矿山固废资源化利用的经济可行性与环境影响分析

一、引言

在矿业发展进程中，矿山固废的大量产生已成为不可忽视的问题。据相关数据显示，我国历年堆存的工业固体废物已超600 亿吨，其中矿山固废占据相当大的比例[1]。这些固废不仅占用大量土地资源，还对周边生态环境造成严重威胁，如引发土壤污染、水污染及大气污染等。随着环保意识的增强和资源短缺问题的日益凸显，矿山固废资源化利用成为实现矿业可持续发展的关键路径。对其经济可行性与环境影响进行深入分析，有助于制定科学合理的固废处理策略，促进矿业与环境的协调发展。

二、矿山固废现状

2.1 产生量与堆存量

我国矿山开采规模庞大，导致矿山固废产生量惊人。以尾矿为例，每年新增尾矿量高达数亿吨，且历史堆存量巨大。众多有色金属矿山、黑色金属矿山等在长期开采过程中积累了大量尾矿，占据了广袤的土地面积。此外，煤矸石作为煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物，其产生量也十分可观，部分煤炭产区的煤矸石堆积如山。

2.2 对环境的危害

矿山固废中的有害物质在自然条件下容易发生迁移和转化。例如，尾矿中的重金属元素（如铅、汞、镉等）会随着雨水冲刷进入土壤和水体，造成土壤重金属污染，使土壤肥力下降，影响农作物生长；进入水体后，会导致水质恶化，危害水生生物生存，甚至通过食物链危及人类健康。煤矸石若长期露天堆放，其中的硫元素会氧化产生酸性废水，同样对周边土壤和水体造成污染，并且煤矸石还存在自燃风险，释放出大量有害气体，如二氧化硫、氮氧化物等，加剧大气污染[2]。

三、矿山固废资源化利用技术

3.1 尾矿再选技术

通过先进的选矿工艺，如重选、浮选、磁选等联合技术，可从尾矿中进一步回收有价金属。在一些有色金属矿山尾矿中，经过再选能够回收铜、铅、锌等金属，提高资源利用率。某些铜矿尾矿，经过再选工艺后，铜的回收率可达到一定水平，实现了资源的二次开发。

3.2 煤矸石综合利用技术

煤矸石可用于发电，利用其低热值特性，通过循环流化床锅炉等设备进行燃烧发电，实现能源的回收利用。煤矸石还可作为建筑材料的原料，如生产煤矸石砖、水泥混合材等。将煤矸石破碎、粉磨后，按照一定比例与其他原料混合，可烧制出性能良好的煤矸石砖，替代传统粘土砖，既节约了土地资源，又实现了固废的资源化。

3.3 其他固废利用技术

对于矿山开采过程中产生的废石，可通过加工制成建筑用砂石骨料，满足建筑行业对骨料的需求。一些矿山的废石经过破碎、筛分等工序后，生产出的砂石骨料符合建筑用砂、建筑用卵石及碎石的标准，广泛应用于道路、桥梁等基础设施建设中。在一些金属矿山，通过微生物技术对固废进行处理，利用微生物的特定代谢功能，实现有价金属的提取和分离，提高资源回收效率。

四、经济可行性分析

4.1 成本分析

①² 山固废资源化利用项目成本主要包括设备、原材料、运输及人力四大类。设备投入中，高效浮选机、颚式破碎机等核心设备单台售价达数十至百万元，年维护费用约为设备原值的 5%-10% ，涵盖部件更换与系统调试。原材料成本集中在固废预处理环节，如尾矿脱水用絮凝剂、煤矸石活化添加剂等，占总成本的 10%-15%₅ 。运输成本与距离密切相关，当固废产地与加工厂间距超50 公里时，每吨成本增加10-20 元，偏远地区运输成本占比可超 30‰ 。

4.2 收益分析

收益来源以产品销售为主，政策补贴为辅。尾矿再选回收的铜、铅、锌等金属，每吨收益数千元至数万元，中型尾矿库年回收500 吨金属即可获数百万元收入。煤矸石发电项目每万吨可发电300 万度，按工业电价 0.6 元/度计算，年发电量1 亿度可收益6000 万元。建筑材料领域，煤矸石砖每吨售价约300 元，废石加工的砂石骨料每吨 50-80 元，年产能100 万吨的骨料厂年收入超 5000 万元。政策支持方面，企业可享受 30%-70% 的增值税即征即退，部分地区还有每吨20-50 元的处理补贴，整体可提升收益 10%-20% 。

4.3 市场前景

资源化产品市场需求呈刚性增长。建筑行业年消耗砂石骨料超200 亿吨，天然资源枯竭推动固废替代骨料渗透率从 5% 升至 15% ，未来五年有望突破 30% 。金属回收领域，全球矿价高位运行，尾矿中镓、铟等稀散金属需求年增 8%-10%₉ 。“双碳”目标下，煤矸石发电享绿色溢价，建材固废掺兑率每提10% ，碳足迹降 8%-12% ，更易获工程订单。加之地方政府严控固废填埋，资源化成为必然选择，政策与市场叠加推动行业年增速超 15% 。

五、环境影响分析

5.1 减少污染排放

矿山固废资源化利用能够显著减少固废中有害物质的排放，从源头阻断污染物扩散路径。通过尾矿再选工艺，可对其中的重金属等污染物进行有效提取和分离，大幅降低尾矿中此类物质的含量，进而减少其在雨水冲刷、渗透等自然作用下进入土壤和水体的总量，降低周边土壤和水体的污染风险。煤矸石通过用于发电和建筑材料生产，改变了以往露天堆放的处理方式，避免了因长期堆积产生的酸性废水渗入地下或流入地表水体，同时也减少了有害气体向大气中的排放，使周边环境的空气质量和水体质量得到有效改善。

5.2 降低生态破坏

大量矿山固废的堆放会对周边生态环境造成多方面破坏，不仅会改变原有地形地貌，还会占用大量土地资源，导致植被因土地被侵占而遭到破坏，进而引发水土流失等一系列生态问题[3]。而通过资源化利用，能够大幅减少固废的堆存量，从而降低对土地的占用面积，为生态修复创造有利条件，有助于维持生态系统的稳定。对矿山废弃地开展复垦工作和植被恢复工程，能够逐步恢复该区域的生态功能，减轻固废堆放带来的生态破坏程度。

5.3 资源保护

从矿山固废中回收有价金属和有用矿物，相当于为社会增加了资源储备，这在一定程度上减少了对原生矿产资源的开采强度，是实现资源可持续利用的重要途径。以尾矿再选为例，从中回收的金属可以替代部分原生矿石的开采量，从而延长矿产资源的服务年限，对保护有限的矿产资源具有十分重要的现实意义，也为后代留下了更多的资源财富。

六、结论

矿山固废资源化利用在经济可行性和环境影响方面均展现出积极的效果。从经济角度看，尽管存在一定成本，但通过产品销售和政策支持，具备良好的收益前景和市场潜力。在环境影响上，能够有效减少污染排放、降低生态破坏，实现资源保护，对矿业可持续发展具有不可替代的作用。为进一步推动矿山固废资源化利用，政府应持续完善相关政策，加大对技术研发和项目建设的支持力度；企业应不断提升技术水平，优化成本结构，提高资源化利用效率。通过各方共同努力，实现矿山固废从“环境负担”到“资源财富”的转变，促进矿业与环境的和谐共生。

参考文献：

[1]郭慧高,武拴军,高谦,等.我国大型镍矿充填采矿固废资源化利用研究进展[J].徐州工程学院学报(自然科学版),2021,36(02):46-52.

[2]姚拓,李璇.矿山固废资源化利用的生态效率与碳减排措施研究[J].中国金属通报,2023,(08):119-1

21.

[3]周晓莹,李杰颖,关冰.关于推进辽宁矿山固废农业资源化利用的建议[J].再生资源与循环经济,2024,17(06):37-39.