有色金属产能高、发展快 如何面对严重的资源与环境压力

我国有色金属发展

具有良好导电、导热和可锻性的天然元素称为金属。我国将铁、铬、锰三种元素称为黑色金属，将其它金属称为有色金属，其在103个天然元素中占到64种。有色金属又分为重金属、轻金属、稀有金属、稀土金属、贵金属，其中铜、铝、铅、锌、镍、硒、锑、汞、镁、钛称为十大常用金属。

我国有色金属储量丰富，在国民经济中各行业都以有色金属为技术材料，随着现代化建设，有色金属的地位会越来越高，没有足够数量和品种齐全的有色金属就没有国家的现代化。近15年是我国有色金属发展最快，效益最好的十五年。据有色金属协会统计，从2001年到2014年，常用的十种有色金属产能从880多万吨增加到4696万吨，实际产能更高。年均增长百分之十三点多，已经连续13年居于世界第一，超过俄罗斯、美国、加拿大、澳大利亚总和一倍以上。有色金属在我国的生产和消费占全球40%以上，已经成为第一大国。

有色金属产能大，但同时面临一些问题。

产能过剩是最大的问题，导致目前价格非常低，很多企业都不能正常的生产。其次是技术水平和综合利用率在世界上不够先进，最后是国内非常严重的资源和环境的压力。目前，环保一类控制指标分别是镉、汞、铅、砷和六价铬，所以重有色金属的采选业和加工业是五大重金属防控的两大重点行业，处于国家重金属污染防治规划中非常关注的行业。总体来说我国是有色金属大国，但不是强国，向强国迈进是行业发展的重要目标。

我国各种尾矿每年以6亿吨以上的数字增加，目前有一万多座尾矿库，堆存量很大。尾矿库堆积坝大部分用尾砂逐层堆积而成，逐步往里排尾矿，回水按环保要求最好达到重金属废水“零”排放，确实需要外排要根据环境敏感程度和地方要求，达到排放标准或更严格的环境质量标准才能排放。废水的处理和回用系统是有色金属矿的一个环保重点。尾矿库坝体下方一般有截渗坝，防止对库区外地下水的水域产生污染。坝下的回水池把渗流下的水打到尾矿库和选矿车间继续回用。另外，考虑尾矿水外排污染的环境风险，在尾矿库坝下面建一个污水处理站，外排的污水通过污水处理站达标排放。

尾矿库污染和环境风险

尾矿库污染和环境风险主要有尾矿库粉尘污染、重金属污染、酸性水污染、尾矿库溃坝等。

尾砂是矿石通过碎矿、磨矿、选矿排出的固体废物，颗粒非常细，通常-200目（粒径0.074毫米以下）占70%以上，很容易造成尾砂的飞扬，对周边的生态环境和人群健康造成影响。目前尾矿库粉尘控制主要通过多管放矿保持干滩的湿润，还有一些加固化剂的方法使它板结，控制粉尘飞扬。

另外，没控制好的尾矿在淋溶下重金属会污染河流，造成农田污染等。还有矿山废石堆场淋融水和采矿的酸性废水控制不好也有可能会造成生态破坏和土壤污染。现在一些地区作物重金属超标，有些就是有色金属开矿和冶炼造成土壤污染，另外一些天然本体就高，要具体分析它的成因。

溃坝风险是尾矿库应关注的重大安全事故，同时会引起生态环境的破坏。2008年的山西新塔9·8特别重大尾矿库溃坝，瞬间尾矿库下泄了27万立方米尾砂，270多人伤亡，主要原因尾矿库超期服役，排放不合理和不及时生态恢复，造成的坝体失稳溃坝。

从国家来说，对尾矿库选址有严格的规定，安监局对技术规程、管理规程、尾矿设计规范等都有一些相应的严格规定。环保部门发布了一般固废处置标准、危废处置标准和填埋的技术要求。基本的尾矿选址要遵守这些法律法规的规定，总体原则是不在水源地的上游修建，避开地质现象严重复杂的地区，不易在存在开采价值的矿床上建尾矿库等。

固体废弃物处理

目前，国内尾矿分成三类固体废弃物管理。一般固体废物Ⅰ类、Ⅱ类和危险废物。环保部对Ⅰ类场、Ⅱ类场和危废在选址上规定了一些要求，并且在管理中因为Ⅰ类的防渗比Ⅱ类的要求低，禁止把Ⅱ类固体废弃物混到Ⅰ类场堆存。

行业问题比较多的是尾矿充填对地下水环境影响,一般鼓励Ⅰ类固体废弃物充填采空区。Ⅱ类尾矿经常需要根据一些环境数据分析能不能填充到井下，以便防止对地下水的影响。危险固体废弃物禁止充填。

怎么来鉴别我国固体废弃物分类？2008年环保部发布了危废名录，先查名录中是否包含此类固废。若不在目录中，有色金属固废一般要进行两个鉴别，一个是腐蚀性鉴别，一个是浸出毒性鉴别。

安监局等七部委在2013年发了一个58号文，对尾矿库有很多新要求，新建五等尾矿库应当优先采用一次性筑坝；新建小库（库容在 10 万立方米以下）和周转库必须采用一次性筑坝方式；新建堆存重金属尾矿库的库底应硬化并防渗；严禁在岩溶发育地区利用天坑建设尾矿库。通常的场地防渗采用平整后铺黏土层和铺HDPE防渗膜等措施，能够达到10-10以上。矿山采用较多的是垂直防渗，在尾矿库坝的坝下建立一个垂直防渗墙，防止库区对下游地下水的污染。

环境风险评估技术方法

国家环保部在2015年4月发布了《尾矿库环境风险评估技术方法》，评估就是对尾矿库发生溃坝的风险以及其它风险进行环境危害程度进行评估。一是要划分风险等级，二是危险因素分析，三是对其进行系统环境风险分析，四是预测结果，最后提出环境风险防控和环境安全隐患排查治理对策建议的过程。编制指南分为总则、应急、预警、应急处置、应急宗旨、后期管护六部分。

六类突发情况

我们比较关注的六类尾矿坝突发环境事件，分别是输送管道泄露问题、溢洪塔泄漏情景、渗漏情景，管涌情景、裂缝情景、溃坝情景。另外，根据规模、类型、敏感性、历史情况和环境违法来划分重点监管尾矿库，并且从环境危害性、控制机制的可靠性、周边环境敏感性进行等级划分，判断风险事故的大小，制作尾矿库的危险清单和平面总布置图、敏感图，制定调查方案，对突发事件进行分析，最终找出防控和对策进行报告编制，最后根据环境安全隐患、风险因素来制定应急预案。

废水回用

为什么重金属废水需要“零”排放呢？ 环发[2007]201号“关于印发《关于河流污染防治工作通知》的通知”，提到2009年起环保部门要制定并实行严格的环保标准，停批向河流排放汞、镉、六价铬和持久性有机污染物项目。实际上2009年以后各地方特别是环保部执行力度要严格得多，不止这三类重金属和持久性有机污染物，现在许多地方都要求新建项目含重金属废水“零”排放。但是“零”排放有些能达到，有些达不到。达不到的应根据实际情况执行地表水环境的三类水质标准或排放标准。现在重金属治理是有色金属行业的一个重点。从国家重金属“十二五”防治规划来说，重点控制汞、镉、铬、砷、铅五种，但是还要兼顾其它9个元素，镍、铜、锌、银、钒、锰、钴、铊、锑等，一共有14种重金属污染物。

重金属选矿废水特点包括成份复杂、多种重金属的成份存在、酸、碱和含盐量高、水质波动大。过去最普遍的常规方法是石灰法，但是加药量大、污泥产生量多、难以回收资源等缺陷。我们所这些年也开展了酸性重金属废水治理研究，一个是用高密度泥浆法进行废水治理。高密度泥浆法不光比传统的石灰法减少石灰消耗，而且提高了水的处理能力，各项指标达到了较好水平。高密度泥浆法处理重金属废水和传统的石灰法相比无论在处理理念、处理工艺自动化水平、设备维修和水质上都有比较好的先进性，所以现在是在很多企业里进行应用。德兴铜矿的酸性废水也用高密度泥浆法进行处理，各种指标都达到了很大的提高。

另外，我所最近还研发了纳米吸附剂深度处理重金属，一个是KY001，主要是吸附阳离子的重金属，铅、镉等，另一个KY201主要是吸附砷、锑阴离子的重金属。处理后可以达到水质的三类标准，正在湖南等地方应用。车河选矿厂废水用特种吸附剂加上其它的组合来处理水质，费用比较低，并且可以达到地表水水质标准。

生态恢复

尾矿库的生态恢复，因为尾砂是个基质所以非常重要。物种的选择是我们研究的重点。铜尾矿废弃地无土复垦，香根草、三叶草、狗牙根等品种匹配有较好效果。狗牙根的匍匐性和侵占性非常强，并且有固坡效果。沙打旺也是比较合适的品种。紫花苜蓿是豆科植物，通过固氮可以增加自我循环能力。从效益来说无土复垦和传统的复土、水泥固化相比费用有加大优势，控制粉尘污染效果明显。但是，不是所有的尾矿库都能无土覆盖复垦，需要因尾矿的性质进行分析。

赤泥堆场是我们行业的一个环保重点。平果铝土矿赤泥堆场的特点是PH高，反碱强、坡度大。初期尝试了水泥固化、盆栽和植被的方法。最终选择了经济有效的植被方法，以当地一种耐碱植物铺地菊为主进行堆场的生态恢复。

另外，农业也是我们复垦的一个重点，目前国土资源部主抓复垦，环保部和水利部也都有相关要求。如果作为农作物种植，物理化学性质分析是非常重要的关键，主要是碳酸盐的含量、 PH值、重金属等。另外，我们给国土部起草的金属矿土地方案规程要求金属矿要至少5年到10年的检测，特别是种植农作物。尾砂中碳酸盐含量高，可以很大程度降低重金属在土壤中溶解度，使作物的吸收明显变低。胡家峪铜矿尾矿的碳酸盐含量可以保持50年不酸化。但是，不是所有的尾矿库都能种植农作物。在德兴一号尾矿库进行过作物种植研究，个别指标是超标的。所以，农作物恢复一定要慎重，要进行长期的监测。

总之，有色金属的可持续发展需要不断提高技术、工艺、装备清洁生产水平，加强环境污染防治和矿山生态修复，既要金山、银山，更要绿水青山，绿色发展是关键。

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