尾矿库土地复垦的研究现状与方向.pdf

尾矿库土地复垦的研究现状与方向 张锦瑞王伟之秦煜民 摘要阐述了尾矿库对环境的危害、 尾矿库土地复垦利用方式的选择原则， 并介绍了我 国尾矿库的几种复垦技术及其效果。 关键词尾矿库土地复垦 矿业开发是人类生存和社会发展活动 中一个非常重要的组成部分， 世界 “ 的 工业品和 的消费品是用矿物原料生产 的； 目前我国 的能源和’ 的原材料 均依赖矿产资源， 因此矿业开发是社会不可 缺少的活动。 矿业开发既促进了社会进步和经济发 展， 同时也给环境造成了日益严重的污染和 危害， 因此引起更多的关注和争论， 使 “环境 与发展” 成了两难的抉择。矿业开发促进经 济发展和社会进步已毋庸置疑， 造成的环境 危害则备受责难， 对此必须有充分认识并要 寻找妥善的解决办法。尾矿库土地复垦就 是诸多解决办法中的一个重要部分， 已引起 广泛重视和支持， 并取得了一定的成果。 尾矿库对环境的危害 尾矿库占用土地数量增加 随着经济的发展， 对矿产品需求大幅度 增长， 矿业开发规模随之加大， 因此产出的 尾矿数量不断增加； 加之许多可利用的金属 矿和化工非金属矿品位日益降低， 为了满足 矿产品日益增长的需求， 选矿规模越来越 大， 产出的选矿尾矿数量也大量增加。 年我国金属矿山堆存的尾矿已达到* “亿 以上， 而且以每年产生尾矿约亿的速度 增长， , “ “ “年后我国每年产生的选矿尾矿 将达到-亿以上。 目前， 除了少部分尾矿得到利用外， 相 当大数量的尾矿都只有堆存， 占用土地数量 可观， 而且随着尾矿数量增加而利用量不大 的状况仍在继续， 占用土地数量必将继续增 大。据粗略统计， 年底尾矿累计堆存 直接破坏和占用的土地达 , 万 . / ,。而且每年以, “ “ “ “ . /,的速度增 加， , “ “ “年后将达到每年 * “ . / ,， 届时尾 矿废石破坏土地和堆存占地将达到 ’ , * 万. / ,。即使占用的土地目前尚未耕 种或暂不宜耕种， 但毕竟减少了今后开垦耕 种的后备土地资源， 对我国这样一个人口众 多、 人均耕地面积很少的农业大国显然是严 重的威胁， 给社会造成的压力和难题将是久 远的。 “ 尾矿库对环境的污染 尾矿库中堆积的尾矿对环境的污染具 体表现在 （） 尾矿在选矿过程中经受了破磨， 体 重减小， 表面积变大， 堆存时易流动和塌漏， 造成植被破坏， 伤人事故时有发生， 尤其在 雨季极易引起塌陷和滑坡。 “ 河北理工学院资源工程系副教授 河北唐山 “ - “ “ 万方数据 （） 在气候干旱风大的季节或地区， 尾 矿粉尘在大风推动下飞扬至尾矿坝周围地 区， 造成土壤污染、 土质退化， 甚至使周围居 民致病。 （“） 尾矿成分及残留选矿药剂对生态环 境的破坏加剧， 尤其是含重金属的尾矿， 其 中的硫化物产生酸性水进一步淋浸重金属， 其流失将对整个生态环境造成危害， 而残留 于尾矿中的氯化物、 氰化物、 硫化物、 松醇 油、 絮凝剂、 表面活性剂等有毒有害药剂， 在 尾矿长期堆存时会受空气、 水分、 阳光作用 和自身相互作用产生有害气体或酸性水， 加 剧尾矿中重金属的流失， 流入耕地后破坏农 作物生长或使农作物受污染， 使农作物中重 金属含量成倍或十几倍地增加； 流入水系又 会使地面水体或地下水源受到污染， 毒害水 生生物。 （） 尾矿流入或排入溪河湖泊， 不仅毒 害水生生物， 而且会造成其它灾害， 有时甚 至涉及相当长的河流沿线。 因此， 为保护人类生存环境的洁净与安 全， 减小矿业开发对自然生态的破坏， 尾矿 库土地复垦已是矿业土地复垦工作的中心 任务之一。 尾矿库土地复垦方式的选择 矿区待复垦土地复垦方式的确定是矿 区土地复垦规划的关键。它受到当地的社 会、 经济、 自然条件的制约。一般均应因地 制宜， 选择宜农则农、 宜林则林、 宜渔则渔、 宜建则建的复垦利用目标， 并以获得最大的 社会、 经济和环境效益为原则。影响尾矿库 土地复垦方式的主要因素是当地的气候、 地 形地貌、 土壤性质及水文地质条件、 尾矿砂 理化特性和需求状况等五大因素， 其中需求 状况主要是指当地土地利用总体规划或城 市建设规划、 市场需要和土地使用者的愿 望， 对尾矿库复垦方式的选择要基于深入分 析和调查这些影响因素， 并从森林用地、 牧 草用地、 农业用地、 娱乐用地、 建筑用地、 水 利及水产养殖等土地利用类型中， 通过多方 案对比分析来确定最优复垦方式。 “ 尾矿库复垦特点 与排土场不同， 尾矿库堆置物是经过一 系列加工的矿岩， 其理化性质与排土场的废 石有较大差别； 同时不同类型的矿山、 不同 的选矿方法所产生的尾矿， 其理化性质也不 相同， 有的尾矿还有利用价值需要再回收； 且尾矿库多处于山地或凹谷， 取土运土较困 难， 对复垦极为不利； 另外， 尾矿库由于形成 大面积干涸湖床， 刮风天气易引起尘土飞 场， 污染当地环境。基于尾矿库的这些特 点， 一般尾矿库复垦前后有过渡性或转换 性， 初期大多以环保景观为目的， 后期根据 尾矿库的最终复垦目标改为实业性复垦， 或 作半永久性复垦 （这一情况是考虑经过一段 时间后， 尾矿还需回采利用） 。就目前我国 尾矿库的复垦现状来看， 大致可以分为三 类。 “ 正在使用的尾矿库 这类尾矿库的复垦主要是在尾矿坝坡 面上进行复垦植被， 一般是种植草藤和灌木 而不种植乔木， 原因是种植乔木对坝体稳定 性不利。如攀枝花矿选矿厂的尾矿库， 坝体 坡面上曾人工覆盖山皮土约 ’ ， 以种草 为主， 并辅之以浅根藤本植物， 经过试种， 取 得了预期效果。 尾矿已堆满或已局部干涸的尾矿库 这种类型是尾矿库复垦的重点， 如本溪 钢铁公司南芬选矿厂老尾矿库于 * 年新 库建成后停止使用， 国家投资 万元， 覆土 “ 厚， 造田约 , ’ ， 复垦后交给当地 农民 耕 种。程 潮 铁 矿 闭 库 的 尾 矿 干 滩 , * ’ 已全部复垦绿化。 尾矿砂直接用于复垦种植 如唐山马兰庄铁矿的尾矿库， 充满尾砂 后， 排水疏干， 然后由当地农民种植花生、 大 万方数据 豆等经济作物， 收成良好。 尾矿库土地复垦利用方向 尾矿库复垦工作在我国起步较晚， 可以 说还处在初级阶段， 总结近几年来我国尾矿 库的复垦情况。主要有以下几种复垦方式。 “ “ 复垦为农业用地 这种复垦方式一般应覆盖表层土并加 施肥料或前期种植豆科植物来改良土质， 其 覆土厚度一般可按下列公式估算 ““’ “ 式中 覆土厚度， 一般取值为 “ “ * ； “毛细管水升高值， 随土壤类 型不同而不同， ； “’育根层厚度， 随植物种类不 同而变化。 “ 复垦为林业用地 大多数尾矿库特别是其坝体坡面覆盖 一层山皮土后都可用于种植小灌木、 草藤等 植物， 库内可种植乔、 灌木， 甚至经济果木林 等。复垦造林在创造矿区卫生的、 美学的生 态环境方面起了很大作用， 并对周围地区的 生态环境保护起着良好的作用。 西石门铁矿用汽车和铲运机在尾矿库 上覆土 * 厚， 种植草坪， 并用坑 下水浇灌， 主要目的是防止尾矿流失、 美化 环境， 为日后种植农作物和果树创造条件。 石 人 沟 铁 矿 三 年 内 在 尾 矿 坝 上 植 草 , “ - . ， 以改良土壤， 提高肥力， 同时还植 树固沙、 阻尘和绿化。峨口铁矿在尾矿场采 取先草后树、 草树结合的方法实现了高寒地 区尾矿坝植被。程潮铁矿在尾矿库挖坑、 填 客土， 采用 “大穴、 大草、 大密度” 的方法， 栽 植耐干旱、 耐贫瘠、 耐水涝、 抗盐渍的先锋植 物， 均为形成经济林和果树林创造了条件。 南山铁矿植树/ 0万棵 （成活率1 , 2以上） ， 矿区绿化率已达- 3 2。 “ 复垦为建筑用地 有些尾矿库的复垦利用必须与区域建 设规划相协调， 根据其地理位置、 环境条件、 地质条件等复垦为建筑用地， 修建不同功能 的建、 构筑物， 以便能收到更好的社会效益、 经济效益和环境效益。复垦为建筑用地时 地基处理是关键， 应根据尾矿特性、 地层构 造、 结构形式等设计相应的基础条件， 在结 构设计上采取可靠措施， 以达到安全、 经济、 合理之目的。 “ 尾砂直接用于复土造田 尾矿砂一般有良好的透水、 透气性能， 且有些尾砂由于矿岩性质和选矿方法不同， 还含有一些植物生长所必须的营养元素， 特 别是微量元素， 因此， 尾砂用作客土改良重 粘土而复垦造地。 “ 尾矿砂的综合利用 这也是尾矿库复垦利用的主要方式之 一。中国科学院对金属矿山的尾砂进行试 验研究表明， 尾矿砂在资源特征上与传统的 建材、 陶瓷、 玻璃原料十分接近， 大多数尾矿 可以成为传统原料的代用品， 甚至成为别具 一格的新型材料。如高硅尾矿 （4 5 6 3 2） 可作为建筑材料、 公路用砂， 用于生产 陶瓷、 玻璃、 微晶玻璃花岗石等； 高铁 （7 8 6- / * 2） 或含有多种金属的尾矿可作色瓷、 色釉、 水泥配料等。如生产蒸压尾矿砖、 加 气混凝土、 水泥等。 综合我国近些年来尾矿库的复垦利用 成果， 现将全国各地的矿山尾矿库的复垦方 式归纳于表/中。 结语 综上所述， 矿山尾矿库土地复垦是一个 涉及生态学、 地质学、 地貌学、 采选工程学、 生态学、 环境科学、 土壤学等多种学科、 多种 约束条件的、 复杂的系统工程， 对其复垦利 用方式要进行系统和综合分析， 多方案比 较， 才能选择恰当的方式， 取得较好的效果。 尾矿库的复垦利用受政策法规、 复垦资金来 万方数据 源、 矿山特征、 自然环境条件和现有技术条 件等因素的制约， 需要有一个明确的指导思 想， 经可行性研究后， 才能得出结论。 表我国不同类型矿山尾矿库的复垦方式 分类尾矿库名称复垦利用效果 林业用地峨口铁矿尾矿库种植沙枣、 沙打旺等， 成活率“ 东鞍山铁矿老尾矿库种植樟子松、 油松等， 成活率“ 东鞍山烧结厂前峪尾矿库种植白榆、 刺槐等， 成活率“ 德兴铜矿尾矿库坝坡面种植水土保持植物 攀枝花矿尾矿库坝坡面种植山毛豆、 金银花等 水口山铅锌矿尾矿库种植妈鞍草、 柑橘等五年， 年产柑橘约 农业用地莫家洼、 韩家沟尾矿库造田 ’ *， 种植小麦、 玉米等 乌汲选矿厂尾矿库种植蔬菜、 小麦、 花生等 农、 林用地南芬选矿厂老尾矿库造地约 * 金厂峪金矿尾矿库种植果树* 余株， 农作物 * 尾砂改良土壤兴旺寨铁矿尾矿库共改良土壤 * 尾砂造地马兰庄铁矿尾矿库造地约 *， 种植花生、 小麦等 尾矿综合利用齐大山铁矿尾矿库 用粒径小于 , ’ 的尾砂做免烧砖、 加气混凝土、 人造大理石等 建筑用地金口岭铜矿尾矿库修建了一栋四层的办公楼、 住宅、 学校等 总之， 尾矿库的土地复垦作为一项利在 当代、 功在千秋的伟业， 应纳入整个国土治 理规划与环境工程设计。尾矿库应作为资 源有计划地加以改造、 综合利用， 应按照地 区生态环境美学和最优化准则进行科学复 垦和环境改善。尽量做到边生产、 边复垦、 边经营。一旦尾矿库闭坑， 留下的不应只是 一片尘砂飞扬的废墟地， 而应及时恢复其原 貌并因地制宜地加以多方式利用， 为当地居 民创造一个良好的工作与生活环境。 参考文献 丁其光， 杨强， 汪镜亮,尾矿利用 环境与发 展的重要选择， 中国矿业， “ “ ’， （） - * 颜学宏,尾矿库复垦利用方式初探， 冶金矿山设 计与建设， “ “ - （） . . 刘树序， 汪文生,我国冶金矿山土地复垦形势与 对策， 金属矿山， “ “ -， （’） . “ 杨万富， 五公里尾矿库的复垦方法， 冶金矿山设 计与建设， “ “ ’， （’） ’ / . ’ 杨福海， 尉迟琨,唐山地方中小铁矿复垦工艺实 践， 中国矿业， “ “ （/） ’ ’ / . 李根福， 田宝贵,冶金矿山土地复垦现状及展 望， 冶金矿山设计与建设， “ “ ， （） ’ / 张锦瑞， 尾矿在建筑材料方面的应用， 钢铁研 究， “ “ / （） ’ ’ （上接第’页） , * , . 经济效益 由于主系列配套*台“ * , / 0 , . 格子型球磨机作为一段磨矿的能力有盈余， 因此， 砂矿分流矿泥系列是选矿厂实施节能 降耗的有效途径， 按提高球磨机处理量 * ／ 1计， 每年新增效益 “ , *元。 按年处理矿泥2流失矿2砂矿 -万 计， 提 高 铅 回 收 率 , ’ * ，锌 回 收 率 * , - . ， 多产铅、 锌金属创造的效益分别为 ’ . , /、 . , “万元。年节约药剂费用* ’ , . 万元。三项合计 * -万元 ／ 3。 结论 矿泥由于氧化和含杂高而具有一定的 难选性， 虽然加入流失矿后改善了浮选效 果， 但由于矿泥和流失矿的性质变化大， 使 矿泥系列生产操作的不稳定因素增多， 生产 指标极不稳定。在矿泥系列加入砂矿， 并控 制好一定的配比， 不仅稳定了操作， 而且产 生了浮选协同效应， 提高了综合选别指标及 经济效益。 “ 万方数据