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金川集团:变“废固”为宝 恢复生态平衡

2006-03-13来源 《责任竞争力》作者 吴福顺 刘广龙0

问题

如何防止金川集团生产过程中排出的尾矿(砂)、水淬渣、粉煤灰等废固严重污染金川集团公司区及其周围农村地区的水和土地。

解决方案

金川集团生产过程中,每年产生大量的固体废弃物,主要有尾矿、冶炼闪速炉水淬渣、电炉渣和生产生活锅炉粉煤灰等。大量工业固体废弃物的产生、堆积,不仅占用大量的堆存场地,而且对地区环境产生一定的影响。金川集团在开展治理污染、保护环境的工作中,不仅最大限度地利用了自然资源,而且在尾矿、冶炼弃渣的治理和综合利用等方面找到了具有金川特色的利用途径,同时也改善了区域生态环境,取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。

选矿尾矿二次利用

选矿尾砂在井下充填中的应用

尾矿细度为73%-200目,其中微细粒级含量相当高,-700目粒级含量高达31%;孔隙率为63.4%,比重为2.87t/m3。化学组成以SiO2和MgO为主,含量分别为38.63%、26.18%,CaO为3.27%。金川集团于1985年开始进行尾砂充填试验。先后进行过全尾砂自流管送胶结充填、分级尾砂作胶结充填骨料、全尾砂和细砂二合一作骨料、全尾砂胶结充填等试验。

在全尾砂管道自流输送充填试验中,利用-5mm的水淬渣与尾砂配合,配比为水泥:尾砂:水淬渣=1:0.6:3,重量浓度为74%,该浆体比全尾砂浆浓度高、易脱水、强度高。完全可以在现有细砂系统上保持自流输送的特点,而不需增加输送泵或其他动力,可实现对井下采场的充填。该浆体在水泥耗量为300Kg/m3条件下,凝结硬化28天后,抗压强度大于3.3MPa,可以满足大型机械化开采的要求。在此基础上加入粉煤灰,完全可以将水泥耗量控制在180Kg/m3~220Kg/m3的水平上。

利用尾矿制作复合模板、井盖与井圈

利用金川集团尾矿和废旧农用地膜,经活化处理,进行硅酸盐固化反应,将松散的尾矿砂固化成坚实的整体。复合材料制品具有机械强度高、表面平整光滑、不吸水、不粘混凝土、耐酸碱、耐冷热、不生锈等优点,可取代钢模板、铸铁井盖,节约钢材,并且解决了铸铁井盖丢失的问题。

尾矿库覆盖治理

金川集团现有两个尾矿库,第一尾矿库位于金昌市城建规划中经济开发区的上风向,占地面积3.0km2,1991年6月停止使用.累计堆存尾矿砂3877万吨,闭库初期曾给下风向的农村、工厂造成严重危害。为了彻底根治第一尾矿库尾矿污染,金川集团与中科院兰州沙漠研究所合作,在充分试验研究的基础上,采用5~10cm厚砾石覆盖方案,投资610万元,用18个月的时间完成了覆盖工程,根治了尾矿库内、外尾矿对下风向农田和经济开发区乃至整个市区的污染。第二尾矿库位于市区下风向,占地面积2.0km2,距厂区9.5km,总库容为6000万m3,主导风向下游20km范围内无居民区及农田,且充分利用尾矿回水对库区四周进行防风保护性绿化,杜绝了尾矿飞扬。

冶炼水淬渣代替井下充填骨料

在水泥用量不变,使用少量粉煤灰的条件下,闪速炉水淬渣代替充填骨料用于井下充填,其抗压、抗拉强度均能满足矿山充填体强度的要求,同时可降低充填成本30%左右。1997年公司投资800万元,建成水淬渣运输系统、矿山堆存场地以及矿山充填系统等配套工程。

粉煤灰和锅炉渣的综台利用

1987年以来,金川集团加快科技成果的转化,累计投资1500万元,建成干、湿粉煤灰生产、储运、利用配套设施,以粉煤灰代替部分水泥用于井下充填,年利用粉煤灰5万吨,节约水泥18万吨。建成了利用炉渣生产井下充填隔墙生产线,用煤渣砖砌筑充填隔墙代替了原木制充填隔墙,年节约木材1200m3。

成效

选矿尾矿

通过初步计算,利用尾砂作胶结充填骨料,可降低矿山充填成本40%以上,经济效益和社会效益显著。金川集团公司投资建成的复合材料生产线,年产l万套井盖与井圈。第一尾矿库工程使下风向53万平方米的农田得以复垦。

冶炼水淬渣井下充填

1999年,冶炼水淬渣代替井下充填骨料工程投人生产,当年利用水淬渣9万吨,2000年水淬渣利用量达到12.4万吨,获经济效益450万元。

粉煤灰和锅炉渣的综台利用

不仅减轻了固体废物对环境的污染,而且为国内同行业在固体废物综合利用方面提供了宝贵经验,取得良好的社会效益、经济效益和环境效益。

展望

采矿中产生的表废矿石含有价金属较少、含脉石(如蛇纹石和辉石等)较多。这些废矿石不治理,必须找寻适宜的场地堆存,占用不少土地,且会污染环境。因此可考虑采用废矿石回填采空场的治理方法:将废矿石运输到采空场或矿坑,进行合理的回填、整平,此后再覆盖一定厚度的新土,可复垦造田,或植被绿化,以恢复生态平衡,保护环境。

文/吴福顺 刘广龙

专家点评

金川集团在生产过程中,产生的尾矿严重污染周围农村地区的水、空气和土地。但金川集团在尾矿、冶炼弃渣的治理和综合利用等方面找到了具有金川特色的利用途径。如尾砂在井下充填控制水泥耗量;利用尾矿制作复合模板、井盖和井圈;尾矿库覆盖治理;冶炼水淬渣代替井下充填骨料;粉煤灰和锅炉渣综合利用,每年投资,取得多种经济效益和社会效益。如,自1987年以来,累计投资1500万元,研究粉灰煤代替水泥技术转化,节约水泥18万吨。可以说是集成创新的典范。从金川集团的实践看,建立了环境方针和目标,有持续改进的承诺,制定了相应的影响环境的控制措施,并有实际效果。金川集团的经验,符合十一五规划提出的坚持科学发展观,自主创新,降耗节能要求,应做更加认真系统的总结,以供其他企业学习,借鉴。

责任编辑:曹冠

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