類（危險廢物、第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物、第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物）。

②2007年5月1日實施的新標準《固體廢物浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007），規(guī)定了固體廢物浸出毒性的浸出程序;相應的《危險廢物鑒別標準? 浸出毒性鑒別》（GB5085.3-2007）代替了GB5085.3-1996。其它相關的方法和標準還有：《固體廢物浸出毒性浸出方法 醋酸緩沖溶液法》（HJ/T300-2007）;《危險固廢鑒別標準 腐蝕性鑒別》（GB5085.1-2007）代替了GB5085.1-1996等。

2010年5月1日實施的新標準《固體廢物浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》（HJ557-2009）代替了GB5086.2-1997，為固體廢物檢測的浸出方法。通過分析這些標準和方法，從2010年5月1日以后，固廢屬性鑒別的浸出方法的基本概念是：危險廢物鑒別采用酸浸法;第Ⅰ類、第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物鑒別采用純水或去離子水浸出。

1.3 固廢屬性鑒別的采樣和檢測

①《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術規(guī)范》（HJ/T 20-1998），于1998年7月1日開始實施，其適用于工業(yè)固體廢物的特性鑒別、環(huán)境污染監(jiān)測、綜合利用及處置等所需樣品的采集和制備。其中對批、批量、份樣、份樣量、份樣數、小樣、大樣及試樣進行了相關定義，對份樣數進行了規(guī)定，見表1;對采樣方法及制樣進行了要求，其中明確：制樣的目的是從采取的小樣或大樣中獲取最佳量、具有代表性、能滿足試驗或分析要求的樣品。但該規(guī)范未明確提出需分析化驗的樣品數量及相應的判別要求。

②《危險廢物鑒別技術規(guī)范》（HJ/T 298-2007）于2007年7月1日開始實施，其對固體廢物的危險廢物特性鑒別中樣品的采集和檢測進行了規(guī)定。該規(guī)范明確：份樣、份樣數、份樣量的定義參見HJ/T 20的規(guī)定;采集的固體廢物應按照HJ/T 20中的要求進行制樣;對需要采集的固體廢物最小份樣數進行了規(guī)定，見表2。

該規(guī)范明確：根據固體廢物的產生過程可以確定不存在的特性項目或者不存在、不產生的毒性物質，不進行檢測。并規(guī)定了檢測結果判斷方法為：在對固體廢物樣品進行檢測后，如果檢測結果超過GB5085中相應標準限值的份樣數大于或者等于表3中的超標份樣數下限值，即可判定該固體廢物具有該種危險特性。

該規(guī)范明確份樣、份樣數、份樣量的定義參見HJ/T 20的規(guī)定以及采集的固體廢物應按照HJ/T 20中的要求進行制樣;但 HJ/T 20中的份樣不一定就是試樣，還有制成小樣、大樣的情況。根據該規(guī)范最后的分析結果判斷方案，將份樣直接作為試樣，需要分析的樣品數量較多。

《固體廢物浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》（HJ557-2009）規(guī)定了固體廢物的檢測的浸出程序，并規(guī)定：按照HJ/T 298和HJ/T 20的相關規(guī)定要求進行樣品的采集與保存。但由于HJ/T 298和HJ/T 20在采樣的份樣和試樣概念上有不同，需分析的樣品數量不完全一樣，因此，對于第Ⅰ類、第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物的固廢屬性鑒別，需分析的樣品數量及判別方法尚存在兩可的情況。今后在相關標準和規(guī)范的修訂中應進行明確。

2? 有色金屬選廠尾礦固廢屬性鑒別的一些思考和探討

按照2007年5月1日以前的浸出方法及標準，可以只進行一次浸出液制備和檢測分析，即可判別其屬于危險廢物還是第Ⅰ類、第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物。新標準執(zhí)行后，由于危險廢物采用酸浸法，而一般固廢鑒別采用的是水浸法，因此，常需要進行不同的浸出液制備和分析，才能判別其固廢屬性。從上述的采樣數量看，固廢屬性鑒別采樣的數量較大，分析工作量較大，再加上需要進行兩種浸出方法及檢測分析，工作量翻倍，在實際工作中常令人困惑。

表4中列出了幾個有色金屬礦選廠尾礦固廢屬性鑒別中采用兩種方法浸出方法及檢測分析所得出的結果（pH按照《危險固廢鑒別標準 腐蝕性鑒別》（GB5085.1-1996））進行）。

從表4中的數據分析：硫酸硝酸法的浸出物濃度均高于水平法（即水浸法）。這也符合理論分析的結果，即通常大多數金屬污染物在酸性條件下的浸出率要比中性浸出條件下的高。因此，建議可進一步做些研究分析，簡化第Ⅰ類、第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物的固廢屬性的鑒別方案。例如對有色金屬選礦廠尾礦固廢屬性鑒別，若采用酸浸方法分析的污染物含量小于危廢鑒別標準值，也小于一般工業(yè)固廢鑒別標準值，則可不需要再進行水平法浸出試驗法分析，可直接判別其屬于第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物。若采用酸浸方法分析的污染物含量大于一般工業(yè)固廢鑒別標準值，則再進行水平法浸出試驗法分析，以判別其是屬于第Ⅰ類還是第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物。

3? 有色金屬尾礦庫的防滲及地下水污染防治措施

3.1 政策和標準要求

《一般工業(yè)廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）中對第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物處置場的防滲措施等環(huán)保要求為：①當天然基礎層的滲透系數大于1.0×10-7cm/s時，應采用天然或人工材料構筑防滲層，防滲層的厚度應相當于滲透系數1.0×10-7cm/s和厚度的1.5m粘土層的防滲性能。②必要時應設計滲濾液處理設施，對滲濾液進行處理。③為監(jiān)控滲濾液對地下水的污染，貯存、處置場周邊至少應設置三口地下水質監(jiān)控井，一口沿地下水流向設在貯存、處置場上游，作為對照井;第二口沿地下水流向設在貯存、處置場下游，作為污染監(jiān)視監(jiān)測井;第三口設在最可能出現擴散影響的貯存、處置場周邊，作為污染擴散監(jiān)測井。當地質和水文地質資料表明含水層埋藏較深，經論證認定地下水不會被污染時，可以不設置地下水質監(jiān)控井。

2013年5月國家安全生產監(jiān)督管理總局、國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部、國土資源部、環(huán)境保護部等七部門聯合出臺了《國家安全監(jiān)管總局等七部門關于印發(fā)深入開展尾礦庫綜合治理行動方案的通知》（安監(jiān)總管〔2013〕58號），其中在“第三章 尾礦庫綜合治理的主要任務”中提出：“新建堆存重金屬尾礦庫的庫底應硬化并防滲”;“對未建設防滲漏處理設施的，應責成企業(yè)定期提交庫區(qū)周邊地下水監(jiān)測數據，未建設污水處理設施的應定期提交外排尾礦水監(jiān)測數據”;“對建設、運行中產生與環(huán)境影響評價文件不符情形的，應責令組織開展環(huán)境影響后評價，采取改進措施”等要求。

3.2 地下水污染防治及環(huán)保管理措施

3.2.1 關注尾礦固廢屬性的鑒別

金屬礦選廠以各類金屬礦石為原料，采用浮選、磁選、重選等選礦工藝，產出精礦、尾礦及廢水。尾礦和尾礦廢水中的重金屬污染物含量與原礦石金屬含量及選礦回收率相關聯。根據對一些金屬礦選廠尾礦固廢屬性的研究：①由于選廠原料由礦山供給，不同的礦山或同一礦山不同采區(qū)的礦石成份和有害成份含量可能也會有不同，有些差異還較大;②若選礦廠原料成份含量發(fā)生較大變化，選礦工藝會調整變化，再加上選廠生產中金屬回收率的波動變化，導致所排放尾礦的有害物質成份含量也會有所不同，最終可能會出現固廢屬性的變化。

環(huán)評一般是在項目可研、初設階段進行，對于新建選廠，尾礦的固廢屬性只能通過類比或小試、中試的樣品進行鑒別分析得出，代表性存在一定的問題。對于改擴建選廠，大多數可類比原有項目的固廢屬性，但也只能代表這個時期的情況。因此，對于選廠的尾礦固廢屬性的鑒別，除做好尾礦庫建設前的固廢屬性鑒別工作外，還需要制定生產運行期的管理措施，加強生產運行期尾礦固廢屬性的檢測和管理，及時采取相應的污染防治措施。

3.2.2 嚴格地下水污染防治措施

①嚴格按尾礦固廢屬性的相關標準和要求進行尾礦庫的選址、設計、施工及運行管理;建設時，加強施工監(jiān)理;根據工程實際情況和地質環(huán)境現狀等情況，合理選擇堆放方式（干、濕堆）。

②第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物的尾礦庫不需要進行防滲，第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物的尾礦庫需采用天然或人工材料構筑防滲層，防滲層的厚度應相當于滲透系數1.0×10-7cm/s和厚度的1.5m粘土層的防滲性能。并按照要求設置地下水監(jiān)控井，定期監(jiān)測，發(fā)現異常情況時及時查明原因并處理。

③按照《國家安全監(jiān)管總局等七部門關于印發(fā)深入開展尾礦庫綜合治理行動方案的通知》（安監(jiān)總管〔2013〕58號）的要求，新建堆存重金屬尾礦庫的庫底應硬化并防滲。

④根據《污水綜合排放標準》（GB8978-1996），有色金屬系統(tǒng)選礦水重復利用率需達75%，黑色金屬選礦水重復利用率需達90%。2010年發(fā)布實施的《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》（GB25466-2010）、《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準》（GB25467-2010）中未規(guī)定選廠的水重復利用率指標，但規(guī)定了選礦的單位產品基準排水量（銅、鎳、鈷選礦：現有1.65m3/t原礦、新建1.0m3/t原礦、特別區(qū)域0.8m3/t原礦;鉛、鋅選礦：現有3.5m3/t原礦、新建2.5m3/t原礦、特別區(qū)域1.5m3/t原礦）。

在實際生產中，一些選廠的選礦廢水不能完全循環(huán)利用，需外排;過去許多選廠的處理辦法是讓尾礦廢水在尾礦庫內自然沉淀后，上清液外排，此方法常不能實現穩(wěn)定達標。最好的處理方法是建設尾礦廢水處理站，對尾礦廢水進行集中處理后回用或達標外排。

4? 結語

經過多年的發(fā)展，我國制定了一系列固體廢物的分類和鑒別的標準、規(guī)范及及相應的污染防治措施，對環(huán)境保護和環(huán)境管理工作起到了較好的作用。由于有色金屬礦選廠尾礦固廢屬性鑒別的取樣較復雜，檢測工作量較大，費用較大，在實際工作中也常常困擾著大家。因此，結合國家的標準和規(guī)范要求，在具體工作中，針對不同類型、不同情況的固體廢物進行一些合理可行的固廢屬性鑒別簡便方案的研究和探索是有益的。有色金屬礦選廠尾礦固廢屬性決定了其尾礦庫的污染防治措施，選廠尾礦和尾礦廢水中的重金屬污染物含量與原礦石金屬含量及選礦回收率相關，因此，做好尾礦固廢屬性的鑒別及生產運行期的管理是較重要的，在這方面還應進一步加強研究，制定生產運行期尾礦固廢屬性鑒別的檢測制度、管理制度及相應的污染防治措施。

參考文獻：

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