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華浦環(huán)保：礦山固廢處理及資源化綜合解決方案

2023-12-01 16:35

我國(guó)冶金工業(yè)快速發(fā)展，促使礦山的開(kāi)發(fā)力度加大，隨之產(chǎn)生大量礦山固體廢棄物。

定義：礦業(yè)固體廢物主要是指在采、選、冶生產(chǎn)過(guò)程中或生產(chǎn)結(jié)束后堆積于地面及井下的廢石、廢渣、尾礦等固體堆積物。

來(lái)源：固體廢物主要來(lái)源于礦山的剝離、爆破、裝載、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，以及選礦過(guò)程中產(chǎn)生的尾礦和廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥等。

礦山固廢特點(diǎn)及現(xiàn)狀

礦山固廢的分類(lèi)和特點(diǎn)

分類(lèi)：根據(jù)廢物的性質(zhì)和產(chǎn)生環(huán)節(jié)，礦山固體廢物可分為巖石廢料、尾礦、礦渣、廢水處理污泥等。

特點(diǎn)：礦山固體廢物具有數(shù)量巨大、成分復(fù)雜、處理難度大等特點(diǎn)。其中，尾礦和礦渣中含有大量的重金屬和有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)具有較大的危害。

礦山固廢現(xiàn)狀問(wèn)題

 礦業(yè)面臨的環(huán)境問(wèn)題是廢棄物的處理和資源化利用以及礦業(yè)廢棄地的生態(tài)修復(fù)等問(wèn)題。

因此，如何對(duì)礦山固體廢物進(jìn)行綜合處理，既改善礦山生態(tài)環(huán)境，又充分利用礦山固體廢物中的有用成分，變廢為寶，緩解礦產(chǎn)資源供需緊張矛盾，是人類(lèi)社會(huì)面臨的重要課題。

礦山固廢處理及資源化綜合解決方案

礦山固廢處理以無(wú)害化為基礎(chǔ)、減量化為原則，資源化為目標(biāo)。采用物理、化學(xué)、生物等方法進(jìn)行有效處置。（礦山固廢的減量化主要在源頭上，處理過(guò)程中以無(wú)害化、資源化為主。）

常用的無(wú)害化處理方式：

(1)物理法：向廢石和尾礦噴水、覆蓋石灰、泥土、草根、樹(shù)皮等。防止受水沖刷和被風(fēng)吹揚(yáng)而污染環(huán)境。這種方法對(duì)銅尾礦最為有效。

(2)化學(xué)法：利用可與尾礦化合的化學(xué)反應(yīng)劑(水泥、石灰、硅酸鈉等)，在尾礦表面形成堅(jiān)固硬殼，抵抗水和空氣的侵蝕。此法成本較高，有的尾礦常同砂層交錯(cuò)，化學(xué)反應(yīng)劑難于選擇。

(3)植物法：在廢石或尾礦堆場(chǎng)上栽種永久性植物，以起到良好的穩(wěn)定和保護(hù)作用。植物法可以和化學(xué)法結(jié)合起來(lái)處理尾礦。在尾礦場(chǎng)播下植物種子后，施加少量化學(xué)藥品防止尾礦散沙飛揚(yáng)，保持水分，以利于植物生長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)證明，鉛鋅礦的鈣質(zhì)尾礦適合種植牛毛草、鉛鋅礦的酸性尾礦適于種植葦草。

(4) 土地復(fù)墾法：在開(kāi)采后被破壞的土地上，回填廢石、尾礦、待其沉降穩(wěn)定后，加以平整，覆蓋土壤、栽種植物。

資源化處理方式：

1、煤矸石資源化利用

煤矸石是采煤過(guò)程和洗煤過(guò)程中排放的固體廢物，是一種在成煤過(guò)程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石。

(1)煤矸石用作燃料發(fā)電。

(2)煤矸石用于制造各種建筑材料。具有投資少、方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛使用。

(3)煤矸石充填。因?yàn)榈V山地下大規(guī)模開(kāi)采造成的地表大面積塌陷而突然或漸進(jìn)式地被破壞，稱(chēng)為礦山開(kāi)采沉陷。在利用廢棄物的同時(shí)解決沉陷地的復(fù)墾問(wèn)題，可取得一舉兩得的效果。

(4)煤矸石用于道路工程。筑路對(duì)于煤矸石的種類(lèi)和品質(zhì)沒(méi)有特殊的要求，對(duì)有害成分含量的限制要求不高。煤矸石用于筑路工程具有耗渣量大、無(wú)須進(jìn)行特殊處理、不需采用特殊技術(shù)手段的優(yōu)點(diǎn)，是利用煤炭工業(yè)廢棄物減少環(huán)境污染損害的有效途徑。

(5)煤矸石用于注漿技術(shù)。煤矸石具有潛在的火山灰活性，在一定條件下可激活并運(yùn)用于工程注漿，將破碎松散的巖層膠結(jié)成一個(gè)整體，利用漿液與土體、巖石破壞結(jié)構(gòu)體的共同作用改善巖層的物理力學(xué)性能，從而形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能高、化學(xué)性能穩(wěn)定的“結(jié)石體”。

2、尾礦資源化利用

尾礦是多組分的礦物。作為二次資源綜合利用，是少占土地、控制污染，化害為利的積極處理措施。

(1)從尾礦中回收有價(jià)組分

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。

(2)尾礦作井下采空區(qū)填充料

尾礦經(jīng)水力旋流脫泥后0.074mm以下的粒級(jí)不超過(guò)50%，與水泥膠結(jié)后返回井下采空區(qū)充填，以防止地壓災(zāi)害。中國(guó)廣東凡口鉛鋅礦、湖南黃沙坪鉛鋅礦、湖北銅錄山礦、甘肅金川有色金屬公司龍首礦等礦山在20世紀(jì)70年代相繼采用此項(xiàng)工藝。

(3)制作建材

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。尾礦或去硫尾礦可采用干壓縮法制成建筑用磚，制作的磚塊的抗壓強(qiáng)度達(dá)32MPa。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)尾礦作玻璃、陶瓷或微晶玻璃

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。微晶玻璃可以大量利用金屬尾礦制成空氣或泡沫制品，用作建筑隔墻、砌塊或填充材料及結(jié)構(gòu)材料，制品具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、節(jié)能、耐熱等特性。 

鎢礦、鉭鈮礦和某些鉛鋅礦的尾礦含Si0270%～80%,還含有鉀、鈉、鋁的氧化物，經(jīng)加工可用作玻璃或陶瓷原料。

3、粉煤灰、鐵礦粉、赤泥的資源化利用

通過(guò)使用簡(jiǎn)單易生產(chǎn)的添加劑，激發(fā)粉煤灰，鐵礦粉，赤泥中的活性成分，達(dá)到了用粉煤灰等固廢物完全替代水泥生產(chǎn)商品混凝土以及其他水泥產(chǎn)品的效果。

粉煤灰，鐵礦粉，赤泥替代水泥技術(shù)在環(huán)保建材領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。對(duì)比普通混凝土，以赤泥粉煤灰取代水泥的地聚物混凝土具有以下優(yōu)勢(shì)：

1)粉煤灰，礦粉，赤泥等固廢物可完全替代水泥；

2)各項(xiàng)性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)度優(yōu)異，

3)節(jié)省了水泥的成本；

4)處理了粉煤灰，礦粉，赤泥等大宗固廢；

5)添加劑價(jià)格與普通混凝土添加劑價(jià)格類(lèi)似；

6)粉煤灰，赤泥混凝土在性能，價(jià)格，和環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)明顯。

固廢處理技術(shù)：

1、物理處理

物理處理是通過(guò)濃縮或相關(guān)變化改變固體廢物結(jié)構(gòu)，但不破壞固體廢物的一種處理方法，包括壓實(shí)、破碎、分選、增稠、干燥和蒸發(fā)等，主要作為一種預(yù)處理技術(shù)。

2、化學(xué)處理

化學(xué)處理是采用化學(xué)方法破壞固體廢物中的有害成分從而達(dá)到無(wú)害化，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)變成為適于進(jìn)一步處理、處置的形態(tài)。化學(xué)處理方法包括氧化、還原、中和、化學(xué)沉淀、固化等。

3、生物處理

生物處理是利用微生物分解固體廢物中可降解的有機(jī)物，從而達(dá)到無(wú)害化或綜合利用。生物處理方法包括好氧處理、厭氧處理和兼性厭氧處理。

4、焚燒處理

焚燒處理是利用燃燒反應(yīng)使固體廢物中的可燃性物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)達(dá)到減容并利用其熱能的目的。有時(shí)焚燒處理不當(dāng)可能造成局部大氣顆粒物濃度增加，因此對(duì)焚燒的場(chǎng)地及焚燒設(shè)施要有一定的注意。

5、熱解處理

將固體廢物中的有機(jī)物在高溫下裂解獲取輕質(zhì)燃料。如廢塑料、廢橡膠的熱解。

6、固化處理

固化處理就是采用一種固化基材，將固體廢物包覆以減少其對(duì)環(huán)境的危害，使之能較安全的運(yùn)輸和處置 。

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