低品质铜尾矿环境影响及完善策略分析

2016-10-21 16:19裴秀戈杨俊祥
科技与企业 2016年4期
关键词:回收利用环境影响

裴秀戈 杨俊祥

【摘要】铜矿开采过程中,会累积大量尾矿。若长期堆放,不进行针对性处理,会造成部分化学元素迁移,对地表水、地下水、土壤等产生影响,导致生态环境受到破坏。相关调查表明,我国多数铜矿开采过程中,存在大量低品位表外矿、氧化矿等被废弃的现象,造成资源浪费的同时也让周围环境受到了损害。基于此,本文分析了低品质铜尾矿对环境的影响,并提出了相关完善策略,以供参考。

【关键词】铜尾矿;环境影响;回收利用

1.铜尾矿管理概述

相关统计表明,我国每年铜尾矿营运费用巨大,但铜尾矿利用率仅为7%左右,国内铜尾矿回收率超过70%以上的企业仅占2%[1],由此可见我国铜尾矿回收利用水平较低,整体形势较为严峻。作为有色金属矿产的重要构成,铜尾矿具有极大的开发价值。对铜尾矿进行综合利用,不但可以缓解铜矿资源压力,也可降低环境危害,让生态建设与矿产资源开发同步发展。目前,利用率不高、利用深度低、利用方式单一等问题已经成为铜尾矿资源开发、回收利用的主要问题。单一性的铜尾矿利用方式并不能缓解资源压力与环境压力,只有通过综合利用开发,才能将铜尾矿的潜在价值发掘出来,并降低其所带来的环境威胁,使其“变废为宝”。

2.铜尾矿对环境影响分析

2.1占用土地资源

铜矿露天开采过程中,产出一吨矿石,需要削离将近5至10吨的覆盖岩土。铜尾矿与这些岩土堆存在一起,会占据大量土地资源,长期堆放会给周边生态环境带来严重影响。部分尾矿及废石由于管理不当,受自然气候影响,可能会形成溃坝或泥石流。一旦出现此类情况,将会导致周围土地大面积破坏,并影响周围水体质量,甚至造成人员伤亡,后果不堪设想。

2.2影响生态

铜尾矿长期露天存放会对农业生产、气候、地表环境等产生一定程度影响,如土壤污染、水源污染等,可能会导致动物种群迁移,造成生物鏈不良反应。矿区周围地表植被受铜尾矿压迫,会出现大面积破坏,并出现水土流失,造成区域性气候变异[2]。若受到风力或雨水作用,可能会造成铜尾矿发生滑坡、泥石流等。这种生态影响是不可逆的,短时间内,植被资源难以恢复到正常状态。另外,铜尾矿粉末受到风力作用,会在空气中漂浮,对大气造成污染,甚至会引发沙尘暴。

2.3毒性物质

铜尾矿中含有多种重金属元素如铅、铬、汞、钼等,并存在部分放射性物质。受到雨水作用,部分重金属毒性物质会汇入地表水,并渗透地下,对地下水产生污染,造成水环境破坏,给农业种植、养殖业、畜牧业等带来影响。甚至部分毒性物质由于未完全处理,会经过食物链进入人体,影响生命健康。

3.铜尾矿再利用分析

3.1提炼有价金属

铜尾矿是一种良好的二次资源。开发过程中首先应对铜尾矿进行物化分析,掌握铜尾矿中的有价成分含量,然后再进行筛选,并将其中的有价成分提炼出来。相对于原矿而言,尾矿已磨细,可从一定程度上降低开发成本。相关研究中表明,对铜尾矿先进行脱硫处理,再采取选矿工艺进行回收可获得硫精矿、二氧化钨等;用硫酸及生物方法对铜渣进行处理,可提取铜(含量为0.13%)与锌(含量为3.69%)[3];采取分级沉淀技术对硫化铜尾矿进行处理,可得到锰、铁、锌等多种矿物。另外,少数铜尾矿还会伴有金、银、钼等贵金属矿物。总之,铜尾矿中含有大量矿物资源,潜在价值极大,尾矿开发应得到重视。

3.2非金属物质回收

除金属矿物外,铜尾矿中还含有大量非金属矿物,如孔雀石、硅孔雀石、硫矿、石英、蛋白石、电气石、白云母、高岭石等。另外,还有少量方解石、白云石等。通过提取工艺,可将这些非金属矿物充分提取出来,得到可利用资源。同时,可降低环境中的尾矿排放量。

3.3制备其他材料

对铜尾矿进行加工处理,可制备出其他材料,供于建筑行业使用。例如,将铜尾矿、矿渣、水泥熟料、风积砂等按照一定比例混合可制备加气混凝土(绝干密度为610kg/m2,抗压强度为4.0MPa)[4];于碱性条件下,采取矿物聚合方法对铜尾矿进行加压处理,并进行加热固化,可得到环境友好型免烧砖;将铜尾矿制备水泥配料,其性能较普通配料更优。铜尾矿中矿物晶形较为发育,且矿物相较为丰富,可加速结晶,无需二次煅烧便可达到初期强度;利用筛分技术对铜尾矿进行处理,可制备涂料延展剂。相对于传统延展剂而言,该延展剂耐磨性、强度性能更优;从铜尾矿中所提炼的重晶石、硅灰石、萤石等用作制备水泥,在熟料煅烧过程中可起到矿化剂作用。另外,铜尾矿中加入碳酸钠、砂岩、碳粉、石灰石机铁渣等,经特殊处理后可得到性能优良的饰面玻璃;利用特殊工艺处理,还能制作成陶瓷工艺品或陶瓷用具。

3.4回填与复垦

对铜尾矿进行合适处理后,可将其转变为良好的采矿区填充材料。同时,可适当筛选部分尾矿填充地进行土地复垦,让土地资源得到利用。有研究表明,对铜尾矿进行生物处理,可让铜尾矿成为良好的作物生长地。例如,用巢湖底泥对铜尾矿进行改造,可为豆科植物提供一个良好生长环境;对铜尾矿进行堆肥处理,可改善铜尾矿土壤物化性质,利于芥菜等植物生长。另外,将污泥置于铜尾矿土壤中,可改善土壤中的微生物质量,并可通过种植大豆起到持续性修复作用。

4.结语

废弃低品质铜尾矿不仅会占用土地资源,而且会对生态环境产生影响,给人群生命健康带来一定程度威胁。事实上,铜尾矿当中蕴藏着丰富的资源,具有极大的潜在价值。对其进行综合性开发,可提升资源利用率,并对环境生态起到间接性保护作用,应给予重视。

参考文献

[1]关红艳,徐利华,周冰.我国铜尾矿二次资源再利用技术现状[J].金属矿山,2010,(10):185-188.

[2]汪洋,田键,朱艳超.铜尾矿开发利用现状分析[J].环境工程,2015,(S1):623-627.

[3]兰志强,蓝卓越.铜尾矿资源综合利用研究进展[J].矿产保护与利用,2015,(05):51-56.

[4]李克中,朱永恒.复垦铜尾矿地不同植被恢复下的土壤养分特征——以铜陵市林冲尾矿地为例[J].长江流域资源与环境,2014,(06):833-838.

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