非煤矿山固体废弃物综合利用存在问题及应对措施

非煤矿山固体废弃物综合利用存在问题及应对措施

王伟 ,吕正鹏

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摘要：在煤炭经济迅速发展的背景下，煤炭生产增加，煤炭开采产生的固体废物增加。矿渣、石渣和采矿残馀物，如果不加以合理利用和综合管理，可能对煤矿周围的环境和人类生存产生严重影响，而且资源的浪费很大。调查表明，中国煤矿固体废物存量大、附加值低，要适应社会发展，就需要合理科学地应对环境挑战，研究煤炭资源中废物的环境问题，寻找有效的改善方法，提高对生态环境的保护。

关键词：非煤矿山；固体废弃物；综合利用；问题；应对措施；

引言

在矿产资源开发利用过程中，不可避免产生大量废石和尾砂等固体废弃物。废石主要源于露天剥离、井巷掘进、选厂甩尾等环节，产生废石主要是堆存到排土场，到目前为止，我国矿山固体废弃物的堆存量接近700亿吨，其中废石堆存量520亿吨。尾砂是矿石精选过程产生的细颗粒固体废弃物，随着充填采矿方法的推广应用，尾砂一部分用来充填井下采场，一部分排入尾矿库。随着赋存条件好的高品位矿石开采殆尽，目前开采矿产中，赋存条件差的低品位矿产资源占有较高比重，而且随着国民经济的快速发展，矿产资源需求量在不断增加，导致矿山固体废弃物的排放量将会呈现不断增长的态势。固废的大量堆存，将会占用大量土地，长期堆存破坏矿山周边的生态环境，威胁周边居民财产及生命安全。

1我国矿山固体废弃物概况

矿山固体废弃物属于工业固废的一种，通常包括采矿废石和选矿尾矿。采矿废石主要指采矿环节产生的、低于工业品位且未能进入选矿等后续作业的固体物料；选矿尾矿是指原矿经分选、富集得到精矿和中矿后的固体废弃物，也是分选作业的产物之一。研究表明，铜矿、钼矿和钨矿的采矿废石排放强度较高，每生产1t精矿分别排出158.63，835.71，185.22t采矿废石。我国铁、锰、铜、铅、锌矿等20种矿产年排放采矿废石19.65亿t，年利用采矿废石3.49亿t，平均采矿废石利用率由“十二五”初期的11.76%提高到“十三五”的17.77%。采矿废石主要用于地下矿山的采空区充填，其次用作建筑原料，少数矿山用于分选有用组分。我国不同矿种的选矿尾矿排放强度差异较大，如每生产1t钼精矿、钨精矿、锡精矿、稀土精矿、铜精矿分别产生496.1，238.06，119.89，43.95，43.18t尾矿。根据我国生态环境部的统计数据，2019年全国尾矿产生量为10.3亿t，其中综合利用量为2.8亿t（包含利用往年贮存量1777.5万t），综合利用率为27.0%。尾矿产生量最大的是有色金属矿和黑色金属矿选矿行业，其产生量分别为4.6，4.4亿t，综合利用率分别为27.1%和23.4%。尾矿循环利用的方式也和采矿废石一样，主要用于地下矿山采空区充填，其次用作建筑材料原料，个别用于有用组分的再选。虽然我国矿山固体废弃物综合利用率有了较大的提高，但由于历史堆存量巨大，加之每年仍有大量采矿废石和选矿尾矿被堆存在废石场和尾矿库中，矿山固体废弃物堆存总量仍在不断增加。

2煤矿固体废弃物的危害及来源分析

煤矿产生的固体废物来自硅山，风险主要表现在四个方面:①造成地质灾害、大量占用土地和严重污染环境；②废物堆积在大片土地上，土地资源被广泛占用，造成资源浪费；③煤矿产生的固体废物含有通过雨水沥滤渗入该地区地表水和地下水的矿物，严重污染土壤和水质，当矿物含量达到一定量时，可能导致地下水质量的有毒变化和损害；④如果开采过程中煤炭资源得不到恢复，地球承载能力就会大大降低，区域地质会遭到破坏，甚至会造成地表裂缝、崩塌和区域生态失衡等问题。主要来源 这些物质通常存放在露天形成硅山，根据国家规定的GB5085—2019《固体废弃物鉴别标准》，含有大量危险物质和化学物质，经过长时间积累后逐渐渗入大气、土壤和地下组织层，造成严重损害 例如，大片土地被占领，景观、森林、植被和自然景观遭到破坏，导致土壤流失，生态环境发生变化，并造成诸如山崩和泥石流等地质灾害；残留物中含有酸、碱、氰化物等化学物质。，污染地下水和周围环境；残馀物和贫瘠的岩石会产生灰尘或有害气体，如氰化物和有机物，从而污染大气环境，以防风或干旱。

3废石综合利用现状

（1）回填采空区、地表塌陷坑或露天坑。如排山楼金矿在地表开凿充填井，将露天剥离废石通过充填井充填至采空区。红透山铜矿将井下掘进废石直接充填至采场，再联合尾砂充填既能控制地表开裂、塌陷，又解决了废石综合利用的问题。小汪沟铁矿利用废石回填地表塌陷坑，控制地表塌陷范围。近年来露天转地下采用无底柱分段崩落法开采的矿山，将露天剥离废石回填至露天坑作为覆盖层。将废石作为回填采空区、地表塌陷坑或露天坑的材料是废石最为重要的综合利用方式。（2）用作建筑砂石料。随着露天采石场和制砂厂被禁，越来越多的矿山废石用于生产建筑砂石料，或者作为石材直接售卖，如首钢杏山铁矿，宝钢梅山铁矿，将露天、地下产出废石变废为宝，为矿山带来了较为可观的经济效益，而且大大降低了井下开采过程中贫化指标的限制，以及露天剥离条件的限制，变相提高了矿产资源的回收率[4]。因此，将矿山产生的废石作为生产建筑砂石料，是废石综合利用率较高的方式。

4粉煤灰的综合再利用

（1）粉煤灰、粘土和其他工业废物是通过原料等工艺处理的，具有环保节能、减少建筑负荷和劳动力等优点，并且是更好的填充墙材料。(2)粉煤灰颗粒处理生产技术具有如下优点:无添加剂、无二次污染等从粉煤灰制成的粉煤灰颗粒具有吸声、密封性、耐火性、导热系数低等优点。(3)粉煤灰含有一定数量的碳，可节省燃料。(4)粉煤灰可转化为水泥和混凝土。粉煤灰由二氧化硅和氧化铝组成，可代替粘土生产水泥，如硅酸钙水泥、新的水泥材料(如低密度油井水泥)和新的混凝土材料(如钢外壳绝缘材料和水泥附件)。

5应对措施探讨

（1）转变发展观念，提高环保和可持续发展意识。宣传组织学习环境保护和资源化利用政策，对非煤矿山固废综合利用形式技术培训、解析综合利用成功案例，使矿业公司、矿山管理人员能够转变发展观念，提高环保意识、节约资源，将矿山废石的资源化利用作为保护环境和解决资源紧张问题的重要途径之一，重视矿山废石、尾砂的资源化利用，倡导无废矿山、清洁循环理论。（3）固体废弃物处理相关政策梳理。《工业和信息化部关于印发〈金属尾矿综合利用专项规划（2010—2015年）〉》的通知（工信部联规［2010］174号）《矿产资源节约与综合利用“十二五”规划》《大宗工业固体与废物综合利用“十二五”规划》《循环发展引领行动》《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》《关于发布资源综合利用基地名单的通知》《关于推进矿产资源全面节约和高效利用的意见》《促进绿色建材生产和应用行动方案》等部委政策或规划文件提出对采选产生的废石、矸石等固体废弃物，在安全、环保的前提下开展有价金属的高效分离提取和高值高效利用，如开展有色金属尾矿中有用组分、铁尾矿伴生多金属高效分离提取等。

结束语

目前我国矿山固废种类繁多，堆存量庞大，处理技术和经济效益的限制，导致固废大量堆存，不仅浪费资源，而且污染环境。相对于发达国家，我国固废综合利用率低，尤其是一些每年需求量较高的矿产品。国内矿山企业强化固废综合利用和环保意识，走可持续发展的道路；提高矿石开采、选矿技术水平，从源头控制固废排放量；增加固废综合利用的研发投入，根据矿山固废特性和特点，因地制宜，细化综合利用方向。

参考文献

[1]赵满云,马斌,欧浩.矿山固废物主要处理方式及发展前景[J].中外企业家,2019(24):129.

[2]梁新民,刘明权,张爱民,等.无废、无尾生态智能矿山建设模式探讨[J].中国矿山工程,2022,51(02):66-71.

[3]任伟.采矿工程中绿色开采的应用研究与思考[J].当代化工研究,2022(07):10-12.

[4]焦明富,姚红,薛红梅.试论矿山废石的分类及其综合利用[J].新疆有色金属,2007(02):8-9.

[5]姚华辉,蔡练兵,刘维,等.我国金属矿山废石资源化综合利用现状与发展[J].中国有色金属学报,2021,31(06):1649-1660.