錫開采行業重金屬污染

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，根據礦床賦存條件和礦石性質，采礦方法主要是露天水力機械沖采。采礦作業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。地下采礦作業產生的粉塵、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礦工肺癌高發的主要原因之一；采礦后形成的廢棄堆積物中含有大量重金屬元素，它們在化學侵蝕作用下，由雨淋污水攜帶大量重金屬離子進入礦區土壤，可以造成自然植被破壞，整個生態系統紊亂，形成惡性循環。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生標準的１７．４倍、１．２倍和２倍。云南大型錫礦礦區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。

錫開采行業重點企業重金屬污染情況分析

為充分了解整個錫采礦行業的重金屬產生排污狀況，對占有全國采礦行業８０％產能的云南和廣西的錫礦山進行調查取樣分析，并選取幾個有代表性的采礦場進行重金屬含量分析。１）水污染物節點分析（１）開拓系統。廢水為濕式鑿巖生產水和作業面、巷道降塵、降溫的灑水。（２）充填系統。廢水為充填砂漿充填空區后沿空區裂縫滲漏和攔截的沉淀過濾水。（３）排水系統。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、設備冷卻水和井底涌水。但從外環境（排放節點）來看水污染源主要為井下采礦坑內涌水和廢石場淋溶水。某礦井水ｐＨ值、重金屬監測濃度見表１（表略）。通過數據監測得出，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。若直接外排將會導致重金屬污染，危害動植物，嚴重影響環境。２）大氣污染物節點分析（１）開拓系統。濕式鑿巖爆破后產生的炮煙和巖粉揚塵；柴油鏟運機運轉時產生的廢氣。（２）提升運輸系統。中段溜井倒礦廢石和礦倉振動放礦機放礦廢石時產生的揚塵。（３）充填系統。充填站尾砂卸、裝時產生的揚塵。從外環境分析，產生粉塵的污染源主要是礦井通風口和廢石場的揚塵，對某礦井通風口空氣中重金屬濃度監測，結果見表２（表略）。結果表明，礦井通風口的粉塵中重金屬Ｈｇ超標嚴重，是排放標準的２４倍，而其他重金屬均未超標。３）固體廢物節點分析（１）開拓系統。巷道和基建開拓產生的廢石。（２）充填系統。充填砂漿充填空區后沿空區裂縫滲漏和攔截沉淀過濾后的膠結物。（３）排水系統。排水泵站水倉清理產生的泥漿。從外環境來看，對周圍環境產生重大影響的主要是廢石的堆存和淋溶水外排問題，例如所調查某礦區每年產出１０萬ｍ３廢石，約３０萬ｔ，廢石除一部分作為井下采空區的充填材料外，其余部分運出坑外堆放。某廢石堆淋溶水重金屬監測濃度見表３（表略）。結果表明，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。若直接外排將會導致重金屬污染，危害動植物，嚴重影響環境。

錫采礦行業治理技術分析

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，廢水排放對生態環境將造成嚴重污染。粉塵尤其是粉塵中所含的重金屬遷移轉化更是對周圍環境及動植物產生嚴重損害。另外，采礦過程中產生的固體廢棄物（以廢石居多）堆存和處理問題對避免污染、節約耕地、資源再利用提出了更高要求。因此，根據有色金屬礦山廢水的水質特征、粉塵排放特點和固體廢棄物產生量及成分等特點尋求技術可行、經濟合理的治理方法，避免重金屬污染具有重要意義。國內外十分注重研究合理的治理技術，在此重點分析當今治理技術現狀及我國錫采礦行業重點企業所采用的符合清潔生產的先進技術，篩選出優化的處理技術，為企業選用提供借鑒。

１.治理技術現狀簡介

礦山廢水主要產生于礦坑涌水和廢石堆場，國內外常規典型處理技術主要有中和法、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展方向。例如，北京礦冶研究總院、江西銅業集團公司和加拿大國際發展公司ＰＲＡ（ｔｈｅｆｅｄｅｒａｌＣａｎａｄｉａｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＡｇｅｎｃｙ）合作在德興銅礦進行現場試驗，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，處理技術多為傳統處理，例如云南松礦采用在通風外排口加旋風除塵器、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、恢復植被、引水建立人工方案”等措施，取得了比較明顯的經濟效益和社會效益。

２.錫采礦行業重點企業清潔生產技術分析

經調研，云南某代表性礦采用的廢水治理技術較為典型，其井下涌水利用示意圖見圖１（圖略）。該礦的生產廢水為井下采礦坑內涌水。坑內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回收利用作為該礦井下生產用水，１５４０ｍ中段涌水匯聚于１５４０ｍ中段水倉，經水泵管道排至坑外，由集團供水有限責任公司負責處理，井下涌水經混合、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中段涌水經排水溝排至選礦廠，經沉淀后作生產用水使用。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，無生產廢水外排。辦公及生活區生活污水經隔油池、化糞池處理后由當地農民用于農灌。經調研某代表性礦采用的典型粉塵抑制措施主要有：１）坑內掘進與回采作業均采取濕式鑿巖；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，以降低廢石場風速，減少由于大風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，提高礦區綠化率。另外，廣西某大型錫礦井下均通過風井通風系統進行降塵處理。出礦、破碎等工序產生粉塵經過井下灑水降塵處理以后，再進入通風系統。地表塌陷區產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生。經調研某云南代表性礦采用的固廢處置措施主要是采區充填、廢石加工作為建材、場內堆存等，目前廢石場廢石主要用作周邊建筑及道路施工材料，已實現廢石當年產生當年消化，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、探礦掘進產生的廢石和水倉清理產生的尾砂或廢石、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行的礦山廢石統計和分類方式，將廢石作為生產有用產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可能性；第二階段，確定廢石能否用作建筑工業和國民經濟其它部門的原料；第三階段，進行技術經濟指標的計算，以確定礦山廢石加工或土地恢復的可行性。