西华山钨矿区环境地质的初步研究.pdf

西华山钨矿区环境地质的初步研究 {6 ＼ 啉 一 ⋯⋯ 地 一⋯ 气 度石 尾矿 术悼污染的环境地质特莅 ，总结了矿山为控制环境污染所从事的环麓地质工作和主要 雌 ， 锄 关 键 词 环 境 地 质。 污 染 西 华 山 钨 矿， I ； J 芥 r一f 一， ’ 随 着采矿事业的迅速 发展 ，矿 山环境 地 质工作已引起人们的普遍重视。西华山钨矿 从7 0 年代柬期开始，针对矿山存在的污染问 题，有计划地开展有关环境污染问题的地质 调查 。从 已认识 的环境地质特 征入手，制定 了控制 污染措施 ，使矿 山 “ 三废” 污染 得到 较好的控制，初步达蓟了环境、社会、经济 和资源利用效益相统一。深入研究矿山环境 地质问题，对保护环境和人民健康 综台利 用新资源 促进矿业开发有重要的理论意义 和 实际 价值。 1 原始环境地质背景 西华山钨矿为了有效地控制和消除已产 生的环境污染，查明污染源，子1 9 7 8 年初补 作了原始环境地质调查工作。包括原有地质 资料分析，现场实际考察和必 要 的 采 样监 测 。 1 ． 1 原始地质休的物质组成及有 害 元素台 量 西华山钨矿原始地质体为一同源 5 期相 继侵入的花岗岩体。长石一 石英脉型黑 钨 矿 矿床赋存于该岩体第1 、2 期侵入的中粒黑云 母 花岗岩之中。各期次岩石 的化学成分基本 一 致 ， 表 现为硅高 S i O 2 7 4 ． 5 9 ～7 6 ． 4 3 ％ ， 钾钠较 高 Na 2 0 4 - K2 07 ． 8 5 ～8 ． 0 3 7 ． 5 ％，有贫二价阳离子 和钛 ，属 于 超酸 性 、铝 过饱 和 富碱质 的岩石 类型。主要造 岩矿物 为含量近子相等 的钾 长石 ，斜 长石 石英和黑云母。副矿物为锆石 、独居石 石 榴石、磷灰石和稀有有色金属组分。 在这个地质体中，除高丰度的钨、锡 铋、钼、镀等有色金届元素外，还有污染危 险的有害元素镉、汞 铅、砷，铀等，其含 量如 表 1。 表1 矿 区地质体中有害元素含量l O 袭 1说 明，地质 休 中有 害元素的含量均 很低。除P b A s 有单矿物产出外，未发现U 的单矿物，通常情况下氧化很缓慢，很少引 起水 土污染，不 成为环境 的污染源 。而 花岗 岩中尤其在石英脉中高达9 5 的氧化硅的 污染 已是矿山环境保 护的 重要 问题 之一 。 衷2 矿 山地 F水水质 m g ／ L 一 1 8 一 有色矿山 1 口 9 b ．6 维普资讯 i ． 2 矿 山水体 质量 矿山已开采多年，哪里的地下水能代表 矿山的原始水体 ，这是取样中要注意的重要 问题。我们在矿床标高较高的西部尚未开采 的地段，取无色、无味、清澈的裂隙水作为 原始水体进行水质分析，其结果表明，矿t i l 水 体的p H值、微量元素 ，悬 浮 物 ，重 金属 污染物台量均符合地质矿产部制定的饮用术 标准 见丧 2、表 3。 襄3 矿山地下水中微生物及氰、氟含量 染 酹 誓 古量 1 0 0 米 弼出o ． O 4 标准 1 o o 0 , 0 5 1 o 2 矿 山环境污染的地质调查 2 ． 1 空气 污染 2 ． 1 ． 1 粉 尘 主要是指矿山采掘、爆破，破碎及矿石 彻工过程中产生的含有大量硅质的粉尘，也 称矽尘，矽尘可弓 I 起矽肺病。 建圄初期，由于人们没有充分 认识 到矽 尘的危害性，未推行湿式凿岩，工作面不见 水，全部干式作业，致使数百名工人因患矽 肺病而死亡。经监测分析研究这些粉尘有如 下 4 个特征；①粉尘中，S i O 主要 以硅酸盐 矿物的形式存在，游离S i 0 t 粉尘只占2 7 ， 而对人体危害程度主要与后者的含量密切， ②粉尘粒度大小混杂，且 以 小 于1 0 1 m者居 多，约占7 0 ，沉降速度较慢，停止作业后 需 2 h 才能下沉J ⑧坚硬的新鲜花岗岩较 风 化 的 、半风 化的或破碎 的花岗岩易干产尘 ； ④鼢尘巾重金属元素含量低，于I 9 8 8 年对井 。 空气中物质进行了3 0 m扭铡定，结果来测 出除S i O 以外的任何元素。对巷 遗 壁 上 的 积尘取样，测出有A8 和Ni 两种 元 素 As 为 l 7 0 g ／ g ，Ni 为5 g ／ g 。空气中 和 积尘中 都未测出c d 元素，这和原 岩 中 来测出c d 是 吻合的 。 2 ． 1 ． 2氡 气 氡气是一种对人体有害的气体，它可使 肺部发生癌细胞病变，矿山予1 9 8 8 年与商济 医科大学等单位进行联 合 测 定，其 结果表 明，在独头巷道和断层破碎带附近氡气含量 较 高，通风 良好的工作面或未作业巷道氡气 含量较低。不过对氧气的测定还不全面，需 进一步研究。 2 ． I ． 3 烟雾 矿 山在钨精矿加工中，从车间排 出大量 的烟雾，此烟雾为粉尘和H C 的集 合体，气 昧难 闻，H C } 有时高达3 mg ／ m 。 以上 ， 超 过了 国家的排放标准，造成了污染。 2 ． 2 矿 山废石和尾矿 污染 2 ． 2 ． 1 废石 废石分矿山开掘工程产出的和手选丢弃 的两种，其危害表现 为①数 量 多，占 地 广，强占了植被生 【之 地，目前 矿 山 有 废石 3 0 0 0 4 0 0 0 万 ￡ ， 占地3 O 万m ，虽 堆 放 在 山 坡或荒地上，但覆盖了一些植被}③沿山坡 堆放的废石，在暴雨对，常常失去稳定性， 在发生移动时，对附近的房屋和设施造成危 害J③废石表面的粉尘对水体 造 成 二 次污 染 ，④ 风化废石 中的可溶性金属离子 ，经 地 表水 的搬 运 、淋滤后，进入水体 ，改变 自然 水 体的性质 。 2 ． 2 ． 2 尾 矿 尾矿指选厂丢弃的废渣，年排放量为4 2 万t ，粒度小于2 ram，尾矿除具有 废 石的污 染特征外，还因它的粒度小， 占地面积大， 像一片人工沙漠，随着风的吹扬，污染附近 大气J同时由于选矿时用的有毒药剂，如抑 制剂中的氰化物等，随尾矿的排出而污染水 体 。 2 ． 3 矿山水休污染 2 ． 3 ． 1 矿坑水 矿坑水由清洗工作面 、湿式凿岩、喷雾 洒水的水，以及裂隙水、老窿水，地表渗水 西华山钨矿区环境地质的初步研究一同玉撮 一 l 9 一 维普资讯 等汇入坑道而成。一般是沿坑道边的水沟排 出坑外，在无 地表水补给时外排是很小 的， 矿坑水 内溶解有多 种金 属离 子和非金属 物质 见表4，但超标元素不多。矿山经常对 4 3 1 ，2 7 “ 0 、2 1 5 Z个 中段排放 口的 废 水进行 测定，一般均达到了排放标准，只在个 别情 衰4 矿坑水水质分析 1 9 9 3 年3 月 6日 m g ／ L 况下有超标元素。 2 ． 3 ． 2选矿废水 过去由于对废水污染的认识不足，没有 处理废水的措施，使废水直接 排 入 附近河 流，造成较为严重的污染，影响了人 民生活 用水和农 田灌溉用水。后来通过现场调查和 大量的资料分析表明，选厂重选、精选车间 的 外排水和洗 矿溢流水是 水 体 的 主要污染 源 ，且这些废水不 仅流量大 ， 每天排 放1 4 0 0 0 ～ 1 5 0 0 0 t ，而且悬浮物浓度高达3 5 0 0 5 0 0 0 mg ／ L ，氰根有时高达5 0 mg ／ L ，有害物质超 标的很多 见表5 ，综合污染指数P1 ． 8 9 ， 表5 治理前选矿废水水质分析m g ] L 注 未一 未 列出 属重污染级 。 3 控制环境的地 质工作 及治理措施 1加强 和完 善通风系统，以控制粉 尘对空气的污染。应做的地质工作，一是提 供矿体赋存特征的详细地质资料，作为设计 通风系统的依据 西华山钨矿废除压入式通 风，建 立分区独立通风系统，就是以矿脉平 行密集排列并沿山陡倾斜产出、地表老窿较 多为依 据的 。新通风 系统有较好 的效果 ，工 作面 粉尘浓度 长期 保 持 在 国 家 规 定 标准 2 mg ／ m 以下j二是在探 矿 设计中相应 考虑防尘问题 ，做到探矿与通风 防 尘 相 结 合，矿 山1 8 个天 井具 有 探 矿 和 通风双重作 用}三是提供矿体变化特征、围岩风化程度 等资料，以便更好地设计风路和选择风机。 此外，坚持 以风水为主的综合防尘措施，提 高防尘 自觉性等都是不可忽视的，目前矿山 矽尘污染已得到较好控制。 2为防止氧 气污染，一要查 明断裂 破碎带的分布，产状和规模等地质特征，以 便及时向有关部门提出报告，二要强化独头 巷 道通 风。 3为控制 冶炼车间排放的烟雾，已 采用了南昌环保设备厂 生 产 的B J B 型玻璃 钢废气净化塔，经鉴定，试车后排出的烟雾 中含H C 1 小于3 m g ／ m a ，达到了排放标准。 4减少废石污染，目前大部分废石 一 2 O 一 有色矿山l 9 9 5 ．6 维普资讯 石堆存在ll I 谷和荒地上， 占用可耕地极少 。 废 石排放不可避免，但可减少排放量，加强利 用减轻污染。首先是在掘进巷道和开采 矿石 时要严格管理贫化，控制超控围岩，减少废 石出窿，其次是加强废石利用，这些废石中 稀土金属元 素含 量高 、种类 多，很有 利用前 景。以中粒 黑云母花岗岩为主的废石，硬度 大，强度高，是筑路、基建和生产水泥不可 缺少的材料，目前除矿山自用外，外销量每 年 达 8～1 2 万多 吨。 5 加强尾矿利用，大量的尾矿是矿 山宝贵的补充资 源，加强利用尾矿的调研 ， 是控制污染的有效途径，首先是回收其中的 有 价元素， 目前 正在 回收 尾 矿 中 的某些元 素。其次是作为建材原料，矿山于1 9 8 8 年建 成 了一 座年利用尾矿 4 万t 的钙化砖 厂，产量 1 0 0 0 万块， 产值1 0 0 0 万元 ， 利润2 0 3 0 万元， 还有一部分是直接掺入水泥、石灰中使用， 年销量 5～6 万t ，不 过 目前 利 用尾 矿的规模 还很小，需对现存的尾矿进行治里。1 9 8 6 年 初，矿山对尾矿库自 库面进行了植被试验工 作，现已植 了一部分，准备在今后 2～ 3年 内全部植完 ，使 “ 沙漠变绿洲 。 6采用重力沉淀法，控制矿坑水的 污染， 即在井 口修建沉淀池， 降低水中泥沙含 量， 澄清后 ， 大部分返回井下作为工业用水。 矿山在每个 中段的井 口都建 有沉淀池，上中 段的矿坑水通过管道 自流到下中段使用。 7 治理选矿废水，矿山先后投资， 在两个 出水 口分 别修建 了净 化 处 理 工 程 。 重，精选车间废水的处理方法是把分散的各 排放 口的污水引流汇集，通过泵站送到尾矿 库，澄清后再返回车间使用，构成了闭路循 环。 自1 9 8 3 年投产后，超标外排已完全得到 控制 见表 6，所增回水量5 1 0 t l h ，节约 电能 6 6 ． 6 k W h ，节 约 电费 2 0 余万 元，工业 用水 复用 率达7 7 ． 2 。 用 吸 附方 法净 化洗 矿溢流水，全流程 分 寰6 净 化 处理后 的废水水质mg ／ L 往 来 一 束 删 出 为给药 一 澄清 一 浓缩过滤 一 回水返回 4部分 。 用 此法净化后，悬浮物由原来的9 5 5 ． 8 mg l L 降 到1 0 4 ． 5 mg ／ L ，其水中的元素均达到了国家 排放标 准 见表 6 ， 水的复用率达7 5 ． 4 。 每年节约水费1 0 万元，回收钨精 矿6 ． 7 t ，合 人民币 9万元 ，而 且不 再缴纳 排污费 。同时 也带来 了较好 的社会效益，原 被 污 染 的河 流、溪水，如今水色清澈，水质 良好，多年 不 见的鱼虾又游 回来 了。 4 结语 环 境地质工作是 环境 保护工作的 重要组 成部分 ，矿 山必 须在矿床 开 采 之 前和 开采 时，相应 地开展环 境地质工作 ，为制定 治理 措施提供必要的资料。 矿山的废弃物大部分是矿 山 的 补 充资 源， 地质人员应配 合有关人员开展 综合利用 研究，变废为宝，以减少排放，控制污染。 环境问题 ，既是 一个经济 问题 ，又是一 个社会 问题 ，它直接关 系到人 民的健康 与生 命， 非治理 不可 ，但开展 这项工作要付 出一 定人力、物力和财力，从表面看会影响企业 效益，然而西华山钨矿的实践表明，二者是 相辅相成的 ，既取得 了 良好 的环 境 、社会效 益， 同时 又相应地 获得了一定 的经 济效益。 责任编 辑周致 勤 酉华山钨矿区环境地质的初步研究周玉扳 一 2l 一 维普资讯