礦業(yè)固體廢物與資源化利用

礦山環(huán)境保護第四章礦山固體廢物與資源化利用主講：楊娟娟拓展內容2022/12/25固體廢棄物的定義和分類1固體廢棄物的危害2固體廢棄物污染的防治31.固體廢棄物的定義和分類

定義：人類在生產過程和社會生活中產生的不再需要或“沒有利用價值”而被遺棄的固體或半固體物質。2022/12/251.1固廢的定義

往往某一過程中的廢物是另一過程的原料，所以廢物又被稱為：放在錯誤地點的原料。廢紙打印紙1.固體廢棄物的定義和分類2022/12/25兩個重要概念：固廢的處理：將固體廢物轉化為適于運輸、貯存、利用和處置的過程或操作。固廢的處置：將無法回收利用且不打算回收的固體廢物長期地保留在環(huán)境中所采取的技術措施。２５３４１物理處理生物處理固化處理熱處理化學處理固廢處理方法海洋處置深海投棄海上焚燒陸地處置土地耕作工程庫貯留池貯存土地填埋深井灌注固廢處置方法1.固體廢棄物的定義和分類1.固體廢棄物的定義和分類2022/12/251.2固廢的分類固廢的分類化學性質危害狀況形狀有機廢物無機廢物有害廢物一般廢物固體狀廢物泥狀廢物來源礦業(yè)廢物工業(yè)廢物城市垃圾農業(yè)廢物放射性廢物1.固體廢棄物的定義和分類2022/12/25固體廢物的分類、來源和主要組成物分類來源主要組成物礦業(yè)廢物礦山、選冶廢礦石、尾礦、金屬、廢木磚瓦、石灰等工業(yè)廢物冶金、交通、機械金屬結構等工業(yè)金屬、礦渣、砂石、模型、陶瓷、邊角料、涂料、管道煤炭煤矸石、木料、金屬食品加工肉類、谷類、果類、菜蔬、煙草橡膠、皮革、塑料等工業(yè)橡膠皮革、塑料布、纖維、染料、金屬等造紙、木材、印刷等工業(yè)刨花、鋸末、碎木、化學藥劑、金屬填料、塑料石油化工化學藥劑、金屬、塑料、橡膠、陶瓷、瀝青、油氈電器、儀器儀表等工業(yè)金屬、玻璃、木材、橡膠、塑料、化學藥劑、研磨料紡織服裝業(yè)布頭、纖維、橡膠、塑料、金屬建筑材料金屬、水泥、粘土、陶瓷、石膏、石棉、砂石電力工業(yè)爐渣、粉煤灰、煙塵城市垃圾居民生活食物垃圾、紙屑、布料、木料、金屬、玻璃、塑料商業(yè)機關廢汽車、廢電器、廢器具、含有易爆、易燃、腐蝕性市政維護、管理部門碎磚瓦、樹葉、死禽畜、金屬、鍋爐灰渣、污泥農業(yè)廢棄物農林稻草、秸桿、蔬菜、水果、果樹枝條、糠秕、落葉、水產腐爛魚、蝦、貝殼、水產加工污水、污泥放射性廢物核工業(yè)、核電站、放射性醫(yī)療金屬、含放射性廢渣、粉塵、污泥、器具CompanyLogo我國工業(yè)固體廢物產生量發(fā)展趨勢固體廢物產生量（億噸）1985

1990

1995

20001.固體廢棄物的定義和分類CompanyLogo城市生活垃圾增長率發(fā)達國家平均為2-4%，中國為9%（自1979年以來）、7%（1990～2000）。城市垃圾的增長速度明顯高于人口增長速度；國民經濟復蘇期，垃圾增長尤其快（美國達5%）。我國1999年城市垃圾年產量約1.44億噸，年清運量達1.14億噸。1.固體廢棄物的定義和分類2.固體廢棄物物的危害2022/12/192.1固廢的污染染一般途徑徑人類疾病接觸呼吸飲用接觸浸入食物鏈固體廢物源直接接觸大氣水體土壤CompanyLogo與廢水廢氣氣不同，固固廢往往是是許多污染染成分的終終極狀態(tài)。。例如：廢氣處理中中有害氣體或或飄塵可富富集成為廢廢渣；廢水處理中中有害物質質或懸浮物物可分離成成為污泥或或殘渣而這些“終態(tài)”物質中的有有害成分又又能轉入大大氣、水體體和土壤，，成為其污污染的“源頭”?；谏鲜?，，控制“源頭”，處理好“終態(tài)物”是固廢污染染控制的關關鍵。因此此固廢的污污染控制可可從兩方面面入手：一是防治固體廢廢物污染，二是綜合利用廢廢物資源。2.固體廢棄物物的危害2.1固廢的污染染一般途徑徑CompanyLogo影響環(huán)境衛(wèi)衛(wèi)生２５３４１侵占土地污染水體污染大氣固體廢物污染危害污染土壤2.固體廢棄物物的危害2.2固廢污染的的危害2.固體廢棄物物的危害2022/12/192.2固廢廢污污染染的的危危害害堆存存1萬噸噸煤煤矸矸石石，，要要占占用用0.5畝土土地地；；堆堆存存1萬噸噸尾尾礦礦，，要要占占用用1.7畝土土地地；；堆堆存存1萬噸噸冶冶煉煉渣渣，，要要占占用用2畝土土地地；；堆堆存存1萬噸噸爐爐渣渣，，要要占占用用2.5畝土地；；堆存1萬噸其他他渣，要要占用2.5畝土地。占用土地地污染土壤壤污染水體體固體廢物物堆置或或垃圾填填埋處理理，經雨雨水浸淋淋，其滲滲出液及及瀝濾中中含有的的有害成成分會改改變土質質和土壤壤結構，，影響土土壤中的的微生物物活動，，妨礙植植物的根根系生長長，或在在植物機機體內積積蓄，危危害食用用。固體廢物物直接排排入地表表水或其浸出液流入地地表水，會導致固體廢物物所含的有害害成分污染地地表水源；固固體廢物與雨雨水、地表水水接觸混合，，其中的有害害成分隨水分分滲透進入土土壤進入地下下，污染地下下水源。2.固體廢棄物的的危害2022/12/192.2固廢污染的危危害固體灰渣中的的細粒，粉末末受日曬、風風吹產生揚塵塵，污染周圍圍的大氣環(huán)境境，固體廢物長期期堆放，由于于揮發(fā)、自然然化學反應等等會產生有害害氣體污染空空氣，例如煤煤矸石含硫若若超過1.5%，長期堆放就就會自燃。污染大氣影響衛(wèi)生白色污染目前我國不僅僅90%以上糞便、垃垃圾未經無害害化處理，而而且醫(yī)院、傳傳染病院的糞糞便、垃圾也也混入普通糞糞便、垃圾之之中，廣泛傳傳播肝炎、腸腸炎、痢疾以以及各種蠕蟲蟲?。燃纳x?。┑?，，成為環(huán)境的的嚴重污染源源。我們周周圍幾幾乎到處可可見丟棄的的塑料料食品品袋、、包裝裝袋、、飲料料瓶、、快餐餐盒等等，無處不不被廢廢舊塑塑料困困擾，，就連連花、、草、、樹木木、農農作物物也處處處可可見““白旗旗”懸懸掛，，無疑疑這已已構成成嚴重重的““視覺覺污染染”。。2.固體廢廢棄物物的危危害2022/12/19占用土土地2.固體廢廢棄物物的危危害2022/12/19污染土土壤2.固體廢廢棄物物的危危害2022/12/19污染水水體2.固體廢廢棄物物的危危害2022/12/19焚燒垃垃圾污污染大大氣2.固體廢廢棄物物的危危害2022/12/19生活垃垃圾影影響環(huán)環(huán)境衛(wèi)衛(wèi)生CompanyLogo礦渣渣廢酸酸金屬屬渣渣廢堿堿粉塵塵其它它污泥泥污泥泥其它它廢堿堿金屬屬渣渣廢酸酸礦渣渣其它污泥礦渣廢酸金屬渣廢堿粉塵1.排放總量（22047萬噸）2.資源源化化利利用用量量（（7293萬噸噸））3.最終終處處置置量量（（3510萬噸噸））固體體廢廢物物的的組組成成日本本工工業(yè)業(yè)固固體體廢廢物物的的組組成成3.固體體廢廢棄棄物物污污染染的的防防治治CompanyLogo日本本生生活活垃垃圾圾的的組組成成及及變變化化趨趨勢勢3.固體體廢廢棄棄物物污污染染的的防防治治CompanyLogo3.固體體廢廢棄棄物物污污染染的的防防治治CompanyLogo《固廢廢法法》中首首先先確確立立了了固固廢廢污污染染防防治治的的““三三化化””原原則則基本本原原則則減量量化化資源源化化無害害化化3.固體體廢廢棄棄物物污污染染的的防防治治3.固體廢棄棄物污染染的防治治2022/12/19解決固廢廢污染的的技術途途徑減量化通過改革革工藝，，如采用用無廢、、少廢或或清潔工工藝，盡盡量減少少廢物的的產生量量。將廢物回回收綜合合利用，，將廢物物再一次次轉化為為二次資資源。資源化即無害化處處理與處處置技術術，這是是固體廢廢物污染染控制的的末端環(huán)環(huán)節(jié)，即即為固體體廢物解解決安全全的最終終歸宿。。無害化3.固體廢棄棄物污染染的防治治2022/12/193.1減量化固體廢物物的減量量化是指指在工業(yè)業(yè)生產過過程中，，通過對對原輔材材料的選選擇、調調整、工工藝的改改進、產產品的科科學設計計及管理理的完善善等途徑徑來達到到固體廢廢物產生生量的最最小化，，主要措施施有以下下五點。一是選用用相比之之下較為為豐富的的資源替替代稀有有、短缺缺的自然然資源，，并盡量量減少其其用量；；二是采采用低毒毒、少害害或無害害的原材材料替代代有毒有有害的原原材料；；三是盡盡量使用用再生的的二次資資源。原輔材料料替代工藝設備備改革一是采用用完全不不同的工工藝原理理和技術術，從根根本上改改造舊的工藝和設設備；二二是針對對舊工藝其薄弱環(huán)環(huán)節(jié)，部部分的調調整和革革新廢物物產生環(huán)環(huán)節(jié)；三三是只改改變舊工藝條件件和參數數以達到到減少廢物的目目的；四四是使用用高效、、先進的的使廢物物產生量量最小化化的生產產設備。3.固體廢棄物污污染的防治2022/12/193.1減量化一是收集流失失的產品和原料，將其返返回主體流程程之中；二是是回收廢物，，將其處理成成原料和原料料組分，返回回原流程中再再以利用；三三是將回收的的廢物作為其其他流程的原原料生產其他他產品；四四是閉路循環(huán)環(huán)及能量回收收。物料循環(huán)和綜綜合利用清潔產品強化管理要求產品從設設計開始就應應考慮產品的的生產、使用用和使用后均均不應對生態(tài)態(tài)環(huán)境和人體體健康造成危危害。產品應應有合理的包包裝、使用功功能和壽命；；產品使用后后應易于回收收、再生、重重復使用和易易于降解與處處置。清潔生產要求求出發(fā)，應加加強企業(yè)內部部管理，對各各個生產環(huán)節(jié)節(jié)進行排污審審計，從工藝藝過程管理入入手，建立規(guī)規(guī)章制度和責責任制度，加加強區(qū)域性和和廠際間的廣廣泛聯系，促促進資源有效效利用。3.固體廢棄物污污染的防治2022/12/193.2資源化固體廢物的產產生有其必然然性，在一定定的技術水平平上實施減量量化，也不可可避免要排放放一定數量的的固體廢物。。固體廢物既既是環(huán)境的污污染源，又是是寶貴的二次次資源，可以以預計隨著科科學技術的不不斷發(fā)展，廢廢物和原料之之間的差異、、界限將逐漸漸淡化。作為為固體廢物的的資源化，就就是針對已經經產生的固體體廢物進行回回收、加工、、再生利用。。使其直接變變成產品和二二次資源的綜綜合利用過程程。所以固體體廢物資源化化技術涉及預預處理技術、、綜合利用技技術、分解技技術等。3.固體廢棄物污污染的防治2022/12/19預處理技術固廢的預處理理技術壓實是一種通通過對廢物實實行減容化、、降低運輸成成本、延長填填埋場壽命的的預處理技術術。一般施加加的壓力為200-250kg/cm2。使固體.外形尺寸減小小，使之便于于運輸，適宜宜于分選或綜綜合利用以及及有利于提高高燃燒、分解解效率及壓實實、均勻穩(wěn)定定填埋等。分選是根據物物料的物理、、化學性質方方面的差異，，將其中的不不同組分分開開，常用的方方法有：篩選，重選，，磁選等。固化是將有害害固體廢物固固定或包容在在惰性無害的的固化基材中中，使他無害害化、穩(wěn)定化化，以便于運運輸、利用和和處置。主要有水泥，，石灰，瀝青青固化等。壓實破碎分選固化3.固體廢棄物污污染的防治2022/12/19資源源化化技技術術資源源化化就就是是將將廢廢物物（（或或經經過過預預處處理理后后的的廢廢物物））引引入入新新的的生生產產——消消費費系系統(tǒng)統(tǒng)，，使使這這些些廢廢物物變變?yōu)闉樵狭匣蚧蚰苣茉丛吹玫靡砸岳糜谩?。由由于于廢廢物物種種類類繁繁多多，，性性質質復復雜雜，，所所以以固固體體廢廢物物資資源源化化技技術術涉涉及及的的內內容容也也非非常常廣廣泛泛，，大大體體可可將將其其分分為為以回回收收能能源源為為主主的的熱熱化化學學分分解解技技術術，，以以獲獲得得肥肥料料和和原原料料為為主主的的微微生生物物轉轉化化技技術術和和直直接接作作為為原原輔輔材材料料使使用用的的廢廢物物利利用用技技術術三大大類類。。3.固體體廢廢棄棄物物污污染染的的防防治治2022/12/19A.熱化學分解法法熱化學分解是是利用高溫氧氧化、分解固固體廢物，使使其轉化為有有用或無害的的物質，并同同時回收熱能能的方法。其其主要處理對對象是有機物物含量較高且且難以微生物物降解的固體體廢物，其方方法主要有焚焚燒、熱解、、濕式氧化法法等。焚燒：焚燒是是固體廢物在在高溫下分解解和深度氧化化的過程。焚燒的特點優(yōu)點:可回收利用固固體廢物燃燒燒產生的熱能能；大幅度減減少固體廢物物的體積；徹徹底消除有害害細菌和病毒毒；破壞有毒毒廢物。缺點:只能處理含可可燃物成分高高的固體廢物物；容易造成二次次污染；投資資運行費用高高。3.固體廢棄物污污染的防治2022/12/19熱解：在無氧或缺缺氧條件下，，將固體有機機物加熱分解解，并以分解解物貯存熱量量的過程。分解產物主要要有氫、甲烷烷、碳氫化合合物、一氧化化碳等可燃氣氣體和甲醇、、丙酮、硫酸酸、乙醛等液液態(tài)燃料油及及以固態(tài)碳等等物質。這是是低污染能源源回收的一個個高效途徑，，其優(yōu)點在于于能夠回收可可貯存和運輸輸的燃料，且且尾氣排放量量和殘渣量較較少。濕式氧化：在有水存在和和適當的溫度度及壓力下將將有機物快速速氧化，生成成二氧化碳、、水、無機鹽鹽等。濕式氧化能有有效處理污泥泥或高濃度有有機廢水而不不需要預脫水水；不產生粉粉塵和煤煙；；滅毒除毒比比較徹底；反反應時間短。。但是限制其其廣泛運用的的主要原因就就是設備的投投資和運轉費費用比較高。。3.固體廢棄物污污染的防治2022/12/19B.微生物轉化法法利用微生物對對有機固體廢廢物的分解作作用，使有機機固體廢物轉轉化為能源、、食品、飼料料、肥料，是是固體廢物資資源化處理的的有效而又經經濟的方法。。依靠自然界廣廣泛分布的細細菌、放線菌菌和真菌等微微生物，人為為地促進有機機物向穩(wěn)定的的腐殖質轉化化的生化過程程。堆肥是一種優(yōu)優(yōu)質、廉價的的土壤改良肥肥料，具有改改良土壤結構構，提高土壤壤容水性，減減少無機氮流流失，促進難難容磷肥轉化化，增大土壤壤緩沖能力，，增進化肥肥肥效等功效。。堆肥化沼氣化在一定的溫度度、濕度和酸酸堿度的厭氧氧條件下，固固體廢物中的的碳水化合物物、蛋白質、、脂肪等有機機成分經沼氣氣細菌的發(fā)酵酵作用產生一一種可燃氣體體—沼氣的過過程。沼氣的的主要成分是是甲烷（60~70%）和二氧化碳碳（30~40%），其次為一氧化化碳和硫化氫氫等氣體。3.固體廢棄物污污染的防治2022/12/19C.廢渣利利用對于礦礦山的的廢石石、尾尾礦，，冶金金、化化工、、電力力等工工業(yè)的的廢渣渣處理理，最最積極極的措措施時時變廢廢為寶寶綜合合利用用。由由于工工礦企企業(yè)的的固體體廢物物種類類繁多多，成成分復復雜，，所以以涉及及的綜綜合利利用技技術也也不勝勝枚舉舉，在在此只只對礦業(yè)業(yè)和工工業(yè)廢廢渣利利用做做簡單單介紹。。3.固體廢廢棄物物污染染的防防治2022/12/19C.廢渣利利用廢物名稱主要用途重金屬尾礦制作磚瓦和回填礦坑輕金屬尾礦和廢石制作建筑材料和水泥多種金屬共生礦的廢石和尾礦回收有價值的金屬SO2大于70%的尾礦作加氣混凝土的配料無毒無害廢石和尾礦鋪路、填坑造地、建筑骨料大部份廢石和尾礦作礦層回填材料煤矸石燃料、建筑材料和化工原料礦業(yè)廢廢渣的主要要用途途3.固體廢廢棄物物污染染的防防治2022/12/19C.廢渣利利用工業(yè)廢渣的主要要用途途名稱主要用途高爐渣生產建筑材料，如砌塊、礦渣水泥、礦渣棉和保溫材料，經水淬后生產硅鈣粉，作為肥料鋼渣制造礦渣水泥和碎石，作筑路材料和防火材料，生產微晶玻璃及礦渣磷肥鉻鐵渣生產耐熱膠凝材料，制造水泥、肥料、鑄石等有色金屬渣做水泥、磚瓦、砌塊、礦渣棉粉煤灰做筑路材料、肥料、隔音磚、屋面材料，回收稀有金屬鉬、鍺、鈧等廢石膏做建筑材料3.固體廢廢棄物物污染染的防防治2022/12/19D.廢物交交換我們知知道，，往往往某一一企業(yè)業(yè)的固固體廢廢物，，可能能是另另一企企業(yè)的的原料料，如如能建建立廢廢物交交換系系統(tǒng)，，借助助現代代發(fā)達達的信信息網網絡，，便可可有計計劃迅迅速地地將一一些工工業(yè)廢廢物轉轉到其其它領領域作作為原原料使使用。。這樣樣做既既可節(jié)節(jié)約原原材料料和能能源，，又可可減少少廢物物的處處置量量。3.固體廢廢棄物物污染染的防防治2022/12/193.3無害化化無論多多么先先進的的技術術，總總不可可避免免產生生一些些無法法利用用和處處理的的固體體廢物物。這這些固固體廢廢物是是多種種污染染物的的終態(tài)態(tài)，將將長期期存在在與環(huán)環(huán)境中中，為為了控控制其其對環(huán)環(huán)境的的污染染，必必須進進行最最終處處置，，也即即為其其找到到一最最大限限度地地與生生物圈圈隔離離的歸歸宿。。這就是是固體體廢物物的無無害化化處置置技術術。3.固體廢廢棄物物污染染的防防治2022/12/19無害化技術術無害化處置置方法海洋處置遠洋焚燒深海投擲陸地處置衛(wèi)生填埋安全填埋深井灌注定義：衛(wèi)生生填埋是利利用工程手手段將垃圾圾填埋在地地下，同時時采取有效效技術措施施，防止?jié)B滲濾液及有有害氣體對對水體和大大氣的污染染，并將垃垃圾壓實減減容至最小小。–優(yōu)點：土地地利用率高高；蚊、蠅蠅、鼠無法法生存，避避免疾病傳傳播；可防防止對外界界的污染；；填埋結束束后土地仍仍可以在利利用。–缺點：需要要占用大量量土地；垃垃圾滲濾液液可能危害害地下水；；需要長期期實施監(jiān)控控和維護；；長途運輸輸費用高。。3.固體廢棄物物污染的防防治衛(wèi)生填埋衛(wèi)生填埋是是一種防止止二次污染染的填埋方方法，由于于填埋過程程是一層垃垃圾一層土土交替進行行，又稱夾夾層填埋法法。從橫斷面看看，垃圾和和砂土交互互掩埋，既既可以防止止垃圾的飛飛散和降雨雨時的流失失，又可以以防止蚊蠅蠅等還從的的孽生，以以及臭氣火火災的發(fā)生生，因而稱稱為衛(wèi)生填填埋法。3.固體廢棄物物污染的防防治衛(wèi)生填埋3.固體廢棄物物污染的防防治2022/12/19衛(wèi)生填埋3.固體廢棄物污污染的防治2022/12/19填埋前3.固體廢棄物污污染的防治2022/12/19填埋后深井灌注是把把液態(tài)危險廢廢物灌入一個個深層的、垂垂直成層的、、多孔的、水水層鹽度高的的巖層中的一一種處理方法法。–是美國境內一一種最常見的的危險廢物處處置方法。–同其它處理技技術相比，具具有污染風險險小、處理成本低的特點點，可以作為為工業(yè)、城市市處理、儲存存液體污染物物的手段。–但是，由于該該項技術并不不能完全避免免污染風險險，仍需加加強和完善相相關的立法。。3.固體廢棄物污污染的防治深井灌注3.固體廢棄物污污染的防治典型深井灌注注圖4礦業(yè)固體體廢物的資源源化目前，我國有有95%以上上的能源、80%以上的的工業(yè)原料、、70%以上上的農業(yè)生產產資料等都來來自礦產資源源。據不完全全統(tǒng)計，全世世界每年排出出的礦業(yè)固體體廢物在100億ｔ以上上。礦業(yè)固體廢物的組成礦業(yè)固體廢物的性質尾礦的資源化廢石的資源化4.1礦業(yè)固體廢物物的組成礦石開采過程程中，需剝離離圍巖，掘進進巷道，排出出廢石；采得得的礦石需經經選礦，提高高品位，排出出尾礦。礦業(yè)業(yè)固體廢物系系采選作業(yè)過過程中產生的的廢石和尾礦的總稱。礦物組成：自然元素、硫硫化物及其類類似化合物、、含氧鹽礦物物、氧化物和和氫氧化物、、鹵化物等。。量大面廣的為為含氧鹽礦物物、氧化物和和氫氧化物、、硫化物及其其類似化合物物。它們是決決定利用途徑徑的物質基礎礎。一、含氧鹽礦礦物含氧鹽礦物占占已知礦物總總數的2/3左右，在地地殼里的分布布極為廣泛。。（1）硅酸鹽礦物物：硅酸鹽是組成成巖石的最主主要成分，已已知硅酸鹽礦礦物約800種之多，約約占礦物總數數的1/4，，占地殼總重重量的80%。（2）碳酸鹽礦物物：碳酸鹽礦物在在自然界中分分布較廣，已已知礦物約80種之多，，占地殼總重重量的1.7%。其中以以Ca、Mg碳酸鹽礦物最最多，其次為為Fe、Mn等碳酸鹽礦物物。（4）其他含氧鹽鹽礦物：其他含氧鹽礦礦物較常見的的有磷酸鹽、、鎢酸鹽和鉬鉬酸鹽，其他他不常見的有有硼酸鹽、砷砷酸鹽、釩酸酸鹽、硝酸鹽鹽礦物等。（3）硫酸鹽礦物物：硫酸鹽礦物在在自然界中產產出約有260種之多，，但僅占地殼殼總重量的0.1%。其其中常見和具具工業(yè)意義的的礦物不多，，主要礦物有有石膏、重晶晶石。二、氧化物和和氫氧化物礦礦物氧化物和氫氧氧化物是地殼殼的重要組成成礦物，它們們的化合物有有200種左左右，約為地地殼總重量的的17%，其其中SiO2(石英、石髓、、蛋白石)分分布最廣，約約占12.6%，Fe的氧化物和氫氫氧化物占3.9%，其其次是Al、Mn、、Ti、Cr的氧化物或氫氫氧化物。本類礦物是工工業(yè)上金屬礦礦產的主要來來源。三、硫化物及及其類似化合合物礦物主要為金屬硫硫化物，亦包包括金屬與硒硒、碲、砷、、銻等的化合合物。總數約約350種左左右，按重量量約占地殼總總重量的0.15%，其其中以鐵的硫硫化物為主，，有色金屬銅銅、鉛、鋅、、銻、汞、鎳鎳、鈷等也以以硫化物為主主要來源，故故工業(yè)上具有有重大意義。。4.2礦業(yè)固固體廢物的性性質包括物理性質質和化學性質質表面性質：白度、亮度、、疏水性等。。4.2.1物理性質光學性質：：礦物對光線線的吸收、、折射和反反射所表現現的各種性性質。力學性質：：廢物在外力力作用下所所表現的物物理機械性性能。磁學性質：：礦物的磁性性是指礦物物被永久磁磁鐵和電磁磁鐵吸引，，或礦物本本身能夠吸吸引鐵質物物體的性質質。電學性質：：礦物導電的的能力及在在外界能量量作用下發(fā)發(fā)生帶電的的現象。對于透明礦礦物來說，，所有透過過光波的顏顏色就是該該礦物的顏顏色（如自自然硫，由由于它較多多地吸收了了透射光中中的紫、藍藍、綠、橙橙、紅色光光波而透過過較多的黃黃色光波而而成黃色））。對于不透明明礦物來說說，它的顏顏色主要決決定于其表表面反射光光波的顏色色（如黃鐵鐵礦表面反反射出來的的是以黃光光為主，所所以呈現黃黃色）一、光學性性質：包括顏色、、光澤、透透明度等（1）顏色它是礦物對對不同波長長的光波吸吸收和反射射的結果。。如果對各種種波長的光光波普遍而而又平均地地吸收，則則隨吸收程程度的不同同而呈黑色色（幾乎全全部吸收））、灰、白白色。如果只吸收收某些色光光，則呈現現出反射光光的混合色色。一、光學性性質：包括顏色、、光澤、透透明度等（1）顏色顏色的命名名：雙重命名法法：如黃綠、褐褐紅等。比較法：如深紅、淺淺綠、淡黃黃等。比擬法：如乳白、鐵鐵黑、櫻桃桃紅、橄欖欖綠、天藍藍色等。比色法：紫色-紫水晶、銅銅紅色-自然銅、藍藍色-藍銅礦、鐵鐵黑色-磁鐵礦、綠綠色-孔雀石、黃黃銅色-黃銅礦、黃黃色-雌黃、鉛灰灰色-方鉛礦、金金黃色-自然金、橙橙色-雄黃、鋼鋼灰色-黝銅礦、紅紅色-辰砂。（2）光澤礦物表面對對于投射光光線的反射射能力稱為為光澤。反反射能力的的強弱也就就是光澤的的強弱，可可用反射率率R表示，計算公公式為：R越大，光澤越越強。按R的大小，將光光澤由弱至強強分成四個等等級：表4-1光澤強弱的四四個等級R值，%光澤特點舉例2～10玻璃光澤，礦物表面象玻璃一樣反光清澈。石英的晶面、螢石、石榴石等。10～19金剛光澤，象金剛石的反光一樣光輝燦爛。錫石、閃鋅礦、金剛石等。19～25半金屬光澤，表面象久經使用的金屬制品那樣的反光。磁鐵礦、黑鎢礦、赤鐵礦等。25以上金屬光澤，象新鮮金屬制品的反光一樣耀眼。輝銻礦、輝銅礦、黃銅曠、自然金等。提取礦業(yè)固體體廢物中的有有價礦物，可可借助于它與與脈石礦物光光澤、顏色的的差異進行光電分選。（3）透明度：礦礦物透光的能能力自然界絕對不不透明的礦物物、絕對透明明的礦物都是是不存在的。。透明度是一一個相對的概概念。礦物透明與不不透明的區(qū)分分界限，是指指礦物磨至0.03mm標準厚度時的的透光程度而而言。一般將礦物分分為：①透明礦物，絕大部分光光線能通過，，能完全或基基本上透見另另一物體。如如無色水晶、、冰洲石、云云母等。②半透明礦物物，能透過小部部分光線，只只能模糊透見見另一物體，，如辰砂、閃閃鋅礦等。③不透明礦物物，光幾乎完全全不能通過，，如石墨、磁磁鐵礦等。透明度是鑒定定礦業(yè)固體廢廢物能否作為為光學材料使使用的特征之之一，也是能能否作為填料料使用的特征征之一。如石石英、CaCO3常作為無色透透明的填料使使用。二、力學性質質：硬度、韌韌性、比重等等性能。（1）硬度指廢物抵抗某某種外來機械械作用的能力力，可借助測測定礦物硬度度的方法來測測定。測定礦物硬度度的方法很多多，但在礦物物學中一直沿沿用的是摩氏氏硬度計法，，目前可用專專門測硬度的的儀器和顯微微硬度計精確確測定礦物的的硬度。圖4-5所示為三種方方法測定結果果對比。圖4-5摩氏硬度、新新摩氏硬度和和顯微硬度等等級的對比廢物硬度與廢廢物粉碎關系系密切。廢物物硬度不同，，粉碎的難易易程度、粉碎碎所需時間和和設備不同。。硬度越大，，越難粉碎，，粉碎時消耗耗的能量也越越大。另外，硬度不不同的廢物，，其應用價值值不同。硬度度大的廢物可可作為磨料使使用，硬度小小的廢物可作作為填料使用用。（2）韌性廢物受壓軋、、錘擊、彎曲曲或拉引等力力作用時所呈呈現的抵抗能能力。包括：：①脆性：廢物容易被打打碎或壓碎的的性質。大多多數廢物具有有脆性。②撓性：廢物在外力作作用下趨于彎彎曲而不發(fā)生生折斷，除去去外力后不能能恢復原狀的的性質。如片片狀石膏、綠綠泥石、蛭石石等礦物。③彈性：外力作用下趨趨于變形，但但外力解除后后又恢復原狀狀的性質。如如云母、石棉棉等礦物。韌性對某些廢廢物原料進行行加工具有重重要意義。韌韌性不同的礦礦業(yè)廢物，所所采用的粉碎碎流程不同，，所選用的粉粉碎設備也不不同。（3）密度礦物的比重重是礦物在在4℃時的重量與與同體積的的水的重量量之比。密密度在選擇擇資源化方方法時具有有重要指導導意義。一般將礦物物按密度分分為三級：：①輕密度度礦物，密密度在2.5以下的礦物物；②中等等密度礦物物，密度在在2.5～4之間的礦物物；③重密密度礦物，，密度在4以上的礦物物。在礦物學上上測密度的的方法很多多，常見的的有比重瓶瓶法、重液液法和體積積計法三種種。三、電學性性質：導電電性及荷電電性。（1）導電性礦物對電流流的傳導能能力，可用用礦物的導導電率γ來表示。導體礦物：：γ=102Ω-1·cm-1以上的礦物物，如自然然金屬、大大部分硫化化物礦物。。非導體或絕絕緣體：γ≤10-12Ω-1·cm-1的礦物，如如硅酸鹽、、碳酸鹽類類礦物。半導體礦物物：γ值介于前兩兩者之間的的礦物，如如部分硫化化物及金屬屬氧化物類類礦物。某些礦物的的導電性有有重要的實實用意義，，如金屬和和石墨是電電的良導體體可作電極極材料，云云母是不良良導體可作作絕緣材料料，而半導導體則廣泛泛地被應用用在無線電電工業(yè)中。。在固體廢物資資源化利用中中，可根據廢廢物中礦物導導電率的不同同采用靜電分離法來分離提純有有用礦物。（2）礦物的荷電電性：在受外力作用用，如摩擦、、加熱、加壓壓影響下，發(fā)發(fā)生帶電現象象的性能。實實質是礦物中中的熱能或機機械能轉化為為電能的形式式。凡具有荷電性性的礦物，其其導電性均很很弱或者根本本不具導電性性。荷電性按所施施外力不同，，有以下幾種種：①摩擦電性：：某些礦物與絲絲絹或毛皮摩擦時，呈現帶電電現象。如自自然硫、金剛剛石、琥珀(C10H16O4)等具有這種種性質。②焦電性：：某些礦物受熱時，在晶體體的某些部部位產生電電荷的現象象，即熱能能轉化為電電能，如電電氣石即具具有這種性性質。③壓電性：某些礦物在在壓力或張力力影響下，因因變形而呈呈現出電荷荷的性質。。在壓縮時發(fā)發(fā)生正電荷荷的部位，，在伸張時時就發(fā)生負負電荷，因因此在機械械的一壓一一張的不斷斷作用下，，就產生了了一個交變變電場，這這種效應稱稱為電壓效應。反過來，，具有壓電電性的礦物物晶體，又又能借電能能產生機械械能。即把把它放在一一個交變電電場中，會會產生一伸伸一縮的機機械振動，，這種效應應稱為電致伸縮。當交變電電場的頻率率和壓電性性礦物本身身機械振動動的頻率一一定時，發(fā)發(fā)生特別強強烈的共振振現象。壓電電材材料料在在電電子子工工業(yè)業(yè)中中用用作作各各種種換換能能器器，，如如超超聲聲波波發(fā)發(fā)生生器器等等。。石石英英由由于于振振動動頻頻率率穩(wěn)穩(wěn)定定，，質質地地堅堅硬硬和和化化學學性性穩(wěn)穩(wěn)定定，，是是最最優(yōu)優(yōu)良良的的天天然然壓壓電電材材料料。。四、、磁磁性性礦物物的的磁磁性性是是指指礦礦物物能能被被永永久久磁磁鐵鐵或或電電磁磁鐵鐵吸吸引引或或礦礦物物本本身身能能夠夠吸吸引引鐵鐵物物體體的的性性質質。。自然然界界具具有有磁磁性性的的礦礦物物極極為為普普遍遍，，但但磁磁性性顯顯著著的的礦礦物物則則不不多多。。礦物磁性性的強弱弱，可用用比磁化化系數表表示，它它表示1cm3的礦物在在磁場強強度為1Oe的外磁場場中所產產生的磁磁力。比磁化系系數越大大，表示示礦物被被磁化的的能力越越強。在在礦業(yè)固固體廢物物資源化化中，常常根據廢廢物中不不同礦物物的磁性性差異進進行分離離。按比磁化化系數的的不同，，礦物分分成四類類：（1）強磁性性礦物比磁化系系數大于于3000×10-6cm3/g，在弱磁磁場（900～1200Oe）就能與與其他礦礦物分離離，如磁磁鐵礦、、磁黃鐵鐵礦等。。（2）中磁性性礦物比磁化系系數介于于（600～3000）×10-6cm3/g之間，在在磁場強強度2000～8000Oe才能與其其他礦物物分離，，如鈦鐵鐵礦、鉻鉻鐵礦及及含磁鐵鐵礦的赤赤鐵礦等等。（3）弱磁性性礦物比磁化系系數介于于（15～600）×10-6cm3/g之間，在在磁場強強度10000Oe以上才能能與其他他礦物分分離，如如赤鐵礦礦、褐鐵鐵礦、黑黑鎢礦、、輝銅礦礦、菱鐵鐵礦、黃黃鐵礦等等。（4）非磁性性礦物比磁化系系數小于于15××10-6cm3/g的礦物物，無無法采采用磁磁選分分離法法分離離回收收，如如石英英、方方解石石、長長石等等。對于某些磁性弱的礦物，可通過適當的人工焙燒增強其磁性。如赤鐵礦、褐鐵礦的還原焙燒，反應式為：五、礦礦物的的潤濕濕性礦物表表面能能否被被液滴滴所潤潤濕的的性質質，稱稱為潤潤濕性性。礦物的潤潤濕性是是浮選的的理論基基礎，是是浮選上上用來判判別礦物物可浮性性好壞的的標志。。易被水潤潤濕的礦礦物稱為為親水性礦礦物，如云母母、石英英、方解解石等。。不易被被水潤濕濕的礦物物稱為疏水性礦礦物，如滑石石、石墨墨、輝鉬鉬礦、方方鉛礦、、黃銅礦礦等。礦物的潤潤濕性主主要由礦礦物的內內部結構構所決定定。分子子鍵礦物物為疏水水性，即即難潤濕濕的礦物物。原子子鍵礦物物為親水水性，即即潤濕性性強的礦礦物。各種礦物物由于潤潤濕性的的不同，，在水介介質中可可能上浮浮或下沉沉。一般地，，難潤濕濕的礦物物（疏水水性）易易浮，如如方鉛礦礦顆粒（（比重7.4）在水中中與氣泡泡相遇，，礦粒表表層的水水層迅速速破裂，，礦粒與與汽泡緊緊密結合合而上升升。潤濕性強強的礦物物（親水水性）難難浮，如如比重為為2.65的石英顆顆粒，在在水介質質中，石石英表面面與水緊緊密結合合，空氣氣不能排排除石英英表面的的水層，，則石英英顆粒不不易附著著在氣泡泡上，仍仍留于水水中。因此，礦礦物在水水介質中中是上浮浮還是下下沉，起起主導作作用的是是其潤濕濕性，而而不是比比重。4.2.2礦礦物化化學性性質當礦物物與空空氣、、水等等接觸觸時，，將發(fā)發(fā)生不不同的的物理理、化化學變變化，，如氧氧化、、水解解及水水化等等。與與固體體廢物物資源源化有有關的的化學學性質質主要要包括括礦物物的可可溶性性、氧氧化性性。一、可可溶性性礦物中中有價價成分分在不不同溶溶劑中中的溶溶出性性能，，是浸浸出提提取有有價元元素的的重要要依據據。如在常常溫常常壓下下，硫硫酸鹽鹽、碳碳酸鹽鹽以及及含有有氫氧氧根和和水的的礦物物易溶溶于水水，大大部分分硫化化物、、氧化化物及及硅酸酸鹽類類礦物物難溶溶于水水。二、氧氧化性性礦物被被氧化化后，，其成成分、、結構構及礦礦物表表面性性質均均會發(fā)發(fā)生變變化，，對廢廢物的的資源源化利利用具具有較較大影影響。。如硫化化礦物物的適適當氧氧化可可促進進其浮浮選的的進行行或酸酸處理理的效效果。。礦物氧氧化主主要與與礦物物本身的的性質質、環(huán)境中中氧化化劑的的作用用、礦物的的共生生組合合特征征等有關關。（1）礦物物本身身的性性質通常在在金屬屬礦物物中，，那些些缺氧氧的礦礦物最最易受受氧化化，而而多數數金屬屬氧化化物則則很少少受到到影響響，如如石英英具有有抵抗抗氧化化的能能力。。硫化化物是是最容容易氧氧化的的礦物物，但但不同同金屬屬硫化化物的的氧化化速度度并不不相同同：含有低低價離離子的的礦物物比較較容易易受到到氧化化，如如含低低價鐵鐵Fe2+離子的磁鐵鐵礦Fe3O4易氧化成含含高價鐵離離子Fe3+的赤鐵礦Fe2O3，菱錳礦MnCO3氧化成硬錳錳礦mMnO··MnO2·nH2O等。（2）環(huán)境中氧氧化劑的作作用：水、、氧水本身具有有偶極性和和解離性，，能使很多多礦物溶解解于其中。。因此，水水是礦物氧氧化中最活活躍的因素素。氧是礦物氧氧化中最強強的氧化劑劑之一。氧氧的作用可可使露天堆堆存的廢礦礦物中的低低價離子變變成高價離離子，氧化化后礦物的的性質也隨隨之改變，，如硫化物物的氧化：：（3）礦物的共共生組合特特征凡種類復雜雜的礦物共共生或伴生生，其氧化化速度較快快，反之則則較慢。研究表明，，當方鉛礦礦、閃鋅礦礦、藍銅礦礦在有黃鐵鐵礦存在時時，其氧化化速度要快快8～20倍。。若若是是單單一一的的硫硫化化物物，，則則比比較較難難氧氧化化。。當溶液中（尤尤其是在堿性性溶液中）存存在著某些金金屬陽離子時時，可以大大大加快金屬硫硫化物的氧化化速度。因此，在提取取金屬硫化物物時，必須注注意這些礦物物的共生、伴伴生特點以及及某些金屬陽陽離子的存在在對礦石氧化化的影響。4.3尾礦的的資源化一、尾礦中有有價組分的提提取許多尾礦中含含有具回收利利用價值的有有價組分，其其品位常常大大于相應的原原生礦品位，，充分利用分分選技術回收收這些有價金金屬對充分利利用資源、延延緩礦產資源源的枯竭具有有重要意義。。（1）銅尾礦美國奧蓋奧選選礦廠尾礦平平均含Cu0.42%，主要有用礦礦物為黃銅礦礦、輝銅礦和和黃鐵礦。銅尾礦篩分沉淀銅二次尾礦碎鐵硫酸浸出篩分磁選浮選二次尾礦銅精礦碎鐵黃藥、甲基戊醇圖4-6銅銅尾礦回收收銅的工藝流流程浮選藥劑鉛鋅浮選尾礦混合浮選絹云母初選Cu、Pb、Zn硫化礦抑制劑、捕收劑絹云母精選絹云母石英石英圖4-11鉛鉛鋅尾礦礦浮選提取絹絹云母工藝流流程（2）鉛鋅尾礦中中有價組分的的提取銀山鉛鋅尾礦礦中SiO2、Al2O3、K2O占總成分的80%以上。主要礦礦物為石英和和絹云母，其其中石英含量量為51～54%，絹云母含量量為29～34%。且大部分絹絹云母呈單體體形狀，粒度度較細。絹云母：造紙、保溫絕絕緣材料、建建筑陶瓷及磨磨擦材料等的的原料，超細細絹云母還廣泛應用于于油漆、橡膠膠、防水材料料、醫(yī)藥、化化妝品、顏料料等。圖4-10鉛鋅尾礦生物-硫脲聯合浸出回收Au、Ag工藝流程貧液循環(huán)鉛鋅浮選尾礦細菌浸出培養(yǎng)基、硫酸細菌固液分離pH2.3溶液回收利用硫脲浸出0.5M硫脲、過硫酸氫鉀pH1.3殘渣貴液活性炭吸附解析活性炭電解提煉Au、Ag固液分離新墨西哥圣馬馬茍爾地區(qū)佩佩克斯選廠鉛鉛鋅硫化礦浮浮選尾礦尾礦主要元素素的組成為：：Au1.75g/t、Ag22.5g/t、Cu0.44%、Pb0.54%、Zn0.68%、Fe12.6%、S10.2%。細菌間接浸出出：硫脲浸出：Au回收率92%，Ag回收率78%細菌直接浸出：（3）蛇紋石尾礦礦制備MgO蛇紋石尾礦組組成復雜，主主要含有MgO、SiO2、CaO等成分，還含含有Fe、Al、Ni、Cr、Co等氧化物，其其中含MgO33%以上。氧化鎂產品15%工業(yè)純堿蛇紋石尾礦酸浸過濾濾液除雜31%工業(yè)鹽酸過濾SiO2沉淀制取水玻璃Fe、Al、Ni、Cr、Co等氫氧化物沉淀堿式碳酸鎂制備15%工業(yè)純堿過濾堿式碳酸鎂濾液回收750℃煅燒化工產品－水硫酸鎂、、七水硫酸鎂鎂耐火材料－制作煉鋼鎂鎂球爐底料的的主要原料建筑方面－廣泛應用于于集裝箱、防防火板、工藝藝美術、蔬菜菜大棚、墻體體保溫板、活活動板、石棉棉瓦等制作。。二、尾礦生產產建筑材料尾礦中含有的的多種非金屬屬礦物，如硅硅石或石英、、長石及各類類粘土或高嶺嶺土、白云石石或石灰石、、蛇紋石等，，都是較有價價值的非金屬屬礦物資源，，可代替天然然原料作為生生產建筑材料料的原料。（1）生產微微晶玻璃學名玻璃陶瓷瓷，具有玻璃璃和陶瓷的雙雙重特性，比比陶瓷的亮度度高，比玻璃璃韌性強。微晶玻璃集中了玻璃、、陶瓷及天然然石材的三重重優(yōu)點，優(yōu)於於天然石材和和陶瓷，可用用於建筑幕墻墻及室內高檔檔裝飾，還可可做機械上的的結構材料，，電子、電工工上的絕緣材材料，大規(guī)模模集成電路的的底板材料、、微波爐耐熱熱器皿、化工工與防腐材料料和礦山耐磨磨材料等等。。（1））生生產產微微晶晶玻玻璃璃（1））生生產產微微晶晶玻玻璃璃尾礦礦中中含含有有制制作作微晶晶玻玻璃璃的大大多多數數組組分分，，而而且且其其含含量量也也與與微晶晶玻玻璃璃的的原原料料組組成成相相接接近近。。一般般無無須須添添加加成成核核劑劑。。生產產工工藝藝包包括括：：燒燒結結工工藝藝和和熔熔融融工工藝藝。。生產原料普通玻璃原料：SiO2,其次是Na2O、K2O、CaO、MgO和A12O3等。成核劑：比較理想的成核劑有TiO2、Cr2O3、P2O5、ZrO2等。尾礦粉碎配料熔融水淬晶化磨光切割微晶玻璃燒結結工工藝藝：：熔融工藝：尾礦配料熔融成型退火晶化磨光切割微晶玻璃（2））生生產產硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥作用礦化劑：利用尾礦含鐵量高的特點代替水泥配方中的鐵粉。一般用量<5%，消耗尾礦的量不大。代替水泥原料：用量大，但一般尾礦成分不會完全符合水泥配方要求，往往需要另外配入一些成分才能符合水泥的要求。尾礦生料磨制回轉窯煅燒石灰石鐵粉等生料熟料廢氣磨細石膏硅酸鹽水泥圖4-18尾礦燒制水泥工藝流程（3））生生產產免免燒燒磚磚免燒燒磚磚作作為為一一種種新新型型建建筑筑材材料料，，是是由由膠膠凝凝材材料料與與含含硅硅、、鋁鋁原原料料按按一一定定顆顆粒粒級級配配均均勻勻摻摻合合，，壓壓制制成成型型，，并并進進行行蒸蒸壓壓或或蒸蒸養(yǎng)養(yǎng)而而成成的的一一種種以以水水化化硅硅酸酸鈣鈣、、水水化化鋁鋁酸酸鈣鈣、、水水化化硅硅鋁鋁酸酸鈣鈣等等多多種種水水化化產產物物為為一一體體的的建建筑筑制制品品。。生石灰鄂式破碎管磨尾礦攪拌成型高壓養(yǎng)護蒸壓尾礦磚輪碾圖4-19北京鐵礦蒸壓硅酸鹽尾礦磚生產工藝流程。12:885%水8個大氣壓，，150~200oC（4）生產燒燒結磚鎢尾礦燒結磚細磨篩分磨料配料篩分混煉壓坯成型烘干燒成稀土尾礦細磨篩分圖4-22贛南地區(qū)利用尾礦生產燒結磚工藝流程以尾礦為原料料，用塑性成成型或半干壓壓成型生產燒燒結磚。65~70