無廢礦山：粉磨制砂、填井種花，礦山最后的饋贈！

我國是世界第三大礦業(yè)大國，已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源173種，包括金、銀、銅、鐵、P、S等礦產(chǎn)資源。但在礦物開采和選礦過程中，會產(chǎn)生大量廢料，這些廢料統(tǒng)稱為礦山固體廢棄物，簡稱礦山固廢。其中礦山開采過程剝離出的圍巖一般稱為廢石；采得的礦石經(jīng)過洗選提煉后剩下的就是尾礦。

河北邯鄲某尾礦庫，圖片來源：自拍

據(jù)統(tǒng)計，我國非煤礦山開采每年產(chǎn)生約40億噸廢石，歷史累積堆存量超過700億噸；尾礦每年產(chǎn)生13.6億，累計堆積量超過250億噸。不論廢石還是尾礦，一般都是堆存處理，形成一座座廢石場和尾礦庫。我國礦山開發(fā)破環(huán)的土地資源中，固廢堆存占用土地面積高達(dá)42%，僅有一半的面積可用于辦公、生產(chǎn)、倉儲和運(yùn)輸。平均每堆存1噸礦山固廢需要占大約670平方米土地，相當(dāng)于1.6個標(biāo)準(zhǔn)籃球場。另外這些堆積的固體廢棄物還是重要的地質(zhì)災(zāi)害危險源和環(huán)境保護(hù)污染源，2008年太鋼集團(tuán)尖山鐵礦排土場滑坡造成45人死亡，1人受傷；9月襄汾塔礦業(yè)尾礦庫潰壩導(dǎo)致277人死亡；2015年深圳某排土場滑坡有73人死亡，4人失蹤；2022年5月三明市萬源礦業(yè)尾礦庫內(nèi)部斜槽發(fā)生塌方，引發(fā)尾礦庫的硫鐵礦廢渣發(fā)生泄漏，污染流域有10多公里，涉及9個行政村，良田10萬余畝。

國內(nèi)外較大影響事故及后果，圖片來源：文獻(xiàn)

隨著國民環(huán)保意義不斷增強(qiáng)，尾礦、廢石等這些大宗礦山固廢逐漸被引起關(guān)注。我國1995年頒布的《中華人民共和國固體廢棄物污染防治法》和2008年頒布的《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》提出對“煤矸石、尾礦、廢石”的綜合利用；2011年國家發(fā)改委出臺《大宗工業(yè)固體廢棄物綜合利用“十二五”規(guī)劃》提出加強(qiáng)礦山固廢管理和資源化利用，發(fā)展“資源節(jié)約型、安全環(huán)保型、礦地和諧型礦山”綠色礦業(yè)。政策鋪路、經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向，各地企業(yè)也紛紛布局礦山固廢的綜合處理行業(yè)，固廢綜合利用水平逐年提高。據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年我國尾礦綜合利用量達(dá)4.5億噸，尾礦綜合利用率增長至32.9%，而2011年尾礦綜合利用率僅有17%。

如此多的礦山固廢，能做什么？這是當(dāng)前所有礦山企業(yè)頭疼的問題。

• 充填材料：礦產(chǎn)在開采時，無論是露天礦還是深井采礦會產(chǎn)生大量礦坑或礦洞，造成嚴(yán)重生態(tài)破壞和安全隱患。因此，以礦山固廢回填幾乎是成本最小的處置方式，也是當(dāng)前尾礦廢石等礦山固廢應(yīng)用最多的場景，真正做到礦山固廢從哪兒來到哪兒去。已經(jīng)完成的或在建的項目有云南金沙公司因民銅礦、云南保山核桃坪鉛鋅礦、新疆阿希金礦、貴州開陽磷礦、安徽銅陵有色冬瓜山銅礦等。建筑材料：砂石骨料是建筑行業(yè)中應(yīng)用最多的材料，但由于長期對天然砂石的開采，而大量尾礦廢石與天然砂石骨料組分近似，因此以礦山固廢制備機(jī)制骨料，可實現(xiàn)對天然砂石的替代，擺脫對天然砂石的以來。2019年，承德市與北京市住建委簽署《綠色砂石骨料基地建設(shè)合作備忘錄》，全面推進(jìn)尾礦和廢石的綜合利用開發(fā)，共同建設(shè)綠色砂石骨料基地，為北京工程建設(shè)提供保障。除砂石之外，礦山固廢還可用于制備陶瓷板材、便道磚等多種建筑制品，建筑材料已經(jīng)成為礦山固廢最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。

承德某砂石生產(chǎn)企業(yè)，圖片來源：自拍

• 有價元素提?。涸诘V產(chǎn)開發(fā)過程中，由于工藝和設(shè)備限制，很多尾礦中依舊含有可觀的鐵、鉛、鋅、鋁、鎂、金、銀等有價元素和石英、云母、硫鐵礦等有用礦物，具有很高的綜合利用的價值。金礦尾礦中的含金量一般為0.2~0.6克每噸，以當(dāng)前可選黃金尾礦總堆存量5億噸計算，其中尚含黃金300噸；另外銅礦尾礦含銅0.02%~0.1%；鉛鋅礦尾礦含鉛鋅0.2%~0.5%……總的來說，要想吃干榨凈礦山固廢，有價元素提取是第一步。
• 農(nóng)業(yè)應(yīng)用：我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)田經(jīng)過數(shù)百上千年的耕作種植，土壤中原始有用礦物質(zhì)的含量越來越少，因此需要各種“肥”的補(bǔ)充。其中礦山固廢中含有硅、鋅、硼、鐵、磷、釩、鉬等元素，是維持某些植物生長和發(fā)育所需元素，被認(rèn)為是植物生長的“維生素”，因此這些廢棄物經(jīng)過處理改性后當(dāng)作肥料使用，可以涵養(yǎng)土地，培肥地力，使作物健康生長，產(chǎn)量大幅增長。

承德某礦山企業(yè)利用尾礦固廢種植千畝菊園，圖片來源：自拍

世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國家已把無廢礦山作為礦山的開發(fā)目標(biāo)，把尾礦和廢石的綜合利用程度作為衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志。在礦產(chǎn)資源日趨枯竭、貧化的今天，礦山固廢是礦山給予我們最后的資源饋贈。

[i] 《2023年中國自然資源公報》

[ii] 礦山廢石制備砂石骨料的現(xiàn)狀研究綜述.張曉剛;宋少民;劉楓;劉娟紅;吳瑞東.粉煤灰綜合利用.2023(06)

[iii] 《2021-2022年大宗工業(yè)固體廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》

[iv] 礦山固體廢棄物綜合利用相關(guān)法律及政策梳理.蔣瑛;劉婷;朱遠(yuǎn)樂.現(xiàn)代礦業(yè).2022(11)

[v] 《2024年中國尾礦綜合利用行業(yè)深度研究報告》

[vi] 施燦海,劉明生,程立家,藍(lán)蓉.尾礦綜合利用研究進(jìn)展及工程實踐[J].中國礦業(yè),2024,33(02):107-114.

[vii] 承德市人民政府 本市要聞 京承兩地簽署綠色砂石骨料基地建設(shè)合作備忘錄

作者：崔彥發(fā)，河北省固廢建材化利用科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實驗室，從事固廢綜合利用技術(shù)開發(fā)和先進(jìn)材料研究