礦山固體廢棄物與資源再利用
——以福建羅源縣西蘭鄉花崗巖礦區廢棄地為例

洪長興，施 磊，林皎皎

(福建農林大學園林學院, 福建福州 350002)

福州市羅源縣西蘭鄉擁有豐富的、質佳色優的花崗巖礦產資源，從20世紀80年代開始，西蘭鄉采礦業逐漸發展，礦山的開采和石材加工為當地經濟發展注入了強大的動力，逐漸成為當地居民收入的主要來源之一。然而，長期以來，人類盲目地開采礦山以及在相關利益的驅使下，大部分礦山不可避免地走上了重開發輕保護的道路，加劇了礦區的環境惡化。現今，在西蘭鄉花崗巖礦山廢棄地內，礦山固體廢棄物引起的資源和環境問題尤為突出[1]，不僅嚴重占用了土地資源、加劇了生態環境的惡化，同時也使礦山的環境受到了嚴重的污染。

1 研究區現狀

研究區位于福建省羅源縣西蘭鄉洋坪水庫南側，介于北緯26°29′18″至26°29′35″，東經119°25′09″至119°25′32″之間。西蘭鄉屬于亞熱帶海洋性季風氣候，適宜居住。周圍交通比較發達，主要道路連接著143縣道和白延線干道。礦山廢棄地周圍地貌類型復雜，全年降水量充足，溫度適宜，土壤以紅壤為主，有著豐富的自然資源。西蘭鄉石材礦山以飾面用花崗巖最為出名，并且花崗巖資源儲量較大，具有“質佳色優”的特點。現今，西蘭鄉地區相關政府限制花崗巖礦山的開采，花崗巖礦山廢棄地四周遺留著大量的固體廢物(圖1)。

圖1 研究區現狀

2 礦山固體廢棄物定義及來源

2.1 礦山固體廢棄物定義

礦山固體廢棄物是工業固體廢棄物中的一類，包括礦山開采過程中所產生的廢石以及礦石經選冶生產后所產生的尾礦或廢渣，因其排放量大、成分復雜、難處理、難利用等特點成為目前環保一大難題[2]。花崗巖礦山開采前需要將礦山表面的覆土層和坡積物剝離出來，在剝離過程中，部分礦石會作為剝離物的一部分被剝離出來。在礦山建設初期，剝離物夾帶的部分礦石就成為了坡積物。

2.2 礦山固體廢棄物來源

礦山開采過程中，無論是露天開采剝離地表土層和覆蓋巖層，還是地下開采開掘大量的井巷，必然產生大量廢石[3]。西蘭鄉礦產資源豐富，石材礦山以飾面用花崗巖最有名，長期的人為開采過程中產生了大量的固體廢棄物，占用了大量的土地資源。

花崗巖礦山廢棄地范圍內的固體廢棄物主要包括開采過程中產生的尾礦和廢石(圖2)。

圖2 固體廢棄物

3 地固體廢棄物分類和性質

3.1 固體廢棄物分類

礦山固體廢棄物的分類方法復雜多樣，加上不同性質的固體廢棄物具有不同的分類，因此，在搜集相關資料以及實際調研的基礎上，本研究根據西蘭鄉花崗巖礦山的歷史發展階段對廢棄地的固體廢棄物進行分類(表1)。

表1 廢棄地固體廢棄物分類

3.2 固體廢棄物性質

一般來講，可以將礦山固體廢棄物的性質分為物理和化學兩個方面。物理性質包括光學性質、力學性質、磁學性質、電學性質和表面性質等，化學性質包括廢棄物的可溶性、氧化性等(表2)。我們可根據礦山固體廢物中有用礦物的光澤、顏色的差異進行光電分選，根據廢物中不同的磁性差異進行磁選分離磁性不同的礦物，根據礦物的濕潤性來浮選不同礦物，根據礦物的可溶性，可浸出固體廢物的有用成分[4]。

表2 固體廢棄物性質

現今西蘭鄉花崗巖礦山廢棄地地表的固體廢棄物以廢石、尾礦和不具有工業價值的石材為主，其性質包括物理性質和化學性質兩個方面。物理性質的特征主要表現為花崗石硬度較高、密度大、吸水率極低、耐磨等，化學性質的特征主要表現為石材屬于酸性硬石材，長時間的風吹日曬會發生氧化反應(表3)。

表3 廢棄地固體廢棄物的性質

4 固體廢棄物對西蘭鄉環境的影響

4.1 占用土地資源、破壞地表

從20世紀80年代至今，人為的采礦活動導致西蘭鄉廢棄地內堆積了大量的固體廢棄物，侵占了大面積的林地和耕地，占用了很多土地資源。同時，固體廢棄物常年的堆積壓占，也對地表造成了一定的破壞。

4.2 污染土壤和水質

固體廢棄物的堆放，在長期風吹日曬的影響下，會發生氧化、溶解等化學反應，下雨天容易造成固體廢棄物內有毒物質的擴散，加劇了土壤養分的流失和水體污染，影響植物的生長。由此可見，固體廢棄物的堆積也是廢棄地內植物無法生長的原因之一。

4.3 污染大氣環境

長期堆放在廢棄地地表的固體廢棄物，由于長年暴露在大氣環境中，因為風化作用而形成粉狀顆粒和污染物質，在風力作用下，會刮起粉塵影響礦區內的大氣環境。尤其在干旱季節，廢棄地內的大氣環境污染更為嚴重。

4.4 破壞自然景觀

固體廢棄物大面積的堆積，加劇了礦區自然景觀的惡化。廢棄地周圍林木、灌木和草地被遭受到了人為砍伐，鄉土植物遭受到了破壞，用以騰出地表面積進行臨時堆土以及堆積廢石和尾礦。土地面貌變得千瘡百孔，走進礦區更是觸目驚心，荒山禿嶺，土石堆放雜亂無章[5]，已經嚴重破壞了西蘭鄉的自然景觀。

4.5 引發地質災害

廢棄地內大量的固體廢棄物的堆積，影響礦區的地質結構，加劇了地質的不穩定性，容易引發地表下陷、產生裂縫等一系列的地質災害，嚴重時甚至造成生命傷亡。

5 資源再利用策略

5.1 尾礦資源利用

尾礦資源再利用對于實現人類社會的可持續發展來說，具有重要的作用。對于西蘭鄉大量的固體廢棄物來說，首先，可以采取先進的技術、設備和工藝流程，提高了尾礦的回收利用率。其次，可以將其作為原料生產一些新型環保的建筑材料，提高尾礦的附加值，以此帶來經濟效益，形成新的經濟發展方式。最后，可以將尾礦用作填充材料或者其他用途，回填廢棄礦山的或者井下采空區以及用作其他工業用途，這樣以來，可以減少尾礦的開采、運輸等費用。

5.2 廢石資源利用

用廢石回填礦山的采空區是一種有效的廢石利用方法，可以將其作為礦山采空區或者井下的填充材料，從而節省大量的空間，無需占用大面積的土地資源。另外，廢石也可以作為填充材料出售給專門收售廢石料的廠商，以此帶來經濟效益，形成新的經濟增長點。廢石中含有的有用組分可以進行回收處理，可以采取先進的技術和工藝對廢石進行篩選提取，減少廢石的數量同時，也回收了更多有用的礦物組分。除此之外，廢石還可以作為其他的工業用途，比如可以將廢石用來生產水處理混凝劑等、取得經濟、環境及資源保護效益。

6 結束語

當前，人類社會發展所面臨的非再生資源的減少的形勢，固體廢棄物資源再利用的重要性不言而喻。固體廢棄物資源的再利用，應該從多方面的考慮和多方面的共同努力來解決，將其利用價值最大化。以礦山固體廢物資源再利用常態化為目的，一方面，有利于帶動資源再利用方法和技術的發展，另一方面，有利于更好地推進固體廢棄物資源再利用的產業化。固體廢棄物資源的再利用對于生態環境修復、推動資源和環境保護協調發展具有積極的意義，因此，從多方面分析、最大化利用固體廢棄物資源，是實現人類可持續發展 的重要措施之一。