司家营北区采场固体废弃物利用现状及未来发展方向的探讨
发布时间：2021-01-11
摘要：矿产资源是人类赖以生存和发展的基础条件。矿产资源的开发利用不可避免的对生态环境产生破坏影响，同时产生大量固体废弃物，而固体废弃物的堆存对生态环境产生进一步的不良影响。因此矿山固体废弃物的综合利用，不仅关系到矿产资源的优化利用和矿山的可持续发展，更关系到国家和社会生态文明建设的稳步推进。本文主要阐明司家营北区采场固体废弃物的来源、分类和利用现状，并对未来固体废弃物综合利用的未来发展进行展望。
关键词：矿山固体废弃物、综合利用、未来发展
前言
随着人口的增加、工业化的发展以及城市进程的加快，自然资源的开发利用也在不断增长。以往，提到矿山都与环境破坏联系起来，尤其是露天开采矿山，大量剥离岩土、尾矿砂、噪声、废气对周边生态环境带来极大破坏。随着国家对生态环境保护日渐重视，尤其是习近平同志“青山绿水就是金山银山”理念的提出为新时代推进经济发展和生态文明建设指明了方向。
相关期刊推荐：《资源节约与环保》杂志是天津市经济委员会主管，天津市节能协会主办的国内外发行的月刊杂志，杂志创刊于1984年。刊发有关经济建设、资源节约、环境保护、清洁生产、综合利用以及节能、节水新产品、新技术建设小康社会的信息，起到了本刊应有的作用，受到政府有关部门、广大读者和企业的欢迎和好评。
自2014年开始，河北省坚持生态优先，减量化管理，开展露天矿山环境治理工作，2016年以来对全省1881个露天矿山进行集中整理，关闭露天矿山400余座。传统的环境破坏再治理的道路已封堵。矿山围岩进行综合利用能够有效解决我国资源短缺的需要，延长矿山使用年限的同时节约土地资源，并且，矿山围岩的综合利用能够提高矿业经济效益。因此，转变观念，树立节约循环利用的资源观，推动资源利用方式根本转变，成为矿山可持续发展的必经之路。
司家营采场固体废弃物来源主要是矿石围岩排放及尾矿堆存两个方面。采场原设计重要排岩渠道——围海造地工程，受国家政策形象受到制约，同时受相关环保政策影响，新的排土场和尾矿库审批愈发困难，且由于地处冀东平原，人口密集，即使通过审批，后续拆迁等相关问题也会为矿山带来巨大的经济压力和社会压力。因此，新形势下，如何提高矿山固体废弃物综合处理率，回收有用组分，减少固废排放将成为关系矿山企业未来发展的重要课题。
1、固体废弃物分类
司家营北区采场固体废弃物主要是采场生产过程中剥离的围岩、夹岩和选矿流程产生的尾矿。
1.1、围岩
司家营北区采场围岩主要为黑云变粒岩、石英砂岩、白云岩。
变粒岩：岩石呈灰黑色，比较致密坚硬，风化后呈黄褐色。细粒鳞片花岗岩变晶结构，平行粒状构造。化学成分及抗拉强度见表一、二。
石英砂岩：暗灰色，砂状结构，层状构造。主要由石英碎屑组成，硅质胶结。
白云岩：灰色、米黄色。微晶结构，薄层状构造。主要由白云石组成。化学成分及抗拉强度见表一、三。
1.2、尾矿
司家营北区年排放尾矿量1500余万吨。由于司家营铁矿选矿厂所分选出的尾矿颗粒相对较细，粒径较小，经水力输送管道排放至尾矿库内的尾矿粒径普遍较小，沉积滩普遍分布尾粉砂，沉积滩局部地段的中、下部分布厚度不等的尾粉质粘土。
2、固体废弃物利用现状
2.1支持重点工程建设
司家营铁矿建矿前期充分利用曹妃甸大港建设的有利条件，打破传统依矿建设排土场模式，制定了剥离岩土支持曹妃甸建设的方案。投资16765万元建设剥离岩土专运线—司曹铁路，近年来外运曹妃甸岩土1.2亿吨，实现效益近10亿元。
2.2研究围岩岩性特征，多途径开发利用
司家营露天采场围岩主要为白云岩、石英砂岩、黑云变粒岩等。各类岩石岩性均较坚硬。因此，司家营铁矿大力开拓开采围岩在建材及工程用料领域的利用途径，将围岩加工成建材，可实现固体废弃物资源的规模化、规范化综合利用，有效提升资源利用效益，改善和修复周边生态环境，实现矿产资源综合利用水平的大幅度调升，具有重要的经济和社会效益。
经过多年的开采利用，天然砂石料越来越匮乏。即使有少量天然砂石料，随着我国环保事业的发展，也被列入禁止开采范围。近年来，人工砂石料越来越被人们重视和利用。因此，围岩作为人工砂石料的原理便成了一个很好的选择。
根据围岩具体物理性能，因地制宜，按照围岩的抗压强度、粒径组成等的要求，可分别将围岩加工用于公路和铁路路面基层、矿山道路基层和底基层等。司家营采场中的围岩主要为变粒岩，含铁成分低，各项指标均可达到沥青混凝土原料的标准，可为周边高速公路、民用建筑等工程项目节约大量的原料开采、运输费用，又为司家营铁矿节约大量围岩运输费用、节省大量的耕地占用费。
2.3采剥围岩回填废弃坑，修复生态环境
用围岩回填露天废弃矿坑，是围岩利用中经济又常用的方法。再覆盖上一定厚度的可耕土将其恢复治理为耕用地、林地。也可以作为工业场地垫层当中。司家营第一尾矿库就是建在范各庄矿采煤沉陷区上，河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司一直把“打造绿色矿山，实现资源最大限度的循环利用”作为公司发展理念，基于这种发展理念司家营铁矿将坚持建设“绿色矿山”作为对自己发展的新要求，现在司家营铁矿正逐渐成为冀东平原绿色矿业新标杆。在尾矿库建设初期，公司要求第一尾矿库要建成生态观光型尾矿库，为了这一目标公司上下付出了极大的努力，现第一尾矿库已成为当地一道美丽风景线，而且调节了区域生态环境，入库尾矿浆在沉淀后，水体达到三类水质标准，相当于一个中小型水库。尾矿库每年还可为当地提供数万斤鲜鱼。尾矿库集水坑更是国家保护鸟类栖息地，吸引了数千只野鸭和灰鹤在这里安家落户。第一尾矿库将实现采煤塌陷地的复垦，第一尾矿库闭库后可复垦为2640亩耕地。
2.4尾矿综合利用
司家营北区本着充分利用矿山资源，提高资源利用率，提升矿山经济效益的目的，对采场尾矿进行综合利用。
采用“一段磨矿、两次磁选、一粗一精一扫”工艺流程对浮选尾矿进行回收，每年可回收铁精粉5万多吨。采用“磁选打捞、分级-磨矿、磁选-浮选”的工艺流程对综合尾矿进行回收，每年可回收铁精粉约8万多吨。
3、固废综合利用的未来发展
3.1、存在的问题
当前，司家营北区采场固体废弃物综合利用存在的主要问题：利用程度不高，固体废弃物以直接处理为主，同时对社会需求依赖大
现阶段，司家营北区固废利用主要渠道还是以社会外排，满足相关工程建设需求和附近塌陷区、大坑填埋为主，受社会需求变化影响较大。目前，由于各高速公路建设等社会需求旺盛，采场整体外排形势较好，一旦这些工程竣工，社会需求将急剧萎缩，甚至影响到采场正常采剥进度。
3.2、固体废弃物进一步利用的建议
目前，国内同类矿山中对尾矿的二次处理应用上也就不少的成功案例，例如，一、使用尾矿制造免烧砖或墙地面装饰砖;二、使用尾矿生产水泥。在建筑过程中，水泥是必不可少的主要材料，因此，此类应用对固体废弃物处理量大，且制成品的市场也标胶可观。因此建议对尾矿的性质和相关技术及市场做进一步的深入调研，分析其可行性。
围岩的综合利用上也应该摆脱过去单一以来社会外排的简单处理方式，进一步发掘围岩潜在价值，开拓新的综合利用方式，提高矿山整体经济和社会效益
因此，固废综合利用下阶段主要任务是发掘固体废弃物尤其是围岩的深度利用价值，根据围岩有用组分，建立相应的非矿产业链，实现固废综合利用系统化和规模化。——论文作者：赵鹏飞 1 张爱敏 2 王瑜 3
