矿山开采废弃物资源化利用技术研究

矿山开采废弃物资源化利用技术研究

1田庆洪  2木呷布铁  3蒙四维

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摘要：本文系统性地探讨了矿山废弃物资源化利用技术，包括物理处理、化学处理、生物处理和热处理等方面。物理处理技术主要涵盖了筛分与分级、磁选和浮选等方法；化学处理技术包括酸碱浸出、浸出-萃取和化学合成等方法；生物处理技术则涉及微生物浸出、植物修复和生物氧化等方法。这些技术的综合应用能有效降低废弃物对环境的污染，提高资源利用率，促进矿山可持续发展。未来，需进一步研究创新，推动矿山废弃物资源化利用技术的发展，以实现资源的可持续利用和环境的可持续发展。

关键词：矿山废弃物；资源化利用技术；物理处理

引言

随着全球经济的不断发展和工业化进程的加速推进，矿山废弃物的产生量不断增加，给环境带来了严重的污染和生态破坏问题。有效处理和利用矿山废弃物成为了当今矿山工业发展中的重要课题。本文旨在系统性地探讨矿山废弃物资源化利用技术，通过对物理、化学、生物和热处理等多种技术的介绍和分析，为实现矿山可持续发展提供有效途径和解决方案。

一、矿山废弃物资源化利用技术概述

（一）资源化利用技术的定义和意义

资源化利用技术是指将矿山开采后所产生的废弃物通过一系列的物理、化学、生物或热处理等方法，将其转化为具有经济价值或环境友好的新产品或材料的技术手段。这些技术不仅可以减少废弃物对环境的污染，还可以实现资源的循环利用，提高资源利用率，促进矿山可持续发展。通过资源化利用技术，矿山废弃物不再是简单的排放物，而是被重新定义为潜在的资源，为矿山企业带来经济效益的同时，也有助于减少对自然资源的开采，保护生态环境，符合可持续发展的理念。

（二）矿山废弃物产生及现状分析

矿山废弃物是指在矿山开采和加工过程中产生的各类固体废弃物，包括矿石废石、尾矿、矿浆渣、矿渣、矿砂以及其他生产过程中的废弃物。随着全球矿产资源的逐渐枯竭和矿山开采规模的不断扩大，矿山废弃物的产生量也在不断增加，给环境带来了严重的污染和生态破坏问题。目前，大部分矿山废弃物仍然以填埋、堆放或直接排放的方式处理，存在资源浪费和环境风险的问题，迫切需要开发和应用资源化利用技术，实现矿山废弃物的减量化、资源化和无害化处理。

二、物理处理技术

（一）筛分与分级技术

筛分与分级技术是一种常用的物理处理方法，通过不同孔径的筛网或者不同密度的介质，将矿石或废弃物按照颗粒大小或密度进行分离和分类。在矿山废弃物资源化利用过程中，筛分与分级技术可以将原料进行初步的分选，去除其中的杂质和较小颗粒，提高后续处理过程的效率。此外，筛分与分级技术还可以根据需要调节筛网孔径或介质密度，实现对产品粒度的精确控制，满足不同行业或工艺的要求。

（二）磁选技术

磁选技术利用矿物在磁场中的磁性差异实现分离和提纯的过程。通过在磁场中施加外加磁场，使具有不同磁性的矿物在磁场中产生偏转或受到吸附，从而实现矿石中磁性矿物和非磁性矿物的分离。在矿山废弃物资源化利用中，磁选技术可以有效地从混合矿石或废料中提取出有价值的磁性矿物，如铁矿石、钨矿石等，提高资源利用率，减少废弃物的排放。

（三）浮选技术

浮选技术是一种常用的矿物提取和分离方法，利用矿物与气泡在水中的吸附性差异实现分离。通过在矿浆中通入气泡或添加浮选剂，使有价值矿物与气泡结合形成浮沫，从而实现与废石或其他杂质的分离。在矿山废弃物资源化利用中，浮选技术可以有效地从废弃物中提取出有价值的矿物，如金、铜、铅、锌等，同时减少对环境的污染和资源的浪费，具有重要的经济和环境效益。

三、化学处理技术

（一）酸碱浸出技术

酸碱浸出技术是一种常用的化学处理方法，通过在酸性或碱性介质中将矿石或废弃物中的有价值成分溶解出来，从而实现提取和分离的过程。在这种技术中，通常使用酸性溶液（如硫酸、盐酸）或碱性溶液（如氢氧化钠、氢氧化铵）来溶解矿石中的金属元素或其他有价值成分，形成可溶性的金属盐或络合物。随后，可以通过沉淀、萃取或其他方法将溶液中的目标物质分离和纯化，从而得到高纯度的产品或中间产物。

（二）浸出-萃取技术

浸出-萃取技术是一种将溶剂与矿石或废弃物接触，使其中的目标成分在溶剂中溶解，并通过萃取剂将目标成分从溶液中分离出来的过程。在浸出阶段，通常使用有机溶剂或水溶液与矿石或废弃物进行接触，将目标成分溶解出来形成浸出液；在萃取阶段，利用萃取剂与浸出液中的目标成分发生特异性反应，从而实现目标成分的分离和提纯。浸出-萃取技术通常应用于有机物或金属离子的提取和分离，具有操作简便、效率高、产物纯度较高的优点。

（三）化学合成技术

化学合成技术是一种通过化学反应将原料转化为有用产物或中间体的方法，在矿山废弃物资源化利用中，化学合成技术可以用于将废弃物中的有机物、无机物或金属离子转化为具有经济价值的化合物或材料。这种技术通常需要配备反应釜、催化剂等设备和条件，在适当的温度、压力和PH值下进行反应，从而实现废弃物的转化和利用。化学合成技术的应用范围广泛，可以根据废弃物的特性和需求设计和优化合成路线，实现高效、可控的资源化利用。

四、生物处理技术

（一）微生物浸出技术

微生物浸出技术是利用微生物对矿石或废弃物中的金属成分进行溶解和浸出的生物处理方法。通过在适宜的环境条件下培养特定的微生物菌种，这些微生物能够分泌酸性或碱性物质，与矿石或废弃物中的金属元素发生反应，将其溶解出来形成溶液。随后，可以通过沉淀、萃取等方法将金属离子从溶液中分离和提取出来，从而实现矿石中金属成分的回收和利用。微生物浸出技术具有操作简便、环境友好等优点，尤其适用于低品位、难处理的矿石或废弃物资源。

（二）植物修复技术

植物修复技术是利用植物的生长特性和代谢机制，对矿山废弃地或受污染土壤进行修复和再生的生物处理方法。通过选择具有耐受性和吸收能力的植物种类，种植在受污染的土壤中，植物根系可以吸收土壤中的有害物质，并将其转化为无害或相对稳定的形态。同时，植物的生长过程还能够改善土壤结构、促进土壤微生物的生长，从而加速土壤的自然修复过程。植物修复技术具有成本低、可持续性强等优点，广泛应用于矿山废弃地的生态修复和环境治理。

（三）生物氧化技术

生物氧化技术是利用微生物的氧化代谢作用，将含有金属硫化矿物的矿石或废弃物中的金属硫化物转化为溶解态金属离子的生物处理方法。在适宜的温度、PH值和氧气条件下，特定的氧化细菌或厌氧细菌能够将金属硫化矿物中的金属硫化物氧化为对应的金属离子，释放出来形成溶液。生物氧化技术具有高效、选择性强等优点，尤其适用于低品位、难处理的金属硫化矿石的资源化利用。

结语

矿山废弃物资源化利用技术的不断发展与应用，为实现矿山可持续发展提供了重要路径和有效手段。物理、化学、生物和热处理等多种技术的综合应用，不仅可以降低矿山废弃物对环境的污染，还能将废弃物转化为有价值的资源，推动了矿山产业的绿色转型。随着技术的不断创新和完善，相信矿山废弃物资源化利用将迎来更加广阔的发展前景，为实现资源节约型、环境友好型社会做出更大贡献。

参考文献

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[3]尹升华, 金属矿山尾砂固体废弃物资源化利用技术. 北京市, 北京科技大学, 2020-12-15.