矿山废弃物资源化利用与环境保护

摘要： 在采矿工程领域，矿山废弃物的大量产生与不当处置给生态环境带来沉重负担，同时也造成资源浪费。本文深入剖析矿山废弃物的类型、特性及其对环境的危害，阐述资源化利用所涵盖的技术路径、应用场景以及在环境保护层面的重要意义；详细介绍尾矿、废石、矿渣等废弃物在建筑材料、土壤改良、有价金属回收等方面的资源化利用策略；同时，直面技术研发投入大、市场推广困难、政策法规不完善等挑战，提出针对性解决策略，旨在为采矿工程从业者提供深度技术指引，助力构建环境友好、资源节约的矿山可持续发展新模式，推动矿业与生态环境和谐共生迈向新高度。

一、引言

随着矿产资源开发规模的持续扩大，矿山废弃物如尾矿、废石、矿渣等的产生量与日俱增。这些废弃物不仅占用大量土地，还因其中含有的重金属、有害物质等，在雨水冲刷、风化等作用下，对土壤、水体、大气造成严重污染，威胁生态平衡与周边居民健康。与此同时，矿山废弃物中蕴含着诸多可再利用资源，若能实现资源化利用，将变废为宝，在减少环境污染的同时创造经济价值，是采矿工程领域实现可持续发展的关键突破口，具有极其重要的现实意义。

二、矿山废弃物的类型、特性与环境危害剖析

（一）矿山废弃物的类型

1.尾矿

矿石经选冶后剩余的细粒废渣，通常含有少量未回收的有价金属、脉石矿物及选矿药剂残留。其粒度细小、量大且长期堆存，是矿山废弃物的主要组成部分，如铜尾矿、铁尾矿等，成分复杂多样。

2.废石

采矿过程中剥离的围岩、夹石，主要成分取决于矿体围岩性质，多为各类岩石，如花岗岩、石灰岩废石等。废石量大，露天堆放不仅占用土地，还改变地形地貌，影响生态景观。

3.矿渣

冶炼过程产生的废渣，富含重金属氧化物、炉渣矿物等，具有高温、高碱性或酸性特点，如铅锌冶炼渣、钢铁冶炼渣，若处置不当，其中重金属易渗入土壤、水体，引发严重污染。

（二）矿山废弃物的特性

1.成分复杂

包含多种矿物、金属元素及化学药剂，不同矿山废弃物成分差异显著，取决于原矿种类、选矿工艺、冶炼方法等，增加资源化利用难度，需针对性开发技术。

2.稳定性差

尾矿、矿渣多呈松散粉状或颗粒状，在自然环境下易受风化、雨水冲刷影响，导致扬尘污染、水土流失，其中有害物质随之迁移扩散，危害周边环境。

（三）矿山废弃物对环境的危害

1.土壤污染

重金属离子（如铅、镉、汞等）渗入土壤，改变土壤理化性质，降低土壤肥力，抑制植物生长，且通过食物链富集，威胁人体健康，如铅锌矿废弃物周边土壤铅含量超标，农作物重金属污染严重。

2.水体污染

矿山废弃物淋溶水含大量悬浮物、重金属、酸性物质，未经处理排入地表水、地下水，使水体浑浊、pH 值异常，毒害水生生物，如酸性矿坑水排放导致河流鱼虾绝迹，水生态系统崩溃。

3.大气污染

尾矿库、废石堆扬尘，以及矿渣堆放散发的有害气体（如二氧化硫、硫化氢等），污染矿区及周边大气环境，引发雾霾、酸雨，影响居民呼吸道健康，如露天堆放的煤矸石自燃产生大量二氧化硫，污染空气。

三、矿山废弃物资源化利用的技术路径与应用场景详述

（一）建筑材料生产

1.尾矿制砖

利用尾矿作为主要原料，添加适量粘结剂，经成型、烧结等工艺制成建筑用砖。尾矿中的硅、铝等成分可提供砖的强度，如铁尾矿制砖，不仅消耗大量尾矿，产品还具有良好抗压强度、保温隔热性能，可替代黏土砖用于建筑工程，减少土地资源占用。

2.废石加工骨料

将废石破碎、筛分，制成混凝土骨料、道路基层材料等。花岗岩废石加工的骨料用于配制高性能混凝土，提升混凝土耐久性；石灰岩废石破碎后作为道路底基层材料，增强道路结构稳定性，实现废石资源化利用，降低建筑材料生产成本。

（二）土壤改良

1.尾矿改良土壤质地

部分尾矿富含微量元素、矿物质，经无害化处理后施用于贫瘠土壤，可改善土壤结构，增加肥力。如磷尾矿含有植物生长所需磷元素，适量添加能促进农作物生长，提高土壤保水保肥能力，实现尾矿与农业生产协同发展。

2.矿渣中和土壤酸碱度

碱性矿渣用于酸性土壤改良，通过酸碱中和反应调节土壤 pH 值，使土壤适宜农作物种植。如钢铁冶炼渣中和酸性红壤，释放土壤中被固定的养分，提高土壤生物活性，助力农业增产增收。

（三）有价金属回收

1.尾矿再选

采用先进选矿技术，对尾矿重新选冶，回收残留有价金属。如采用重选、浮选、磁选联合工艺从铜尾矿中再次提取铜、锌、金等金属，提高资源综合回收率，减少资源浪费，为矿山创造额外经济效益。

2.生物浸出技术

利用微生物氧化还原特性，从低品位矿石、尾矿中浸出金属。嗜酸细菌可将硫化矿中的铜、铁等金属离子溶出，再通过后续工艺提取回收，该技术环境友好，适用于难选冶矿石，拓展资源利用边界。

四、矿山废弃物资源化利用面临的挑战与应对策略

（一）面临挑战

1.技术研发投入大

开发高效资源化利用技术需购置先进实验设备、开展科研攻关，资金需求大。如生物浸出技术研发涉及微生物培养、工艺优化，前期投入数百万，中小企业难以承担，制约技术推广应用。

2.市场推广困难

矿山废弃物制成的产品在市场认知度、认可度方面存在不足，消费者担心质量问题。如尾矿砖相比传统黏土砖，市场接受度低，销售渠道不畅，企业盈利困难，影响资源化利用产业发展。

3.政策法规不完善

现有政策对矿山废弃物资源化利用激励不足，缺乏强制约束与标准规范，导致部分矿山企业积极性不高，随意堆放废弃物现象仍存，监管执法缺乏依据，不利于行业健康发展。

（二）应对策略

1.多元融资与产学研联合

政府设立专项基金，引导企业、高校、科研机构联合研发，分摊成本；金融机构提供绿色信贷、风险投资，支持技术创新。产学研协同攻克关键技术难题，加速成果转化，如联合开发尾矿高值化利用技术。

2.产品质量认证与市场培育

建立矿山废弃物产品质量标准体系，开展权威认证，提升产品公信力；通过举办产品推介会、示范工程建设，展示产品优势，拓展销售渠道，提高市场占有率，引导消费者认可使用。

3.政策法规完善与监管强化

政府出台税收优惠、补贴政策，对资源化利用企业给予奖励；制定废弃物排放标准、利用规范，加强监管执法，督促矿山企业落实责任，对违规堆放严厉处罚，推动行业规范化发展。

五、结论

矿山废弃物资源化利用与环境保护相辅相成，是矿业可持续发展的必由之路。攻克技术、市场、政策难题，精细打磨各环节利用策略，有望构建资源循环、环境友好的矿山新生态，为全球生态保护与经济发展注入磅礴动力，开启矿业绿色新篇章。

参考文献

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