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矿业固体废物
solid wastes from mines
开采和选洗矿石过程中产生的废石和尾矿。矿业固体废物的无害化处理和综合利用是的一个重要内容。
来源 各种金属和非金属矿石均与围岩共同构成。在开采矿石过程中,必须剥离围岩,排出废石。采得的矿石通常也需要经过选洗以提高品位,因而排出尾矿。开采1吨煤,一般要排出200公斤左右煤矸石。从表[每吨金属产品用矿量(单位:吨)]几种主要金属产品的用矿量来看,提取金属后要丢弃大量矿业固体废物。
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%,目前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。目前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。
危害 矿业废物大量堆存,污染土地,或造成滑坡、泥石流等灾害。废石风化形成的碎屑和尾矿,或被水冲刷进入水域,或溶解后渗入地下水,或被风刮入大气,以水、气为媒介污染环境。这些废物中,有的含有砷、镉等剧毒元素,有的含有放射性元素,都有害于人类健康。
无害化处理 目前世界各国采取的处理方法有:
① 废石堆、尾矿场稳定处理法:为防止废石和尾矿受水冲刷和被风吹扬而扩散污染,可采用下列稳定法:
物理法:向细粒尾矿喷水,覆盖石灰和泥土,用树皮、稻草覆盖顶部。这种方法对铜尾矿最为有效。也可在上风向栽植防风林,并用石灰石粉和硅酸钠混合物覆盖。
植物法:在废石或尾矿堆场上栽种永久性植物。试验证明,铅锌矿钙质尾矿场适于种植牛毛草,铅锌矿的酸性尾矿场适于种植苇草。英国还发现矿山地区自然生长一种禾草,有抵抗高金属含量和耐低养分的能力,能起良好的稳定和保护作用。
化学法:利用可与尾矿化合的化学反应剂(水泥、石灰、硅酸钠等),在尾矿表面形成固结硬壳。此法成本较高,有的尾矿常同砂层交错,化学反应剂难于选择。化学法可以同植物法结合起来处理尾矿。在尾矿场播下植物种子后,施加少量化学药品防止尾矿场散砂飞扬,保持水分,以利于植物生长。美国的科罗拉多、密歇根、密苏里、内华达等州已有效地采用了这种方法。
② 土地复原法:在开采后被破坏的土地上,回填废石、尾矿,沉降稳定后,加以平整,覆盖土壤,栽种植物,或建造房屋。中国某些地区的粉煤灰贮灰场、铁和铝矿废石场等已完成土地复原,种植植物,发展生产。
废石和尾矿的综合利用 废石和尾矿是多组分的矿物,开展综合利用可以减少堆置用地,能够提供宝贵资源,而且是最有效的控制污染措施。有的金属矿的伴生矿有回收价值,大多数废石和尾矿可制作建筑材料,或者用于农业。美国田纳西州马斯科特锌矿含锌 4%和含石灰石95%,矿石经富集后炼锌,尾矿作农用石灰,废石作筑路材料和混凝土工程骨料,矿石几乎全部得到利用。
废石和尾矿的主要用途举例如表:[废石和尾矿的主要用途]
有的废石和尾矿含有金属,可设法回收。例如含钒钛磁铁矿石炼铁后,可回收钒和钛。许多铅、锌、铜、镍矿是共生的,应采用综合冶炼工艺,以免其中某些有色金属矿物成为废物。煤矸石可提炼铁及其他金属。目前从废石和尾矿中综合回收金属或材料的技术还不够成熟,因而产品成本较高。
石青
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