礦山固體廢棄物的建筑材料再生利用技術發展研究

劉志強 冀中能源股份有限公司東龐礦

一、引言

固體廢棄物常產生于生產生活和工農業生產中，它的性質是不再具有使用價值、以固態廢棄物的形式存在于環境當中。我國是礦山生產大國，對于固體礦床和化石能源的開發和利用是非常頻繁的，但是在當前的開發技術中，并沒有對大量的固體廢棄物進行充分的利用，并且在開采的過程中產生了大量的固體廢棄物，對于礦山當地的環境產生了非常大的影響。我國近年來提出了綠色發展的口號，對各地政府的生態業績進行了著重考察，這就對礦山的轉型發展與升級提出了更高的要求。如何在生產的過程中減少固體廢棄物的產生？如何在生產的過程中提高對于固體廢棄物的利用效率？這成為了礦山發展過程中的需要解決的問題。

二、礦山固體廢棄物的建筑材料再生利用技術發展的意義

（一）有利于提高企業的效益

礦山固體廢棄物再利用問題一直是企業需要攻關的方向之一，在以往礦山固體廢棄物的利用率是非常低的，并且在利用的過程中主要是以固體廢棄物回填為主，這樣不僅對當地的環境造成了傷害，還對能夠實現更大效益的固體廢棄物進行了低效益的使用，這無疑降低了企業的效益。以前，礦山開采企業需要拿出一部分的資金用于開采過程中對于環境的恢復和保護，這部分資金在一些時間段內會占據大量的流動資金，給企業的經營帶來一定的難度。礦山固體廢棄物的建筑材料再生利用技術能夠在一定程度上解決企業效益的問題。礦山固體廢棄物的建筑材料再生利用技術一方面能夠有效的將礦山固體廢棄物轉化為可以供建筑行業使用的建筑材料，提高了廢棄物的使用效率；同時，在對礦山固體廢棄物進行處理的過程中，減少了環境保護的支出，能夠降低企業的資金壓力，同時為企業創造一定的資金收入，提升了企業的效益。

（二）有利于企業技術實力的提升

礦物資源開采企業不僅要更新礦山開采的技術，還要更新礦山固體廢棄物的處理技術，這種技術在全球范圍內的應用是非常廣泛的，但是能夠掌握這些技術的國家是非常少數的，企業發展這些技術能夠有效的提升企業的技術實力，增強企業在社會中的競爭力。

（三）有利于生產過程中的環保

礦山開采對于環境的破壞是非常大的，即使在開采過程中非常注意環境保護，并且在開展完成之后進行生態的恢復，但是對于環境的破壞還是無法在人為的影響下恢復到開采之前的水平，那么就需要在開采的過程中盡可能的降低對于環境的影響，那么企業在發展礦山固體廢棄物的建筑材料可再生利用技術就可以讓企業在礦山開采的過程中做到盡可能的減少對于環境的破壞，從而使得礦山開采更加綠色化和生態化，更加符合當前國家的發展方向，這對于企業的發展來說也是非常利好的。

三、我國礦山固體廢棄物的主要類型與排放方式

我國礦山固體廢棄物的主要類型是廢渣、粉灰、矸石、尾礦、赤泥、開發廢石、難以利用的次級礦石等等，這些礦山固體廢棄物對當地的資源和環境造成了極其嚴重的影響，對于建設生態型的經濟有著不利影響，因此為這些礦山固體廢棄物進行資源再利用的前提就是對他們的主要類型以及排放方式、對環境產生的影響等多個方面進行評估，本文對此進行了一些探討。

（一）我國礦山固體廢棄物的主要類型

我國礦山固體廢棄物的類型是非常多的，根據不同的礦產資源會生成不同的礦山固體廢棄物，但是這些廢棄物通過分類都可以發現其共同的特點，那么在進行分類的時候就可以將不同的礦山固體廢棄物分到一起。在我國，礦產資源主要分為礦石資源、化石燃料資源、稀土資源等等，這些礦山在開采的過程中會出現不同的礦業廢渣、礦業廢棄粉塵、矸石、赤泥、難以利用的次級礦石和尾礦等等。

（二）我國礦山固體廢棄物的主要排放方式

在我國，礦山固體廢棄物的利用率是非常低的，很多企業在對礦山固體廢棄物進行資源再利用的時候，總是非常簡單和粗暴，這也就導致了礦山固體廢棄物的利用率非常低，并且在再次利用的過程中會對當地的環境產生非常大的影響。通過對我國礦山固體廢棄物的主要排放方式進行分析，可以將礦山固體廢棄物的處理方式分為三個方面，分別是采區回填、廢料資源化處理、高技術礦產精細提取。在筆者的了解過程中，可以發現很多礦山在對固體廢棄物進行處理的時候，通常會采用礦山充填和采區回填的方式對一些礦業廢渣、礦業廢棄粉塵、矸石、赤泥等進行處理，而資源化處理的方式比較少見。在對難以利用的次級礦石進行處理的過程中，使用高新技術礦產經濟提取對其中的可利用資源進行回收的方式處理礦山固體廢棄物的企業非常少，大部分的企業都會直接進行填埋和堆放。在筆者的調查走訪中，可以發現大部分礦山在開采過程中對于礦山固體廢棄物的主要處理方式就是直接排放和填埋，這對于當地的資源產生了一定的影響。在資源化處理的過程中，大部分會使用簡單粗暴的方式對礦山固體廢棄物進行處理，非常不利于環境的保護。

（三）傳統的礦山固體廢棄物的排放方式對環境的影響

我國是固體礦產資源消耗大國，人口基數大，人均礦產資源不足，每年向國外進口的礦產資源是非常多的，但是我國在進行礦產資源開發和利用的過程中還存在著礦山固體廢棄物的不當處理，不僅浪費了重要的礦產資源，還會對當地環境產生不利的影響。很多礦山在對礦山固體廢棄物進行處理的時候會采取堆放和回填的方式，這樣的方式不僅占據了大量的空間，造成了空間的浪費，在特定條件下還會發生元素淋濾，釋放出大量的微量元素和放射性元素，對當地的水資源以及土壤資源有著破壞的作用，而且這種破壞一旦形成，土壤以及水資源就不可能再次被開發和利用，造成了極大的環境資源浪費。難利用的次級礦石以及尾礦中還有一些可以利用的礦產資源，通過一定的高新技術可以提取出來，這樣不僅可以減少礦產資源的開發，減少對當地環境的破壞，還能夠有效的提高我國的礦產利用水平和利用技術。但是在實際的礦產開發過程中很少有企業進行相應的操作。

四、我國礦山固體廢棄物與新型建筑材料

我國礦山固體廢棄物的資源化處理方式主要有三種，分別是能量提取與轉換、可利用資源回收、物質形式轉換。

（一）能量提取與轉換

在很多的礦山固體廢棄物中，還擁有著非常大量的油氣資源，也能夠通過一定形式獲取電熱能等能源，那么在對礦山固體廢棄物進行處理的時候，就可以通過一定的物理或者化學手段在礦山固體廢棄物中獲取到更多的能源，從而減少對于礦產資源的開發，提升對于礦產資源的利用效率。這種礦山固體廢棄物的利用是可持續發展，在進行能量的提取與轉換的過程中很少對環境產生二次污染，是一種可持續發展的礦山固體廢棄物的處理方式。

（二）可利用資源回收

可利用資源回收是對礦山固體廢棄物進行分類，然后根據其物質的屬性對礦山固體廢棄物進行再利用。例如，難以利用的次級礦石與尾礦就可以使用一定的科技手段對其中的可利用礦物資源進行提取和回收，這種回收一般都會伴隨著新的固體廢棄物的產生。因此在對可利用資源進行回收的時候，一般都會產生二次的環境污染，需要對新的固體廢棄物再次進行無害化處理，這無疑加大了可利用資源回收的難度。

（三）物質形式轉換

礦山固體廢棄物在一定程度上來說是屬于礦產資源，那么在實際使用的過程中就可以將其進行物質形式的轉換，使得礦山固體廢棄物成為建筑材料，甚至是可以成為綠色無污染的建筑材料，從而參與到礦山的生產過程中。這種物質形式轉換在一定程度上并不會再次產生可污染環境的固體廢棄物，因此在處理礦山固體廢棄物的過程中這一方法是首選。

五、礦山固體廢棄物建筑材料再生利用與5R原則

（一）5R原則

在礦山資源利用的全生命周期中，5R原則可以用于指導資源的利用，從而使得資源的控制與消耗、產出和利用都達到新的高度。5R原則具體指的是指減量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循環（Recycle）、替代（Replace）以及復原（Recover），從而形成了一套生產、加工、再生產、再加工、再使用、再循環的資源高效利用過程。為了能夠更好的對5R原則進行理解，筆者在這里用一個例子進行闡述。在礦山開采的過程中，有掏空礦山的這些動作，在開采過的礦山中應當對礦山進行回填，并且恢復礦山上的植被。那么在開采的過程中會產生非常多的礦山固體廢棄物，如果直接將礦山固體廢棄物填充到礦山中，會對環境造成非常嚴重的污染，那么企業就可以首先對礦山固體廢棄物進行物質形式的轉換，使之形成綠色無污染的新型建筑材料，經過無害化處理后就可以回填到礦坑之中，這樣不僅可以減少空間的浪費、礦產資源的浪費，也能夠在采空區避免塌陷等地質災害的發生，這樣能夠實現礦山固體廢棄物的循環使用。

（二）礦山固體廢棄物建筑材料的可再生利用

礦山固體廢棄物建筑材料的可再生利用是非常復雜的，在本文中只能進行簡單的闡述。近年來，物質形式的轉換是礦山固體廢棄物的最主要的利用方式，其中很多礦山固體廢棄物都通過科技的力量轉化為了建筑材料。其中包括廢渣建筑用磚、粉灰水泥、礦渣與廢石填充材料、固廢混凝土工業3D打印材料等等，這些材料在建筑行業發揮了非常重要的作用。這些材料的原材料包括了礦山固體廢棄物中的許多分類，其中有礦山廢渣、采礦粉灰、細粒矸石等，這樣進行物質形式的轉換不僅可以消耗掉大量的礦山固體廢棄物，還能夠在減少礦產資源開發、增加建筑材料方面作出很大的貢獻。

礦山固體廢棄物建筑材料的可再生利用在一定程度上具有很強的科技屬性和環保屬性。在科技方面，不僅僅是我國，世界各國都在尋求將礦山固體廢棄物變廢為寶的方法，并且在尋求利用最簡單的工藝生產出最優質的產品，而我國在這一行業走到了世界的前列。礦山固體廢棄物建筑材料的可再生利用不僅僅能夠解決我國環境保護中這一個突出的問題，還能夠在促進資源最大化利用、資源循環利用方面作出更大的貢獻。在環保方面，礦山固體廢棄物一直是采礦過程中環境污染的重點整治內容，在礦山資源以前的開采中，礦山固體廢棄物不僅污染了當地的土地和水資源，降低了環境的可承載度，而且還需要企業花費大量的成本去處理環境污染問題，礦山固體廢棄物建筑材料的可再生不僅能夠給企業解決環境污染的問題，還能夠在節約成本的同時為企業創造效益，這對于企業來說是非常重要的，也是能夠企業可持續發展的一大動力。

六、結束語

我國是礦產資源消耗大國，也是礦產資源進口大國，每年從國外進口的礦產資源遠遠超出了我國能夠自主生產的礦產資源總量，那么在這種大背景下，如何提升礦產資源的有效利用就成為了一個重大的問題。我國礦山固體資源的高強度開發帶來了顯著的固體廢棄物和環境污染問題，那么企業可以通過三種形式對礦山固體廢棄物進行處理，并且在5R原則的指導下，實現礦山開采循環利用，從而提高企業的效率。企業在進行礦山開采的過程中，一定要守住環境保護這個底線，能夠從多個方面對礦山固體廢棄物進行處理，從而實現企業效益增長和環境保護的雙贏。