錫開采行業(yè)重金屬污染

錫礦床類型分次生砂錫礦和原生脈錫礦兩大類。我國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械沖采。采礦作業(yè)時采用高壓水槍沖采砂礦，并用加壓運輸或自流運輸方法運輸砂礦，因此在沖采過程中會產(chǎn)生大量的粉塵和礦漿。自流運輸也會使一部分礦漿殘留地表，重金屬離子在長期自然氧化作用下通過污水滲入地下，造成土壤和水體的污染。如云南個舊、廣西大廠錫礦采礦方法有淺眼留礦法和分段空場法等。地下采礦作業(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，它們在化學(xué)侵蝕作用下，由雨淋污水攜帶大量重金屬離子進入礦區(qū)土壤，可以造成自然植被破壞，整個生態(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)達到嚴重程度；作物中食用部分的鉛、砷、銅含量為國家食品衛(wèi)生標準的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重，其中砷污染尤為突出。

錫開采行業(yè)重點企業(yè)重金屬污染情況分析

為充分了解整個錫采礦行業(yè)的重金屬產(chǎn)生排污狀況，對占有全國采礦行業(yè)８０％產(chǎn)能的云南和廣西的錫礦山進行調(diào)查取樣分析，并選取幾個有代表性的采礦場進行重金屬含量分析。１）水污染物節(jié)點分析（１）開拓系統(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濾水。（３）排水系統(tǒng)。排水泵站水倉滿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）來看水污染源主要為井下采礦坑內(nèi)涌水和廢石場淋溶水。某礦井水ｐＨ值、重金屬監(jiān)測濃度見表１（表略）。通過數(shù)據(jù)監(jiān)測得出，礦井涌水１中鋅超標４．４倍；礦井涌水２中鉛超標２．２倍，銅超標６．０倍，鋅超標４．９倍，砷超標１．４倍。若直接外排將會導(dǎo)致重金屬污染，危害動植物，嚴重影響環(huán)境。２）大氣污染物節(jié)點分析（１）開拓系統(tǒng)。濕式鑿巖爆破后產(chǎn)生的炮煙和巖粉揚塵；柴油鏟運機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的廢氣。（２）提升運輸系統(tǒng)。中段溜井倒礦廢石和礦倉振動放礦機放礦廢石時產(chǎn)生的揚塵。（３）充填系統(tǒng)。充填站尾砂卸、裝時產(chǎn)生的揚塵。從外環(huán)境分析，產(chǎn)生粉塵的污染源主要是礦井通風(fēng)口和廢石場的揚塵，對某礦井通風(fēng)口空氣中重金屬濃度監(jiān)測，結(jié)果見表２（表略）。結(jié)果表明，礦井通風(fēng)口的粉塵中重金屬Ｈｇ超標嚴重，是排放標準的２４倍，而其他重金屬均未超標。３）固體廢物節(jié)點分析（１）開拓系統(tǒng)。巷道和基建開拓產(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濾后的膠結(jié)物。（３）排水系統(tǒng)。排水泵站水倉清理產(chǎn)生的泥漿。從外環(huán)境來看，對周圍環(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題，例如所調(diào)查某礦區(qū)每年產(chǎn)出１０萬ｍ３廢石，約３０萬ｔ，廢石除一部分作為井下采空區(qū)的充填材料外，其余部分運出坑外堆放。某廢石堆淋溶水重金屬監(jiān)測濃度見表３（表略）。結(jié)果表明，廢石場淋溶水中鉛超標１．３倍，銅超標２．０倍，鋅超標３．３倍，砷超標１．４倍。若直接外排將會導(dǎo)致重金屬污染，危害動植物，嚴重影響環(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，廢水排放對生態(tài)環(huán)境將造成嚴重污染。粉塵尤其是粉塵中所含的重金屬遷移轉(zhuǎn)化更是對周圍環(huán)境及動植物產(chǎn)生嚴重損害。另外，采礦過程中產(chǎn)生的固體廢棄物（以廢石居多）堆存和處理問題對避免污染、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、粉塵排放特點和固體廢棄物產(chǎn)生量及成分等特點尋求技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的治理方法，避免重金屬污染具有重要意義。國內(nèi)外十分注重研究合理的治理技術(shù)，在此重點分析當今治理技術(shù)現(xiàn)狀及我國錫采礦行業(yè)重點企業(yè)所采用的符合清潔生產(chǎn)的先進技術(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)狀簡介

礦山廢水主要產(chǎn)生于礦坑涌水和廢石堆場，國內(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、樹脂吸附法以及改進的高密度石灰法［２２－２４］，各方法比較見表４。其中，高密度石灰法將會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)集團公司和加拿大國際發(fā)展公司ＰＲＡ（ｔｈｅｆｅｄｅｒａｌＣａｎａｄｉａｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＡｇｅｎｃｙ）合作在德興銅礦進行現(xiàn)場試驗，完成了采用該工藝對廢水處理站的改造工程。改造后污泥密度高（含固率達到３０％），便于處置和運輸，降低處理成本，處理水量提高１倍，有效降低了管道結(jié)垢問題［２３］。礦山粉塵主要來源于爆破、礦石運輸、廢石場揚塵等，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。開采時采用濕式爆破、運輸車灑水等措施抑制粉塵的產(chǎn)生［２５－２６］。礦山固廢多為廢石，一般在礦山周圍建立廢石場，部分廢石用于井下充填，其余廢石將其放置在廢石場堆存［２７］。另外，有些廢石可作為“原料”進行二次利用，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)濟效益和社會效益。

２.錫采礦行業(yè)重點企業(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圖１（圖略）。該礦的生產(chǎn)廢水為井下采礦坑內(nèi)涌水?？觾?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，經(jīng)水泵管道排至坑外，由集團供水有限責(zé)任公司負責(zé)處理，井下涌水經(jīng)混合、絮凝、沉淀、過濾、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，經(jīng)沉淀后作生產(chǎn)用水使用。主要廢水治理措施見表５（表略）。該礦對井下涌水全部進行了綜合利用，無生產(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?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）在廢石場周圍種植樹木，使廢石場周圍形成綠色防護屏障，以降低廢石場風(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時采取淋噴降塵，廢石堆場臨時堆存時進行灑水降塵、抑塵。４）加強礦山的綠化工作，提高礦區(qū)綠化率。另外，廣西某大型錫礦井下均通過風(fēng)井通風(fēng)系統(tǒng)進行降塵處理。出礦、破碎等工序產(chǎn)生粉塵經(jīng)過井下灑水降塵處理以后，再進入通風(fēng)系統(tǒng)。地表塌陷區(qū)產(chǎn)生的煙氣通過井下密閉、地表覆蓋、堿液吸收中和等措施進行處理，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、場內(nèi)堆存等，目前廢石場廢石主要用作周邊建筑及道路施工材料，已實現(xiàn)廢石當年產(chǎn)生當年消化，廢石場僅作為臨時固廢堆場使用，其工藝流程見圖２（圖略）。另外，廣西某大型錫礦廢石主要包括開拓、采準、探礦掘進產(chǎn)生的廢石和水倉清理產(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)進行充填，少量提升至地面廢石場排放，部分進行二次利用。目前，該礦廢石場僅作為臨時堆放場，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圖３（圖略）。該工藝流程不同于現(xiàn)行的礦山廢石統(tǒng)計和分類方式，將廢石作為生產(chǎn)有用產(chǎn)品的原料分階段評價。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)和國民經(jīng)濟其它部門的原料；第三階段，進行技術(shù)經(jīng)濟指標的計算，以確定礦山廢石加工或土地恢復(fù)的可行性。