淺析銅陵地區尾礦現狀及尾礦綜合利用途徑

邢 馨 甘 昊 盛敏敏

(1.南京大學 環境學院，江蘇 南京 210093;2.銅陵市環境監測中心站，安徽 銅陵 244000;3.合肥水泥研究設計院，安徽 合肥 230022)

銅陵位于安徽省南部，長江下游南岸。銅陵礦產資源豐富，尤其是有色金屬資源，金屬冶煉加工歷史悠久，被稱為中國古銅都。支柱行業主要以重工業、原材料工業為主，主要從事有色、非金屬資源的開采和加工，屬資源型、重污染工業城市，因此工業污染嚴重，特別是工業固廢產生量大。銅陵有色金屬的開采冶煉業非常發達，銅產量居全國第二位，黃金生產被列為全國重點地區。銅陵地區大型有色金屬礦很多，帶來的礦山尾礦問題也很突出，截止2000年，累計開采銅礦石含銅93.91萬噸、鐵礦石1100萬噸、鐵精砂1400萬噸、硫鐵礦2100萬噸，累計生產(包括買入的礦石冶煉的金屬)粗銅176萬噸、電解銅150萬噸、黃金34.67噸、白銀1300噸、生鐵350萬噸[1]。目前銅陵主要的大型礦山有:銅官山礦、金口嶺銅礦、冬瓜山銅礦、鳳凰山銅礦、雞冠山銅礦、安慶銅礦等。

1 銅陵礦山開采和礦山尾礦產生的環境問題和生態問題

1.1 地質災害

礦山開采活動使地下采空、地面及邊坡開挖影響山體、斜坡穩定，加劇滑坡、崩塌和泥石流等地質災害的發生[2]。礦山排放的廢渣堆積在山坡或溝谷，在暴雨誘發下極易發生泥石流。泥石流主要分布在銅官山、章木山、天門山、大成山、鳳凰山等地的溝谷、新橋礦和黃獅澇金礦。崩塌主要發生在坡度和高度較大的露采場、采石場，如新橋礦磯山露采場、青山采石場、長龍采石場、鐘鳴硫鐵礦露采場等。銅陵地區礦山開發造成的水土流失面積4730hm2，占銅陵國土面積的4.2%。銅陵礦區大多位于石灰巖丘陵區，巖溶充水和巖溶裂隙水發育。區內現有礦山均發生過頻率不等、程度不同的礦坑突水事故，來勢猛、水壓高、水量大、危害大，發生突水30多起，其中瞬時突水量大于500m3/h的有7起。如冬瓜山銅礦突水，最大涌水流量達1285m3/h，治水難度大[1]。調查統計，自1985年以來，由于采礦而引發的全市特大型地質災害10起，大型地質災害29起，其中26起為采礦造成的;小型地質災害199起，地質災害造成的直接經濟損失達6億元。

1.2 占用土地及環境污染

尾礦庫堆存的首先帶來的就是占用土地的問題，銅陵地區主要的尾礦庫有13個，占地面積635hm2，占用地大多是林地和農田，對周遍地區的居民的飲用水和耕地造成嚴重的影響，對森林的破壞也很明顯，特別是土壤的重金屬污染問題，鳳凰山銅礦周圍土壤中重金屬含量已經遠遠超過土壤環境二級標準(GB15618-1995 50mg/Kg，地區性重金屬污染嚴重[3]。銅陵尾礦庫大多建在山谷、低地對河流的污染已經顯現，相思河流域河床尾砂淤積嚴重，重金屬污染明顯，底泥伴有惡臭味。新西河有90%的SS，60%的COD來自尾礦庫。同時尾礦庫的維護和維修也要耗費大量的資金，安全問題也越來越突出。

1.3 尾礦庫安全問題

銅陵的礦山大多屬于老礦山，開采時間長，規模大，尾礦庫治理問題突出，基本上先前設計的尾礦庫已經堆滿，后期超儲尾礦主要靠加高壩體以增加堆積高度，安全問題很嚴峻，一方面占用了大量的土地，另一方面帶來的環境污染，生態問題也越來越明顯，特別是在雨季防止尾礦庫潰壩是礦山安全防范的重中之重。因為尾礦庫都是土質或小顆粒巖石等松散介質堆積而成，當這些介質遇水時，其內摩擦角和內聚力會發生很大變化，抗剪強度會大大降低，嚴重地影響了壩體的穩定性。如果潰壩就會造成泥土流，不但對環境造成很大破壞，而且會嚴重威脅人民的生命和財產安全。

2 銅陵地區尾礦采取的綜合利用措施

總的來說銅陵尾礦的現狀是，有豐富的尾礦資源，有很大的利用前景，但尾礦利用量較小大部分建庫堆存。見表1。

表1 銅陵礦山尾礦利用情況

根據銅陵的實際情況，首先要提高尾礦的綜合利用率，盡量減少尾礦的堆存，目前綜合利用尾礦的途徑有兩種。

2.1 回收有用礦物

由于尾礦中含有一些有用的礦物，可以采用一些選礦手段回收，例如，可以采用磁選和重選等方法進一步回收尾礦中的鐵精礦。銅尾礦再選回收的有銅官山銅礦和新橋硫鐵礦等。銅官山銅礦是最早開發利用尾礦的礦山，1975～1988年共處理尾礦459萬噸，總產硫精礦61.1萬噸，總產鐵精礦83.5萬噸，實現利潤總額2500萬元。新橋硫鐵礦尾礦平均品位:金0.5 ～0.8g/t、銀 8.21g/t、銅 0.43% ～0.46%，經階段磨礦階段浮選試驗，獲得品位為銅6.32%、金6.4g/t的金銅精礦，其銅、金回收率分別為43.7%、23.1%，其它礦的尾砂也均進行綜合回收試驗，取得了很好的成果[3]。但是從尾礦中回收有價值的金屬和礦物，尾礦的數量卻難以有較大量的減少，這主要是解決了資源浪費、流失的問題。

2.2 整體利用

從尾礦中回收有用礦物，雖可以創造一定的經濟效益，但消耗尾礦量有限，所以尾礦的整體利用才是解決尾礦堆存問題的主要途徑。冶金礦山尾礦80%以上是非金屬礦物，成分與許多建材、輕工、無機化工等非金屬材料十分相近，只要摻加少量其他原料，進行適當調配，即可用做許多非金屬材料的原料;比如，微晶玻璃花崗巖、鋼化磚、普通硅酸鹽水泥、磷礦石尾礦制作成尾礦磷肥等。大量尾礦還可以用于井下填充，利用尾礦作井下充填材料，是一種既高效利用尾礦，又環保的整體利用措施，但應選取不易風化和水解，不產生有害氣體的尾礦作井下填充材料[4]。冬瓜山銅礦是亞洲銅礦第一深井，目前已經開采到地下1000多米，目前已采取尾礦回填措施，計劃分步驟分批把尾礦回填到礦井中，這樣既減少了土地的占用，又節約資金，用尾礦做充填材料，其充填費用較低，僅為碎石水力充填的1/2～1/10。

2.3 尾礦庫生態修復及主要尾礦庫現狀

對于已關閉的尾礦庫，應一律進行復墾綠化，防止二次污染，改善尾礦庫周圍的小環境、小氣候，創造一個良好的生態環境，要做好庫區維護，要做好防治揚塵和水土流失工作，同時進行生態修復，加強庫區的安全管理。銅陵地區的幾個尾礦庫在復墾和生態恢復方面做了很好的嘗試，例如，有色設計院尾礦庫復墾項目，2000年采用無土植被技術，大量種植蘆葦獲得成功，蘆葦的成活率達到95%，此項技術在國內尚屬首家[3]。改變了尾礦庫周圍的小環境，減少了對周遍湖泊、河流的污染。鳳凰山銅礦林沖尾礦庫復墾種植丹皮，不僅丹皮成活率高，而且經濟效益和生態效益非常明顯，投資少，收效高。尾礦庫良好的排水性能非常適合丹皮生長，在考慮氣候、地理位置等因素的情況下，值得在一定范圍內的閉庫尾礦庫進行試種和推廣。目前銅陵有色金屬集團公司已經全面啟動老尾礦庫資源化項目，對水木沖尾礦庫、林沖谷尾礦庫、章家谷尾礦庫尾砂采出，選出有利用價值的產品，再選后的尾砂進行井下空區和露天采坑充填，露天采坑充填完畢和水木沖尾礦庫、林沖谷尾礦庫尾砂采完后進行復墾綠化生態恢復。這樣可充分發揮銅陵有色的資源優勢，大大提高礦產資源的綜合利用，是銅陵有色發展循環經濟的重要組成部分。

銅陵有色共有9座尾礦庫，其中鳳凰山銅礦相思谷、冬瓜山銅礦水木沖、銅山銅礦章家谷、安慶銅礦尾礦庫這4座尾礦庫尚處于服務期，正在使用;銅官山銅礦響水沖、五公里尾礦庫、鳳凰山銅礦林沖尾礦庫、井邊銅礦井邊尾礦庫這五座尾礦庫因先后服務期滿已停用。九座尾礦庫中，井邊銅礦尾礦庫于1981年移交給當地政府，五公里尾礦庫已完全復墾，楊山沖尾礦庫、水木沖尾礦庫、尾砂為單一選銅尾礦，無再選利用價值，但粒度較粗，可作采礦空區充填料;相思谷尾礦庫、安慶銅礦朱家沖尾礦庫正在生產且有價元素可選性較小，只有響水沖、林沖、章家谷三座尾礦庫含有硫、鐵資源較高，具有綜合回收價值。

3 在尾礦綜合利用中存在的問題及對尾礦綜合利用的一些建議

3.1 存在的問題分析

3.1.1 尾礦綜合利用開展緩慢

銅陵市礦山生態破壞點多面廣，生態恢復重建工作量大，任務相當艱巨，六大礦山總占地面積為2388.2hm2。隨著礦業開采，產出的尾礦量不斷加大。截至2004年底，銅陵礦區尾礦占用土地面積達到578.8hm2，土地復墾率只有13.3%[4]。一些礦山的資源也將要枯竭，礦山的出路就是通過技術創新把尾礦轉化為二次資源，在這種形勢下更好的利用、開發尾礦資源就是為企業重新振興創造條件。

3.1.2 技術落后

科技對銅陵礦山環境保護的貢獻率低，尾礦回收技術還停留在普通易回收金屬上，對于尾礦中稀有金屬的回收技術非常落后。例如，從五公里尾礦庫流出一條小河叫黑沙河，里面夾帶著大量黑砂，這種黑砂中含有大量稀有礦物，日本曾提出要購買這些黑砂，而由于技術原因，銅陵市目前還無法完全利用這些黑砂提取其中的稀有金屬，只能讓其流走，造成極大的資源浪費，對環境也造成了污染。礦山生態環境恢復治理采用的生物與工程技術還處于探索階段沒有大范圍開展，與國內外技術交流少。雖然銅陵尾礦庫復墾技術已經取得一定的成果，但還處于實驗階段，沒有全面推行。尾礦整體利用產品中高附加值產品少，且利用成本高缺乏市場競爭力，常規金屬回收量較多，但稀有金屬回收量小。

3.1.3 政策法規問題

政府沒有出臺優惠政策來鼓勵尾礦的開發，尾礦產品不能實現規模化產銷，同時在礦山環境管理上存在一定不足，環境法制、礦業法制不到位，處罰資源違法、環境違法行為的手段不得力，存在違法成本低、守法成本高的現象，資源利用的法律法規建設落后，尾礦利用基礎管理薄弱，缺乏尾礦利用的基礎資料等。

3.2 尾礦綜合利用建議

3.2.1 尾礦綜合利用要走技術化之路

目前銅陵的礦山要根據實際情況發揮自身優勢，要多收集尾礦利用的基礎資料，引進新的理念和先進的技術，例如，地下浸溶采礦技術是世界上先進的采礦技術。地下浸溶采礦技術可以開發銅礦石資源，延長礦山服務年限，提高經濟效益，改善銅礦山經營狀況;保護礦山環境，改變傳統采礦業的形象。礦山清潔生產技術和循環經濟模式，從源頭到最終處置進行全程控制，提高選冶技術，使礦石的整體利用率最大化，使資源充分利用，對環境的影響最小化。同時要進行礦山規模化開采的方針，關停并轉小礦山，減少小礦山因技術水平不足造成的礦石資源浪費。

3.2.2 對尾礦要樹立正確的資源觀[4]

做好銅陵尾礦資源的勘察、評價工作，制訂出尾礦綜合利用和環境保護的具體措施，分類、分步驟的做好尾礦的綜合利用。

3.2.3 建立多元化、多渠道的投資機制并建立尾礦綜合利用示范工程

要在銅陵礦山建立尾礦開發和生態創新示范工程，選取一些技術強，資金足的礦山，利用綜合手段開展實驗攻關，從技術可行、市場需求、勞動組織、經濟成本等多方面進行尾礦綜合利用試點，作為樣板工程。通過建立示范工程，不斷總結，探索前進，帶動整體的尾礦綜合利用[4]。

3.2.4 加強政府政策引導和相關法律法規制訂

用政府手段去調動企業進行尾礦的綜合利用。政府要完善礦山環境法規制度，提高礦山環境管理水平，運用生態的理念來對礦山環境進行管理運作。實施礦山環境準入制度，對礦山的開采，礦石的選冶以及尾礦的處置進行全過程的監督，嚴格執行礦山環境影響評價制度和礦山建設用地地質災害危險性評估制度、“三同時”制度、土地復墾制度和排污收費制度，研究探索有利于環境保護和尾礦利用的稅收、價格、信貸政策，鼓勵循環經濟、清潔生產、尾礦綜合利用，推動實行可持續生產和消費方式，建立生態補償機制，解決受損人群以及自然保護區內外的利益補償問題。同時要大力宣傳尾礦綜合利用的好處，提高人們的資源意識、環境意識。加強公共參與，在制訂相關法律法規時多了解群眾的意見。

[1]王波、葉新才、程從坤等.銅陵地區礦山生態環境綜合治理途徑[A].長江流域資源與環境.2004年9月第13卷第5期

[2]秦燕、徐曉春、王軍等.淺談銅陵市礦山環境問題及其綜合整治[C].生態安徽跨越發展.2006年203-206

[3]銅陵市工業固體廢物防治對策研究[R].銅陵市環境保護科學研究所

[4]徐暉、張錦瑞.用循環經濟模式進行礦山尾礦綜合利用研究[B].中國礦業.2004年第11卷2期85-88

[5]葛菁、閻伍玖、吳倩等.銅陵礦區尾礦綜合利用與生態礦區建設初步研究[A].國土與自然資源研究.2006.01