矿业固体废物处理与利用

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1、be8e21c70fe7242691ca4ddebb5b1d5f.doc矿业固体废物处理与利用摘要：矿业废物是“矿业固体废物”的简称，指开采和选洗矿石过程中产生的废石和尾矿。矿业废物产量大，处理处置困难，对环境造成严重破坏。本文针对煤矿和有色金属矿，从矿业废物的产生和特点，污染和危害，目前采用的处理方法以及研究状况与最新进展等方面，进行了简略介绍。关键字：煤矸石，尾矿，矸石回填，综合利用。前言目前，矿业面临的环境问题是在废弃物的处理和资源化以及矿业废弃地的生态恢复与重建等问题上表现出来。矿山固体废物的主要来源是采矿后产生的废石和矿山选矿产生的尾矿。矿山废石的堆积和尾矿坝的构筑,不仅

2、侵占大量土地和农田,而且大量的矿山废石、尾矿的排放,会严重破坏土地资源的自然生态环境,破坏自然景观,并且因其成分复杂,含有多种有害成分甚至放射性物质,严重污染水源和土壤,污染矿区和周围环境。因此,如何对矿山固体废物进行综合处理,既改善矿山生态环境,又充分利用矿山固体废物中的有用成分,变废为宝,缓解矿产资源供需紧张矛盾,是人类社会面临的重要课题。1矿业固体废物的产生和特点1.1矿业固体废物的产生矿业废物是“矿业固体废物”的简称，指开采和选洗矿石过程中产生的废石和尾矿。矿石开采过程中，需剥离围岩，排出废石，采得的矿石亦需经选洗，提高品位，排出尾矿。我国是世界采矿大国，现有各类矿山企业约

3、15.3万个，其中国有矿山7650个，集体企业6.9万个，私营及个体企业5.8万个，余为其他经济类型企业，开采矿产143种。伴随各类矿产资源的开发利用，产出了大量的固体废弃物。这些固体废弃物的存量既是我国千百年矿业开发的历史积累，也是矿产资源利用不合理的结果，其主要的四种物质来源为：尾矿、废石、煤矸石和粉煤灰，尤以废石为多。我国矿山废弃物的累计数量也相当巨大，且逐年增多，一个省份的矿山尾矿和固废物总量可达几亿至几十亿吨。可以预见的是，随着矿石开采量的上升和品位的下降，每年矿山固废物的排放量还将不断增加。11be8e21c70fe7242691ca4ddebb5b1d5f.doc各种

4、金属和非金属矿石均与围岩共同构成。煤矸石约占煤炭产量的10％－15％，是我国排放量最大的工业固体废弃物。开采1吨煤，一般要排出200公斤左右煤矸石。煤电生产过程中排除大量的粉煤灰也成为煤矿固体废弃物。据有关部门统计，截止到2004年底，全国有矸石山1500多座，占地约22万多公顷。目前，我国煤矸石的存积量已达41亿t以上，随煤炭产量的逐年增加，煤矸石排放量也不断增长，按照我国目前的煤炭年产量25亿t计算，排矸量在仍在以每年4~5亿t左右的速度增长。大量矸石堆积，造成了严重的环境损坏，成为影响煤炭工业可持续发展的一大难题。有色金属矿山每采出1t矿石平均约产生1.25t废石,废石年产生

5、量高达1.06亿t,建国以来累计量高达21.5亿t。尾矿是从矿石中分选出有用矿物后,剩余的含有用矿物很少的废渣,习惯上称为尾砂。有色金属矿山每采出1t矿石平均约产出0.92t尾砂,尾砂年产生量达7780万t,累计量约11亿t,利用率仅为6%,占地约8000hm2。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多亿吨。大量的矿业废物造成环境的严重污染。1.2矿业固废的特性1.2.1煤矸石的物理、化学成分及特性煤矸石

6、是多种矿物混合组成的沉积岩，主要由高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石、石灰石、硫化铁、氧化铝和少量的稀有金属氧化物组成。主要的岩石种类由黏土岩类、砂岩类、碳酸盐类和铝质岩类，在不同地域的煤矸石还含其他盐类及重金属盐类。煤矸石中的部分盐类可溶于水。煤矸石的化学成分复杂，主要成分为氧化硅、氧化铝、硫化铁。煤矸石经过高温煅烧可具有表面活性。1.2.2尾矿的成分及特性由于矿种不同，成矿地质条件不同，产生的尾矿成分也就相应不同。例如银山铅锌尾矿中SiO2、Al2O3、K2O占总成分的80%以上，主要矿物为石英和绢云母，其中石英含量为51~54%，绢云母含量为29~34%，且大部分绢云母呈单体

7、形状，粒度较细；而新墨西哥圣马苟尔地区佩克斯选厂铅锌硫化矿浮选尾矿主要元素组成为：Au1.75g/t、Ag22.5g/t、Cu0.44%、Pb0.54%、Zn0.68%、Fe12.6%、S10.2%。具体情况以实际检测为准。11be8e21c70fe7242691ca4ddebb5b1d5f.doc2矿业固体废物的污染和危害冶金矿山固体废物的危害是多方面的，主要可以分为占据土地，产量持续增加，污染水资源和土壤，污染大气环境，造成塌方、滑坡、泥石流等地质灾害，可能含有砷