矿山固体废物的资源化利用

1、矿山固体废物的资源化利用摘要：矿山固体废物的急剧增加，给环境带来了严重的污染。矿山固体废物的处置与资源化利用，既是对矿山清洁生产的要求，又是带有环境保护和循环经济意义的科学技术。关键词：矿山固体废物、处理、处置、资源化利用。0前言 固体废物资源化的意义就是对其中的有用物质及能量加以回收和利用的同时, 使其无用部分达到无害化、减量化。矿山固体废物处理是指采用合理、有效的工艺对矿山固体废物进行加工利用或直接利用。主要包括:作为二次资源, 对含有的有价元素进行综合回收;将其作为一种复合的矿物材料, 用于制取建筑材料、土壤改良剂、微量元素肥料;作为地下充填开采方法中采空区的充填料等。矿山固体废物的处置

2、是指采用安全、可靠的方法堆存金属矿山固体废物。主要包括:矿山固体废物合理的堆排工艺, 堆场(库)的灾害预警与灾害控制, 引发环境污染的防治等。1 矿山固体废物的定义矿山固体废物属于工业固体废物，主要是指各类矿山在建设井巷、开采过程、露天采矿过程中所产生的剥离物和废石以及洗冶矿过程中所产生的尾矿或废渣等。2 矿山固体废物对环境的影响2.1 占用土地、损伤地表 矿石固体废物的危害，首先突出表现在对土地的占用和破坏。我国历年积存的煤矸石已达20多亿吨，压占土地5万多亩。目前年排放达1.5亿吨。煤炭工业还要大力发展，排放的煤矸石会越来越多，压占的土地也必将越占越多，我们必须高度重视这个问题。2.2 污

3、染水质和土壤、危害生物并影响农业生产 由于矿石固体废物中含有多种有毒有害物质，如重金属元素及一些放射性的物质。这些固体废物在露天场所长期堆放，会与空气发生氧化、分解以及溶滤等反应，使其中的有毒有害物质随雨水流失，还有固体废物中含有的硫化物引发的酸性废水，一起污染水体和土壤，影响农作物生长，造成农业减产。还有可能危及人体健康。2.3 引发重大地质灾害 矿石固体废物的长期堆放，不仅带来巨大的经济损失，还会诱发重大的地质灾害，如排土场滑坡、泥石流、尾矿库溃坝等，给社会带来重大损失。2.4 污染环境，破坏生态平衡 长期堆放于矿山地表的固体废物，由于终年暴露在大气中，往往因为风化作用而变成粉状，干旱季节

4、在一定风速的作用下会扬起大量粉尘而污染矿区大气环境。有些矿山固体废物中含有硫铁矿、碳素等可燃性物质，在大气供氧充分的条件下，有可能会自热或自燃，从而产生大量的等有毒有害气体，严重污染大气环境。2.5 矿山固体废物的大量排放造成资源的严重浪费 矿石固体废物中常含有多种金属元素，如果长期堆放和流失，不及时进行回收和综合利用，不仅污染环境，而且对于国家矿产资源来说也是一种极大的损失和浪费。3 国家及相关部门的规定矿山固体废物的处置原则是减量化、资源化和无害化。目前发达国家已把无废料矿山作为矿山开发目标，把矿山固体废物综合利用的程度作为衡量一个国家科技水平和经济发达程度的标志。其利用目的不仅仅是追求最

5、大经济效益，而且还从资源综合回收利用率、保护生态环境等方面加以综合考虑。4 煤矸石的资源化利用国家煤矸石综合利用技术政策要点指出，煤矸石综合利用以大宗利用为重点，将煤矸石发电、煤矸石建材及制品、复垦回填以及煤矸石无害化处理等大宗量利用煤矸石技术作为主攻方向，发展高科技含量、高附加值得煤矸石综合利用技术和产品。4.1 煤矸石发电煤矸石或多或少都含有一定数量的碳或其他可燃物，因而可以当做燃料使用。煤矸石的发热量在1000-6000KJ/kg之间，一般烧失量在10%-30%。利用煤矸石发电是利用其蕴含热量的主要形式。 （1）煤矸石发电的优势一是改善矿区环境。二是节省大量资源。三是社会效益可观。四是促

6、进了煤炭行业的结构调整。（2） 煤矸石发电的相关技术一是适用于煤矸石电厂的循环流化床锅炉燃烧技术取得了很大进步，逐步取代了鼓泡型流化床锅炉，成为煤矸石电厂的首选锅炉。二是消烟除尘等环境保护技术已能满足国家环保要求。目前，煤矸石电厂选用除尘器的类型主要是水膜除尘器、多管旋风除尘器、静电除尘器布袋除尘器，其中静电除尘器和布袋除尘器效率最高，使用这两种除尘器均能满足环保要求。（3） 煤矸石电厂持续稳定发展需政策扶持一是减免增值税。二是改制煤矸石电厂。三是建立资本金制度。四是完善矿区电网。4.2 建筑材料（1）利用煤矸石制砖在禁用黏土砖之前，我国所使用的墙体材料中，黏土烧结砖占90%以上。每生产一亿块

7、要毁约150亩，全国仅制砖一项每年就减少农业用地约60-90万亩。煤矸石掺入页岩烧砖，既省黏土又节约燃料，各地使用比较普遍。煤矸石砖与传统的黏土砖相比较，其强度和耐腐蚀性都优于黏土砖，而且干燥快，收缩率小。从当前建材制品的发展趋势来看，用煤矸石制空心砖的前景更为广阔。原因是：第一，空心砖的隔热效果优于实心砖；第二，空心砖不存在黑心问题；第三，空心砖可以减轻建筑物的重量；第四，用煤矸石制转有利于保护耕地。利用煤矸石制砖有两种方式：一是烧结方式，二是烧砖内燃料。煤矸石砖是以煤矸石为主要原料，一般占总的80%以上。（2）利用煤矸石制水泥煤矸石在水泥生产中的应用主要体现在：做水泥混合材料、代替黏土原料

8、配料煅烧水泥熟料、生产无熟料水泥等。（3） 利用煤矸石制超轻陶粒轻骨料及其混凝土和制品的性能优越（密度轻、强度高、隔热保温性能好，耐火、耐久、抗冻性能优，抗震、抗渗性能好）、应用范围广、适应性强、节能效果显著、经济和社会效益好。实验证明，我国吉林省辽源市产煤区可以利用煤矸石生产出节能型超轻陶粒。4.3 利用煤矸石生产化工产品煤矸石中所含的元素种类较多。煤矸石第主要化工用途就是通过各种不同的方法，提取煤矸石中某一种元素或生产硅铝材料。对于含铝较高的煤矸石，其开发的化工产品主要有结晶氯化铝、聚合氯化铝、硫酸铝、4A分子筛、4A沸石等；对于含硅较高的煤矸石，其开发的化工产品主要有水玻璃和合成碳化硅等

9、。4.4利用煤矸石生产肥料煤矸石含有15%-20%的有机质以及多种植物所需的B、Zn、Cu、Mn、Mo等微量元素。某些煤矸石中的N、P、K和微量元素含量是普通土壤的数倍，经过加工可生产有机肥和微生物肥料。利用煤矸石的酸碱性及其中含有的多种微量元素和营养成分，可将其用于改良土壤，调节土壤的酸碱度和疏松度，并可增加土壤的肥效。4.5 煤矸石的回填复垦利用煤矸石作为复垦采煤塌陷区的充填材料，既可使采煤破坏的土地得到恢复，又可减少煤矸石占地，减少煤矸石对环境的污染。同时，还复造了土地，可用于耕作、建房、修路等。4.6 用煤矸石作公路路基煤矸石作为充填材料替代一般土石构筑公路铁路的路基和路堤。研究表明，

10、煤矸石作为混合料做道路基层材料，它的强度、冻稳性和抗温缩防裂性能，均能满足多种等级公路的规范要求，而且有些混合料的性能还优于常用的基层材料，因此，煤矸石做道路基层材料具有广泛的推广价值。4.7 利用煤矸石发展煤系伴生矿和采煤废弃物综合利用基地5 其它矿山固体废物的资源化利用5.1 尾矿的综合利用（1）回收尾矿有用金属（2）利用尾矿生产建筑材料利用尾矿生产建筑材料的原理与利用煤矸石生产建筑材料比较相类似，但因其不具备发热能力，应用领域不及煤矸石。可用于制砖、生产水泥、生产新型玻璃材料、生产建筑微晶玻璃、生产其它建筑材料。（3） 用尾矿回填矿山采空区尾矿粒度细而均匀，用作矿山地下采空场的充填材料具

11、有输送方便、无需加工、易于胶结等优点。（4） 尾矿的其它用途将尾矿加工即可当作微肥使用，或用作土壤改良剂。5.2 废石的综合利用（1）从废石中提取有价金属废石中有价金属很多，目前提取的主要有铜、金等比较昂贵的金属。（2） 废石用作井下填充料（3）废石的其他用途可代替黏土生产硅酸盐水泥和低碱水泥，还可生产微晶玻璃和水处理混凝剂等。5.3 粉煤灰的综合利用粉煤灰主要来自于矿山锅炉和自备电厂烟气除尘。目前粉煤灰的综合利用主要集中在水泥行业、墙体材料、采煤塌陷坑填充、土木工程等。6 结语 据不完全统计，全世界每年排出的固体废物在100亿吨以上。而这些矿山固体废物所带来的环境污染是非常严重的，大气污染、水污染和地质灾害等严重威胁人类的生产生活。因此，矿山废弃物的资源化利用是非常重要的，为我们的生存环境、生活。