金屬尾礦的污染控制措施
6月28日,首屆固廢防滲及土壤修復(fù)技術(shù)研討會(huì)在京舉行,在研討會(huì)上,來自北京礦冶研究總院的周連碧所長(zhǎng)做了《金屬尾礦的污染控制措施》的主題演講,周連碧所長(zhǎng)從三個(gè)方面介紹了金屬尾礦的危害及治理措施。下面就是其演講全文。
一、金屬尾礦的環(huán)境危害
金屬是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的基礎(chǔ)原材料， “十五”時(shí)期我國(guó)共生產(chǎn)十種有色金屬6186萬(wàn)噸，是“九五”時(shí)期有色金屬總產(chǎn)量3199萬(wàn)噸的1.93倍。年均遞增率為15.8%,已連續(xù)7年居世界第一。
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金屬礦山規(guī)模分類
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我國(guó)有色金屬礦貧礦多、富礦少，多金屬礦多、單一礦種少，金屬品位極低、 礦物采剝比大，產(chǎn)生固體廢棄物多。 形成了大量采礦場(chǎng)、尾礦庫(kù)、廢石場(chǎng)和赤泥堆，占用土地，已對(duì)礦山和周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。
生態(tài)破壞
我國(guó)每年工業(yè)固體廢物排放量的85%以上來自礦山開采，全國(guó)礦山開采累計(jì)占地約600萬(wàn)公頃，破壞土地近200萬(wàn)公頃，且仍以每年4萬(wàn)公頃的速度遞增。
尾礦庫(kù)占用大量土地
2004年尾礦庫(kù)初步調(diào)查資料，全國(guó)共有尾礦庫(kù)2762座,其中較大規(guī)模的尾礦庫(kù)400多座，各類金屬礦尾礦的堆存總量約60-80億噸，且每年以3億噸的數(shù)量增加。
水土流失及土地沙化
礦業(yè)活動(dòng)特別是露天開采，大量破壞了植被和山坡土體，引起礦山地區(qū)水土流失。據(jù)對(duì)全國(guó)1173家大中型礦山調(diào)查，產(chǎn)生水土流失及土地沙化所破壞的面積達(dá)1700公頃及740公頃
尾礦庫(kù)潰壩
尾礦庫(kù)運(yùn)行中由于洪水、地震以及運(yùn)行中出現(xiàn)的異常情況，存在著運(yùn)行事故風(fēng)險(xiǎn)，其中最嚴(yán)重的情況是尾礦庫(kù)壩體潰決。壩體潰決后，尾礦砂下泄，淹沒下游農(nóng)田、破壞農(nóng)作物、阻塞河溝，造成地表水污染，還可能對(duì)生命財(cái)產(chǎn)造成一定的損失
我國(guó)發(fā)生的比較典型的尾礦庫(kù)潰壩的事故有：1986年4月30日，安徽某鐵礦尾礦庫(kù)突然潰壩，沖毀民房20多戶，覆蓋良田200多畝，造成19人死亡，97人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失200多萬(wàn)元。湖北省大冶某銅礦1994年7月13日由于暴雨沖擊，尾礦庫(kù)潰壩，死亡28人，失蹤3人。2000年10月18日，廣西南丹縣選礦廠尾礦庫(kù)發(fā)生重大潰壩事故，共造成28人死亡，56人受傷，70間民房不同程度損毀，直接經(jīng)濟(jì)損失340萬(wàn)元。
•2006年4月30日，陜西省商洛市某黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司尾礦庫(kù)在加高壩體擴(kuò)容施工時(shí)發(fā)生潰壩事故，外泄尾礦砂量約20萬(wàn)立方米，沖毀居民房屋76間，22人被淹埋，5人獲救，17人失蹤。該尾礦庫(kù)1993年建成并投入運(yùn)行，按日處理礦石75噸配套設(shè)計(jì)，初期壩高20米，后期兩次加高達(dá)到34米，設(shè)計(jì)總庫(kù)容27萬(wàn)立方米。后來經(jīng)過3次擅自加高壩體擴(kuò)容，尾礦庫(kù)壩高50米，壩長(zhǎng)164米，實(shí)際庫(kù)容擴(kuò)大為100余萬(wàn)立方米。
•從2006年4月1日開始，該公司按照未經(jīng)審查批準(zhǔn)的傳真圖紙擅自實(shí)施第六期加高擴(kuò)容，截至事故發(fā)生時(shí)，仍在施工之中。該尾礦庫(kù)存在的主要問題是
：無(wú)正規(guī)擴(kuò)容設(shè)計(jì)，未經(jīng)批準(zhǔn)違法實(shí)施加高壩體擴(kuò)容工程；違規(guī)超量排放尾礦，庫(kù)內(nèi)尾砂升高過快，尾砂固結(jié)時(shí)間縮短；安全超高、排水不暢，干灘長(zhǎng)
度嚴(yán)重不足；忽視危庫(kù)周邊安全管理，下游民房離尾礦庫(kù)過近。
•《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》AQ2006-2005 國(guó)家安全生產(chǎn)管理總局 2006.3.1實(shí)施
•《尾礦庫(kù)安全監(jiān)督管理規(guī)定》 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第6號(hào))自2006年6月1日起施行
•《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》 ZBJ1-90
•《尾礦設(shè)施施工及驗(yàn)收規(guī)程》 YS5418-95
強(qiáng)堿性赤泥污染
•每生產(chǎn)1t氧化鋁就需要排出0.9-1.3t赤泥。我國(guó)存放的赤泥量已經(jīng)達(dá)到4000多萬(wàn)噸，占地100多萬(wàn)公頃。
二、尾礦的毒性浸出鑒別標(biāo)準(zhǔn)與方法
固體廢物處置的規(guī)定
•固體廢物污染防治實(shí)行“減量化、資源化、無(wú)害化”的原則，礦山企業(yè)應(yīng)采取科學(xué)的開采方法和選礦工藝，減少尾礦、矸石、廢石等礦業(yè)固體廢物的
產(chǎn)生量和儲(chǔ)存量。
•尾礦、矸石、廢石等礦業(yè)固體廢物儲(chǔ)存設(shè)施停止使用后，礦山企業(yè)應(yīng)進(jìn)行封場(chǎng)和復(fù)墾，防止造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞。
•工業(yè)固體分為一般固體廢物 1類和2類，以及危險(xiǎn)固體廢物，有相應(yīng)的貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)，在礦業(yè)采選工程是環(huán)境評(píng)價(jià)的重點(diǎn)之一。
•危險(xiǎn)廢物：指具有腐蝕性、急性毒性、浸出毒性、反應(yīng)性、傳染性、放射性等一種及一種以上危害特性的廢物。且同時(shí)具有種類繁多、成分復(fù)雜、難以鑒別等特點(diǎn)，是世界各國(guó)廢物管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
•國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄1998年1月4日，國(guó)家環(huán)保局、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、外經(jīng)貿(mào)部、公安部頒布，1998年7月1日實(shí)施環(huán)發(fā)[1998]089號(hào))為第一批執(zhí)行《名錄》共HW47 廢物類別
《名錄》
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危險(xiǎn)廢物名錄(征求意見稿)
•有色金屬礦采選業(yè)
•硫化銅礦（黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦），氧銅礦，赤銅礦和藍(lán)銅礦等銅礦物采選過程中產(chǎn)生的銅煙、銅塵等殘?jiān)?br />
•含砷化合物和硫砷化合物的金屬礦石（雌黃、雄黃及砷硫鐵礦）采選過程中產(chǎn)生的粉塵、煙塵等殘?jiān)?br />
•“全泥氰化-炭漿提金”黃金選礦生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的含汞粉塵、煙塵殘?jiān)⒑鑿U水的處理污泥
•1996年，國(guó)家環(huán)保總局和國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局聯(lián)合發(fā)布了3項(xiàng)《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》分別是：腐蝕性鑒別、急性毒性初篩、浸出毒性鑒別。但隨著危險(xiǎn)廢物來源和種類的日益多樣，危險(xiǎn)廢物中有毒有害物質(zhì)成分日趨復(fù)雜，特別是大量持久性有機(jī)污染物(POPs)的出現(xiàn)，使得現(xiàn)有的3項(xiàng)鑒別標(biāo)準(zhǔn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足危險(xiǎn)廢物環(huán)境管理的需要。
于2007年10月1日?qǐng)?zhí)行的新的危險(xiǎn)廢物系列鑒別標(biāo)準(zhǔn)共包括7項(xiàng)，其中《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)通則》、《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)易燃性鑒別》、《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)性鑒別》、《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)毒性物質(zhì)含量鑒別》為新增制訂標(biāo)準(zhǔn)，《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)腐蝕性鑒別》、《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)急性毒性初篩》、《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》為修訂標(biāo)準(zhǔn)。
《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》增加了具有浸出毒性特性的有毒物質(zhì)鑒別項(xiàng)目，從原標(biāo)準(zhǔn)的14項(xiàng)增加至50項(xiàng)，新增項(xiàng)目主要為有機(jī)類毒性物質(zhì)，重新制定了浸出毒性的標(biāo)準(zhǔn)浸出方法。
危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)——腐蝕性鑒別GB5085.1-2007 腐蝕性鑒別值：當(dāng)pH值大于可等于12.5，或者小于或等于2.0時(shí)，則該廢物是具有腐蝕性的危險(xiǎn)廢物。另外，增加了鋼材腐蝕性的鑒別標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法。
固體廢物 浸出毒性浸出方法
（1）GB5086.1-1997固體廢物 浸出毒性浸出方法 翻轉(zhuǎn)法1997-12-1
（2）GB5086.2-1997固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法1997-12-1
（3）HJ/T299-2007固體廢物 浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法2007-5-1
（4）HJ/T300-2007固體廢物 浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法2007-5-1（不適用氰化物）
•硫酸硝酸法：本方法以硝酸/硫酸混合溶液為浸提劑，模擬廢物在不規(guī)范填埋處置、堆存、或經(jīng)無(wú)害化處理后廢物的土地利用時(shí)，其中的有害組分在酸性降水的影響下，從廢物中浸出而進(jìn)入環(huán)境的過程。
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某銅礦毒性試驗(yàn)結(jié)果表
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由表可見：本項(xiàng)目浸出液各項(xiàng)指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》（GB 5085.3-2007）和《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 腐蝕性鑒別》（GB 5085.1-2007），可以得出本項(xiàng)目廢石和尾礦不屬于危險(xiǎn)固體廢物，屬于一般工業(yè)固體廢物。同時(shí)各分析指標(biāo)均未超過《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)限值，且pH在6－9之間。這說明本項(xiàng)目固體廢物屬于第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物，本項(xiàng)目尾礦庫(kù)可以按照《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅰ類場(chǎng)要求運(yùn)行和管理.
三、尾礦庫(kù)的選址和污染控制措施
•《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》AQ2006-2005 國(guó)家安全生產(chǎn)管理總局 2006.3.1實(shí)施
•《尾礦庫(kù)安全監(jiān)督管理規(guī)定》 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第6號(hào))自2006年6月1日起施行
•《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》 ZBJ1-90
•《尾礦設(shè)施施工及驗(yàn)收規(guī)程》 YS5418-95
•《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 18599-2001
•《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18597-2001）
•《危險(xiǎn)廢物安全填埋處置工程建設(shè)技術(shù)要求》2005-04-18
尾礦庫(kù)庫(kù)址選擇應(yīng)遵守下列原則
•a)不宜位于工礦企業(yè)、大型水源地、水產(chǎn)基地和大型居民區(qū)上游。
•b)不應(yīng)位于全國(guó)和省重點(diǎn)保護(hù)名勝古跡的上游。
•c)應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、不良地質(zhì)現(xiàn)象嚴(yán)重區(qū)域。
•d)不占或少占農(nóng)田，不遷或少遷村莊。
•e)不宜位于有開采價(jià)值的礦床上面。
•f)匯水面積小，有足夠的庫(kù)容和初、終期庫(kù)長(zhǎng)。
•g)筑壩工程量小，生產(chǎn)管理方便。
•h)尾礦輸送距離短，能自流或揚(yáng)程小。
１）所選場(chǎng)址應(yīng)符合當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)建設(shè)總體規(guī)劃要求。
2） 應(yīng)選在工業(yè)區(qū)和居民集中區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)側(cè)，廠界距居民集中區(qū)500m以外。
３）應(yīng)選在滿足承載力要求的地基上，以避免地基下沉的影響，特別是不均勻或局部下沉的影響。
4） 應(yīng)避開斷層、斷層破碎帶、溶洞區(qū)，以及天然滑坡或泥石流影響區(qū)。
5 ）禁止選在江河、湖泊、水庫(kù)最高水位線以下的灘地和洪泛區(qū)。
6 ）禁止選在自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特別保護(hù)的區(qū)域。
Ⅰ類場(chǎng)的其他要求
應(yīng)優(yōu)先選用廢棄的采礦坑、塌陷區(qū)。
禁止Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物混入。
Ⅱ類場(chǎng)的其他要求
1 ）應(yīng)避開地下水主要補(bǔ)給區(qū)和飲用水源含水層。
2 ）應(yīng)選在防滲性能好的地基上。天然基礎(chǔ)層地表距地下水位的距離不得小于1.5m。
一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)，禁止危險(xiǎn)廢物和生活垃圾混入。
危險(xiǎn)廢物集中貯存設(shè)施的選址
1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，地震烈度不超過7度的區(qū)域內(nèi)。
2 設(shè)施底部必須高于地下水最高水位。
3 場(chǎng)界應(yīng)位于居民區(qū)800米以外，地表水域150米以外。
4 應(yīng)避免建在溶洞區(qū)或易遭受嚴(yán)重自然災(zāi)害如洪水、滑坡，泥石流、潮汐等影響的地區(qū)。
5 應(yīng)在易燃、易爆等危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)、高壓輸電線路防護(hù)區(qū)域以外。
6 應(yīng)位于居民中心區(qū)常年最大風(fēng)頻的下風(fēng)向。
基礎(chǔ)必須防滲，防滲層為至少1米厚粘土層（滲透系數(shù)≤10-7厘米/秒），或2毫米厚高密度聚乙烯，或至少2毫米厚的其它人工材料，滲透系數(shù)≤10-10厘米/秒。
•尾礦庫(kù)等別及構(gòu)筑物級(jí)別
尾礦庫(kù)各使用期的設(shè)計(jì)等別應(yīng)根據(jù)該期的全庫(kù)容和壩高分別按表1確定。當(dāng)兩者的等差為一等時(shí)，以高者為準(zhǔn)；當(dāng)?shù)炔畲笥谝坏葧r(shí)，按高者降低一等。
尾礦庫(kù)失事將使下游重要城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)或鐵路干線遭受嚴(yán)重災(zāi)害者，其設(shè)計(jì)等別可提高一等。
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尾礦庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)
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•儲(chǔ)存鈾礦等有放射性和有害尾礦，失事后可能對(duì)下游環(huán)境造成極其嚴(yán)重危害的尾礦庫(kù)，其防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)予以提高，必要時(shí)其后期防洪可按可能最大洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)。
尾礦庫(kù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：
•庫(kù)區(qū)的地形地貌、水文地質(zhì)情況
•環(huán)境敏感點(diǎn)分布情況
•尾礦庫(kù)調(diào)蓄洪水的能力與評(píng)價(jià)
•尾礦壩安全評(píng)價(jià)
•尾礦庫(kù)潰壩對(duì)人群、社區(qū)、水環(huán)境、土壤、植被和生態(tài)的影響
•尾礦庫(kù)事故風(fēng)險(xiǎn)防范措施及應(yīng)急預(yù)案
固廢綜合利用
北京首鋼鐵礦現(xiàn)在一條100萬(wàn)t廢石處理生產(chǎn)線，生產(chǎn)建筑用砂石；尾礦利用將在現(xiàn)有選礦工藝基礎(chǔ)上，再增加1套年處理能力80萬(wàn)t的尾礦金屬回收裝置，使尾礦品位由現(xiàn)在的6.8%降低到6%，回收品位55%鐵精礦1.3萬(wàn)t；同時(shí)，通過分級(jí)篩分，獲得32萬(wàn)t建筑細(xì)砂，16萬(wàn)t建筑用中砂，供建筑行業(yè)使用。
小區(qū)田間試驗(yàn)
在分析尾砂和土壤性狀的基礎(chǔ)上，確定了中條山毛家灣尾礦庫(kù)初期小區(qū)試驗(yàn)的主要內(nèi)容包括：覆土厚度試驗(yàn)，作物品種篩選試驗(yàn)，施肥水平試驗(yàn)，重金屬影響分析，綠肥試驗(yàn)，防風(fēng)沙緩沖帶試驗(yàn)等。在毛家灣尾礦庫(kù)研究設(shè)計(jì)了四種土壤覆蓋方法：
作 物 產(chǎn) 量
T1 T2 T3 T4
•花生 160.6 220.6 183.7 112.5
•高粱 394.8 538.9 446.9 302.5
•玉米 160.6 284.6 265.8 216.2
•大豆 5.9 10.2 8.6 15.7
毛家灣尾礦庫(kù)的尾沙、土壤中的重金屬濃度(mg/Kg)
As Cd Co Cu Cr Ni Pb Zn
T1 19<0.6914302933 <30 20
T2 14<0.6802903639 <30 37
T3 18 <0.6642303535 <30 39
T4 15 <0.6 14324030 <30 55
產(chǎn)品中重金屬分析
－高粱
As Cd Co Cu Cr Ni Pb Zn
T1 0.2 <0.02 0.25 5 1 0.70.316
T2 0.2 <0.02 0.32 5 1 0.20.318
T3 0.2 <0.02 0.21 5 1 0.2 <0.318
T4 <0.2 <0.02 0.44 5 1<0.20.316
重金屬分析結(jié)論
毛家灣尾礦庫(kù)作物產(chǎn)品中的重金屬濃度與原有種子的含量相當(dāng)或略高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于尾沙土壤中的含量，并且符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。由于尾沙中的碳酸鹽含量高，大大降低了重金屬在土壤水中的溶解度，使作物對(duì)重金屬的吸收量明顯降低。
多專業(yè)聯(lián)合攻關(guān)
1.壩體穩(wěn)定性研究；
2.全面防止尾礦庫(kù)水污染研究；
3.庫(kù)區(qū)復(fù)墾設(shè)計(jì)；
4.復(fù)墾區(qū)用于農(nóng)業(yè)種植研究；
5.復(fù)墾區(qū)無(wú)土建立植被研究；
6.尾礦庫(kù)粉塵控制研究；
7.復(fù)墾區(qū)種植作物食物鏈影響研究；
8.復(fù)墾項(xiàng)目社區(qū)發(fā)展研究；
9.復(fù)墾項(xiàng)目公共健康研究．
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