有色金属矿山尾矿库污染防治(2015.11.xls5 )

有色金属矿山尾矿库污染防治北京矿冶研究总院周连碧主要内容一、有色金属尾矿库环境风险与管理二、尾矿库重金属废水治理与回用三、尾矿库土地复垦与生态恢复技术一、有色金属矿尾矿库环境风险与管理矿石特点我国资源本身就具有中低品位资源多、复杂共生矿多、矿床规模小的特点。随着矿产资源的开拓强度越来越高，我国能利用的矿产资源呈现出品位越来越低、位置越来越边远、埋藏越来越深的大趋势，并且相当一部分资源储备都在青藏高原的生态环境脆弱区。德兴铜矿4号尾矿库是亚洲最大的尾矿库总设计库容为8.35亿立方米尖山铁矿尾矿库我国各类金属矿尾矿每年以6亿吨以上的数量增加。图常规尾矿设施示意图地形坡度:坝体坡度一般1:2-1:4、沙质土坡表层物质:表面为尾砂，颗粒细、未风化；土壤肥力:有机质、N、P、土壤微生物极低;潜在污染物：在雨水淋溶作用下有的产生污染物（酸、碱、重金属）;持水保水能力:极弱;抗风势水蚀能力弱;安全环保:溃坝风险尾矿库尾矿库粉尘污染重金属污染PbZnCdCuWasteDump、TailingsAs土壤作物污染稻米镉污染酸性水污染污染河流水系:鱼虾绝迹、如灌溉，则粮食减产，有的伴随重金属污染、造成土壤污染尾矿库溃坝事例2008年，山西襄汾新塔矿业公司“9·8”特别重大尾矿库溃坝事故。尾矿库溃坝泄容量为26．8万立方米，过泥面积30．2公顷，死亡近300人。(原因)2010年9月21日，受台风“凡亚比”带来的罕见特大暴雨影响，广东茂名市信宜紫金矿业有限公司银岩锡矿高旗岭尾矿库发生溃坝事件，共造成22人死亡，房屋全倒户523户尾矿库处置场场址选择《尾矿库安全技术规程》AQ2006-2005国家安全生产管理总局2006.3.1实施《尾矿库安全监督管理规定》国家安全生产监督管理总局令第6号)自2006年6月1日起施行《尾矿设施设计规范》GB50863-2013《尾矿设施施工及验收规程》YS5418-95《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB18599-2001《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）《危险废物安全填埋处置工程建设技术要求》2005-04-18尾矿库库址选择应遵询原则(1)不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区上游。(2)不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游。(3)应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。(4)不占或少占农田，不迁或少迁村庄。(5)不宜位于有开采价值的矿床上面。(6)汇水面积小，有足够的库容和初、终期库长。(7)筑坝工程量小，生产管理方便。(8)尾矿输送距离短，能自流或扬程小。Ⅰ类场和Ⅱ类场的共同要求(1)所选场址应符合当地城乡建设总体规划要求。(2)应选在工业区和居民集中区主导风向下风侧，厂界距居民集中区500m以外（已修订）。(3)应选在满足承载力要求的地基上，以避免地基下沉的影响，特别是不均匀或局部下沉的影响。(4)应避开断层、断层破碎带、溶洞区，以及天然滑坡或泥石流影响区。(5)禁止选在江河、湖泊、水库最高水位线以下的滩地和洪泛区。(6)禁止选在自然保护区、风景名胜区和其他需要特别保护的区域。Ⅰ类场的其他要求应优先选用废弃的采矿坑、塌陷区。禁止Ⅱ类一般工业固体废物混入。Ⅱ类场的其他要求(1)应避开地下水主要补给区和饮用水源含水层。(2)应选在防渗性能好的地基上。天然基础层地表距地下水位的距离不得小于1.5m。(3)当天然基础层的渗透系数大于1.0×10-7cm/s时，应采用天然或人工材料构筑防渗层，防渗层的厚度应相当于渗透系数1.0×10-7cm／s和厚度1.5m的粘土层的防渗性能。(4)必要时应设计渗滤液处理设施，对渗滤液进行处理。(5)为监控渗滤液对地下水污染，贮存、处置场周边至少应设置三口地下水质监控井。一口沿地下水流向设在贮存、处置场上游，作为对照井；第二口沿地下水流向设在贮存、处置场下游，作为污染监视监测井；第三口设在最可能出现扩散影响的贮存、处置场周边，作为污染扩散监测井。当地质和水文地质资料表明含水层埋藏较深，经论证认定地下水不会被污染时，可不设置地下水质监控井。一般工业固体废物贮存、处置场，禁止危险废物和危险废物集中贮存设施的选址(1)地质结构稳定，地震烈度不超过7度的区域内。(2)设施底部必须高于地下水最高水位。(3)场界应位于居民区800米以外（已修订），地表水域150米以外。(4)应避免建在溶洞区或易遭受严重自然灾害如洪水、滑坡，泥石流、潮汐等影响的地区。(5)应在易燃、易爆等危险品仓库、高压输电线路防护区域以外。(6)应位于居民中心区常年最大风频的下风向。危险废物：防渗层为至少1米厚粘土层（渗透系数≤10-7厘米/秒），或2毫米厚高密度聚乙烯，或至少2毫米厚的其它人工材料，渗透系数≤10-10厘米/秒。防渗要求：危险废物：必须防渗第Ⅱ类一般固体废物：必须防渗第Ⅰ类一般固体废物：可防渗，可不防渗II类固废：当天然基础层的渗透系数大于1.0×10-7cm/s时，应采用天然或人工材料构筑防渗层，防渗层的厚度应相当于渗透系数1.0×10-7cm／s和厚度1.5m系数1.0×10-7cm／s和厚度1.5m《危险废物鉴别标准—腐蚀性鉴别》GB5085.1-2007腐蚀性鉴别值：当pH值大于可等于12.5，或者小于或等于2.0时，则该废物是具有腐蚀性的危险废物。另外，增加了钢材腐蚀性的鉴别标准及检测方法。《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》增加了具有浸出毒性特性的有毒物质鉴别项目，从原标准的14项增加至50项，新增项目主要为有机类毒性物质，重新制定了浸出毒性的标准浸出方法。28首次在国内矿山铜堆浸场采用双层ＨＤＰＥ膜作为堆浸场的底部防渗系统2930垂直防渗墙检查井安装（国家安全监管总局等七部门关于印发深入开展尾矿库综合治理行动方案的通知）安监总管一〔2013〕58号。新建五等尾矿库应当优先采用一次性筑坝技术；新建小库（库容在10万立方米以下）和周转库必须采用一次性筑坝方式；新建堆存重金属尾矿库的库底应硬化并防渗；严禁在岩溶发育地区利用天坑建设尾矿库。尾矿库环境风险评估技术方法尾矿库环境风险评估技术导则（试行）Technicalguidelineforenvironmentalriskassessmentoftailingspond(HJ740—20152015-04-01实施)为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，保护生态环境，评估尾矿库环境风险，制定本标准。本标准规定了尾矿库环境风险评估的一般原则、内容、程序、方法和技术要求。环境风险指尾矿库在正常使用期间发生突发环境事件的可能性及突发环境事件造成的危害程度。环境风险评估指根据尾矿库的环境风险特点，划分尾矿库环境风险等级，识别尾矿库可能引发突发环境事件的危险因素，并对其进行系统的环境风险分析，预测可能产生的后果，提出环境风险防控和环境安全隐患排查治理对策建议的过程。评估范围（1）可能造成水污染或跨界污染:尾矿库下游10公里;（2）山谷型、傍山型：尾矿库下游80倍坝高;（3）其他类型：尾矿库下游40倍坝高。实际操作时综合考虑上述三种可能情况，取其中最大范围，并可根据实际情况适当扩大评估范围。编制指南——5主要内容主要内容预警发布条件和预警分级1.极端天气或地质灾害预警，根据发布级别设置预警级别；2.环境保护设施异常，根据损坏程度和恢复正常需要的工作量设置预警级别；3.尾矿输送管线压力参数或管道状况异常，根据损坏程度、恢复正常需要的工作量、泄漏量等设置预警级别；4.坝体发现安全生产指标、参数及状态等偏离正常值时，根据生产安全事故预警级别设置预警级别；5.排洪设施功能出现异常时，根据生产安全事故预警级别设置预警级别；6.特征污染物的浓度等指标出现异常时，根据超标倍数设置预警级别；7.发生生产安全事故或生产安全事故造成的危害可能次生突发环境事件时，根据初判生产安全事故等级确定预警级别；8.其他认为需要设置预警的情况。突发环境事件情景处置方法1.尾矿库输送系统泄漏情景2.溢洪塔泄漏情景3.渗漏情景4.管涌情景5.裂缝情景6.溃坝情景断源、污染物控制消减、防止污染物扩散、需要的物资装备清单和获取途径、事件原因快速调查分析、请求地方政府处置救援时机和程序等方面编制应急处置方案。危害性、控制机制可靠性差距分析对策建议情景分析环境风险评估工作程序重点监管非重点监管指标体系考虑所有因素划分等级风险预判别识别危险因素风险分析环境安全隐患排查治理环境应急预案危险因素隐患情景分析风险评估重点等级环境风险防范体系构想1.环境风险评估为基础-环境风险评估技术方法2.环境安全隐患排查治理为手段-环境安全隐患排查治理工作方案（隐患排查表，治理计划表）3.环境应急预案为目标-环境应急预案编制指南环境应急预案环境风险评估Step2Step1Step3尾矿库企业隐患排查治理二、尾矿库重金属废水治理与回用重金属对象：一类（重点控制）：Hg、Cd、Cr、As、Pb5种兼顾：镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、银（Ag）、钒（V）、锰（Mn）、钴（Co）、铊（Tl）、锑（Sb）等其他9种重金属污染物。共计14种。控制重点：重金属污染重点防控区：重金属防治规划方案、工程措施、落实时间规划重金属污染重点防控企业：重金属防治方案、工程措施《重金属污染综合防治“十二五”规划》（2010～2015）处理流程长处理成本高污泥处理难资源化难•成分复杂多种重金属存在•酸度高•含盐高•水质波动大重金属废水特点含重金属废水处理技术目前，国内重金属废水常用处理方法有常规中和法、硫化法、生化法、离子交换法等。其中，常规的石灰中和法是目前应用最普遍的一种方法，其优点是工艺简单，成本低，但存在结垢严重、易堵塞管道及污泥密度低，输送困难、操作环境恶劣等一系列问题。在金属回收方面，由于物化法工艺外加药剂量较大，造成渣量大，金属品位低，回收难，又容易产生了二次污染，不是金属回收的适用技术。筛选、开发先进实用工艺十分重要和迫切。加药量大目前最普遍措施：加石灰目前最普遍措施：加石灰操作环境恶劣目前最普遍措施：加石灰操作环境恶劣目前最普遍措施：加石灰最大问题：泥！1.加酸加碱，污泥数量多2.污泥重金属含量低，资源化再生困难；传统铁碳法-铁还原固定床不可避免问题：堵，反应器短流49高密度泥浆法（HDS）处理酸性重金属废水新技术——列入[2012年国家鼓励发展的环境保护技术目录]德兴铜矿废水处理铜陵新桥矿业有限公司废水处理葫芦岛锌厂污酸处理工程矿冶总院HDS优点：HDS工艺提升了石灰法简单实用、管理方便、基建和运行费用低等优点，同时有效克服和解决了石灰法的结垢严重、污泥密度低，操作环境恶劣等缺点，成为其最佳的先进实用替代技术。HDS法VS传统石灰法:减少石灰消耗约15~25%；可提高水处理能力1～2倍；污泥浓度可达20%～30%，污泥体积是传统石灰法的1/20～1/30；设备、管道的结垢现象大幅减少，节省大量维护费用；全自动化操作，控制精确、药剂投加合理科学、耐冲击,水质稳定达标。技术特点内容HDS处理工艺LDS处理工艺处理概念①金属废水加入石灰浆进行pH调整；②加入絮凝剂，在浓密池中进行固液分离，清水回用或排放。部分底浆返回反应池。①金属废水进行中和，并加入石灰浆进行pH调整；②加入絮凝剂，在浓密池中进行固液分离，出水排放；底渣进入尾矿库。处理工艺①部分底浆返回反应池进行再处理，降低石灰消耗量；②由于沉降底泥中的颗粒大，加快了沉降和分离的速度；③减少结垢现象，保证了设备的正常运行；④不需要增加浓密池，但扩大了处理量。①由于底浆中有部分石灰没有反应，造成浪费；②由于沉降浆中的颗粒小，降低了沉降和分离的速度；③结垢现象发生，每月需清垢一次；④处理能力一般不能达到设计要求。自动化①实现全自动控制水量、加入药剂和pH值；②有效减少结垢现象延长了仪表的使用寿命。由于结垢，仪表容易损坏，完全依靠手动控制设备维修结垢现象少，每年只要处理结垢问题1~2次结垢现象严重，每月都要清垢水质所有的项目符合国