1概述矿山固体废弃物是指矿山开采过程中所产生的废石及矿石经选冶生产后产生的尾矿或废渣，其以量大、处理工艺比较复杂而成为环境保护的一大难题。
地下矿开采时要产生废石，露天矿开采时要剥离废石。矿山在选矿生产过程中选出目的精矿后，剩余的含有目的金属很少的矿渣称为尾矿；通常每处理1t矿石可产生0.5~0.95t尾砂。近年来，我国的金属矿山每年排出的尾砂达1x108t左右。
目前，我国矿山的选矿固体废弃物主要送至尾矿库储存。尾矿库不仅占用了大量的土地，而且直接污染环境，威胁着人们生命和财产的安全。尾砂颗粒细、质量轻，具有遇水容易流走、遇风容易飞扬等缺点，因此尾砂对空气、水体、农田和村庄都是一种潜在的危害。1964年，英国威尔士北部的某尾砂池被洪水冲击，尾砂流失后毁坏了大片肥沃的草原，其覆盖厚度达0.5m，使土壤受到了严重污染，牧草大面积死亡。1970年9月，赞比亚某矿尾矿坝的尾砂涌入矿坑内，导致89名井下工人死亡；某矿区全部被淹没，教训十分惨痛。1986年，我国湖南某矿的尾矿坝坝体因暴雨而坍塌，造成数十人伤亡，直接经济损失达数百万元。类似这样的实例不胜枚举。尾矿库的建设投资数字也非常惊人。据统计，20世纪70年代我国所建的72座尾砂库，平均建库费用为200万元左右。为安全起见，每年还需要投资数十万元进行维护管理及监测，以长期观测尾矿坝的静压力及坝基状态。
对矿山固体废弃物的利用，至今没有找到很好的出路，因此对矿山固体废弃物资源化研究确有很大的发展前景。据报道，世界各国矿山开发所产生的固体废弃物每年达数百亿吨，这既是一笔宝贵财富，也是一个严峻的环保问题。为了地球资源的合理利用，减少环境污染，防止生态破坏，我们应该抓紧对矿山固体废弃物资源化的研究和开发工作。
2我国矿山固体废弃物现状及变化趋势近年来，随着国民经济的发展、工业产值的加，其固体废弃物也逐年大。2000年，工业固体废弃物达到7.5亿t，其中矿山直接产生固体废弃物近3.7亿t；1995年，工业固体废弃物产生量为6.7亿t，其中矿山直接产生固体废弃物近3.4亿t.各种矿山固体废弃物产生量见表1，我国“八五”、“九五”期间工业固体废弃物控制情况见表2.如表2所示，固体废弃物处置、贮存量逐年加，1995年分别为4510万t和3.68亿t；2000年分别达5680万t和4.04亿t.固体废弃物累积堆存量加很快，1995年为83亿t，是1990年的1.26倍，“八五”期间新占地面积12667万m2；2000年累积堆存量达102亿t，是1990年的1.55倍。1995年综合利用率提高到33%，排放率控制在1.11%，综合利用量为2.22亿t，“八五”期间年均加近12000年综合利用率提高到37%，排放率控制在1%，综合利用量为2.79亿t，“九五”期间年均加1280万tl2.“八五”、“九五”期间工业固体废弃物污染控制共需投资125亿元，“八五”期间需57亿元，“九五”期间需68亿元。各种工业固体废弃物综合利用总投资，“八五”
期间为8亿元，综合利用效益12.3亿元：“九五”期间需10亿元，综合利用效益15.7亿元。
总体上，矿山固体废弃物与工业固体废弃物相比较，产生总量占90%以上（含使用矿产品间接产生的固体废弃物）；而矿山直接产生的固体废弃物（主要为尾矿、废石及煤矸石）综合利用价值较低，利用率为整个工业固体废弃物的20%，综合利用效益占整体工业固体废弃物产生效益的15%左右；处置率占60%以上；贮存量占60%以上；排放量占30%~40%；累计堆存量占50%~70%；污染控制需投入的财力、物力、人力较重，污染控制费用占整个工业固体废弃物控制总额的40%以上，特别是用于矿山尾矿、废石治理的费用比例更大。
表1矿山固体废弃物产生量变化趋势万t年份尾矿、废石煤矸石其它合计备注其它为化学工业及矿产品消耗产生的废渣表2我国“八五‘、”九五“期间工业固体废弃物控制情况年份项目综合利用量/万t处置量/万t贮存量/万t排放量/万t累计堆存量/亿t综合利用效益/万元污染控制总投资/万元废石煤矸石粉煤灰矿渣等其它合计废石煤矸石粉煤灰矿渣等其它合计谦防刈、防水、防渗漏和防％ish益g.例如e.有色金属矿山山山尾砂中h含有/多种有从总的发展趋势上看，矿山所产生的固体废弃物逐年加，其所造成的环境污染也尤为严峻。国家在治理矿山固体废弃物投入的资金逐年递，由”八五“的20亿加到”九五“近30亿，综合利用率由20%提高到1998年我国矿山固体废弃物综合利用率基本上呈缓慢上升趋势，徘徊在40%左右，离国家”九五“规划2000年工业固体废弃物综合利用率45%的水平有很大距离。因此，未来10年，固体废弃物的综合利用是缓解我国矿产资源短缺的有效途径。据预测，到2010年我国矿山固体废弃物产生量将以4.5%速率递，达到135亿万t，利用量达7947.5万。
3矿山固体废弃物的资源化从生产技术角度讲，矿山固体废弃物资源化研究较少，其利用仍为低附加值的产业，如用于筑路、回填采空区或用于生产建材等；绝大多数固体废弃物都没有被合理利用，而只是被简单堆存或筑坝贮存。有些矿山企业在堆存固体废弃物时既没有采取无害化和稳定化措施，也散措施。在危险废弃物处置方面，我国己建成数个简易危险废弃物填埋场，但其绝大多数达不到国际卫生填埋标准。此外，一些崭新的处置方法在我国还刚刚起步，如广西某矿用花岗闪长岩型尾矿生产用于污水处理的絮凝剂。矿山固体废弃物综合利用途径很多，归纳起来有如下几个方面。
3.1提取各种金属最有价值的各种金属必须首先提取出来，这是矿山固体废弃物资源化的重要途径。目前我国有色金属矿山和冶炼企业综合回收的伴生黄金占全国黄金产量的10%以上，伴生白银占白银产量的90%，伴生硫占产量的47%，铂族金属全部是冶炼厂回收的。
例如：金川有色金属公司是我国共生、伴生矿产资源综合利用的三大基地之一，10多年来依靠科技进步和资源综合利用，使镍的产量长了4.1倍，伴生铜和钴的冶炼回收率达88%，铂、钯、金的冶炼回收率达70%，资源综合利用取得的经济效益达25亿元。
尾矿含有价金属品位较低，在常规选冶工艺中无法回收或不具有回收价值，一些新型提取方法对规模处理极低品位的矿石或尾砂具有十分可观的经济效过去选矿技术落后，可能有5%~40%的有价金属组分留在尾砂中，矿石中还含有一些重要的伴生组分，当初选矿时就没有进行回收；在我国陕西潼关地区，对低品位的金矿进行生物氧化和提浸技术处理，取得的经济效益相当于新建几个中型矿山；溶剂萃取一电积法（SX至0.2%~0.4%；对传统Hall-Heroult炼铝工艺进行改造，使成本下降为0.11~0.25美元/磅；生物氧化和提浸技术使许多低品位金、铜、镍、钴矿床得以开发，使高砷微细粒金矿的回收率提高40%，可采品位己降至0.7g/t，最低达到0.26g/t.这就意味着原为废渣的尾矿能够利用，一方面极大地降低了固体废弃物的外排量，另一方面也顺应可持续发展的宏观战略要求。
此外在尾砂中，由于技术、经济原因，不能回收利用或没有认识到的稀有贵重金属，如镓、铟、铌、钽等，均为可观的矿产资源。例如：在云南某砷渣中发现含有铌、钽的品位要比江西某铌钽矿原矿品位高出40~60倍，且堆存量相当可观。
3.2生产建筑材料利用矿山固体废弃物生产建筑材料是我国合理利用工业固体废弃物的一种重要途径。这种方法一般不会产生二次污染，且变废为宝。主要有以下几个方面用途。
生产碎石。利用矿山废石生产碎石用作混凝土骨料、公路材料、铁路材料等。
生产水泥。有些尾砂的化学成分与水泥接近，具有水硬性的特点，可作为水泥工业原料16，7.生产建筑制品。用粉煤灰、尾矿、赤泥、煤矸石、电石渣等生产砖、砌块、大型建筑材料。
生产铸石和微晶玻璃。铸石和微晶玻璃是钢材、有色金属的良好替代材料；微晶玻璃在工业和建筑中有广泛的用途，用某些工业固体废弃物可生产铸石和微晶玻璃。例如：广东某微晶玻璃厂利用尾砂生产新型微晶玻璃复合板；该板材具有隔热、保温、隔音及外观优美等特点，市场前景十分看好。但是，这类工业附加值较高的项目，消耗尾砂量是较小的，对尾砂成分要求比较苛刻，在项目推广上具有一定难度。
从资源合理利用上看，是固体废弃物资源化的良好选项。
生产矿棉和轻骨料。用高炉矿渣、煤矸石、粉煤灰等生产矿棉，用粉煤灰或煤矸石生产陶粒，用高炉渣生产膨胀性矿物材料等。轻骨料和矿棉在工业和民用建筑中具有越来越广泛的用途。
3.3回收能源如粉煤灰中含煤达10%以上，可以通过分选，把煤选出然后利用；煤矸石发热量为0.8~8MJ/kg，可利用煤矸石发展坑口电站。我国煤矸石用于发电利用率3.4覆土造田矿山的废石和尾砂系无机矿物，不具有基本肥力，必须采取覆土、掺土、施肥等方法才能用于种植各种作物。废石用于露天采坑的回填物，是矿山采坑覆田的有效物料。在该类资源化方面，国内取得了不少成就。例如：三九公司选矿厂用尾砂种植农作物，用生活污水进行浇灌，白菜、小麦长势良好；鞍山部分矿山在尾砂上种植高梁、豆子、土豆，收成也较好；曰本在废石堆上建筑大型公园等。
3.5废石用作井下充填料用废石回填矿山井下采空区是经济而又常用的方法。回填采空区有两种途径：一是直接回填法。上部中段废石直接倒入下部中段的采空区，可以节省大量的提升费用，无需占地面积，但要对采空区有适当的加固措施；大多数矿山都是部分采用这种回填方式，从而减少了提升废石量。二是将废石提升到地表后，进行适当的破碎加工，再用废石、尾砂和水泥拌和回填采空区；这种方法安全性好，也可减少占地面积，但处理成本较高。我国山东招远金矿、焦家金矿米用这种方法回填采空区，并己积累了许多经验。
3.6其它利用尾砂中含有一些植物所需的微量元素，将尾砂直接加工即可当作微肥使用，或者用作土壤改良剂；尾砂中的钾、锰、磷、锌、钼及其它土壤改性有用组分，常常可能是植物的微量营养组分。尾砂中含有方解石、长石或者矾类盐，可生产工业污水絮凝剂、捕收剂等；用花岗闪长岩类尾砂生产絮凝剂或水玻璃，在工业中具有广泛用途。另外，尾砂还可作杀虫剂等用于农业生产。
总之，要根据尾砂的成分和特征来决定尾砂的用途，而不是根据需要来利用尾砂，应尽量减少不必要的投入和浪费。同时，也需要不同行业的专家相互结合，共同研究尾砂，才能提高资源的合理利用。
4矿山固体废弃物资源化发展的有效措施矿山固体废弃物处理是一项浩大的工程，它涉及到环境学、医学、力学、化工、冶金、电力、电子、机械等多学科领域的专业理论和现代科学方法，因此是一项综合性很强的技术工程。由于我国在本领域起步较晚，总体技术和建设程度与发达国家还有一定差距，因此，如何积极引进国外先进技术，加强开发研究，建◎1些-工业固体废弃物具有潜在能源可以聊砸也立一藤合我酬矿山固体废弃物资源化技术体系，是摆在我们面前的严峻任务。为此，必须做好如下工作。
加快固体废弃物处理的法制建设，纳入法制管理轨道，尽快完善固体废弃物污染防治的法律、法规和标准。
建立矿山固体废弃物管理体系。以固体废弃物申报登记为突破口，与总量控制相结合，综合运用各项环境管理制度和措施，广泛开展一般工业固体废弃物的综合利用，实现固体废弃物最大程度的资源化。对于区域性危险废弃物的利用和处理，实施企业化经营、社会化服务110‘11.开发适合于我国的工业固体废弃物处理技术和设备，推进固体废弃物处理产业化。
研究运用新的开采方式和工艺。传统的开采方式是将矿石开采出来，运至加工地点进行加工处理，这导致各类废料产生，但这并非是惟一可行的方法。进入21世纪后，最合理的开采方式将是原地回收矿石中的有用成分，即将矿石不进行采掘、运输，而是直接在原地对矿石进行加工，回收其中的有用成分，并将其余成分留于原地。例如：利用生物技术直接将煤在地下转变为可燃气体；采用原地溶浸采矿法将矿石中的有用成分浸出而只将浸液抽至地表；采用高压水射流技术将矿石切割成矿浆后泵送至地表，其有用成分回收后，废料再泵入井下。这些全新的开采方式由于不需进行大量的采掘作业，所以既可以不使地下产生巨大的空洞，还可避免产生大量的渣堆，从而从根本上消除矿山开采所产生的固体污染源。
研究开发固体废弃物的资源化利用途径。矿山所产生的大量固体废弃物中，有许多可作为再生资源加以综合利用。例如：在交通便利、经济发达地区，废石加工后可作为筑路材料、混凝土骨料；硅质尾砂可作为钙化砖的原料；煤矸石可代替部分粘土烧制水泥，烧结法赤泥可用作矿用胶结剂等。
回填采空区。地下矿山在生产过程中即将废石、尾砂等充填于井下采空区，这既可提高矿石回收率、防止地表塌陷，又可减少尾砂、废石堆弃场地；露天开采过程中，特别是平缓的矿体开采时，可采用边开采、边回填的方式，使开采区域得到重新利用。
大力推行土地复垦。认真贯彻国家《土地复垦规定》，对开采塌陷区、废石场、尾砂库等采取整治措施，同时研究完善人工生态系统工程，对被破坏的土地做好复垦、植树种草、蓄水养殖，使其恢复到可利用的状态。
建立矿山尾砂、废石的信息库，促进各行业的信息交流。
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