探析露天矿山废石综合利用

王吉磊

摘要：矿山企业最重要的技术就是矿山废石的综合利用技术，现在对矿山废石进行概述的基础上，深入分析了矿山废石的危害，最后，以扁担山石灰石矿为例提出综合利用方式，旨在更好的对露天矿山废石进行综合利用。

關键词：露天矿山；废石；综合利用

随着人口的增加、工业化的不断发展以及城市化进程的不断加快，人类对自然资源的过度利用使得许多类型的生态系统出现严重退化。采石场在生产的过程中，废石的出路是矿山企业面临的主要问题，近几年，环境保护的重视程度在不断提高，针对于采矿过程中废石处理，也成为了采矿产业中的重点研究内容。

一、矿山废石概述

在矿山开采、选矿加工和矿石冶炼生产过程中产生的剩余废弃物为矿业固体废物，其中，矿山开采、选矿加工所产生的固体废物又分为两大类，即废石和尾矿。废石就是指在矿山开采过程中所产生的无工业加之的矿体围岩和夹石的统称，对于坑采矿来说，就是坑道掘金和采场爆破开采时所分离出而不能作为矿石利用的岩石。对于露天矿来说，就是剥离下来的矿床表面的围岩或夹石，一般来说，露天矿没开采1吨矿石要剥离废石6-8吨[1]。尾矿就是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石磨细、选取游泳组分后所排放的废弃物，也就是矿石经选别出精矿后剩余的固体废料，通常尾矿作为固体废料抛置于矿山附近建筑有堤坝的尾矿库中。

矿山废石根据矿体赋存的主岩和围岩类型分类，并考虑矿业固体废物的矿物组成情况，可将其分为基性岩浆岩、自变质花岗岩、金伯利岩、玄武-安山岩等28个基本类型；按照选矿工艺流程，尾矿分为首选尾矿、重选尾矿、磁选尾矿、浮选尾矿、化学选矿尾矿、电选及光电选尾矿；按照尾矿中主要组成矿物的组和搭配情况，分为镁铁硅酸盐型尾矿、概率硅酸盐型尾矿、长英岩型尾矿、碱性硅酸盐型尾矿、高铝硅酸盐型尾矿、高钙硅酸型尾矿、硅质岩型尾矿以及碳酸盐型尾矿等。

矿山废石进行综合利用能够有效解决我国资源短缺的需要，延长矿山使用年限的同时节约土地资源，并且，矿山废石的综合利用能够提高矿业经济效益，抑制重大工程与地质灾害，最终起到了保护患者的目的。

二、矿山废石的危害

我国矿产资源中有95%以上的能源，80%以上的工业原料和矿业废石等，矿业废石逐渐成为了严重的环境问题，主要对空气、土壤和水体带来极大的危害。

（一）空气污染

针对于矿山废石中一些硫化矿石，在与空气接触后就会产生一定的氧化反应，从而释放出污染性气体对空气造成一定的污染，另外一种情况，一些十分细小的废石在空气中干燥后极容易形成扬尘，从而给空气带来污染。

（二）水体污染

露天矿山废石在经过长时间的风化之后，一般来说，可溶于水的化合物及重金属离子在经过地表径流或者地下水渗透后，给水体带来十分严重的污染，而水体污染的范围远远大于空气污染和土壤污染的范围，对鱼类、土壤和农作物带来十分严重的影响。

（三）土壤污染

矿山废石的露天堆放，经过风吹日晒、地表径流等作用，其中的有害成分就会侵入到土壤当中，有害物质、放射性物质对土壤造成严重的侵害，土壤过度酸和盐碱化，改变土壤的成分，直接影响着农作物的生长。

三、矿山废石的综合利用

我国矿产资源利用率很低，其总回收率比发达国家低20%，铁锰黑色金属矿山采选平均回收率仅为65%，国有有色金属矿山采选综合回收率只有60%-70%[2]。例如，我国铁矿资源十分丰富，大约有三十余种，而能够回收的仅有20余种，这就导致大量有价金属元素以及可利用的非金属矿物遗留在固体废物中，每年矿产资源开发损失总值达数千亿元，且我国露天铁矿山每年剥离废石达16亿吨以上，基本上排到排土场推存，既造成了资源浪费，又占用了大量的土地，成为重要的污染源，带来安全隐患。现以扁担山石灰石矿为例，探讨矿山废石的综合利用。

（一）扁担山石灰石矿

扁担山水泥用灰岩位于安庆市怀宁县月山镇境内，206、308国道穿境而过，镇南石门湖码头航运连接黄金水道长江，合九铁路安庆支线在这里设有客货车站，尤其扁担山石灰石矿的储量十分大，品味高。其地形系沿江丘陵山区，以黄峰、柏子为朱峰东南走向的山脉和以月形为标志的东北千山群落拱卫，西北是万亩良田，已探明的储量并开采的金属、非金属矿有铜、钼、铁、煤、石灰石、大理石、矿泉水等10余种；另有金、银、铀等稀有矿产待开发利用。铜储量为60万吨，铁储量有260万吨，大理石、石灰石储量超过1亿立方米，其中以石灰石的储量最为丰富，达到4亿立方米以上，被列入省级储备。

扁担山石灰石矿在开采结束后产生的废石主要为表土、白云岩、白云石化角砾岩和煌斑岩脉等。各种类型的岩石的层理发育不够，但裂隙较发育，岩性较坚硬。白云石化角砾岩将露出的8条分别标号为GD1-GD8，化学成分主要包含40.5%氧化钙、7.6%氧化镁、3.3%二氧化硅和1.1%三氧化二铝。煌斑岩将露出的6条分别标号为X1-X6，化学成分主要包括44.8%二氧化硅、16.8%三氧化二铝、3.5%氧化镁和3.3%氧化钙。

扁担山石灰石矿每年开采出废石近100万吨，随着生产规模不断加大，废石的排放量也越来越大，逐渐成为了矿山企业安全和周边环境的隐患，在一定程度上制约着矿山的发展。加之废石的岩性较为坚硬，除了作为工业场地垫层之外，也可用于建筑当中。扁担山石灰石矿在保有资源的基础上，根据矿山地质条件、矿体特等内容，多采用高台段小台阶、自上向下水平分层的依次推进采矿法。

（二）首钢水厂铁矿

首钢水厂铁矿每年采矿剥离的岩石量约为2000万吨，着部分岩石排弃需要一定的堆存费用，同时有污染环境，合理利用这部分资源尤为重要。采用天功科技研制的新型高效节能干式磁选机CTDG1527预选抛废，获铁品味为19.15%，磁性铁回收率为35.3%的预选粗精矿，尾矿中的磁性铁品味为1.05%[3]。预算粗精矿经阶段磨矿、阶段弱磁选别后，可获铁品味65.37%，作业回收率为77.88%的铁精矿，年产铁精矿粉近20万吨。

（三）矿山废石的综合利用

1.二次利用

通过对废石进行加工，将废石中含有的金属化合物以及矿物成份进行提取和加工，并作为原材料进行二次利用。如在废石中含有较多的等成分，在经过一系列加工后，可以将废石作为一种改良酸性土壤的改良剂，变废为宝，不仅对废石进行二次利用，也治理了由于废石带来的土壤污染问题。

2. 覆土造田

采取覆土、掺土、施肥等方法进行处理，可在其表面种植各种作物，保证植被覆盖率，从有效的稳定岩石，控制水土流失等，且矿山废石的造地复田起到了较好的效果，有效的解决了矿区剥离物的堆存占地问题，尤其适用于露天矿的废渣处理，逐渐被广泛的应用。

总结：

总之，矿山废石具有污染危害和资源利用的双重特性，在坚持减量化、资源化、无害化的同时还要坚持矿山废石的利用、安全处置、生态恢复和重剑互相结合，保证经济效益、环境效益和社会效益互相协调，并通过多种途径综合利用和处置矿山废石，政府也也予以一定的政策性推动和鼓励，增加科研投入力度，缓解了资源的浪费现象，提高露天矿山废石的综合利用。

参考文献：

[1]肖尚葆.扁担山石灰石矿废石的综合利用[J].现代矿业，2014，（11）：213-214.

[2]龚树峰，史学伟.铁矿废石及尾矿的综合利用技术[J].金属材料与冶金工程，2014，（3）：49-53.

[3]徐兴旺，周博超，徐永坤.浅谈矿山采选设计中节能与环保方案[J].商品与质量：房地产研究，2014，（3）：206.