超贫磁铁矿开发利用环境问题及保护对策

崔 磊, 周冬娟

(中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司,河北 秦皇岛 066004)

超贫磁铁矿开发利用环境问题及保护对策

崔 磊, 周冬娟

(中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司,河北 秦皇岛 066004)

分析超贫磁铁矿的开采、选矿工艺特点及环境影响因素,归纳矿山在生产过程中所产生的生态破坏及环境污染问题,并提出相应的环境保护对策,可供此类矿山在环境保护方面加以借鉴和参考。

超贫磁铁矿;环境问题;对策措施

超贫磁铁矿是指磁性铁(mFe)含量低于现行行业规范需选磁铁矿石一般工业指标要求,在当前技术经济及环境条件下可以进行开发利用的含铁岩石的总称。目前国土部门对超贫磁铁矿品位的认定各不相同,河北省、内蒙古等国土资源部门规定的超贫磁铁矿边界品位为(mFe)6%～15%,工业品位为(mFe)8%～20%;辽宁建平县国土资源局制订了边界品位(TFe)6%,块段品位(TFe)8%的工业指标[1]。在实际开采过程中,铁矿采选企业则根据经济技术条件适时调整铁矿石的可采品位,对超贫磁铁矿加以利用。

1 开发利用现状

超贫磁铁矿分布广泛,资源储量大,河北省超贫磁铁矿查明资源储量55亿t,预测资源储量接近110亿t,主要分布于承德地区,约占河北省资源储量的70%以上,其次为张家口、秦皇岛、石家庄及保定等部分地区;辽宁省超贫磁铁矿资源总量预计为107亿t,主要分布于建平—喀左地区、海城—弓长岭区、新城子—铁岭区等地[1-2]。

近些年,河北承德地区超贫磁铁矿发展迅猛,经过矿区整合、企业重组,已建成几个千万吨规模的超贫磁铁矿山,根据《承德市矿产资源总体规划(2011—2015)》,在保障矿山地质环境的前提下,至2015年保持年处理矿石量3亿t左右,精粉产量2 400万t的水平;其他地区如河北张家口、河南、内蒙古等地对超贫磁铁矿资源也有开发利用,受其资源储量限制,采选规模一般在100万t/a以下。

2 开发利用特点及环境影响因素

超贫磁铁矿因其品位低,选矿比高,必须进行较大规模采选作业才能保证矿山经济效益。除少数地质品位较高且埋藏较深的矿山可采用地下开采外,超贫磁铁矿开采方式多为露天开采,其剥离面大,植被遭铲除后地表完全裸露,必然导致水土流失及扬尘污染。综上,超贫磁铁矿在开发利用过程中主要对地形地貌、植被、土壤、环境空气、声环境及地下水、地表水环境产生不利影响。

3 采选过程产生的环境问题

超贫磁铁矿在岩土剥离、矿石开采、运输、选矿及排尾过程中对环境有如下影响:

(1) 超贫磁铁矿开采过程中剥离岩土,铲除地表植被,地表在裸露状态下极易造成水土流失,严重情况下还会发生滑坡、泥石流等次生地质灾害。

(2) 在大风天气下,裸露地表所产生的直接后果就是大量扬尘,加之矿石爆破、破碎、筛分过程中产生的粉尘及道路运输扬尘,多重因素产生的累积效应使得区域环境空气质量下降。根据监测,某矿区TSP最大浓度占标率255%,超标率29%～57%,PM10最大浓度占标率324%,超标率43%～57%。

(3) 超贫磁铁矿原矿处理规模大,选矿比高,一般为8～10,高者甚至达到12以上。磁性铁经过磨选富集后铁精粉产量很小,大部分作为尾矿排至尾矿库,这就需建设大库容的尾矿库。超贫磁铁矿采选及排尾过程实际上就是移山填沟,对占用土地和破坏植被是一种双重影响。此外,为了提高选矿回收率,要求磨矿粒度较细,其尾矿堆积过程中形成的干坡段也是扬尘污染的重要源头。

有些矿山企业在河滩地上修建尾矿库,尾矿砂淤积河道,影响行洪,尾矿渗水影响地表水及地下水水质。

(4) 超贫磁铁矿多采用汽车运输,矿石运输量大,其产生的交通噪声对区域声环境产生不利影响,如果矿石运输路线经过村庄、学校等声环境敏感点,还会产生噪音扰民问题。

4 环境保护对策

(1) 各级政府应制定相应的矿产资源规划,合理开发利用超贫磁铁矿资源,在生态环境敏感区划定限采禁采区,依法对矿山企业进行监督和管理;制定并执行采矿权生态保证金制度,引导企业落实生态恢复治理措施。

(2) 鼓励企业兼并重组,提高矿山企业规模化生产水平和清洁生产水平,发展高效、节能的生产技术,杜绝无序群采现象。

(3) 企业自身在生产过程中应制定合理的开采计划和矿山生态恢复计划,做到边开采边治理,提高矿山土地复垦率;采场及排土场不再使用的台阶应及时覆土绿化,排土场的稳定边坡挖掘鱼鳞坑种植紫穗槐、柠条等灌木;尾矿库坝坡采取植物措施,服务期满后应按相关规定及时闭库,覆土绿化,防止扬尘污染和水土流失。

(4) 对矿石采选及运输过程中的各产尘点采取有效的抑尘除尘措施。钻孔采取湿式作业或干式捕集措施,铲装过程采取喷淋洒水方式,使工作面保持湿润[3],增加运输道路洒水频次,使路面保持湿润;在选厂破碎、筛分及干选等各工序产尘点设置抑尘喷嘴,产生的粉尘用集尘罩收集后送至除尘器处理,加强日常管理,保障除尘设施的收尘效率。

(5) 提高矿山装备水平,采用封闭胶带运矿和排岩,可有效解决由于汽车运输所带来的扬尘和噪声污染问题。

(6) 超贫磁铁矿在选矿过程中产生大量尾矿砂,修建尾矿库不仅占用土地,破坏植被,在某些地区同时也是限制企业发展的不利因素。缓解上述矛盾的有效途径主要有两个方面:首先,以改进选矿工艺流程作为切入点,增加预选工序,减少入磨量,从源头减少尾砂产生量;其次,探索尾矿综合利用的有效途径[4]。通过对尾砂分级处理,选出一部分粗砂作为建筑用砂,可减少尾砂堆存量;近些年一些铁矿企业尝试利用尾矿砂充填废弃采坑、塌陷区,并覆土造田,提高了土地利用率。需要注意的是,在采取上述回填措施前需对尾砂进行浸出毒性试验和小规模造田试验,确保各项污染物满足《土壤环境质量标准》限值要求,避免对农作物产生二次污染。

5 结语

(1) 矿山规模化生产可以在一定程度上减轻对资源的无序开采,但不一定能保证环境问题得到有效解决,大企业只有承担起相应的环境责任和社会责任,才能真正实现“绿色矿山、和谐矿山”的理念。

(2) 为保障钢铁行业的可持续发展,提高钢铁企业的矿石自给率,开发利用超贫磁铁矿是缓解资源紧张局面的重要途径,但其在开发利用过程带来的一系列环境问题却不容忽视,只有做到资源开发与环境保护并举,才能实现行业的健康发展。

[1] 李厚民,王瑞江,肖克炎,等.中国超贫磁铁矿资源的特征,利用现状及勘查开发建议:以河北和辽宁的超贫磁铁矿资源为例[J].地质通报,2009(1):85-90.

[2] 李中念,张振芳,严国栋.河北省超贫磁铁矿资源与开发利用分析[J].河北冶金,2006(3):1-4.

[3] 别列斯涅维奇.露天矿铲装作业中的水力除尘[J].国外金属矿山,1990(8):80-84.

[4] 毛海明.超贫磁铁矿选矿研究[J].商品与质量,2012(7):143.

(责任编辑：陈文宝)

Environmental Problems Caused by Ultra-low-gradeMagnetite Exploitation and Countermeasures

CUI Lei, ZHOU Dongjuan

(MCCCapitalEngineering&ResearchIncorporationQinhuangdaoCo.,Ltd.,Qinhuangdao,Hebei066004)

The paper analyzes mining and environmental factors of ultra-low-grade magnetite and charactersitics of mineral processing technology,concludes the ecological damages and environmental pollutions，puts forward the strategies and countermeasures，which can provide reference for environmental protection of mining enterprises.

ultra-low-grade magnetite; environmental problems; countermeasures

2014-12-29;改回日期:2015-02-05

崔磊(1982-),男,工程师,生态学专业,从事矿山环境影响评价及水土保持研究。E-mail:cuilei@ceriqhd.com

P618.31; X322

A

1671-1211(2015)03-0360-02

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201503027

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150422.1106.020.html 数字出版日期:2015-04-22 11:06