生產(chǎn)新型建材 6億噸尾礦不能輕易放棄
尾礦,就是選礦廠(chǎng)在特定經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下,將礦石碎磨、選取“有用組分”后所排放的廢棄物,是工業(yè)固體廢物的主要組成部分,會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和危害;其中含有一定數(shù)量的有用金屬和非金屬礦物,可視為一種“復(fù)合”的硅酸鹽礦物材料,是一種潛在的二次資源,粒度細(xì)、數(shù)量大。換言之,尾礦具有二次資源與環(huán)境污染的雙重特性。
我國(guó)是個(gè)礦業(yè)大國(guó),但大多數(shù)礦山資源的品位較低,在選礦流程中排出大量的尾礦。據(jù)統(tǒng)計(jì),2000年以后,我國(guó)礦山每年尾礦產(chǎn)生量達(dá)到6億噸以上,按此推算,現(xiàn)有尾礦的總堆存量約在80億噸左右。這些尾礦不僅侵占大量土地,污染礦區(qū)與周邊地區(qū)的環(huán)境,形成安全隱患,每年還需投入大量資金維護(hù)尾礦庫(kù)的正常運(yùn)行。因此,開(kāi)展尾礦綜合利用和減排工作,使之變廢為寶,化害為利,可有效緩解資源和環(huán)境的雙重壓力,可謂一舉多得。
既是污染源也是事故源
尾礦是易引發(fā)重大環(huán)境問(wèn)題的污染源,其突出表現(xiàn)在:侵占土地、植被破壞、土地退化、沙漠化以及粉塵污染、水體污染等。
尾礦粒度較細(xì),長(zhǎng)期堆存,風(fēng)化現(xiàn)象嚴(yán)重,會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。粉塵在周邊地區(qū)四處飛揚(yáng),特別在干旱、狂風(fēng)季節(jié)中,細(xì)粒尾礦騰空而起,可形成長(zhǎng)達(dá)數(shù)里的“黃龍”,造成周?chē)寥牢廴荆?yán)重影響居民的身體健康。據(jù)專(zhuān)家論證,尾礦也是沙塵暴產(chǎn)生的重點(diǎn)塵源之一。
另外,尾礦中含有的重金屬離子、有毒的殘留浮選藥劑以及剝離廢石中含硫礦物引發(fā)的酸性廢水,對(duì)礦山及其周邊地區(qū)環(huán)境造成污染和生態(tài)破壞,其影響將是持久的。由于我國(guó)礦藏大多是依山傍水,礦山開(kāi)發(fā)的許多重大環(huán)境問(wèn)題長(zhǎng)期未引起重視,所積累的后果,最終以“跨域報(bào)復(fù)”、“污染轉(zhuǎn)移”等不同形態(tài)影響區(qū)域環(huán)境,甚至給人們帶來(lái)難以補(bǔ)償?shù)臑?zāi)難。
目前,我國(guó)共有大中型礦山9000多座,小型礦山26萬(wàn)座,因采礦侵占土地面積已接近4萬(wàn)平方公里。采礦活動(dòng)及其廢棄物的排放不僅破壞和占用了大量的土地資源,還日益加劇了我國(guó)人多地少的矛盾,而且礦山廢棄物的排放和堆存更是帶來(lái)了一系列影響深遠(yuǎn)的環(huán)境問(wèn)題,對(duì)土地的侵占和污染制約了當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,甚至危害到人體的健康。
除此之外,尾礦庫(kù)是堆存流塑狀物體的特殊構(gòu)筑物,被國(guó)家安監(jiān)部門(mén)列為重大危險(xiǎn)源,在全國(guó)運(yùn)行的黑色礦山尾礦庫(kù)中,存在安全隱患的庫(kù)占30%,我國(guó)每年都有數(shù)十座尾礦庫(kù)潰壩,造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
多年來(lái),礦山固體廢物堆存誘發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害,諸如排土場(chǎng)滑坡、泥石流、尾礦庫(kù)潰壩等多起重大工程事故與地質(zhì)災(zāi)害,給社會(huì)帶來(lái)了極大的損失。據(jù)對(duì)我國(guó)具有較大規(guī)模的2500多座尾礦庫(kù)統(tǒng)計(jì)表明,上世紀(jì)80年代以來(lái),發(fā)生泥石流和潰壩200余起,特別是2008年山西襄汾“9.8”尾礦庫(kù)潰壩事故造成了267人遇難。尾礦庫(kù)的安全和尾礦的整體利用密切相關(guān),如尾礦能夠被整體利用,就可以徹底鏟除此類(lèi)危險(xiǎn)源。
我國(guó)礦產(chǎn)資源利用率很低,總回收率比發(fā)達(dá)國(guó)家低20%,鐵錳黑色金屬礦山采選平均回收率僅為65%,國(guó)有有色金屬礦山采選綜合回收率只有60%~70%。以鐵礦為例,我國(guó)資源共伴生組分很豐富,大約有30余種,但目前能回收的僅有20余種因此大量有價(jià)金屬元素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(kāi)發(fā)損失總值達(dá)數(shù)千億元。特別是那些老尾礦,受當(dāng)時(shí)條件的限制,其中的有用組分會(huì)更大一些,損失的資源也更多些。
減排和綜合利用尚存難點(diǎn)
多年來(lái),我國(guó)尾礦利用率長(zhǎng)期在7%~9%的范圍波動(dòng),主要原因有以下幾點(diǎn):
1.尾礦產(chǎn)生量大,全國(guó)每年產(chǎn)出8億~10億噸尾礦,但缺乏高效環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用、大用量、能夠?qū)⑷课驳V吃干榨盡的技術(shù)。
2.尾礦類(lèi)型多、成分復(fù)雜、粒度細(xì),有價(jià)元素含量相對(duì)較低,不同獷山的尾礦性質(zhì)也千差萬(wàn)別,脫水、過(guò)濾難度大,回收和綜合利用難度大、成本高。
3.有些尾礦產(chǎn)品本身的附加值低,質(zhì)量和性能上存在不足,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力差;有一些尾礦戶(hù)品,雖然在技術(shù)上講是可行的,但由于工藝復(fù)雜,投資大、能耗高,目前還難以實(shí)施,從經(jīng)濟(jì)上講還行不通。
4.尾礦建材產(chǎn)品容重大、附加值低,產(chǎn)品銷(xiāo)售的輻射范圍有限,一般不超過(guò)50公里,社會(huì)上對(duì)尾礦產(chǎn)品還心有疑慮,增大了尾礦產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的難度。
5.尾礦利用和減排的投入大,但經(jīng)濟(jì)效益一般較小,企業(yè)的積極性不高,技術(shù)研發(fā)投入不足等。
這些現(xiàn)象都為礦山尾礦減排和綜合利用帶來(lái)了一定的困難。
開(kāi)辟減排和綜合利用“新天地”
開(kāi)展尾礦再選是提高資源利用率的一項(xiàng)重要措施,同時(shí)有利于減少尾礦的排放。馬鞍山礦山研究院是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展尾礦資源綜合利用的單位之一,研究并采用重選、磁選聯(lián)合流程回收馬鋼南出鐵礦尾礦中硫、鐵,每年可回收品位30%的硫精礦5萬(wàn)多噸、鐵精礦7萬(wàn)多噸;對(duì)濟(jì)源鋼廠(chǎng)選廠(chǎng)尾礦采用同樣工藝,可獲產(chǎn)率2.5%、鈷品位0.59%的一級(jí)硫鉆精礦和品位64%~66%的鐵精礦。馬鋼桃沖鐵尾礦中含有85.36%的鈣鐵石榴石,且儲(chǔ)量大,為充分利用這一資源,馬鞍山礦山研究院與桃沖鐵礦研究成功了強(qiáng)磁一粗二精一分級(jí)搖床選別流程,選出了石榴石含量97.39%、回收率41%以上、磁性物含量0.54%的石榴石精礦。
現(xiàn)在我國(guó)尾礦的再選發(fā)展非常迅速,攀枝花鐵礦每年從鐵尾礦中回收礬、鈦、鈷、鈧等多種有色金屬和稀有金屬,回收產(chǎn)品的價(jià)值占礦石總價(jià)值的60%以上。陜西雙王金礦從尾礦中回收硫精礦產(chǎn)值達(dá)3.4億元,又從尾礦回收鈉長(zhǎng)石精礦,其產(chǎn)值超過(guò)金的產(chǎn)值。
另外,我國(guó)以尾礦或礦山廢石作為建筑材料的研究與應(yīng)用也有20多年了。礦山廢石及選廠(chǎng)尾礦已可作為鐵路、公路道渣和混凝土粗骨料來(lái)使用;多種礦山尾礦被作為免燒尾礦磚、砌塊、廣場(chǎng)磚、鋪路磚及新型墻體材料的原料;有些礦山將尾礦制成陶瓷墻、地磚、瓦、輕質(zhì)材料;還有很多礦山的尾礦成為良好的水泥材料,有望形成尾礦水泥系列。
為提高尾礦產(chǎn)品的附加值,近年來(lái),國(guó)內(nèi)有關(guān)高校、科研院所與礦山企業(yè)相結(jié)合,開(kāi)發(fā)出了玻化磚、微晶玻璃、建筑陶瓷、日用陶瓷、鑄石、水泥和工藝美術(shù)品等高附加值產(chǎn)品。
除此之外,馬鞍山礦山研究院還在國(guó)內(nèi)率先進(jìn)行了利用磁化鐵尾礦作為土壤改良劑的研究工作。試驗(yàn)表明,磁化尾礦施入上壤后,提高了土壤的磁性,引起了土壤中磁團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的變化,尤其是導(dǎo)致“磁活性”粒級(jí)和土壤中鐵磁性物質(zhì)的活化,使土壤的結(jié)構(gòu)性、孔隙度、透氣性均得到改善。
礦山采空區(qū)的回填也是直接利用尾礦最行之有效的途徑之一。有些礦山由于種種原因,無(wú)處設(shè)置尾礦庫(kù),利用尾礦回填采空區(qū)意義就非常重大。如安徽太平礦業(yè)有限公司前常銅鐵礦位于淮北平原,由于地理因素?zé)o處設(shè)置尾礦庫(kù),選礦廠(chǎng)排放的尾礦經(jīng)過(guò)技術(shù)處理后,全部用于填充采空區(qū);濟(jì)南鋼城礦業(yè)公司采用膠結(jié)充填采礦法,提高礦石回采率20%以上用尾礦做充填料,其充填費(fèi)用較低,僅為碎石水力充填費(fèi)用的1仍舀一25%,這不僅解決了尾礦排放問(wèn)題,減輕了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),還取得了良好的社會(huì)效益。
另外,將礦山尾礦濃縮成膏體,實(shí)現(xiàn)其露天堆存,這種尾礦處理方法可以改善尾礦堆存的穩(wěn)定性,大力保護(hù)水資源和減少對(duì)環(huán)境的影響。
總而言之,開(kāi)展尾礦資源綜合利用和減排,實(shí)現(xiàn)“低開(kāi)采、高利用、低排放”的目標(biāo),以“資源-經(jīng)濟(jì)――環(huán)境”平衡發(fā)展為基點(diǎn)‘確立并強(qiáng)化資源合理開(kāi)采、節(jié)約資源和綜合回收、資源綜合利用的指導(dǎo)思想,遵循“減量化、再利用和再循環(huán)”的原則,大力推行礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì),是解決問(wèn)題的根本途徑。
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