CN103814747A - 湿法冶金后金矿尾矿的生态治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明发明涉及湿法冶金将黄金提取留下的矿渣进行生态治理方法，具体说是一种湿法冶金后金矿尾矿的生态治理方法，该方法是利用土地整理、植物选育生态恢复治理技术，治理湿法冶金破碎选矿后的大量选矿固体废弃物，恢复区域生态功能，有效的控制水土流失和大气扬尘，实现了良好的生态效益和社会效益，该方法具有成本低，见效快特点。

Description

湿法冶金后金矿尾矿的生态治理方法

一.技术领域

本发明涉及冶炼行业，尤其涉及湿法冶金将黄金提取留下的矿渣进行生态治理方法，具体说是一种湿法冶金后金矿尾矿的生态治理方法。

二.背景技术

紫金山金铜矿自开采以来，经过不断的摸索，寻求低成本、低耗能、高效益的采、选矿方式，湿法冶金工艺的使用大大提高选矿成本，带来可观的经济效益、但湿法冶金使用的同时，会产生大量的选矿废弃渣。这些废渣若不妥善处理，堆积如山的固体废弃渣，易引发大面积的水土流失，甚至是泥石流，给自然生态造成巨大的影响。

研究表明，在大多数情况下，矿山废弃地植被的自然演替过程是比较缓慢的，一般需要50～100a的时间才能获得满意的植被覆盖。这一方面是因为矿山废弃地的极端环境不利于植被生长，另一方面是因为植物的入侵是一个缓慢的过程。人工进行植被恢复已经成为国内外发达国家进行矿山生态恢复的主要手段。因此，对矿山废弃地进行生态恢复与重建就显得尤为重要，这也是当今恢复生态学研究的热点之一。

党的“十八大”报告中提出要加强生态文明制度建设，努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展，同时国家环保政策的日趋严格，寻求一种处理成本低，适应性强、环境友好，并能对金矿尾矿的无害化处理的方法就显得尤为迫切。

三.发明内容

本发明的目的在于由于矿山开采造成的大规模土地破坏，无论在国内还是国外都是一个十分严重而且日益受到重视的问题在自然状态下，下雨后矿渣边坡容易形成泥石流、沟壑，造成大范围的滑坡，影响道路和周边村庄的良田及森林，破坏性极大；在干燥的季节，又易形成风沙、灰尘，给人体呼吸道造成危害。因此，对矿山废弃地采取及时有效的措施进行恢复与重建就显得尤为重要。

植被恢复初期，为筛选出适宜紫金山金铜矿植被恢复优化配置模式，引进外来树种和乡土树种进行试种，主要有马尾松、桉树、枫香、杨梅、胡枝子、黄花槐、三角梅、类芦、斑茅、香根草、狗牙根、马尼拉草等。定期跟踪试种效果，并与高校合作，对试种样地采取野外调查和室内分析相结合的方法分析生态恢复效果，通过对紫金山金铜矿废弃地不同植被恢复配置模式植被群落、立地条件及经济投入的调查，对各植被配置模式进行对比，确定了“本地河滩草+马尾松”是该矿山废弃地较为理想的先锋植物种配置模式。

紫金山金铜矿作为一个大规模露天开采的矿山，不可避免地引起植被、土壤等生态环境破坏。但针对紫金山这样的大型露天开采矿山，开采前后土壤理化性质、水土流失情况、生物多样性及演替规律等方面的研究尚未见报道。有鉴于此，以福建紫金山金铜矿开发后的废弃地为实践对象，利用种植乡土植物与引种外来植物相结合的方法，进行福建紫金山金铜矿开发植被重建与恢复，设计10种不同的乔灌草组合植物配置模式，测定废弃地不同植物配置模式的植物种类、数量、生长、生物量、覆盖度、土壤肥力、水土流失、重金属污染和修复成本。在此基础上，对紫金山金铜矿开发前后及其植被不同恢复时期的植物群落种类、数量、结构及其演替等生态效果进行定位监测，比较金铜矿开发前后及其植被不同恢复时期植被种类、数量、生长、生物量、覆盖度、演替、土壤肥力、水土流失和重金属污染。在此基础上，利用灰色关联分析法（GRA），根据不同植物配置模式的植物种类、数量、生长、生物量、覆盖度、土壤肥力、水土流失、重金属污染和修复成本等指标，对紫金山矿区废弃地不同植被配置模式的生态恢复效果进行综合评价，由此筛选出紫金山金铜矿废弃地本地河滩草+马尾松的最佳植被恢复配置模式，供南方地区矿山废弃地推广应用，以恢复因采矿被破坏的生态系统。研究结果对于促进南方矿山开发后的生态环境恢复具有重大现实意义。本科技成果涉及湿法冶金将黄金提取留下的矿渣进行生态治理方法，该方法是利用土地整理、植物选育生态恢复治理技术，治理湿法冶金破碎选矿后的大量选矿固体废弃物，恢复区域生态功能，该治理模式在紫金山金铜矿推广使用后，有效的控制水土流失和大气扬尘，实现了良好的生态效益和社会效益，并具有成本低，见效快的特点，节省了大量的生态治理投资。

本发明湿法冶金后金矿尾矿的生态治理方法采用如下技术方案：

本发明的技术方案，详细工艺条件如下：

第一步，通过湿法冶金喷淋技术喷完之后，需将尾矿废渣拉到规定的排放点进行堆积，这种金矿的尾矿渣是经破碎后成8-20cm的不规则碎矿石，所以颗粒度小且较均匀，呈弱碱性，pH值在8.0～9.5，土壤主体为各种已矿化及氧化的中细粒花岗岩，金矿物已浸出回收，铜、银等重金属含量极低。它结构松散，强度低，含砂石多，土量极少，土壤贫瘠，持水能力差，透水能力强，抗软化的能力弱，抗剪切强度差，故该尾矿形成边坡的稳定性相对较差；加上矿区的地形切割强烈，地势陡峭，山形险峻，所以它们一般坡度陡且坡面长，在自然状态下，下雨后容易形成泥石流、沟壑、造成大范围的滑坡，影响道路和周边村庄的良田及森林，破坏性极大；在干燥的季节，易形成风沙、灰尘，给人体呼吸道造成危害。紫金山矿区属亚热带季风区，且由于海拔高，地形变化大，气候条件复杂，该区是全上杭县气温最低、风力和雨量偏大的区域之一，雨量相对集中，夏秋季多台风和暴雨，尤其是每年7-9月的台风雨，常有灾害性袭击，容易引起山洪暴发，以及诱发泥石流和山体滑坡的发生。紫金山矿区现有水土流失具有以下几个特点：（1）面积分布上，相对集中，但块状不连续，以采矿点、露采区、选矿场地和生活区为中心，向四周延伸；（2）地形分布上，集中在30°以上的陡坡地段为主；（3）垂直分布上，主要在海拔450～900m标高的中、低山谷；（4）矿区土壤侵蚀类型主要为水力侵蚀，其次为重力侵蚀；（5）水土流失形式主要为沟蚀，其次为面蚀和滑塌侵蚀。

第二步，为保持水土，应该在边坡顶部起采用挖掘机修整以每台高差约20m，修成平滑的边坡曲线且坡度小于35°的相对安息角，并在顶部及马道外侧采用挖掘机修建挡水墙，目的不让边坡汇水流入下台边坡，并在每台马道靠内侧修一道“U”排洪沟，马道外高内低形成返水面将汇水引流至排洪沟中。

第三步，矿石经破碎洗矿后的废矿渣堆积而成的边坡，经挖掘机修整后的尾矿渣可采用铺植本地河滩草护坡，与直接撒播草籽护坡相比，它具有以下特点：⑴成坪时间短；⑵护坡功能见效快；⑶施工季节限制少；⑷前后养护管理难度小。人工进行清理、修坡平整；为确保安全，在边坡顶部至坡脚每隔3m修一条20～30cm的人工马道便于施工人员边坡作业。边坡修整清楚后，在河滩旁挖来的本地草皮及草皮土铺植于边坡，一般成块的草皮采用星点式铺植后用竹钉将其固定于边坡上，成块的草皮间隙处铺植一些草皮碎屑或草皮土，铺植后需拍打夯实，该种边坡经氰化物喷淋过后，氰化物易挥发形成有机态氮，经过几次雨水浇灌，本地河滩草皮即可开始生长，该时段也是本地草皮养护的关键时期，一般需在雨后施用复合肥。第二年设计种植乔木，主要有马尾松，马尾松是本地先锋树种，选择一、二年生袋装苗，种植密度为株行距1.1×1m，每亩600株，呈品字形种植，且定点、挖穴、种植同步进行，且栽植前1～2天用水施5%浓度复合肥作送嫁肥，且上山前还需浸透水，压紧、确保土球不松散、苗木不脱水，种植时间一般在6月底前完成；经过十几年的努力，紫金山矿区边坡水土流失的现状有所缓解，经生态技术应用治理过的边坡土壤中的N、P、K逐年增高，边坡已复绿、崩塌地质灾害得到治理、边坡相对稳定，为我国矿区生态技术边坡治理立下典范。

本发明的优点在于：

第一，铺植本地河滩草与直接撒播草籽护坡相比，它具有以下优点：⑴成坪时间短；⑵护坡功能见效快；⑶施工季节限制少；⑷养护管理成本低、难度小。

第二，采用先草后乔、灌、花卉，同一地点采取逐年递进的方式，优越于同类边坡喷播绿化，投入成本低，且有利于植物的生长。

四.附图说明

图1是本发明湿法冶金后金矿尾矿的生态治理方法的流程图。

五.具体实施方式

下面结合附图1和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。实施例1

第一步，通过湿法冶金喷淋技术喷完之后，需将尾矿废渣拉到规定的排放点进行堆积，这种金矿的尾矿渣是经破碎后成8-20cm的不规则碎矿石，所以颗粒度小且较均匀，呈弱碱性，pH值在8.0～9.5，土壤主体为各种已矿化及氧化的中细粒花岗岩，金矿物已浸出回收，铜、银等重金属含量极低。它结构松散，强度低，含砂石多，土量极少，土壤贫瘠，持水能力差，透水能力强，抗软化的能力弱，抗剪切强度差，故该尾矿形成边坡的稳定性相对较差；加上矿区的地形切割强烈，地势陡峭，山形险峻，所以它们一般坡度陡且坡面长，在自然状态下，下雨后容易形成泥石流、沟壑、造成大范围的滑坡，影响道路和周边村庄的良田及森林，破坏性极大；在干燥的季节，易形成风沙、灰尘，给人体呼吸道造成危害。紫金山矿区属亚热带季风区，且由于海拔高，地形变化大，气候条件复杂，该区是全上杭县气温最低、风力和雨量偏大的区域之一，雨量相对集中，夏秋季多台风和暴雨，尤其是每年7-9月的台风雨，常有灾害性袭击，容易引起山洪暴发，以及诱发泥石流和山体滑坡的发生。紫金山矿区现有水土流失具有以下几个特点：（1）面积分布上，相对集中，但块状不连续，以采矿点、露采区、选矿场地和生活区为中心，向四周延伸；（2）地形分布上，集中在30°以上的陡坡地段为主；（3）垂直分布上，主要在海拔450～900m标高的中、低山谷；（4）矿区土壤侵蚀类型主要为水力侵蚀，其次为重力侵蚀；（5）水土流失形式主要为沟蚀，其次为面蚀和滑塌侵蚀。

第二步，为保持水土，应该在边坡顶部起采用挖掘机修整以每台高差约20m，修成平滑的边坡曲线且坡度小于35°的相对安息角，并在顶部及马道外侧采用挖掘机修建挡水墙，目的不让边坡汇水流入下台边坡，并在每台马道靠内侧修一道“U”排洪沟，马道外高内低形成返水面将汇水引流至排洪沟中。

第三步，矿石经破碎洗矿后的废矿渣堆积而成的边坡，经挖掘机修整后的尾矿渣可采用铺植本地河滩草护坡，与直接撒播草籽护坡相比，它具有以下特点：⑴成坪时间短；⑵护坡功能见效快；⑶施工季节限制少；⑷前后养护管理难度小。人工进行清理、修坡平整；为确保安全，在边坡顶部至坡脚每隔3m修一条20～30cm的人工马道便于施工人员边坡作业。边坡修整清楚后，在河滩旁挖来的本地草皮及草皮土铺植于边坡，一般成块的草皮采用星点式铺植后用竹钉将其固定于边坡上，成块的草皮间隙处铺植一些草皮碎屑或草皮土，铺植后需拍打夯实，该种边坡经氰化物喷淋过后，氰化物易挥发形成有机态氮，经过几次雨水浇灌，本地河滩草皮即可开始生长，该时段也是本地草皮养护的关键时期，一般需在雨后施用复合肥。第二年设计种植乔木，主要有马尾松，马尾松是本地先锋树种，选择一、二年生袋装苗，种植密度为株行距1.1×1m，每亩600株，呈品字形种植，且定点、挖穴、种植同步进行，且栽植前1～2天用水施5%浓度复合肥作送嫁肥，且上山前还需浸透水，压紧、确保土球不松散、苗木不脱水，种植时间一般在6月底前完成；经过十几年的努力，紫金山矿区边坡水土流失的现状有所缓解，经生态技术应用治理过的边坡土壤中的N、P、K逐年增高（详见表1），边坡已复绿、崩塌地质灾害得到治理、边坡相对稳定，为我国矿区生态技术边坡治理立下典范。

表1矿区内样地土壤质量监测结果

紫金山矿区采取以工程措施为主，生物措施为辅的方法，遵循“稳定一块、恢复一块”的原则，朝着“开发一片、绿化一片、美化一片”的目标努力，制定了矿山中、长期规划和年度植被恢复计划，同时根据年度植被计划制定明确、详尽的短期项目植被恢复计划，做到有计划、分步骤地实施矿山植被恢复工程。通过严格的过程管控，紫金山生态恢复已取得了显著成果。紫金山金铜矿成为全国第一批“国家级工业旅游示范点”，紫金山矿区被国土资源部批准建设“国家矿山公园”。

Claims (1)

1.湿法冶金后金矿尾矿的生态治理方法，其特征在于：步骤及工艺条件如下：

第一步，通过湿法冶金喷淋技术喷完之后，需将尾矿废渣拉到规定的排放点进行堆积，这种金矿的尾矿渣是经破碎后成8-20cm的不规则碎矿石，呈弱碱性，pH值在8.0～9.5，土壤主体为各种已矿化及氧化的中细粒花岗岩，金矿物已浸出回收，铜、银等重金属含量极低；

第二步，为保持水土，应该在边坡顶部起采用挖掘机修整以每台高差约20m，修成平滑的边坡曲线且坡度小于35°的相对安息角，并在顶部及马道外侧采用挖掘机修建挡水墙，并在每台马道靠内侧修一道“U”排洪沟，马道外高内低形成返水面将汇水引流至排洪沟中；

第三步，矿石经破碎洗矿后的废矿渣堆积而成的边坡，经挖掘机修整后的尾矿渣可采用铺植本地河滩草护坡，边坡修整清楚后，在河滩旁挖来的本地草皮及草皮土铺植于边坡，一般成块的草皮采用星点式铺植后用竹钉将其固定于边坡上，成块的草皮间隙处铺植一些草皮碎屑或草皮土，铺植后需拍打夯实，该种边坡经氰化物喷淋过后，氰化物易挥发形成有机态氮，经过几次雨水浇灌，本地河滩草皮即可开始生长，该时段也是本地草皮养护的关键时期，一般需在雨后施用复合肥，第二年设计种植乔木，主要有马尾松，马尾松是本地先锋树种，选择一、二年生袋装苗，种植密度为株行距1.1×1m，每亩600株，呈品字形种植，且定点、挖穴、种植同步进行，且栽植前1～2天用水施5%浓度复合肥作送嫁肥，且上山前还需浸透水，压紧、确保土球不松散、苗木不脱水，种植时间一般在6月底前完成。

Images