固體廢物處理處置與資源化論文

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摘  要：我國(guó)冶金工業(yè)快速發(fā)展，促使礦山的開發(fā)力度加大，隨之產(chǎn)生大量礦山固體廢棄物。通過(guò)淺析我國(guó)礦山固體廢棄物的現(xiàn)狀，以及礦山固體廢棄物的危害，我們了解了礦山固體廢棄物的處理與再利用所具有重要的意義，并提出了有效治理礦山廢物和資源再利用的有效方法。

  關(guān)鍵詞：礦山固體廢棄物，現(xiàn)狀，資源儲(chǔ)量，危害，處理，再利用   一、我國(guó)礦山固體廢棄物的現(xiàn)狀   我國(guó)是世界采礦大國(guó)，現(xiàn)有各類礦山企業(yè)約15.3萬(wàn)個(gè)，其中國(guó)有礦山7650個(gè)，集體企業(yè)6.9萬(wàn)個(gè)，私營(yíng)及個(gè)體企業(yè)5.8萬(wàn)個(gè)，余為其他經(jīng)濟(jì)類型企業(yè)，開采礦產(chǎn)143種。伴隨各類礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，產(chǎn)出了大量的固體廢棄物。這些固體廢棄物的存量既是我國(guó)千百年礦業(yè)開發(fā)的歷史積累，也是礦產(chǎn)資源利用不合理的結(jié)果，其主要的四種物質(zhì)來(lái)源為：尾礦、廢石、煤矸石和粉煤灰，尤以廢石為多。我國(guó)礦山廢棄物的累計(jì)數(shù)量也相當(dāng)巨大，且逐年增多，一個(gè)省份的礦山尾礦和固廢物總量可達(dá)幾億至幾十億噸。可以預(yù)見的是，隨著礦石開采量的上升和品位的下降，每年礦山固廢物的排放量還將不斷增加。   二、礦山固體廢棄物的資源儲(chǔ)量   從充分利用自然資源的觀點(diǎn)來(lái)看，“廢棄物”只是一個(gè)相對(duì)的概念。礦山固體廢棄物雖然是選礦、提取了有用礦物之后的產(chǎn)物，但不應(yīng)把它看成是廢棄物，其中往往含有許多有用的元素和礦物，是寶貴的二次資源。所謂的固體廢棄物，其實(shí)是放錯(cuò)了地方的可以利用的資源，一旦開發(fā)出來(lái)，形成規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不可估量。我國(guó)礦產(chǎn)種類齊全，資源蘊(yùn)藏豐富，在已探明礦產(chǎn)儲(chǔ)量中，共伴生礦床比重為80%左右，具有很高的綜合利用價(jià)值。我國(guó)固體礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)，決定了我國(guó)礦山固廢物數(shù)量偏多、可綜合利用的資源類型偏多，而且隨著礦山的開發(fā)，固廢物在逐年遞增。我國(guó)26.14*108t的鐵礦尾礦，平均含鐵量為11%，鐵礦尾礦中的鐵金屬含量達(dá)2.86*108t。我國(guó)金礦尾礦約3*108t，按尾礦平均品位0.25g/t計(jì)算，尾礦中含有黃金75t；每年排放尾礦約1500*104t，相當(dāng)于損失黃金3.7t。隨著選冶技術(shù)的進(jìn)步，一些“無(wú)用的”低品位礦石和廢石能夠提供相當(dāng)數(shù)量的資源。云錫公司積存尾礦1.3*108t，平均含錫0.15%，含金屬錫達(dá)20*104t以上。江西省德興銅礦，若以0.25%的邊界品位計(jì)算，其8.9*108t的低品位礦石的銅金屬量達(dá)到95.15*104t。甘肅白銀廠銅礦，其露天采場(chǎng)2.5*108t含銅廢石的含銅量達(dá)52*104t。我國(guó)伴生礦產(chǎn)數(shù)量偏多，固廢物和尾礦中伴生的有用元素?cái)?shù)量多、含量高。上述德興和白銀廠這兩座礦山的固廢物中除了含150*104t銅外，還含有黃金60-90t、白銀3800-5000t，相當(dāng)于一座特大型銅金礦。   三、礦固體廢棄物的危害 隨著礦產(chǎn)資源的開采，大量固體廢棄物的堆存，不僅造成了資源的浪費(fèi)，而且也對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境和人類生存帶來(lái)極大的危害。如壓占大量土地，破壞森林，破壞地貌、植被和自然景觀，導(dǎo)致水土流失，生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化，同時(shí)潛伏著泥石流、山體崩塌、滑坡、跨壩等地質(zhì)災(zāi)害。廢石和尾礦的亂排亂放容易導(dǎo)致淤塞河道，污染水體，對(duì)環(huán)境造成危害。尾礦或廢石中的硫、砷以及重金屬鉛、鋅、汞等，還有尾礦中夾雜的化學(xué)藥劑，酸、堿、氰化物對(duì)地表水、地下水及周邊環(huán)境造成污染。尾礦、廢石在干旱或大風(fēng)天氣下造成的揚(yáng)塵，以及某些成分，如氰化物、有機(jī)物的自然風(fēng)化或煤矸石的自燃，會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫等有害氣體，污染大氣環(huán)境。   四、礦山固體廢棄物的處理   3.1堆置處理堆置就是將固體廢棄物直接堆放到預(yù)先劃定并作好準(zhǔn)備的場(chǎng)地上。選擇場(chǎng)地應(yīng)遵循：①保護(hù)地下水質(zhì)，防止地下水因受廢石堆排放的浸濾水的影響而變質(zhì)；②保護(hù)地表水，防止地表水因廢石堆風(fēng)化淋蝕而增加泥沙負(fù)荷和溶解固體負(fù)荷；③防止風(fēng)蝕；④保證人類安全，防止洪水或地震造成災(zāi)害。因此選擇場(chǎng)地必需對(duì)地形、水文地質(zhì)情況、地震情況、水文情況、大氣情況等進(jìn)行綜合考慮。尾礦堆存要求更特殊，尾礦壩基礎(chǔ)材料要有足夠的強(qiáng)度，還應(yīng)具有良好的不透水性。目前尾礦壩堆放有兩種較好的方法：①尾礦半干堆垛；②粗細(xì)殘?jiān)墓蔡幹谩?把固體廢物堆放在堆放場(chǎng)后，可向固體廢物堆表層覆蓋石塊、泥土，種植植物或?qū)ζ浔韺舆M(jìn)行化學(xué)處理，以使固體廢物堆穩(wěn)定，減少二次污染。 3.2復(fù)墾處理復(fù)墾處理一般步驟如下： 表土采掘→表土儲(chǔ)存→回填整平→鋪墊表土→復(fù)墾種植 ↑ 固體廢棄物 現(xiàn)在較為先進(jìn)的復(fù)墾技術(shù)是開采與復(fù)墾緊密結(jié)合。如德國(guó)弗蘭格尼亞石膏礦床開采過(guò)程中就采用大型輪胎式裝巖機(jī)處理粘土質(zhì)覆蓋物，其運(yùn)距較短，并能將剝離物及母土就近回填。復(fù)墾后的土地可用于農(nóng)、林、牧、漁及修建公共設(shè)施等。 3.3填埋處理填埋處理較為典型的例子是用煤矸石填充采空區(qū)。把尾礦砂與水泥混合，作井下膠填充物也是一種好方法。對(duì)有毒固體廢物的填埋要采取安全填埋法，要考慮廢物的預(yù)處理、地下水保護(hù)系統(tǒng)、場(chǎng)地及地表水控制管理等。     3.4綜合利用，礦山固廢物綜合治理的最關(guān)鍵問(wèn)題是綜合利用，如果能得以經(jīng)濟(jì)有效地綜合利用，其數(shù)量就會(huì)減少，通過(guò)最終處置，其危害就能消除。只有將礦山固廢物合理、綜合利用了，做到“資源化、無(wú)害化、減量化”，環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益才能真正的同時(shí)走上正軌。在將來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源的需求將呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。在這種形勢(shì)下“，開源”和“節(jié)流”將是我國(guó)今后固體礦產(chǎn)資源開發(fā)的主題，而合理利用、綜合利用既是“開源”，也是 “節(jié)流”，可以延長(zhǎng)礦山的服務(wù)年齡，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，開展資源綜合利用是我國(guó)一項(xiàng)重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略方針。   五、礦固體廢棄物的再利用   對(duì)于礦山固廢物問(wèn)題來(lái)說(shuō)，科技創(chuàng)新是解決問(wèn)題的重要的內(nèi)在動(dòng)力。提高我國(guó)現(xiàn)有的采選礦技術(shù)，減少采剝比，提高采礦效率，采用先進(jìn)、合理的礦山資源綜合利用技術(shù)，減少固廢物的產(chǎn)生，從源頭上解決礦山廢棄物問(wèn)題。應(yīng)該提到礦產(chǎn)資源勘查、礦山設(shè)計(jì)和礦產(chǎn)開發(fā)規(guī)劃等先期工作中。而將礦山固體廢棄物作為"二次資源"加以利用，實(shí)現(xiàn)從搖籃到搖籃的最佳資源利用，則是礦山廢物產(chǎn)生后處理的最佳途徑。 4.1從廢物中進(jìn)一步回收有價(jià)元素主要有從銅尾礦中回收石精礦、硫鐵礦精礦；從鉛鋅尾礦中回收鉛、鋅、鎢、銀等；從錫尾礦中回收錫和銅以及一些伴生元素。主要方法有重-磁-浮法、溶劑萃取法、電極回收法、電解氣浮法等。近年來(lái)隨著微生物浸出技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，微生物浸出法已成為處理固體廢物的又一重要方法[3]。 4.2制作建材①硅酸鹽尾礦磚瓦、水泥：大多數(shù)礦山有大量含硅含鋁的原料，具有制作硅酸鹽建材的基本條件。②玻璃原料或配料：富含石英的石英脈型金礦、鎢礦，富含方解石、白云石或螢石的碳酸巖礦，花崗巖型礦等礦山尾礦都可制作玻璃原料或配料。③鑄石：鑄石是一種新型工業(yè)材料，在一定條件下是鋼鐵、有色金屬、合金材料等較為理想的代用材料。若固體廢物中含有輝綠巖、玄武巖、 角閃巖、花崗巖、石灰石、白云石、蛇紋石、輝石、螢石和菱鎂礦、鉻鐵礦等組合都可考慮用作鑄石原料。④建筑微晶玻璃：微晶玻璃是由基礎(chǔ)玻璃經(jīng)控制晶化行為而制成的微晶體和玻璃相均勻分布的材料，又稱玻璃陶瓷。微晶玻璃可以大量利用金屬尾礦制成空氣或泡沫制品，用作建筑隔  六、結(jié)語(yǔ)   我國(guó)礦山固體廢棄物問(wèn)題日趨嚴(yán)峻，在礦業(yè)大省和礦山集中地區(qū)更是如此。大量固體廢棄物的產(chǎn)生既是我國(guó)固體礦產(chǎn)資源特點(diǎn)決定的，也是我國(guó)千百年礦業(yè)開發(fā)的歷史積累，更是礦產(chǎn)資源利用不合理的結(jié)果，值得從高新技術(shù)、政策法規(guī)、利益分配、市場(chǎng)導(dǎo)向以及環(huán)境保護(hù)等多方面共同努力來(lái)解決。礦山廢棄物中含有大量未利用的寶貴礦產(chǎn)資源，雖說(shuō)礦山廢棄物是放錯(cuò)了地方的資源，但其開發(fā)難度較高、技術(shù)含量較高、需求資金較大，不是一礦一地能夠解決的問(wèn)題，亟須國(guó)家和地方政府、礦山企業(yè)、科研部門共同攻關(guān)和開發(fā)。解決礦山廢棄物問(wèn)題需要采礦、選礦等科學(xué)技術(shù)的提高，國(guó)家的優(yōu)惠盡管人們對(duì)礦山固體廢棄物的防治已做了不少工作，但是還遠(yuǎn)未解決礦山固體廢棄物的處理的問(wèn)題，必須加強(qiáng)礦山環(huán)境管理，加強(qiáng)防范措施，同時(shí)還要大力采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)對(duì)已產(chǎn)生的固體廢物進(jìn)行治理，最終實(shí)現(xiàn)固體廢物的無(wú)害化、減量化和資源的再利用。