我國黑色金屬礦采選業的產排污及治理現狀

楊茹夢，陳江濤

（河南華測檢測技術有限公司，鄭州 450000）

礦山資源的開發利用對我國經濟發展起著重要作用，但也可能破壞生態環境[1-3]。礦石開采與廢石/尾礦堆存占用土地，破壞土壤和地質環境，廢石、廢渣等固體廢物對周圍的土地、河流和大氣產生污染[4-6]。采選加工過程中，廢水、廢氣排放對土壤、水體和大氣環境等造成危害[7-8]。目前，我國礦山環境治理已經取得一定成效[9]。原石及廢石堆場覆蓋防塵網或防塵布，阻止揚塵的擴散；礦石運輸過程中，防塵網的使用、道路硬化和灑水使運輸粉塵產生量降低；選礦過程中，破碎、篩分等工藝產生的工業粉塵經有組織收集后統一處理；選礦廢水經處理后回用，基本不外排。但是，與發達國家相比，我國還存在較大差距。一是處理技術水平不高；二是處理裝置能力不足；三是管理制度不夠完善。

現階段，黑色金屬礦采選業環境保護主要存在3個問題。一是露天采礦過程中，作業面大且不固定，造成鑿巖、爆破等產生的無組織廢氣含有較高濃度的顆粒物及有毒有害氣體；二是選礦過程中，礦石帶走及管線泄漏造成含有較高濃度石油類、總磷、總鉻等有害物質的廢水外排；三是尾礦庫滲漏造成周邊土壤及水環境污染。本文根據第二次全國污染源普查的實地調研，對黑色金屬礦采選業產排污節點進行識別，為進一步明確行業產排污情況提供參考。

1 行業產排污的主要影響因素

1.1 行業產污的主要影響因素

黑色金屬礦采選業主要包括采礦和選礦，對本行業產污量影響較大的因素主要包括原料、產品、工藝和企業規模。

1.1.1 原料與產品

采礦的產品是選礦的原料，選礦的產品為富含有用礦物的精礦和主要為脈石礦物的尾礦。采礦是對礦體進行開采，選礦是處理采礦得到的不同品位、不同類型的礦石。由于礦石原料的品位不同，廢棄物產生量存在差異。選礦階段，不同品位、不同種類的礦石采用的選礦工藝也不同。

1.1.2 工藝

采礦主要分為露天開采和地下開采，不同開采方式采用的工藝差異較大。絕大部分原礦品位較低，采出后，為獲得高品位的精礦，要進行復雜的選礦。采用不同的生產工藝，污染物產生情況會有差別。同時，設備自動化程度不同，也會造成產排污系數有較大差異。小型礦山一般采用氣動鑿巖設備，生產效率低，使用過程中會產生大量粉塵、鑿巖污水。大型礦山采用自動化液壓設備或者電動鑿巖設備，鑿巖效率高，產生的粉塵和污水量少，極大改善了作業環境。

1.1.3 企業規模

我國小型礦山企業數量較多，其經濟實力有限，沒有能力配置先進污染治理設施，生產現場廢氣無組織排放現象較為嚴重，廢水存在直排現象。大型礦山企業經濟實力強，擁有先進的機械設備和優良的礦井通風系統，生產過程中產生的污染物少。同時，大型礦山企業采用先進的污染治理設施，減少污染物排放。

1.2 行業排污的主要影響因素

1.2.1 廢氣

露天開采中，爆破會產生粉塵和炮煙，鏟裝和運輸會產生路面揚塵，一般采用無組織排放，采礦生產設備為非固定排放源。地下開采中，井下廢氣產生于井下鑿巖、爆破、鏟裝和破碎等環節。露天開采與地下開采一般通過濕式作業或灑水抑塵減少粉塵產生量。井下粉塵、炮煙等廢氣過濾后經風井排放，選廠破碎、篩分車間產生的粉塵過濾后經煙囪排放，常用處理設備為旋風除塵器和布袋除塵器。

1.2.2 廢水

目前，國內采礦廢水、礦涌水使用的處理技術包括沉淀分離法、化學混凝法等，較為常用的是沉淀分離法。選礦廠浮選、重選等工藝產生的廢水一般與尾礦一起進入尾礦庫，精礦濃密池沉淀過程產生的溢流水或脫水過程產生的廢水一般經簡單沉淀后回用于選礦，部分選礦廠則將其與尾礦水一起排入尾礦庫，匯入尾礦庫的水經沉淀澄清、自然降解后，上清液經高位水池返回選礦工藝回用。選礦過程中，篩分車間、皮帶走廊及礦石轉運站會產生地面沖洗水，濕法除塵也產生一定廢水，其主要污染物為含原礦粉末的懸浮物，廢水一般經沉淀后回用或排放。現階段，各選礦企業選礦廢水回用率普遍大于90%，部分企業選礦廢水回用率達到100%。

2 行業產排污節點及治理情況

黑色金屬礦在采礦和選礦作業中會排出大量廢物，采礦會產生廢氣、粉塵、廢石和礦坑涌（積）水，選礦會產生尾礦、粉塵和生產廢水，尾礦庫、排土場揚塵等影響周圍生態環境，尤其是大氣環境、水環境和土壤環境。黑色金屬礦采選業排放的主要污染物是廢氣和廢水，其主要來自采礦廠（包括地下礦、露天礦）和選礦廠。

2.1 廢氣

地下礦山在井下作業，井下有巷道、采場和工作面。鑿巖爆破、礦石運輸等作業產生大量粉塵。采用系統通風、局部通風、濕式作業和密閉等技術措施，控制污染排放。露天礦山的廢氣特征污染因子是粉塵，鉆孔、爆破、鏟裝和運輸等階段均會產生粉塵，其產排污情況如圖1 所示。選礦廠的礦石運輸、轉載、破碎和篩分也產生大量粉塵，其產排污情況如圖2所示。

圖1 采礦廠廢氣產排污情況

圖2 選礦廠廢氣產排污情況

若采裝過程采用濕式穿孔和鑿巖作業，則粉塵產生量較少，若在爆堆干燥的情況下作業，電鏟作業揚塵量較大，企業會在工作平臺上空采用噴射式灑水車灑水的方式降塵。目前，很多企業都采用先進的微差爆破技術，加強裝藥和填塞作業管理，避免大規模開炸，降低粉塵影響范圍，若進行深凹開采，爆破揚塵對外環境影響較小。轉載運輸產生的揚塵與運輸距離、地形地貌、車型、風速等均有關，采礦廠常用噴水車噴淋灑水、運輸道路兩側設置管道式噴淋灑水降塵系統、灑抑塵劑、設置抑塵網等方式，減少轉載運輸揚塵。選礦廠粉塵主要在破碎、篩分階段產生，破碎與篩分產生的廢氣多采用密閉抽塵，經除塵器處理后排放至大氣中。常用的除塵器有布袋除塵器、濕式除塵器和旋風除塵器等，有時，為提高除塵效率，可采用旋風除塵器和布袋除塵器組合的兩級除塵裝置。不同的除塵裝置具有不同的效率，在密閉空間，粉塵收集率大大提高，除塵器能有效降低粉塵污染，除塵效率最高能超過95%。

2.2 廢水

礦山廢水主要有露天礦坑水、地下礦井水、廢石堆場淋溶水和選礦廠排出的選礦廢水等。原礦在采礦場經過鉆孔、爆破、鏟裝、運輸等工序產出鐵礦石，并產生礦坑水或礦井涌水。調研發現，礦坑水或礦井涌水在不同的采選礦廠具有不同的用途，根據距離，大致將其分成兩類。當采礦廠與選礦廠距離較近，礦坑涌水經過沉淀分離或經水泵打入高位水池沉淀后供選礦使用；當采礦廠與選礦廠距離較遠時，礦坑涌水經過沉淀分離或經水泵打入高位水池沉淀后用于礦區運輸道路的噴灑降塵、廠區綠化，也有部分企業直接將其排放至外環境中。

選礦廠廢水主要為選礦生產廢水、濕式除塵器廢水、地坪沖洗水等。為節約成本，選礦廠廢水回用率較高，很多選礦廠廢水回用率可達100%。選礦廠廢水回用情況如下：選礦廠直接產生的設備冷卻廢水、地坪沖洗水和濕式除塵器廢水進入尾礦濃縮池，上層澄清水直接返回選礦廠回用，其余隨尾礦排入尾礦庫；尾礦庫澄清水也返回選礦廠回用；精礦車間的精礦經濃縮池濃縮后，上層澄清液返回選礦廠回用；精礦過濾水大部分進入回水泵站返回選礦廠回用，少部分凈化后返回精礦車間回用。

3 結論

黑色金屬礦采選業是我國的重要基礎產業，但也會造成環境污染。本文分析了黑色金屬礦采選過程中產排污的主要影響因素及治理情況，確定了黑色金屬礦采選業產排污節點，從而為行業產排污核算提供參考。