錫開(kāi)采行業(yè)重金屬污染

錫礦床類(lèi)型分次生砂錫礦和原生脈錫礦兩大類(lèi)。我國(guó)的砂錫礦主要為殘坡積砂礦、沖積砂礦和人工堆積砂礦等，根據(jù)礦床賦存條件和礦石性質(zhì)，采礦方法主要是露天水力機(jī)械沖采。采礦作業(yè)時(shí)采用高壓水槍沖采砂礦，并用加壓運(yùn)輸或自流運(yùn)輸方法運(yùn)輸砂礦，因此在沖采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵和礦漿。自流運(yùn)輸也會(huì)使一部分礦漿殘留地表，重金屬離子在長(zhǎng)期自然氧化作用下通過(guò)污水滲入地下，造成土壤和水體的污染。如云南個(gè)舊、廣西大廠(chǎng)錫礦采礦方法有淺眼留礦法和分段空?qǐng)龇ǖ取５叵虏傻V作業(yè)產(chǎn)生的粉塵、廢水、廢石等是主要的重金屬污染源。其中爆破是粉塵污染的主要來(lái)源，含砷、鉛、鋅、鎘、鎳等重金屬的礦粉和煙塵是誘導(dǎo)礦工肺癌高發(fā)的主要原因之一；采礦后形成的廢棄堆積物中含有大量重金屬元素，它們?cè)诨瘜W(xué)侵蝕作用下，由雨淋污水?dāng)y帶大量重金屬離子進(jìn)入礦區(qū)土壤，可以造成自然植被破壞，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)紊亂，形成惡性循環(huán)。某些典型錫銅多金屬礦山，土壤污染中的鉛、砷和銅污染已經(jīng)達(dá)到嚴(yán)重程度；作物中食用部分的鉛、砷、銅含量為國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的１７．４倍、１．２倍和２倍。云南大型錫礦礦區(qū)周邊菜地土壤和蔬菜食用部位的重金屬污染嚴(yán)重，其中砷污染尤為突出。

錫開(kāi)采行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)重金屬污染情況分析

為充分了解整個(gè)錫采礦行業(yè)的重金屬產(chǎn)生排污狀況，對(duì)占有全國(guó)采礦行業(yè)８０％產(chǎn)能的云南和廣西的錫礦山進(jìn)行調(diào)查取樣分析，并選取幾個(gè)有代表性的采礦場(chǎng)進(jìn)行重金屬含量分析。１）水污染物節(jié)點(diǎn)分析（１）開(kāi)拓系統(tǒng)。廢水為濕式鑿巖生產(chǎn)水和作業(yè)面、巷道降塵、降溫的灑水。（２）充填系統(tǒng)。廢水為充填砂漿充填空區(qū)后沿空區(qū)裂縫滲漏和攔截的沉淀過(guò)濾水。（３）排水系統(tǒng)。排水泵站水倉(cāng)滿(mǎn)外溢或排水水管爆裂外溢水。（４）其它。地表水滲漏井下水、設(shè)備冷卻水和井底涌水。但從外環(huán)境（排放節(jié)點(diǎn)）來(lái)看水污染源主要為井下采礦坑內(nèi)涌水和廢石場(chǎng)淋溶水。某礦井水ｐＨ值、重金屬監(jiān)測(cè)濃度見(jiàn)表１（表略）。通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)得出，礦井涌水１中鋅超標(biāo)４．４倍；礦井涌水２中鉛超標(biāo)２．２倍，銅超標(biāo)６．０倍，鋅超標(biāo)４．９倍，砷超標(biāo)１．４倍。若直接外排將會(huì)導(dǎo)致重金屬污染，危害動(dòng)植物，嚴(yán)重影響環(huán)境。２）大氣污染物節(jié)點(diǎn)分析（１）開(kāi)拓系統(tǒng)。濕式鑿巖爆破后產(chǎn)生的炮煙和巖粉揚(yáng)塵；柴油鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的廢氣。（２）提升運(yùn)輸系統(tǒng)。中段溜井倒礦廢石和礦倉(cāng)振動(dòng)放礦機(jī)放礦廢石時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵。（３）充填系統(tǒng)。充填站尾砂卸、裝時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵。從外環(huán)境分析，產(chǎn)生粉塵的污染源主要是礦井通風(fēng)口和廢石場(chǎng)的揚(yáng)塵，對(duì)某礦井通風(fēng)口空氣中重金屬濃度監(jiān)測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表２（表略）。結(jié)果表明，礦井通風(fēng)口的粉塵中重金屬Ｈｇ超標(biāo)嚴(yán)重，是排放標(biāo)準(zhǔn)的２４倍，而其他重金屬均未超標(biāo)。３）固體廢物節(jié)點(diǎn)分析（１）開(kāi)拓系統(tǒng)。巷道和基建開(kāi)拓產(chǎn)生的廢石。（２）充填系統(tǒng)。充填砂漿充填空區(qū)后沿空區(qū)裂縫滲漏和攔截沉淀過(guò)濾后的膠結(jié)物。（３）排水系統(tǒng)。排水泵站水倉(cāng)清理產(chǎn)生的泥漿。從外環(huán)境來(lái)看，對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生重大影響的主要是廢石的堆存和淋溶水外排問(wèn)題，例如所調(diào)查某礦區(qū)每年產(chǎn)出１０萬(wàn)ｍ３廢石，約３０萬(wàn)ｔ，廢石除一部分作為井下采空區(qū)的充填材料外，其余部分運(yùn)出坑外堆放。某廢石堆淋溶水重金屬監(jiān)測(cè)濃度見(jiàn)表３（表略）。結(jié)果表明，廢石場(chǎng)淋溶水中鉛超標(biāo)１．３倍，銅超標(biāo)２．０倍，鋅超標(biāo)３．３倍，砷超標(biāo)１．４倍。若直接外排將會(huì)導(dǎo)致重金屬污染，危害動(dòng)植物，嚴(yán)重影響環(huán)境。

錫采礦行業(yè)治理技術(shù)分析

由于有色礦山廢水含有種類(lèi)多、濃度高的重金屬離子（一般含Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｓ等），有的甚至呈酸性，廢水排放對(duì)生態(tài)環(huán)境將造成嚴(yán)重污染。粉塵尤其是粉塵中所含的重金屬遷移轉(zhuǎn)化更是對(duì)周?chē)h(huán)境及動(dòng)植物產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。另外，采礦過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物（以廢石居多）堆存和處理問(wèn)題對(duì)避免污染、節(jié)約耕地、資源再利用提出了更高要求。因此，根據(jù)有色金屬礦山廢水的水質(zhì)特征、粉塵排放特點(diǎn)和固體廢棄物產(chǎn)生量及成分等特點(diǎn)尋求技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的治理方法，避免重金屬污染具有重要意義。國(guó)內(nèi)外十分注重研究合理的治理技術(shù)，在此重點(diǎn)分析當(dāng)今治理技術(shù)現(xiàn)狀及我國(guó)錫采礦行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)所采用的符合清潔生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)，篩選出優(yōu)化的處理技術(shù)，為企業(yè)選用提供借鑒。

１.治理技術(shù)現(xiàn)狀簡(jiǎn)介

礦山廢水主要產(chǎn)生于礦坑涌水和廢石堆場(chǎng)，國(guó)內(nèi)外常規(guī)典型處理技術(shù)主要有中和法、生物法、硫化法、鐵氧體法、樹(shù)脂吸附法以及改進(jìn)的高密度石灰法［２２－２４］，各方法比較見(jiàn)表４。其中，高密度石灰法將會(huì)成為礦山廢水處理的發(fā)展方向。例如，北京礦冶研究總院、江西銅業(yè)集團(tuán)公司和加拿大國(guó)際發(fā)展公司ＰＲＡ（ｔｈｅｆｅｄｅｒａｌＣａｎａｄｉａｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＡｇｅｎｃｙ）合作在德興銅礦進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，完成了采用該工藝對(duì)廢水處理站的改造工程。改造后污泥密度高（含固率達(dá)到３０％），便于處置和運(yùn)輸，降低處理成本，處理水量提高１倍，有效降低了管道結(jié)垢問(wèn)題［２３］。礦山粉塵主要來(lái)源于爆破、礦石運(yùn)輸、廢石場(chǎng)揚(yáng)塵等，處理技術(shù)多為傳統(tǒng)處理，例如云南松礦采用在通風(fēng)外排口加旋風(fēng)除塵器、布袋除塵或電除塵等。開(kāi)采時(shí)采用濕式爆破、運(yùn)輸車(chē)灑水等措施抑制粉塵的產(chǎn)生［２５－２６］。礦山固廢多為廢石，一般在礦山周?chē)U石場(chǎng)，部分廢石用于井下充填，其余廢石將其放置在廢石場(chǎng)堆存［２７］。另外，有些廢石可作為“原料”進(jìn)行二次利用，比如云南某礦將部分廢石作為建筑材料。金川有色金屬公司采用“覆蓋、蓄水、恢復(fù)植被、引水建立人工方案”等措施，取得了比較明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

２.錫采礦行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)分析

經(jīng)調(diào)研，云南某代表性礦采用的廢水治理技術(shù)較為典型，其井下涌水利用示意圖見(jiàn)圖１（圖略）。該礦的生產(chǎn)廢水為井下采礦坑內(nèi)涌水。坑內(nèi)涌水主要匯聚于井下的１７２０ｍ中段、１５４０ｍ中段和１３６０ｍ中段。１７２０ｍ中段涌水通過(guò)已建立的排水系統(tǒng)回收利用作為該礦井下生產(chǎn)用水，１５４０ｍ中段涌水匯聚于１５４０ｍ中段水倉(cāng)，經(jīng)水泵管道排至坑外，由集團(tuán)供水有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)處理，井下涌水經(jīng)混合、絮凝、沉淀、過(guò)濾、消毒處理后用作該礦及周邊的生活飲用水。１３６０ｍ中段涌水經(jīng)排水溝排至選礦廠(chǎng)，經(jīng)沉淀后作生產(chǎn)用水使用。主要廢水治理措施見(jiàn)表５（表略）。該礦對(duì)井下涌水全部進(jìn)行了綜合利用，無(wú)生產(chǎn)廢水外排。辦公及生活區(qū)生活污水經(jīng)隔油池、化糞池處理后由當(dāng)?shù)剞r(nóng)民用于農(nóng)灌。經(jīng)調(diào)研某代表性礦采用的典型粉塵抑制措施主要有：１）坑內(nèi)掘進(jìn)與回采作業(yè)均采取濕式鑿巖；爆破堆噴霧灑水、定期巷壁清洗；井下破碎除塵、礦石、廢石溜井口噴霧除塵等抑塵措施。２）在廢石場(chǎng)周?chē)N植樹(shù)木，使廢石場(chǎng)周?chē)纬删G色防護(hù)屏障，以降低廢石場(chǎng)風(fēng)速，減少由于大風(fēng)將廢石中夾雜的砂土卷起而造成的影響。３）礦石、廢石在輸送出坑口處及卸車(chē)時(shí)采取淋?chē)娊祲m，廢石堆場(chǎng)臨時(shí)堆存時(shí)進(jìn)行灑水降塵、抑塵。４）加強(qiáng)礦山的綠化工作，提高礦區(qū)綠化率。另外，廣西某大型錫礦井下均通過(guò)風(fēng)井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行降塵處理。出礦、破碎等工序產(chǎn)生粉塵經(jīng)過(guò)井下灑水降塵處理以后，再進(jìn)入通風(fēng)系統(tǒng)。地表塌陷區(qū)產(chǎn)生的煙氣通過(guò)井下密閉、地表覆蓋、堿液吸收中和等措施進(jìn)行處理，有效地減少了粉塵的產(chǎn)生。經(jīng)調(diào)研某云南代表性礦采用的固廢處置措施主要是采區(qū)充填、廢石加工作為建材、場(chǎng)內(nèi)堆存等，目前廢石場(chǎng)廢石主要用作周邊建筑及道路施工材料，已實(shí)現(xiàn)廢石當(dāng)年產(chǎn)生當(dāng)年消化，廢石場(chǎng)僅作為臨時(shí)固廢堆場(chǎng)使用，其工藝流程見(jiàn)圖２（圖略）。另外，廣西某大型錫礦廢石主要包括開(kāi)拓、采準(zhǔn)、探礦掘進(jìn)產(chǎn)生的廢石和水倉(cāng)清理產(chǎn)生的尾砂或廢石、泥漿等。大部分固體污染物排入井下采空區(qū)進(jìn)行充填，少量提升至地面廢石場(chǎng)排放，部分進(jìn)行二次利用。目前，該礦廢石場(chǎng)僅作為臨時(shí)堆放場(chǎng)，今后，廢石將被拉往地面塌陷坑永久填埋。廢石處理二次利用具體工藝流程見(jiàn)圖３（圖略）。該工藝流程不同于現(xiàn)行的礦山廢石統(tǒng)計(jì)和分類(lèi)方式，將廢石作為生產(chǎn)有用產(chǎn)品的原料分階段評(píng)價(jià)。第一階段，確定回收或再回收有用組分技術(shù)可能性；第二階段，確定廢石能否用作建筑工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)其它部門(mén)的原料；第三階段，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算，以確定礦山廢石加工或土地恢復(fù)的可行性。