金属尾矿的污染控制措施
6月28日,首届固废防渗及土壤修复技术研讨会在京举行,在研讨会上,来自北京矿冶研究总院的周连碧所长做了《金属尾矿的污染控制措施》的主题演讲,周连碧所长从三个方面介绍了金属尾矿的危害及治理措施。下面就是其演讲全文。
一、金属尾矿的环境危害
金属是国民经济发展重要的基础原材料， “十五”时期我国共生产十种有色金属6186万吨，是“九五”时期有色金属总产量3199万吨的1.93倍。年均递增率为15.8%,已连续7年居世界第一。
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金属矿山规模分类
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我国有色金属矿贫矿多、富矿少，多金属矿多、单一矿种少，金属品位极低、 矿物采剥比大，产生固体废弃物多。 形成了大量采矿场、尾矿库、废石场和赤泥堆，占用土地，已对矿山和周围环境造成了严重的环境污染和生态破坏。
生态破坏
我国每年工业固体废物排放量的85%以上来自矿山开采，全国矿山开采累计占地约600万公顷，破坏土地近200万公顷，且仍以每年4万公顷的速度递增。
尾矿库占用大量土地
2004年尾矿库初步调查资料，全国共有尾矿库2762座,其中较大规模的尾矿库400多座，各类金属矿尾矿的堆存总量约60-80亿吨，且每年以3亿吨的数量增加。
水土流失及土地沙化
矿业活动特别是露天开采，大量破坏了植被和山坡土体，引起矿山地区水土流失。据对全国1173家大中型矿山调查，产生水土流失及土地沙化所破坏的面积达1700公顷及740公顷
尾矿库溃坝
尾矿库运行中由于洪水、地震以及运行中出现的异常情况，存在着运行事故风险，其中最严重的情况是尾矿库坝体溃决。坝体溃决后，尾矿砂下泄，淹没下游农田、破坏农作物、阻塞河沟，造成地表水污染，还可能对生命财产造成一定的损失
我国发生的比较典型的尾矿库溃坝的事故有：1986年4月30日，安徽某铁矿尾矿库突然溃坝，冲毁民房20多户，覆盖良田200多亩，造成19人死亡，97人受伤，直接经济损失200多万元。湖北省大冶某铜矿1994年7月13日由于暴雨冲击，尾矿库溃坝，死亡28人，失踪3人。2000年10月18日，广西南丹县选矿厂尾矿库发生重大溃坝事故，共造成28人死亡，56人受伤，70间民房不同程度损毁，直接经济损失340万元。
•2006年4月30日，陕西省商洛市某黄金矿业有限责任公司尾矿库在加高坝体扩容施工时发生溃坝事故，外泄尾矿砂量约20万立方米，冲毁居民房屋76间，22人被淹埋，5人获救，17人失踪。该尾矿库1993年建成并投入运行，按日处理矿石75吨配套设计，初期坝高20米，后期两次加高达到34米，设计总库容27万立方米。后来经过3次擅自加高坝体扩容，尾矿库坝高50米，坝长164米，实际库容扩大为100余万立方米。
•从2006年4月1日开始，该公司按照未经审查批准的传真图纸擅自实施第六期加高扩容，截至事故发生时，仍在施工之中。该尾矿库存在的主要问题是
：无正规扩容设计，未经批准违法实施加高坝体扩容工程；违规超量排放尾矿，库内尾砂升高过快，尾砂固结时间缩短；安全超高、排水不畅，干滩长
度严重不足；忽视危库周边安全管理，下游民房离尾矿库过近。
•《尾矿库安全技术规程》AQ2006-2005 国家安全生产管理总局 2006.3.1实施
•《尾矿库安全监督管理规定》 国家安全生产监督管理总局令第6号)自2006年6月1日起施行
•《选矿厂尾矿设施设计规范》 ZBJ1-90
•《尾矿设施施工及验收规程》 YS5418-95
强碱性赤泥污染
•每生产1t氧化铝就需要排出0.9-1.3t赤泥。我国存放的赤泥量已经达到4000多万吨，占地100多万公顷。
二、尾矿的毒性浸出鉴别标准与方法
固体废物处置的规定
•固体废物污染防治实行“减量化、资源化、无害化”的原则，矿山企业应采取科学的开采方法和选矿工艺，减少尾矿、矸石、废石等矿业固体废物的
产生量和储存量。
•尾矿、矸石、废石等矿业固体废物储存设施停止使用后，矿山企业应进行封场和复垦，防止造成环境污染和生态破坏。
•工业固体分为一般固体废物 1类和2类，以及危险固体废物，有相应的贮存、处置场污染控制标准，在矿业采选工程是环境评价的重点之一。
•危险废物：指具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、传染性、放射性等一种及一种以上危害特性的废物。且同时具有种类繁多、成分复杂、难以鉴别等特点，是世界各国废物管理的重点和难点。
•国家危险废物名录1998年1月4日，国家环保局、国家经贸委、外经贸部、公安部颁布，1998年7月1日实施环发[1998]089号)为第一批执行《名录》共HW47 废物类别
《名录》
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危险废物名录(征求意见稿)
•有色金属矿采选业
•硫化铜矿（黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿），氧铜矿，赤铜矿和蓝铜矿等铜矿物采选过程中产生的铜烟、铜尘等残渣
•含砷化合物和硫砷化合物的金属矿石（雌黄、雄黄及砷硫铁矿）采选过程中产生的粉尘、烟尘等残渣
•“全泥氰化-炭浆提金”黄金选矿生产工艺产生的含汞粉尘、烟尘残渣、含氰废水的处理污泥
•1996年，国家环保总局和国家技术监督局联合发布了3项《危险废物鉴别标准》分别是：腐蚀性鉴别、急性毒性初筛、浸出毒性鉴别。但随着危险废物来源和种类的日益多样，危险废物中有毒有害物质成分日趋复杂，特别是大量持久性有机污染物(POPs)的出现，使得现有的3项鉴别标准已远远不能满足危险废物环境管理的需要。
于2007年10月1日执行的新的危险废物系列鉴别标准共包括7项，其中《危险废物鉴别标准通则》、《危险废物鉴别标准易燃性鉴别》、《危险废物鉴别标准反应性鉴别》、《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》为新增制订标准，《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》、《危险废物鉴别标准急性毒性初筛》、《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》为修订标准。
《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》增加了具有浸出毒性特性的有毒物质鉴别项目，从原标准的14项增加至50项，新增项目主要为有机类毒性物质，重新制定了浸出毒性的标准浸出方法。
危险废物鉴别标准——腐蚀性鉴别GB5085.1-2007 腐蚀性鉴别值：当pH值大于可等于12.5，或者小于或等于2.0时，则该废物是具有腐蚀性的危险废物。另外，增加了钢材腐蚀性的鉴别标准及检测方法。
固体废物 浸出毒性浸出方法
（1）GB5086.1-1997固体废物 浸出毒性浸出方法 翻转法1997-12-1
（2）GB5086.2-1997固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法1997-12-1
（3）HJ/T299-2007固体废物 浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法2007-5-1
（4）HJ/T300-2007固体废物 浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法2007-5-1（不适用氰化物）
•硫酸硝酸法：本方法以硝酸/硫酸混合溶液为浸提剂，模拟废物在不规范填埋处置、堆存、或经无害化处理后废物的土地利用时，其中的有害组分在酸性降水的影响下，从废物中浸出而进入环境的过程。
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某铜矿毒性试验结果表
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由表可见：本项目浸出液各项指标均远远小于《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB 5085.3-2007）和《危险废物鉴别标准 腐蚀性鉴别》（GB 5085.1-2007），可以得出本项目废石和尾矿不属于危险固体废物，属于一般工业固体废物。同时各分析指标均未超过《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级排放标准限值，且pH在6－9之间。这说明本项目固体废物属于第Ⅰ类一般工业固体废物，本项目尾矿库可以按照《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》中Ⅰ类场要求运行和管理.
三、尾矿库的选址和污染控制措施
•《尾矿库安全技术规程》AQ2006-2005 国家安全生产管理总局 2006.3.1实施
•《尾矿库安全监督管理规定》 国家安全生产监督管理总局令第6号)自2006年6月1日起施行
•《选矿厂尾矿设施设计规范》 ZBJ1-90
•《尾矿设施施工及验收规程》 YS5418-95
•《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599-2001
•《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）
•《危险废物安全填埋处置工程建设技术要求》2005-04-18
尾矿库库址选择应遵守下列原则
•a)不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区上游。
•b)不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游。
•c)应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。
•d)不占或少占农田，不迁或少迁村庄。
•e)不宜位于有开采价值的矿床上面。
•f)汇水面积小，有足够的库容和初、终期库长。
•g)筑坝工程量小，生产管理方便。
•h)尾矿输送距离短，能自流或扬程小。
１）所选场址应符合当地城乡建设总体规划要求。
2） 应选在工业区和居民集中区主导风向下风侧，厂界距居民集中区500m以外。
３）应选在满足承载力要求的地基上，以避免地基下沉的影响，特别是不均匀或局部下沉的影响。
4） 应避开断层、断层破碎带、溶洞区，以及天然滑坡或泥石流影响区。
5 ）禁止选在江河、湖泊、水库最高水位线以下的滩地和洪泛区。
6 ）禁止选在自然保护区、风景名胜区和其他需要特别保护的区域。
Ⅰ类场的其他要求
应优先选用废弃的采矿坑、塌陷区。
禁止Ⅱ类一般工业固体废物混入。
Ⅱ类场的其他要求
1 ）应避开地下水主要补给区和饮用水源含水层。
2 ）应选在防渗性能好的地基上。天然基础层地表距地下水位的距离不得小于1.5m。
一般工业固体废物贮存、处置场，禁止危险废物和生活垃圾混入。
危险废物集中贮存设施的选址
1 地质结构稳定，地震烈度不超过7度的区域内。
2 设施底部必须高于地下水最高水位。
3 场界应位于居民区800米以外，地表水域150米以外。
4 应避免建在溶洞区或易遭受严重自然灾害如洪水、滑坡，泥石流、潮汐等影响的地区。
5 应在易燃、易爆等危险品仓库、高压输电线路防护区域以外。
6 应位于居民中心区常年最大风频的下风向。
基础必须防渗，防渗层为至少1米厚粘土层（渗透系数≤10-7厘米/秒），或2毫米厚高密度聚乙烯，或至少2毫米厚的其它人工材料，渗透系数≤10-10厘米/秒。
•尾矿库等别及构筑物级别
尾矿库各使用期的设计等别应根据该期的全库容和坝高分别按表1确定。当两者的等差为一等时，以高者为准；当等差大于一等时，按高者降低一等。
尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业或铁路干线遭受严重灾害者，其设计等别可提高一等。
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尾矿库防洪标准
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•储存铀矿等有放射性和有害尾矿，失事后可能对下游环境造成极其严重危害的尾矿库，其防洪标准应予以提高，必要时其后期防洪可按可能最大洪水进行设计。
尾矿库的风险评价从以下几个方面进行：
•库区的地形地貌、水文地质情况
•环境敏感点分布情况
•尾矿库调蓄洪水的能力与评价
•尾矿坝安全评价
•尾矿库溃坝对人群、社区、水环境、土壤、植被和生态的影响
•尾矿库事故风险防范措施及应急预案
固废综合利用
北京首钢铁矿现在一条100万t废石处理生产线，生产建筑用砂石；尾矿利用将在现有选矿工艺基础上，再增加1套年处理能力80万t的尾矿金属回收装置，使尾矿品位由现在的6.8%降低到6%，回收品位55%铁精矿1.3万t；同时，通过分级筛分，获得32万t建筑细砂，16万t建筑用中砂，供建筑行业使用。
小区田间试验
在分析尾砂和土壤性状的基础上，确定了中条山毛家湾尾矿库初期小区试验的主要内容包括：覆土厚度试验，作物品种筛选试验，施肥水平试验，重金属影响分析，绿肥试验，防风沙缓冲带试验等。在毛家湾尾矿库研究设计了四种土壤覆盖方法：
作 物 产 量
T1 T2 T3 T4
•花生 160.6 220.6 183.7 112.5
•高粱 394.8 538.9 446.9 302.5
•玉米 160.6 284.6 265.8 216.2
•大豆 5.9 10.2 8.6 15.7
毛家湾尾矿库的尾沙、土壤中的重金属浓度(mg/Kg)
As Cd Co Cu Cr Ni Pb Zn
T1 19<0.6914302933 <30 20
T2 14<0.6802903639 <30 37
T3 18 <0.6642303535 <30 39
T4 15 <0.6 14324030 <30 55
产品中重金属分析
－高粱
As Cd Co Cu Cr Ni Pb Zn
T1 0.2 <0.02 0.25 5 1 0.70.316
T2 0.2 <0.02 0.32 5 1 0.20.318
T3 0.2 <0.02 0.21 5 1 0.2 <0.318
T4 <0.2 <0.02 0.44 5 1<0.20.316
重金属分析结论
毛家湾尾矿库作物产品中的重金属浓度与原有种子的含量相当或略高，远远低于尾沙土壤中的含量，并且符合食品卫生标准。由于尾沙中的碳酸盐含量高，大大降低了重金属在土壤水中的溶解度，使作物对重金属的吸收量明显降低。
多专业联合攻关
1.坝体稳定性研究；
2.全面防止尾矿库水污染研究；
3.库区复垦设计；
4.复垦区用于农业种植研究；
5.复垦区无土建立植被研究；
6.尾矿库粉尘控制研究；
7.复垦区种植作物食物链影响研究；
8.复垦项目社区发展研究；
9.复垦项目公共健康研究．
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