我国矿山固体废物综合治理的现状及对策探讨

    (1长沙理工大学桥梁与结构工程学院 2中南大学地学与环境工程学院)

    环境保护和治理中一个急需解决的重要问题是对固体废物的处置，而固体废物的主要来源是采掘工业所排弃的废石和尾矿，即矿山的固体废物。

    我国矿山废石和尾矿的排放量十分庞大，不仅影响到不能充分利用矿产资源，而且危害环境，最明显的是对土地的破坏。废石的堆积和尾矿坝的构筑不仅侵占大面积农田和土地，而且严重污染水源和土壤；若堆放的废石尾矿管理不善，还有可能发生重大事故，如废石堆自燃、尾矿坝滑坡等。因此，高度认识矿山固体废物的危害和面临的严峻形势，进一步加强对矿山固体废物的管理，开展对矿山固体废物综合治理及应用研究，具有十分重要的意义。

    一、矿山固体废物的危害

    据统计，全球采掘工业每年排放的工业固体废物总量达数百亿吨，在我国，黑色金属矿山每年排放的废石尾矿约6.2亿吨，有色金属矿山每年排出的废石尾矿达11500万吨，煤矸石约1.3亿吨。这些废石、尾矿的大量排放，严重破坏了土地资源的自然生态环境，不仅侵占大量土地，破坏自然景观，而且其成分十分复杂，含有多种有害成分甚至放射性物质，可污染矿区和周围环境，构成严重的社会公害。

    矿山废石和尾矿通常是通过水、气和土壤对周围环境进行影响，其主要污染途径有以下方面：

    （一）通过空气污染

    废石堆中的硫化矿物与空气接触，可强烈氧化释放出SO2、CO2、H2S、NO等有害气体，而粒径极细（<10μm）的尾矿干燥后会随风飘扬形成飘尘，污染大气和环境。

    （二）通过水污染

    废石或尾矿风化中可形成溶于水的化合物或重金属离子，经地表水或地下水严重污染周围水系及土壤，危害人体健康，影响农作物、森林、禽蓄和鱼类的生长和繁殖。如大部分矿山废弃物中含有硫铁矿，其风化或以化学作用形成酸性废水，严重危害森林、农田、人类和动物的生长。

    （三）通过土壤污染

    矿山废石和尾矿露天堆放，其中的有害成分经过风化、雨淋、地表径流的侵蚀渗入土壤，使土壤被有害物质、放射性物质等污染，造成土壤酸化、盐渍化，导致结构改变，破坏土壤中微生物的生长，影响作物根系生长。

    （四）通过废石、尾矿堆放的污染

    废石堆放的不稳定易引起岩堆移动和泥石流等灾害，而且尾矿堆放侵占土地，破坏自然景观，

    尤其是任意排放和坝址的不合理布置，对环境危害极大。

    二、矿山固体废物的治理及应用

    鉴于废石、尾矿随意露天堆放会对周围环境产生严重危害，一般矿山对废石、尾矿均采取了一定的处理措施，而且随着社会的发展和人们对环境意识的提高，对矿山固体废物的治理越来越受到重视。2001年11月5～7日，固体废物污染控制及其资源化国际会议在长沙中南大学召开，来自美国、加拿大、日本、韩国等与会国内外国专家和学者都对矿山固体废物的治理及应用表示出了极大的关注。

    （一）作为“二次资源”回收再生

    随着国家建设发展，对矿产资源的需求规模日益扩大，回收再生利用矿山采、选、冶过程中产生的大量废石、尾矿等补充矿产资源成为大规模开采矿产资源中的一个重要方面。无论黑色或有色金属矿山都可考虑对过去的废石和尾矿再次采、选以回收其中的有价金属及有用组分。我国一些生产历史悠久的老矿山，由于当时技术等方面的条件限制，致使废石、尾矿不仅数量大，而且其中有价金属等可重新利用的资源极为丰富。如云锡公司的锡尾矿，锡平均品位在0.13％～0.17%，并伴有铅、锌、铁、铜、砷等多种成分，形成一个新的以锡为主的多金属矿床。

    随着矿山技术的发展，废石、尾矿回收再生新工艺和新方法的出现，一方面使废石、尾矿回收再生对矿品位的要求逐渐降低，如在最近50年中选铜技术对矿品位的要求已由2％降低至0.2％；另一方面，也使得废石、尾矿的回收再生率相对提高，如近来美国从铜、铅、锌、锡、黄铁的尾矿提取率最高可达 Cu 36％～37%， Pb 28％～89%，Sn 20％～30%，Au 51％～94%。

    （二）作为原材料进行废石、尾矿的综合利用

    由于废石、尾矿中含有多种金属化合物和矿物成份，近年来对废石、尾矿综合利用研究发展迅速，相继成立了许多专门研究机构，对废石、尾矿的综合开发和利用取得了许多新的研究成果，其主要利用途径有：①农肥；②建材，如水泥、玻璃、陶瓷、保温、隔热，隔音材料等；③铸石、铸造砂原料；④宝石、彩石、颜料；⑤复地或充填材料；⑥耐火材料等。

    （三）造地复田

    这种处理途径是利用先进的技术对因废石、尾矿堆积而破坏或占用的土地及耕地进行新植被，以稳定岩土、减少水土流失，减轻废水污染。利用尾矿库造地复田植被绿化，美国从二十世纪30年代就开始了这项工作，此后二三十年内共复垦废石场约800万亩，复垦率达40%，在我国一些有色金属矿山中多已实施。如中条山有色金属公司蓖子沟铜矿两个服役期满的尾矿库，已采用复土植被的方法造田410亩，粮食、水果都获得了丰收；金川采用“覆盖、蓄水、恢复植被、引水建立人工植被方案”，对大型尾矿库进行环境治理，填补了我国在该地质条件下尾矿治理的空白，取得了明显的经济效益和社会效益。