排土場資源綜合利用對大氣環境的影響研究*

陳宏貴 鄭海軍 華紹廣3

（1．中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司；2．國家環境保護礦山固體廢物處理與處置工程技術中心）

鐵礦石是鋼鐵工業的原料，我國鐵礦石的稟賦決定了在開采過程中會產生大量的圍巖、夾石和表土，這些圍巖、夾石和表土通常堆存在排土場。由于我國鐵礦石產量每年超過10億t［1］，因而排土場堆存了巨量的圍巖、夾石和表土［2-4］。在建設綠色礦山的政策背景下，排土場成為非常重要的二次資源，其綜合利用對環境的影響成為業界關注的焦點。

本文將介紹馬鞍山某露天鐵礦排土場資源綜合利用對大氣環境的影響。

1 概 況

該排土場距長江干流岸線約16 km，堆積物均為含鐵圍巖、夾石和表土，不屬于重污染重化工副產品。作為二次資源進行綜合利用，屬政策鼓勵，且已備案。

項目新建破碎篩分廠房、產品堆場、壓濾廠房、卸料倉等，總建筑面積約5萬m2，生產能力1 000萬t/a，產品為14.1萬t/a含鐵圍巖、835.9萬t/a不同粒級砂石骨料（可對外銷售）以及150萬t/a生態修復原料（直接用于排土場生態修復）。項目生態修復區包括取料場區、加工場區、地表臨時堆存區、道路4部分，修復區面積209.1萬m2。

為了解該排土場綜合利用項目可能造成的大氣環境影響，進行了預測研究。

2 大氣環境影響預測研究

2.1 廢氣產排情況

擬建項目廢氣主要為物料在取料、卸料過程中產生的粉塵，以及運輸、堆存等過程中產生的揚塵，因而污染物種類為顆粒物，排放方式均為無組織排放。廢氣污染物排放源強及污染防治措施見表1，無組織廢氣的監測點位為企業邊界，監測因子為顆粒物，監測頻次為每年1次。

注：項目執行標準為《鐵礦采選工業污染物排放標準》（GB 28661—2012）。

2.2 廢氣源強核算

（1）取料粉塵。根據物料的賦存條件，設計采用傳統的水平臺階取料工藝。根據排土場物料性質，物料不需要進行穿孔、爆破，直接采用挖掘機鏟裝，礦用自卸汽車運送至物料臨時破碎車間進行破碎。取料鏟裝過程的產塵量根據公式

計算，式中，Q為物料裝車時機械落差起塵量，kg/s；u為平均風速，m/s，取2.1 m/s；H為物料落差，m，取0.8 m；w為物料含水率，%，取10%；t為單位時間裝車量，t/s，取4 t/s。

由此計算出物料裝車時機械落差的起塵量為0.001 kg/s，每年裝卸量為1 000萬t，則每年裝卸揚塵產生量為40 t/a。

物料裝車時，機械落差起塵量取決于物料落差、含水率以及裝車時間，評價要求設置霧化灑水噴頭及霧炮機，裝礦時不高于車廂，降低物料落差，裝載完畢后及時用篷布覆蓋，裝卸完畢后及時對場地進行灑水。采取上述措施后，預計粉塵量可降低85%左右，則項目取料過程粉塵排放量為6 t/a。

（2）破碎系統粉塵。根據企業提供的資料，原料在進破碎機前先進行水沖洗，破碎過程為帶水破碎，且在破碎機上部密閉控塵、下部卸料口噴霧除塵，這樣的破碎過程幾乎不產生粉塵。因此，本研究不考慮破碎加工系統產生的粉塵，僅考慮進破碎系統時的卸料粉塵。

礦石經自卸汽車卸料進入破碎生產線的進料口，卸料產塵量根據式（1）（其中H取0.5 m，t取2 t/s），計算出礦石卸料時機械落差的起塵量為0.001 kg/s，每年裝卸量為1 000萬t，則每年裝卸揚塵產生量為20 t/a。卸料口內設置有灑水噴淋裝置及霧炮機。通過霧炮機和水噴淋除塵后，可以顯著降低粉塵產生量，預計粉塵量可降低85%左右，則項目取料過程粉塵排放量為3 t/a。

（3）車輛運輸揚塵。根據項目可行性研究報告，從排土場取出的物料直接經4 m3鏟運機裝入TR50型礦用自卸汽車后，運送至物料臨時破碎車間破碎。內部運輸平均運距1.5 km，TR50型自卸汽車30臺工作、3臺備用。

根據《大氣環境影響評價實用技術手冊》［5］，項目車輛運輸揚塵可按公式

計算，式中，Q為每輛汽車行駛揚塵，kg/（km·輛）；v為汽車速度，km/h，取15 km/h；w為汽車質量，t，載重45 t，空載20 t，總質量為65 t；p為道路表面粉塵量，kg/m2，取0.2 kg/m2。則Q重載=1.23 kg/（km·輛），Q空載=0.45 kg/（km·輛）。

項目運輸道路灑水后，參考《逸散性工業粉塵控制技術》［6］確定抑塵效率為80%，運輸揚塵產生量為560 t/a、排放量為112 t/a。

（4）臨時堆土場揚塵。根據項目可行性研究報告，設有一處臨時堆土場，面積約為25.9萬m2。定期對堆場灑水，灑水次數根據天氣情況而定，確保物料表面保持一定的水分，控制風蝕揚塵。

風力起塵源強采用公式計算，式中，Q為堆場起塵強度，mg/s；U為地面平均風速，m/s，取2.1 m/s；A p為堆場表面積，萬m2，25.9萬m2；η為堆場抑塵效率，由于尾泥含水量高，且進行灑水抑塵，按90%計。

經計算，在正常情況下本項目臨時堆土場起塵速率為1.49 kg/h，起塵量為13.05 t/a。

3 結論

（1）某露天鐵礦排土場資源綜合利用項目采用一系列成熟的抑塵措施后，裝卸揚塵產生量為6 t/a，破碎系統粉塵排放量為3 t/a，車輛運輸粉塵排放量為112 t/a，臨時堆土場揚塵量為13.05 t/a。

（2）根據區域環境質量公報，項目所在區域為不達標區；根據現狀監測，項目地及其下風向監測點TSP、PM10、PM2.5日均濃度標準指數均小于1，滿足《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）［7］中的二級標準。

（3）距離項目區域最近的敏感點為南側345 m處的村莊，項目采取有效的污染防治措施后，可達標排放，對周邊大氣環境及敏感點的影響較小。