矿山固体废弃物的处理与利用论文本文主要从我国矿山固体废弃物的现状进行探讨，分析目前对矿山固体废弃物的处理方法，提高矿山固体废弃物的回收利用率，以期对当前的矿山开采提供借鉴价值。
矿山固体废弃物的处理与利用论文【1】
摘要：随着我国冶金业的快速发展，矿山开采的力度也逐渐加大。在矿山开采过程中，矿山固体废弃物的数量也越来越多。
关键词：矿山固体废弃物 处理 利用
1 我国矿山固体废弃物的现状分析
我国的矿产资源非常丰富，矿产资源总量大、采矿企业较多，在矿山开采过程中，由于不合理的开采利用，在日积月累中产生了大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物的来源主要有四种：废石、尾矿、粉煤灰和煤矸石，其中以废石居多。
由于我国矿山开采的规模较大，且中小采矿企业居多，矿山固体废弃物的总量呈不断上升的趋势，以山西等采煤大省为例，一个省份的矿山固体废弃物可达到几亿甚至几十亿吨。
矿产资源的不合理开发，产生了大量的矿山固体废弃物，不仅造成了矿产资源的浪费，对生态环境也造成了很大的影响。矿山固体废弃物堆砌在土地表面，破坏地表的土地、自然景观和植被，水土流失加剧，对生态环境造成严重破坏。
再者，由于尾矿和废石的随意堆砌，可能引起河道淤塞，造成水体污染。矿山固体废弃物中的重金属含量和化学药剂较多，对地表水和地下水造成严重污染。同时，在干旱天气下，固体废弃物可能会产生大量扬尘。对大气造成污染。
2 矿山固体废弃物的处理
2.1 堆置处理
该种处理方法即将矿山固体废弃物直接堆放到指定的地方。该指定的地方要符合以下几个条件：一是要注意不能造成地下水的污染，防止矿山固体废弃物的堆放而造成的地下水水质下降。
二是注意不能造成地表水的污染，防止因矿山固体废弃物的风化淋蚀而造成的地表水的污染或者泥沙加重。三是要注意减少矿山固体废弃物的大气污染，减少风蚀程度。四是要注意矿山固体废弃物的堆放安全，防止因矿山固体废弃物大量堆放而引起的地震或洪水等灾害。
在堆放场地的选择时，应对场地的水文情况、地形、风向等综合考虑。同时，在尾矿堆放的选择时，由于尾矿的特殊性，其堆放要求更高，尾矿坝的基础材料的强度要求非常高，且不能透水。可以采取两种方式，一是粗细尾矿残渣的共处理，二是尾矿的半干堆垛。
在矿山固体废弃物堆放好之后，要在堆放表面盖上泥土或者石块，或者种植植物，或者对覆盖便面进行化学方法的处理，保持堆放物的稳定，减少二次污染源，防止对水资源和大气环境造成更严重的
污染。
2.2 复垦处理
目前，复垦处理是矿山固体废弃物处理的重要方法，将矿山开采与土地复垦结合起来，在矿山开采的过程中，在表土采掘之后，可将矿产资源表面的土壤进行存储，在开采施工完结之后，将矿山固体废弃物填至开采区，然后铺垫表土，种植植物，复垦种植的过程才算完成，复垦后的土地能够用以修建公共基础设施和农林牧渔等的生产。
2.3 填埋处理
该种方法主要是为了防止在矿产资源开采之后，形成大量的采空区的情况。一般是将水泥与尾矿砂混合起来，以胶结填充法填充采空区，防止采矿过程中的矿山坍塌造成的人员伤亡。在填埋有毒有害的矿山固体废物时，应充分考虑地下水和地表水的保护，防止水资源的污染和破坏，对场地环境进行综合考虑，保证填埋的安全。
3 矿山固体废弃物的利用
矿山固体废弃物的处理，是为了减少矿山开采过程中所造成的环境污染和生态破坏。随着循环经济和可持续发展理念的提出，矿山固体废弃物的处理应充分利用现代先进的科学技术，对废弃物进行回收利用，实现资源的循环发展和可持续发展。
在矿山开采过程中，不仅要充分利用现代的采矿技术和先进的采矿设备，提高采矿作业的效率，减少矿产资源的浪费。加强采矿管理，特别是对中小型的采矿企业的采矿环节进行严格管理，防止因人为因素造成的矿山固体废弃物的增多。
同时，在采矿过程中，要加强对矿产资源的勘探和开发设计，以矿山固体废弃物作为采空区的充填物，实现资源的回收利用，也减少了矿山固体废弃物对生态环境的破坏。
3.1 从废弃物中回收有用元素
如前所述，矿山固体废弃物中含有大量的重金属元素，如在铅锌尾矿中含有大量的铅、锌、银等元素，在锡尾矿中含有大量的铜和锌及伴生元素，在矿山固体废弃物的处理中，如果能将这些有用元素进行回收利用，不仅能减少对环境造成的破坏，还能将其用于生产实践中，促进社会生产的进步。
在回收过程中，可以采取电解气浮法、溶剂萃取法、重磁浮法和电极回收法等方法，近年来，微生物浸出技术不断发展，在实际的生产实践中应用范围越来越广。
3.2 制作建材
矿山固体废弃物可以用以制作建材，主要有三种：一是用以制作水泥和硅酸盐建材，由于矿山固体废弃物中含有大量的铝、硅等元素，可以经提取之后制作硅酸盐建材。二是玻璃。
如在石英脉型的金矿和钨矿中含有大量的石英，碳酸盐矿含有大量的萤石、方解石、白云石，花岗岩型的尾矿都可以作为生产玻璃的原料和配料。三是微晶玻璃的制造。微晶玻璃又可称之为玻璃陶瓷，是在基础玻璃的基础上进行控制晶化而形成的特殊种类的玻璃。
它可以通过对金属尾矿的回收利用而制作，微晶玻璃能够用以建筑房屋的隔墙，其耐热性和节能型都比较好。
四是铸石。矿山固体废弃物中含有大量的煤矸石和废石，如果在矿山固体废弃物中，含有花岗岩、白云岩、萤石、玄武岩、石灰岩等，都可以将其作为铸石的理想铸石原料。在现代的工业生产中，铸石是一种非常重要的生产原料，在一定条件下可以代替合金材料、钢铁等原料，具有很强的生产适用性。
4 结语
矿产资源的开采，是一项关系国计民生的大事，在矿产资源的开采过程中，应以先进的开采技术和开采设备，提高采矿的效率，控制矿山固体废弃物的产生，减少生态环境的破坏。
目前，矿山固体废弃物的处理方法主要有以下三种：堆置处理、复垦处理、填埋处理。随着循环经济的发展和可持续发展理念的提出，矿山固体废弃物的回收利用成为经济可持续发展的必由之路，将矿山固体废弃物进行有效回收，不仅能为社会生产提供所需的原料，还能减少对生态环境的破坏，促进经济的可持续发展。
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矿山固体废弃物的处理与利用【2】
[摘 要]我国冶金工业快速发展，促使矿山的开发力度加大，随之产生大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物污染包括露天矿剥离和坑内采矿产生的大量废石、选矿产生的尾矿和冶炼产生的矿渣等。
[关键词]矿山 矿渣 固体废弃物 处理 利用
1.引言
我国的矿产资源非常丰富，矿产资源总量大、在矿山开采过程中，由于不合理的开采利用，在日积月累中产生了大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物的来源主要有废石、尾矿、粉煤灰等。
某集团公司下属几个矿区，主要生产非金属矿产，属于中小采矿企业，由于近几年开发量大，矿山固体废弃物的总量呈不断上升的趋势，产生了大量的矿山固体废弃物，不仅造成了矿产资源的浪费，对生态环境也造成了很大的影响。
矿山固体废物概括起来主要分为两类：一类是尾矿，即在选矿加工过程中排放的固体废物，其储存场地称之为尾矿库;另一类是剥离废石，即在开采矿石过程中剥离出的岩土物料，堆放废石地称之为排土场。
矿山固体废弃物堆砌在土地表面，破坏地表的土地、自然景观和植被，水土流失加剧，对生态环境造成严重破坏。再者，由于尾矿和废石的`随意堆砌，在干旱天气下，固体废弃物可能会产生大量扬尘。对大气造成污染。
2. 固体废弃物的危害
2.1 固体废弃物直接造成环境污染，破坏生态环境
该公司的下属矿山是将从地下开采的矿石运输到露天，经过初选，直接或二次加工成小颗粒运输到加工厂。由于该生产方式属于粗放式加工生产，在加工生产过程中会产生堆积在露天厂区外固体废弃物。固体废弃物没有进行有效的遮挡，会对厂区环境造成直接污染。特别是尾矿堆存需要占用大量土地。
据不完全统计，我国尾矿堆放占用土地达1300多万亩，随着老的尾矿库闭库，新的尾矿库不断增加，必将占用更多的土地。
固废堆场如此大面积占地，尽管多为山坡地，但对植被的破坏仍然是十分严重的。不仅如此，堆场压占土地，还会破坏地貌，造成水土流失和土壤涵养功能的衰减与退化。这些都可能使生态环境失衡。
2.2 固体废弃物堆存造成严重的矿产资源浪费
特别是矿石品位低，大多呈多组分共生，矿物堪布粒度细，再加上选矿技术设备落后，管理水平低，因此，浪费与固体废弃物中的有用资源是相当可观的。
2.3 固体废弃物堆存存在安全隐患
固体废物易产生流动、塌陷和滑坡，一旦发生事故，其造成的破坏是相当巨大的。
3.矿山固体废弃物的处理
3.1 固体废弃物处理的目标
固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。根据该公司特点，该公司生产加工的非金属矿不含有害杂质，所以，该公司处理的目标是减量化和资源化。
3.2 处理方法
3.2.1 堆置处理
该种处理方法即将矿山固体废弃物直接堆放到指定的地方。可以采取尾矿的半干堆垛。在矿山固体废弃物堆放好之后，保持堆放物的稳定，减少二次污染源，防止对水资源和大气环境造成污染。
3.2.1 填埋处理
该种方法主要是为了防止在矿产资源开采之后，形成大量的采空区的情况。
以上两种方法是对固体废弃物的处理，更为优化的作法是矿山固体废弃物的利用。增加效益，实现可持续发展。
4.矿山固体废弃物的利用
矿山固体废物处理是为了减少矿山开采过程中所造成的环境污染和生态破坏，但依据可持续发展理念，我们应该采用合理、有效的工艺对矿山固体废物进行加工利用或直接利用。
针对该企业的特别，我们主要采取以下几个方面对其进行利用。
4.1 制作建筑材料。根据矿山特点，可以用尾矿经提取之后制作硅酸盐建材。
4.2 土壤改良剂。由于不合理的施肥和灌溉，为提高产量造成的土壤板结，地力下降，重金属含量严重超出其背景值等也造成了优质土壤的严重退化。由于该矿山的尾渣含有改善土壤的元素，可以做为土壤改良剂的原料之一。
4.3 微量元素肥料。
4.4 建立生态区。可以在尾矿排放区域建造一些陆地和人工湿地，种植植物，优化周围环境，恢复生态系统。
5.存在问题
总体上，矿山固体废物资源化综合利用与无害化处理起步较晚，虽然不少矿山企业和科研院校做了大量工作，同时也也取得一定的成效，但总体发展不缓慢，仍存在一些问题。主要有：
5.1 企业积极性不高
政府虽然制定了资源综合利用减免税的优惠政策，但没有具体制定针对尾矿和废石利用的鼓励性政策，导致不能充分调动企业开展固体废物综合回收利用的积极性。
5.2 固体废弃物应用领域较窄
目前我国矿山固体废物的综合利用大多局限于回收有用成分及用作生产建筑材料，高附加值产品少，没有市场竞争力。这也是导致企业积极性不高的另一个因素。
6.建议
6.1 倡导矿山企业清洁生产
该项主要是靠政府支持，通过各种政策及技术帮助来引导企业进行。努力实现固体废物的减量化、资源化、无害化，推行清洁生产，把固体废物尽可能消灭在生产过程中
6.2 鼓励发展固体废物处理产业
鼓励企业建立循环经济生产系统，建立与市场经济接轨的固体废物管理与运行机制，走向开放与合作，实现企业化经营，走产业化道路，发展中国的矿山经济，改善我们的矿山环境。
7.结语
想要解决矿山固体废弃物的这个问题，是需要国家和地方政府、矿山企业、科研部门共同的攻关和开发。矿山的固体废弃物的产生既是我国矿产资源特点决定的，也是我国千百年矿业开发的历史积累，更是矿产资源利用不合理的结果，矿山废弃物中含有大量未利用的宝贵矿产资源，但其开发难度较高、技术含量较高、需求资金较大，所以更需要各个方面的共同努力，这样才可以走可持续发展的道路。
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由《矿床地质》编辑部、资料室和图书室组成。《矿床地质》面向全国，宣传矿产资源研究成果；图书室面向全院，收集借阅有关矿产的图书期刊；资料室面向全所，收集借阅矿产资源研究所形成的科研成果，服务于找矿突破战略行动。
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赵军伟1 张克仁2
（1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州 450006；2.国家非金属矿产资源综合利用工程技术研究中心，河南 郑州 450006）
摘要 我国蓝晶石族高铝 “三石” 资源丰富，矿种齐全，但是普遍品位较低，必须经过选矿加工处理才能利用。目前它们的开发利用基本满足了国内对高级耐火材料的需求。阐述了我国开发利用“三石”选矿技术研究的进展，认为今后应加强其选矿试验研究，特别是浮选工艺的研究，重视专用选矿工艺、设备的研究和引进，注意选矿加工中的综合利用，以保证“三石”产业的可持续发展［1～8］。
关键词 蓝晶石；红柱石；夕线石；资源；选矿。
作者简介：赵军伟（1970—），男，河南省巩义市人，副研究员，硕士，从事矿业科技信息及矿物材料、矿物加工利用研究。
张克仁（1936—），男，河南开封市人，研究员，国家非金属矿工程技术研究中心名誉主任，《矿产保护与利用》期刊主编。长期从事矿产资源综合利用试验研究，国家矿产资源规划、科研和工程项目设计编制、论证工作。
蓝晶石、夕线石、红柱石（通称“三石”）属蓝晶石族高铝矿物，它们是有相同化学成分（Al2O3·SiO2）的同质多相变体，也称“夕线石类矿物”。蓝晶石族矿物在高温下分解为莫来石和熔融状游离二氧化硅，所需的转化温度较低，烧成时间短，转化率高；同时产生不同程度的体积膨胀，具有冷却后不收缩的永久膨胀性能，不仅耐火度高，还具有良好的热稳定性和耐磨性，对炉渣、天然气、窑炉内的蒸气均具有较强的抗化学侵蚀性和较高的强度。因而，这些矿物可用作冶金、玻璃和陶瓷工业中高级耐火材料的原料、陶瓷类耐火及耐酸制品。
一、我国蓝晶石族矿物的资源分布
我国的“三石”矿储量丰富。1934年即在吉林珲春地区发现了红柱石矿，1936年至1961年先后对山西的蓝晶石，鸡西、宽甸、莆田夕线石，北京、本溪的红柱石进行了地质调查和矿物工艺试验研究工作，其中北京周口店红柱石、莆田夕线石较早用于耐火材料工业中。1978年上海宝钢开工建设，其高温强化操作冶炼工艺对耐火原材料提出了更高的要求。为满足宝钢的需要并优化我国耐火原材料产品的结构，全国开始“三石”找矿和重点矿区的勘探工作，到目前为止，已在全国发现“三石”矿点183个，其中蓝晶石44个，夕线石50个，红柱石89个［1］。
中国“三石”主要分布于华北台地，包括秦岭北、华北、东北南部、鲁西、苏北等地。“三石”矿点102个，其中有河南南阳地区的红柱石、蓝晶石、夕线石，山东五莲山的红柱石、夕线石，江苏沭阳的蓝晶石。川西地区康定、道浮红柱石片岩等“三石”矿点30处。西北地区“三石”分布很广，1972年在库尔勒发现优质红柱石大型矿床，红柱石晶体较大，阿勒泰地区已发现“三石”矿点11处，蓝晶石、夕线石矿物晶体大、品位高、手选可用，甘肃的红柱石、蓝晶石，陕西的蓝晶石、夕线石、红柱石，青海的红柱石储量丰富。东北地区“三石”资源品种全，地质工作程度较高，辽东半岛至吉林东部是红柱石分布的矿区，矿点多，仅珲春地区就有4个矿点，其他矿区有本溪、凤城、岫岩、二道甸子、九台、黑山等，黑龙江鸡西、林口、双鸭山、内蒙古土贵乌拉及辽宁宽甸是大型夕线石矿区。中南、华东地区主要矿点有安仁、玉林、安庆、于都、泉州的红柱石，宜昌、莆田、郁南、海南的夕线石，凉亭河、霍邱的蓝晶石等［1］。
二、蓝晶石族矿的基本特性
（一）地质特性
我国“三石”潜在的资源极为可观，矿种齐全，一般品位多在8%～25%之间。有些矿床伴生石墨、石榴子石、堇青石等，可以综合回收利用。蓝晶石和夕线石是富含铝质、粘土质岩石经区域变质或动力变质作用形成的矿物，红柱石主要是接触变质作用形成的矿物。蓝晶石、夕线石和红柱石矿体均为层状、似层状或透镜状。矿体经常产于片麻岩、结晶片岩、云母片岩和石英片岩中［1］。蓝晶石族矿常见的伴生矿物有石英、云母、长石、石榴子石、黄玉、刚玉、堇青石、十字石、石墨、金红石、钛铁矿、铁矿物、炭质物等。
我国具有工业意义的蓝晶石族矿床类型，主要有区域变质型的石英岩、结晶片岩、片麻岩蓝晶石和夕线石矿床，其次有热液蚀变或接触交代型的矽卡岩或角岩化红柱石矿床。
（二）矿石性质
“三石”的结构不同，蓝晶石属三斜晶系，夕线石、红柱石属斜方晶系。“三石”的密度分别为：蓝晶石3.56～3.68g/cm3、夕线石3.23～3.27g/cm3、红柱石3.10～3.20g/cm3。蓝晶石的莫氏硬度为5.5～7，夕线石为7～7.5，红柱石为7～7.5。“三石”矿以斑状变晶结构、鳞片粒状变晶结构及柱状变晶结构为主。矿石的类型主要有石英岩、片岩、片麻岩、角岩等。
总体来说，我国蓝晶石族矿石有以下性质。
1）就当前我国已发现的蓝晶石族矿物矿床而言，虽具有一定储量的规模，但是普遍品位较低，蓝晶石族矿物含量不高，多为10%～25%，必须经过选矿处理。多数矿石的铁、钛有害杂质含量高，且其赋存矿物与蓝晶石族矿物共生密切，嵌布粒度细，在选别过程中为达到脱除Fe2O3、TiO2杂质的目的，易造成蓝晶石族矿物回收率的降低。
2）矿石中云母、长石、石榴子石、高岭石等其他含铝硅酸盐矿物普遍较多，需要作为脉石矿物除去，以确保精矿中蓝晶石族矿物的含量，精矿的Al2O3回收率将受到影响。
3）矿石大多矿物嵌布粒度不均匀，且多存在有包裹体，造成单体解离困难；红柱石多半还被炭质物包裹、污染，给分选带来困难。某些矿石蓝晶石族矿物表面的次生变化或被高岭土、云母等所交代，导致磨矿和选别过程中产生较多的次生矿泥，降低了分选的选择性。
三、蓝晶石族矿的选矿加工利用研究与实践
由于具有特殊的膨胀性能，蓝晶石族矿被主要用作高级耐火材料的原料。蓝晶石比另两种矿物膨胀性显著，因而常用于冶金高炉中作不定型的耐火材料，以抵消粘土矿物在高温下的体积收缩，使整个材料的体积稳定，从而延长冶金炉的使用寿命。夕线石具有能承受温度剧变的特征，被广泛用于各种温度剧变的部位，如炉门、出铁口、输送槽等处。红柱石则可直接用于制造红柱石耐火砖，具有在高温下不变形的特点。蓝晶石族矿还可用于生产硅铝合金、金属纤维及玻璃、陶瓷等行业。
我国蓝晶石族矿的规模开发利用是在上海宝钢引进项目工程建设之后才开始受到重视的，对蓝晶石族矿的选矿方法和新发现矿床（点）的矿石加工利用研究也陆续开展起来。
（一）蓝晶石族矿的选矿研究现状
根据蓝晶石族矿的矿石性质及其主要用作耐火材料原料的要求，选矿的主要目的是提高精矿中蓝晶石族矿物的含量（主要以Al2O3计），降低Fe2O3、TiO2及K2O、Na2O、CaO、MgO等杂质的含量，因为K2O、Na2O在高温下能分解莫来石生成富玻璃相，Fe2O3、TiO2超过一定量会造成耐火度下降并影响抗腐蚀性，CaO、MgO超标也会引起莫来石的分解，从而影响制品的高温性能。由于耐火材料骨料对蓝晶石族矿产品的粒度要求较粗，而有些应用领域则要求粒度超细，所以，在选矿加工中应尽量保护矿物的粗粒，同时要尽可能地回收细粒。
蓝晶石族矿物属难选的硅酸盐矿物。矿石的性质不同，采用的选矿方法也各不相同。一般来说，粗粒矿物采用手选、重选、磁选，其中重选以跳汰、重介质和摇床为主；细粒则主要采用浮选的选矿方法。重选主要利用蓝晶石族矿物与石英、长石、云母等的密度差，磁选主要利用其与黑云母、铁铝榴石、电气石、十字石等的磁性差异，从而将它们分离。
目前，鉴于我国已发现的蓝晶石族矿产资源有用矿物细粒嵌布的资源特征，多采用以浮选为主的联合选矿工艺，重选、磁选常用来进行预富集，以便为浮选提供较高品位的给矿，也可用于对浮选精矿除铁降钛。夕线石、红柱石、蓝晶石是Si/O比相同的多晶型铝硅酸盐矿物，它们的晶体结构中既有石英特有的硅氧四面体，又有刚玉特有的铝氧八面体。研究和实践表明，蓝晶石族矿的浮选可在酸性、碱性乃至中性条件下进行，最佳浮选pH值与捕收剂的种类和用量有关，且以酸性介质浮选的分选效率和选择性最佳。一般说来，在碱性介质（pH 8.5～9.5）中使用脂肪酸捕收剂；酸性介质（pH 3～4）中使用磺酸盐捕收剂；中性介质（pH 6.5～7.5）中使用混合捕收剂为宜［2］。为分散矿浆和抑制铁矿物，多加入六偏磷酸钠和焦磷酸钠，抑制云母多采用柠檬酸，抑制长石、石英等硅质矿物多采用水玻璃［3］。浮选前适量脱泥对浮选精矿品位和回收率的提高是有益的；也可在浮选前采用反浮选脱除云母、叶蜡石、磷铝钙石、白云石、含铁矿物等，反浮选捕收剂常采用氧化石蜡皂和羟肟酸等。
有些精矿中的极少量含铁矿物和云母、石英等杂质难以用物理分选方法脱除，为获得高纯精矿，有时需进行化学选矿，可加入氢氟酸和盐酸混合液并通蒸气加热，浸取一段时间后洗涤脱酸［3］。
（二）蓝晶石族矿的选矿实践
国家非金属矿综合利用工程技术研究中心、中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所及其前身原地矿部矿产综合利用研究所从20世纪80年代初就开始了对蓝晶石族矿的加工利用研究，先后对江苏沭阳蓝晶石矿、河北魏鲁蓝晶石矿、河南隐山蓝晶石矿、山西繁峙蓝晶石矿，黑龙江鸡西夕线石矿、河北平山夕线石矿、河南内乡夕线石矿、河南镇平夕线石矿、内蒙古土贵乌拉夕线石矿、福建莆田夕线石矿，河南西峡红柱石矿、吉林珲春红柱石矿、新疆库尔勒红柱石矿、新疆巴州霍拉沟红柱石矿等“三石”矿的开发利用进行过试验研究。
某中低品位蓝晶石矿为蓝晶石英型矿，岳铁兵等［4］经研究改进了原全浮选工艺流程，采用如图1所示的重浮联合工艺流程。矿石不需全部磨矿，提高了原矿处理能力，最大限度地减少了蓝晶石过磨，在尽可能粗的条件下回收蓝晶石，因此保证了蓝晶石的精矿品位和回收率。同时重选抛除一部分尾矿，减少了入浮选的矿量，且重选可得部分金红石精矿，达到综合回收有用矿物的目的，降低了蓝晶石精矿中铁含量，提高了蓝晶石精矿的质量。最终蓝晶石精矿Al2O3品位为54.19%，Al2O3总回收率达到55%，还可在浮选作业中进一步回收云母。
图1 某中低品位蓝晶石矿选矿原则工艺流程
中国规模最大的红柱石矿床——新疆巴音郭楞红柱石矿床，远景资源量达2.13×108t。经研究，充分利用该矿石红柱石的原生粒度粗，明显大于石英、云母等脉石矿物的原生粒度，且红柱石与脉石矿物的嵌布紧密程度远不如脉石之间紧密的特点，提出了在较粗粒度下采用“集合体”抛尾和原矿直接破碎分级入选的新技术。试验确定了（-5＋0.5）mm级别采用重选—干式磁选工艺流程，-0.5mm级别采用重选抛尾—湿式磁选—重选—干式强磁选工艺流程，中矿采用破碎—分级—干式磁选工艺流程。选矿扩大试验取得了红柱石精矿产率9.61%、Al2O357.03%、红柱石矿物量95.69%、回收率69.73%的优异工艺指标，工艺简单可靠。该工艺很好地解决了粗粒红柱石矿选矿提纯技术难题，属创新工艺。5～0.5mm粗粒红柱石产品填补了国内无粗粒红柱石骨料的空白。目前已建成年产5×104t红柱石精矿（1600 t/d原矿）的选矿厂。
对于属于石榴黑云夕线片岩的河南内乡夕线石矿，研究确定生产流程为破碎—磨矿—弱磁选—强磁选—脱泥质物浮选—夕线石浮选。原则工艺流程见图2。该工艺早已投入建厂生产［4］。
图2 河南内乡某夕线石矿选矿工艺流程
四、蓝晶石族矿的选矿发展前景
长期开发使资源趋于贫化，以及应用部门对精矿质量要求趋于高纯、低含杂化，推动着蓝晶石族矿产选矿加工工艺不断向前发展，今后应进一步加强其选矿试验研究。
1）加强浮选工艺的研究。我国韩山蓝晶石矿最早采用酸性介质浮选—磁选—重选方法取得成功后，考虑到设备腐蚀、环保等因素，又研究制定了单一碱性介质浮选工艺，并以此为依据建设了我国第一座蓝晶石选矿厂［5］。但酸性介质浮选生产费用较低且精矿质量较高，国外多采用酸性浮选。随着我国防腐技术的不断成熟，酸性介质浮选的推广应用将更具优势。另外，应进一步加强高效浮选药剂的研究。如烷基硫酸盐具有洗涤作用，能清洗被污染的矿物表面，同时具有起泡性能和弱捕收性能，可明显提高夕线石精矿的质量［3］。
2）重视专用选矿工艺、设备的研究和引进。对内蒙古土贵乌拉和福建莆田夕线石矿的研究［6］表明，夕线石浮选需要均匀、弥散、稳定的泡沫，国内金属矿常用的浮选机搅拌过强、充气量大，对粒度细、气泡附着不够牢固的夕线石矿物浮选不利。多年非金属矿加工利用研究［7］也显示，非金属矿行业一直沿用金属矿破碎、磨矿、重选、浮选、磁选、电选等装备，忽视了金属矿和非金属矿分选过程、特点和要求的不一致性，造成非金属矿分选效率下降、产品质量档次难以提高的现象，必须研发专用的非金属矿选矿和加工装备，以提高非金属矿资源的利用效率［7］。粗粒精矿能很好地保留蓝晶石矿物的高温膨胀性，特别是作耐火材料骨料需要大颗粒的红柱石。
3）注意选矿加工中的综合利用。蓝晶石族矿常见的伴生矿物石英、云母、长石、石榴子石、金红石、石墨等应用广泛，在蓝晶石族矿选矿中已得到解离，并在中矿或尾矿中相对富集，它们的综合回收和利用，对于最大限度地发挥资源价值、减轻尾矿造成的环境影响有着重要意义。如美国佐治亚蓝晶石矿床属于贫矿床，蓝晶石含量只有8%左右，该矿除回收了蓝晶石外，还综合回收了商业云母、石墨和其他畅销产品［8］。
五、结语
我国高铝“三石”资源丰富，矿种齐全，但是普遍品位较低，必须经过选矿加工处理才能利用。目前它们的开发利用基本满足了国内对高级耐火材料的需求。由于技术和市场等方面的原因，前些年蓝晶石族矿生产企业大批倒闭，近几年随着我国钢铁工业的发展及玻璃、陶瓷、冶金、耐火材料等工业领域对高铝“三石”的需求强劲，加之近年来出口量逐年增长，高铝“三石”开发有所回升。随着资源长期开发趋于贫化和应用部门对精矿质量要求的提高，今后我国应加强浮选工艺的研究，重视专用选矿工艺、设备的研究和引进，注意选矿加工中的综合利用，以保证高铝“三石”产业的可持续发展。
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Kyanite Group Minerals Resources in China and Their Processing
Zhao Junwei1，2，Zhang Keren1，2
（1.Zhengzhou Mineral Resources Multi-purpose Utilization Institute，CAGS；2.China National Engineering Center for the Multipurpose Utilization of Nonmetallic Mineral Resources，Zhengzhou 450006，Henan，China）
Abstract：China is rich in kyanite group minerals resources including kyanite，andalusite and sillimanite.Because of their low grade，they can be utilized after being processed.In China，domestic production of these three minerals can meet the need of quality refractory manufacturing.This article introduces the present situation of mineral processing for these minerals.And the article also gives some advices for these minerals industries’ sustainable development such as further studying their processing especially flotation technology，studying or introducing into appropriative processing technologies and equipment and making the full use of these resources in the mineral processing.
Key words：kyanite，andalusite，sillimanite，resources，mineral processing.
知网的《中国期刊全文数据库》收录了“矿业工程”全部13种核心期刊。个别期刊在知网期刊导航中分在了其他类中。1中国矿业大学学报2采矿与安全工程学报3金属矿山4爆破5矿产综合利用6矿业安全与环保7中国矿业8矿冶工程9非金属矿10有色金属(选矿部分)11矿业研究与开发12化工矿物与加工13矿产保护与利用
矿山工程你看看行不行，就是现在还是普刊，暂时不是核心
矿山固体废弃物的处理与利用论文本文主要从我国矿山固体废弃物的现状进行探讨，分析目前对矿山固体废弃物的处理方法，提高矿山固体废弃物的回收利用率，以期对当前的矿山开采提供借鉴价值。
矿山固体废弃物的处理与利用论文【1】
摘要：随着我国冶金业的快速发展，矿山开采的力度也逐渐加大。在矿山开采过程中，矿山固体废弃物的数量也越来越多。
关键词：矿山固体废弃物 处理 利用
1 我国矿山固体废弃物的现状分析
我国的矿产资源非常丰富，矿产资源总量大、采矿企业较多，在矿山开采过程中，由于不合理的开采利用，在日积月累中产生了大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物的来源主要有四种：废石、尾矿、粉煤灰和煤矸石，其中以废石居多。
由于我国矿山开采的规模较大，且中小采矿企业居多，矿山固体废弃物的总量呈不断上升的趋势，以山西等采煤大省为例，一个省份的矿山固体废弃物可达到几亿甚至几十亿吨。
矿产资源的不合理开发，产生了大量的矿山固体废弃物，不仅造成了矿产资源的浪费，对生态环境也造成了很大的影响。矿山固体废弃物堆砌在土地表面，破坏地表的土地、自然景观和植被，水土流失加剧，对生态环境造成严重破坏。
再者，由于尾矿和废石的随意堆砌，可能引起河道淤塞，造成水体污染。矿山固体废弃物中的重金属含量和化学药剂较多，对地表水和地下水造成严重污染。同时，在干旱天气下，固体废弃物可能会产生大量扬尘。对大气造成污染。
2 矿山固体废弃物的处理
2.1 堆置处理
该种处理方法即将矿山固体废弃物直接堆放到指定的地方。该指定的地方要符合以下几个条件：一是要注意不能造成地下水的污染，防止矿山固体废弃物的堆放而造成的地下水水质下降。
二是注意不能造成地表水的污染，防止因矿山固体废弃物的风化淋蚀而造成的地表水的污染或者泥沙加重。三是要注意减少矿山固体废弃物的大气污染，减少风蚀程度。四是要注意矿山固体废弃物的堆放安全，防止因矿山固体废弃物大量堆放而引起的地震或洪水等灾害。
在堆放场地的选择时，应对场地的水文情况、地形、风向等综合考虑。同时，在尾矿堆放的选择时，由于尾矿的特殊性，其堆放要求更高，尾矿坝的基础材料的强度要求非常高，且不能透水。可以采取两种方式，一是粗细尾矿残渣的共处理，二是尾矿的半干堆垛。
在矿山固体废弃物堆放好之后，要在堆放表面盖上泥土或者石块，或者种植植物，或者对覆盖便面进行化学方法的处理，保持堆放物的稳定，减少二次污染源，防止对水资源和大气环境造成更严重的
污染。
2.2 复垦处理
目前，复垦处理是矿山固体废弃物处理的重要方法，将矿山开采与土地复垦结合起来，在矿山开采的过程中，在表土采掘之后，可将矿产资源表面的土壤进行存储，在开采施工完结之后，将矿山固体废弃物填至开采区，然后铺垫表土，种植植物，复垦种植的过程才算完成，复垦后的土地能够用以修建公共基础设施和农林牧渔等的生产。
2.3 填埋处理
该种方法主要是为了防止在矿产资源开采之后，形成大量的采空区的情况。一般是将水泥与尾矿砂混合起来，以胶结填充法填充采空区，防止采矿过程中的矿山坍塌造成的人员伤亡。在填埋有毒有害的矿山固体废物时，应充分考虑地下水和地表水的保护，防止水资源的污染和破坏，对场地环境进行综合考虑，保证填埋的安全。
3 矿山固体废弃物的利用
矿山固体废弃物的处理，是为了减少矿山开采过程中所造成的环境污染和生态破坏。随着循环经济和可持续发展理念的提出，矿山固体废弃物的处理应充分利用现代先进的科学技术，对废弃物进行回收利用，实现资源的循环发展和可持续发展。
在矿山开采过程中，不仅要充分利用现代的采矿技术和先进的采矿设备，提高采矿作业的效率，减少矿产资源的浪费。加强采矿管理，特别是对中小型的采矿企业的采矿环节进行严格管理，防止因人为因素造成的矿山固体废弃物的增多。
同时，在采矿过程中，要加强对矿产资源的勘探和开发设计，以矿山固体废弃物作为采空区的充填物，实现资源的回收利用，也减少了矿山固体废弃物对生态环境的破坏。
3.1 从废弃物中回收有用元素
如前所述，矿山固体废弃物中含有大量的重金属元素，如在铅锌尾矿中含有大量的铅、锌、银等元素，在锡尾矿中含有大量的铜和锌及伴生元素，在矿山固体废弃物的处理中，如果能将这些有用元素进行回收利用，不仅能减少对环境造成的破坏，还能将其用于生产实践中，促进社会生产的进步。
在回收过程中，可以采取电解气浮法、溶剂萃取法、重磁浮法和电极回收法等方法，近年来，微生物浸出技术不断发展，在实际的生产实践中应用范围越来越广。
3.2 制作建材
矿山固体废弃物可以用以制作建材，主要有三种：一是用以制作水泥和硅酸盐建材，由于矿山固体废弃物中含有大量的铝、硅等元素，可以经提取之后制作硅酸盐建材。二是玻璃。
如在石英脉型的金矿和钨矿中含有大量的石英，碳酸盐矿含有大量的萤石、方解石、白云石，花岗岩型的尾矿都可以作为生产玻璃的原料和配料。三是微晶玻璃的制造。微晶玻璃又可称之为玻璃陶瓷，是在基础玻璃的基础上进行控制晶化而形成的特殊种类的玻璃。
它可以通过对金属尾矿的回收利用而制作，微晶玻璃能够用以建筑房屋的隔墙，其耐热性和节能型都比较好。
四是铸石。矿山固体废弃物中含有大量的煤矸石和废石，如果在矿山固体废弃物中，含有花岗岩、白云岩、萤石、玄武岩、石灰岩等，都可以将其作为铸石的理想铸石原料。在现代的工业生产中，铸石是一种非常重要的生产原料，在一定条件下可以代替合金材料、钢铁等原料，具有很强的生产适用性。
4 结语
矿产资源的开采，是一项关系国计民生的大事，在矿产资源的开采过程中，应以先进的开采技术和开采设备，提高采矿的效率，控制矿山固体废弃物的产生，减少生态环境的破坏。
目前，矿山固体废弃物的处理方法主要有以下三种：堆置处理、复垦处理、填埋处理。随着循环经济的发展和可持续发展理念的提出，矿山固体废弃物的回收利用成为经济可持续发展的必由之路，将矿山固体废弃物进行有效回收，不仅能为社会生产提供所需的原料，还能减少对生态环境的破坏，促进经济的可持续发展。
参考文献
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矿山固体废弃物的处理与利用【2】
[摘 要]我国冶金工业快速发展，促使矿山的开发力度加大，随之产生大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物污染包括露天矿剥离和坑内采矿产生的大量废石、选矿产生的尾矿和冶炼产生的矿渣等。
[关键词]矿山 矿渣 固体废弃物 处理 利用
1.引言
我国的矿产资源非常丰富，矿产资源总量大、在矿山开采过程中，由于不合理的开采利用，在日积月累中产生了大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物的来源主要有废石、尾矿、粉煤灰等。
某集团公司下属几个矿区，主要生产非金属矿产，属于中小采矿企业，由于近几年开发量大，矿山固体废弃物的总量呈不断上升的趋势，产生了大量的矿山固体废弃物，不仅造成了矿产资源的浪费，对生态环境也造成了很大的影响。
矿山固体废物概括起来主要分为两类：一类是尾矿，即在选矿加工过程中排放的固体废物，其储存场地称之为尾矿库;另一类是剥离废石，即在开采矿石过程中剥离出的岩土物料，堆放废石地称之为排土场。
矿山固体废弃物堆砌在土地表面，破坏地表的土地、自然景观和植被，水土流失加剧，对生态环境造成严重破坏。再者，由于尾矿和废石的`随意堆砌，在干旱天气下，固体废弃物可能会产生大量扬尘。对大气造成污染。
2. 固体废弃物的危害
2.1 固体废弃物直接造成环境污染，破坏生态环境
该公司的下属矿山是将从地下开采的矿石运输到露天，经过初选，直接或二次加工成小颗粒运输到加工厂。由于该生产方式属于粗放式加工生产，在加工生产过程中会产生堆积在露天厂区外固体废弃物。固体废弃物没有进行有效的遮挡，会对厂区环境造成直接污染。特别是尾矿堆存需要占用大量土地。
据不完全统计，我国尾矿堆放占用土地达1300多万亩，随着老的尾矿库闭库，新的尾矿库不断增加，必将占用更多的土地。
固废堆场如此大面积占地，尽管多为山坡地，但对植被的破坏仍然是十分严重的。不仅如此，堆场压占土地，还会破坏地貌，造成水土流失和土壤涵养功能的衰减与退化。这些都可能使生态环境失衡。
2.2 固体废弃物堆存造成严重的矿产资源浪费
特别是矿石品位低，大多呈多组分共生，矿物堪布粒度细，再加上选矿技术设备落后，管理水平低，因此，浪费与固体废弃物中的有用资源是相当可观的。
2.3 固体废弃物堆存存在安全隐患
固体废物易产生流动、塌陷和滑坡，一旦发生事故，其造成的破坏是相当巨大的。
3.矿山固体废弃物的处理
3.1 固体废弃物处理的目标
固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。根据该公司特点，该公司生产加工的非金属矿不含有害杂质，所以，该公司处理的目标是减量化和资源化。
3.2 处理方法
3.2.1 堆置处理
该种处理方法即将矿山固体废弃物直接堆放到指定的地方。可以采取尾矿的半干堆垛。在矿山固体废弃物堆放好之后，保持堆放物的稳定，减少二次污染源，防止对水资源和大气环境造成污染。
3.2.1 填埋处理
该种方法主要是为了防止在矿产资源开采之后，形成大量的采空区的情况。
以上两种方法是对固体废弃物的处理，更为优化的作法是矿山固体废弃物的利用。增加效益，实现可持续发展。
4.矿山固体废弃物的利用
矿山固体废物处理是为了减少矿山开采过程中所造成的环境污染和生态破坏，但依据可持续发展理念，我们应该采用合理、有效的工艺对矿山固体废物进行加工利用或直接利用。
针对该企业的特别，我们主要采取以下几个方面对其进行利用。
4.1 制作建筑材料。根据矿山特点，可以用尾矿经提取之后制作硅酸盐建材。
4.2 土壤改良剂。由于不合理的施肥和灌溉，为提高产量造成的土壤板结，地力下降，重金属含量严重超出其背景值等也造成了优质土壤的严重退化。由于该矿山的尾渣含有改善土壤的元素，可以做为土壤改良剂的原料之一。
4.3 微量元素肥料。
4.4 建立生态区。可以在尾矿排放区域建造一些陆地和人工湿地，种植植物，优化周围环境，恢复生态系统。
5.存在问题
总体上，矿山固体废物资源化综合利用与无害化处理起步较晚，虽然不少矿山企业和科研院校做了大量工作，同时也也取得一定的成效，但总体发展不缓慢，仍存在一些问题。主要有：
5.1 企业积极性不高
政府虽然制定了资源综合利用减免税的优惠政策，但没有具体制定针对尾矿和废石利用的鼓励性政策，导致不能充分调动企业开展固体废物综合回收利用的积极性。
5.2 固体废弃物应用领域较窄
目前我国矿山固体废物的综合利用大多局限于回收有用成分及用作生产建筑材料，高附加值产品少，没有市场竞争力。这也是导致企业积极性不高的另一个因素。
6.建议
6.1 倡导矿山企业清洁生产
该项主要是靠政府支持，通过各种政策及技术帮助来引导企业进行。努力实现固体废物的减量化、资源化、无害化，推行清洁生产，把固体废物尽可能消灭在生产过程中
6.2 鼓励发展固体废物处理产业
鼓励企业建立循环经济生产系统，建立与市场经济接轨的固体废物管理与运行机制，走向开放与合作，实现企业化经营，走产业化道路，发展中国的矿山经济，改善我们的矿山环境。
7.结语
想要解决矿山固体废弃物的这个问题，是需要国家和地方政府、矿山企业、科研部门共同的攻关和开发。矿山的固体废弃物的产生既是我国矿产资源特点决定的，也是我国千百年矿业开发的历史积累，更是矿产资源利用不合理的结果，矿山废弃物中含有大量未利用的宝贵矿产资源，但其开发难度较高、技术含量较高、需求资金较大，所以更需要各个方面的共同努力，这样才可以走可持续发展的道路。
参考文献
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[5] 我国矿山固体废物的资源化利用及处置; 现代矿业;2012年10月第10期.
矿山过度开采造成水土流失对地下水资源的影响论文
人口、资源和环境是当今世界面临的三大问题，而水资源是各种资源中不可替代的一种重要资源。因此，从一定程度上来说，节约水资源非常重要。目前我国矿山资源过度开采，对地下水资源有直接影响，而且开采过程中也会造成水资源的浪费，使地表产生塌陷，破坏了水质、水循环，效果是不堪设想的。
1.矿山过度开采破坏生物群落的生态平衡
我国矿产资源近年来的高强度开采带来了一系列的环境问题，造成了地面的大面积破坏和塌陷，导致矿区地下水资源枯竭和矿区严重的大气、水源污染。由于矿业废弃地具有众多不良的理化性质，尤其是重金属含量过高，而有毒重金属在土壤系统中的污染过程又有隐蔽性、长期性和不可逆性，因此常给周边地区的水资源生态环境造成重大的影响。如破坏土地资源，导致生态环境恶化，破坏水平衡，加剧了水资源危机，危害人体健康，破坏生物群落的生态平衡和生物多样性等。
我国水资源总量仍不丰富，区域分布也不平衡，随着人口的增多，水资源的人均占有量较小。尤其是在西北地区一些地区缺水严重，不仅造成人们生活的不便，在一定程度上对当地经济发展造成影响。因此，节约水资源非常重要，我国矿山资源的过度开采对水资源具有重要的影响，加强对矿山开采对地下水资源、水循环、水位、水质等影响进行研究分析，对矿区开采水资源保护具有一定的实用意义。
2.矿山开采对地下水资源的影响
矿山在开采过程中对地水资源的影响十分巨大，如今水资源日益减少，我们更要重视矿山开采对地下水资源的影响，找出存在的问题及相应的处理方法，对保证当地人民生产生活用水和区域农业用水都具有重要意义。
2.1 矿山开采对水资源与水资源循环的影响
2.1.1 矿山开采对水资源量的影响
矿山开采过程中，对开采区的表结构会产生影响，会造成其地表面下陷或因开采过度出现裂缝。在这种情况下，会对当地的水资源造成严重的影响，对其循环系统的影响极大，造成地下水资源自我更新困难，其影响主要体现在两方面：①由于矿山开采产生地表裂缝，会使地表水转变为地下水，并且会加快这种转变的速度，在一些开采区，雨季大量的雨水会随着地表裂缝渗入到地下，造成地表储水减少，而且矿山开采时也会不断地向外排水、疏干，这就造成了当地水资源不断流失。②矿山开采时由于矿坑需要排水，而且其地表开采产生的变化，会加剧地表水资源与地下水资源的流失，对开采区的水平衡造成影响，这时开矿区域内的地表水资源与地下水资源都在不断地减少，降低了水资源的利用率和水资源的存储量。
2.1.2 矿山开采对水资源循环的影响
矿山开采时对当地水资源循环的.影响，主要体现在对水资源自我更新的影响上，水资源具有自我更新能力，矿山开采破坏了这种能力。矿山开采过程中对水资源的循环系统形
成了再造，重建了一个更为快速，也更为复杂，违背自然规律的水循环系统。①在矿山开采前会对地下水进行排干，这在一定程度上减少了地下水资源的存储量，而且会造成地表水向地下渗入，使水平衡系统被打破，导致地表水资源不断减少，也减少了地表水的蒸发消耗量。②矿山在开采过程中也会造成其地表的结构变化，加剧地表水向地下渗入，进一步减少了地表水存储量。以上因素对地下水循环系统造成了严重破坏。③因矿山矿坑的排水也会对地下水的径流产生影响，这会使得矿区内的水资源循环系统变得更加复杂。
2.2 矿山开采对当地含水层水位以及地下水水质的影响
2.2.1 矿山开采对当地含水层水位的影响
矿山在开采过程中会造成地表结构变化，会对原本的力学平衡造成影响，在这种情况下，当地质结构出现不稳定情况时，就会使上覆岩层移位或是产生断裂，其含水层中所存储的水会产生流动，矿区地下水位会下降。这种带动的反应是连锁性的，会直接对该地区的水井水位造成影响，其水井中的水位会下降，这对当地农业与生活用水的影响是巨大的。矿山开采中，相关人员应该使用专业知识对下水位变化进行控制，减少因矿山开采对当地人民生活所造成的影响。
2.2.2 矿山开采对当地地下水质的影响
我国近年来的环境问题所受到的关注越来越多，特别是一些矿山的开采对水资源造成污染与影响，相关部门一直非常重视。这种染污不仅对当地居民的生活造成了不可逆转的影响，也会对当地的经济建设造成影响，并且也严重违背了节能减排发展趋势。
矿山开采对于水资源的污染主要体现在开采过程中所排放的废石与尾矿等，这些具有污染与影响。而这些情况的发生，是因为当地决策部门一味地追求地区内的利益，无视资源破坏的后果意识，并且矿区管理也相对落后，使矿区污染物随意排放，造成了对水资源的污染，对当地居民的人身健康造成了损害。水资源污染是大问题，我们对此必须高度重视。
一般来讲，矿山开采过程中对于水资源的污染主要体现在以下两个方面：①采矿废弃物排放对当地的水资源造成污染。矿山开采的废石，因受到雨水或是其他水源的长期浸泡，会产生氧化反应，分解出许多酸性物质，如果这种物质混入到当地水资源系统中，会对当地居民造成伤害。②矿山开采产生的矿坑水也会对水资源造成污染，矿坑水中含有大量的有机物，其细菌与矿物质有些呈碱性，有些呈酸性，无论哪一种状态，如果排放到地表或地下水中，都会造成污染。而自然生态系统中的水资源自循环会加剧这种污染。因此，矿山开采时必须对水资源污染进行控制，减少污染的产生。
3.优化矿山开采对地下水资源不良影响的对策
3.1 认真贯彻法律法规
各级地方政府主管部门，严格执行环境与水资源保护法规规定。在矿山开采过程中，采各级地方政府主管部门，严格执行环境与水资源保护法规规定。在矿山开采过程中，采取措施避免对水资源造成污染。煤炭、有色金属采矿等相关审批部门，在项目审批过程中，应该将矿山开采的环境质量报告作为重点审查对象，将矿山开采时对水资源的影响降到最低，保证水资源自身循环系统不会遭到破坏，也不会因矿山开采产生污染。
3.2 提升地下水资源综合利用率
在矿山开采时，为了减少开采对地下水资源造成的影响，应采取严格的水资源保护措施。通过科学的方式提高采矿用水利用率，对矿山开采过程中产生的大量废水与污水，以及一些矿坑的排水，应进行处理，提高废水利用率。
3.3 建立水资源影响补偿机制
《中华人民共和国水法》对于矿藏开采以及一些地下工程建设中所造成的地下水枯竭、水位下降、地下塌陷等都有详细的说明与规定。矿山企业在矿山开采时，发生以上问题，必须采取相应的措施进行补救。各级政府部门必须严格按照相关规定对开采行为进行控制，并且根据当地矿山开采的实际情况，建立建全矿山开采的地下水资源产生影响的补偿机制。
3.4 利用地下水资源保护性的开采技术
这种方法是指开采矿藏时，只开采部分的矿藏，剩余矿藏用于控制其顶板岩层运动。这样可降低导水裂带高度实现对水资源的保护。常用的技术有房式开采法、条带开采法、柱式开采法和限厚开采法等。
3.5矿山开采后的水土保持生态治理，彻实达到保护好地下水资源
大规模矿山开采后必然留下裸露山体，由于土壤贫瘠，经过雨水冲刷后山体会造成垮塌、土壤沙化，所以必须进行生态治理。尤其注意的是，有些本地植物种类在开采后，土壤条件发生变化而不会成活，而治理的目的是在建立能达到原来地植被功能的自然生态，如果是这种情况就必须引进采矿之外地区的植物种类与原植物相似，能在与被绿化地的土壤类型、水分状况和物种合适等成活，以治理恢复矿山植被，进一步保护好地下水资源。
4.结语
综上所述，对矿山开采进行严格监测管理，防止过度开采破坏地下水资源是一项长期的系统性工作，必须引起政府和社会的足够重视，科学有序地管理好矿山过度开采，有效地保护地下水资源是构建社会可持续发展的根本保障。
参考文献
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邵长高梁建陈宏文曾文娟
（广州海洋地质调查局 广州 510760）
第一作者简介：邵长高（1983—），男，硕士，主要研究方向：3S技术在资源调查和生态环境动态监测、数字海洋中的应用和开发。E-mail:zkyscg@ yahoo.com.cn。
摘要传统矿产储量计算模型基于欧式测量，应用于小比例尺海洋矿产储量计算时存在精度差的问题，论文通过对WGS1984投影、墨卡托投影、兰勃托投影以及阿尔伯斯投影等特性的研究，提出将矿产实体进行切片处理，计算切片间矿物实体的体积累加和的方法，实现了海洋小比例尺地图投影下储量的精确量测及体积计算，系统地论述了在不规则地球椭球体下如何实现海洋矿产储量计算，为我国海洋资源探测和军事战略方面提供基础服务。
关键词海洋量测地理信息系统地图投影储量计算
1前言
近年来资源勘探已经覆盖大部分陆地区域。越来越多的国家把目光投向海洋。海洋作为一个巨大的能源和资源宝库在国民经济、军事战略等的重要性也日益显现。各个国家竞相制定海洋科技开发规划、战略计划，优先发展海洋新技术[1]。海洋研究成为一个热点，技术的革新也日新月异。
由于海洋是一个大面积的区域，其与陆地的资源勘探技术存在较大区别，尤其在大范围海洋区域的矿产储量计算方面区别甚大。地球是一个不规则的椭球体，采用传统基于平面的欧式测量方法进行小比例尺海洋地图测量时，由于地图投影等方面的原因将会导致变形，严重影响储量计算的精确度[2]。包括欧洲石油勘探组织在内的国内外机构为了消除这种影响建立了一系列的投影转换公式。这些投影转换应用到二维投影当中一定程度上提高了地图量算的精确度。但是对于地球变形引起三维储量计算方面的误差目前并未提供行之有效的方法。本文在前人研究的基础上通过引入基于投影转换的方法，通过对WGS1984投影、墨卡托投影、兰勃托投影以及阿尔伯斯投影等特性的研究，提出将矿产实体进行切片处理，计算切片间矿物实体的体积累加和的方法，实现了海洋小比例尺地图投影下储量的精确量测及体积计算，系统地论述了在不规则地球椭球体下如何实现海洋矿产储量计算，为我国海洋资源探测和军事战略方面提供基础服务。
2海洋投影概述
我国的海洋基本比例尺地形图中，海区小于1:50万的地形图多用等角正轴圆柱投影，又叫墨卡托投影（Mercator）[1]。现在我国企事业单位科研人员用的海图大部分为墨卡托投影。但是在海洋小比例尺下计算矿物储量时必须消除墨卡托投影引起的地图变形误差。论文引入了阿尔伯斯投影，利用其在投影变换中面积不变的特性计算储量来消除误差。在矿物深度方向上，切片间距离值取深度值的差值。
3技术路线
海洋大面积矿产实体，跨度大，地图投影变形明显，形状不规则，因此大大增加了计算储量的难度。论文引入切片技术把矿产实体切成实体面，利用切片间实体的累加和计算实体面之间体积的总和即得矿产实体储量。示意图（图1）如下：
图1 矿物实体切片Fig.1 The slice of the mineral reserve
图1中海洋矿物实体被分割为n个切面，切面间体积和相加即为整个实体的体积。当n趋向于无穷大时则与实际体积越接近。n的值取决于实测数据的精度，也就是经纬度和深度的值的精度。
3.1数据预处理
3.1.1数据来源
1）多波速水深数据：多波束数据经常应用于湖泊盆地等的体积运算。多波束水深其工作原理是通过声波发射与接收换能器阵进行声波广角度定向发射、接收，通过各种传感器（卫星定位系统、运动传感器、电罗经、声速剖面仪等）对各个波束测点的空间位置归算，从而获取在与航向垂直的条带式高密度水深数据[6]
2）地震剖面数据：海洋矿产储量数据主要来自海洋地震剖面断层数据。地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线，沿各条测线进行地震施工采集地震信息，然后经过电子计算机处理就得出一张张地震剖面图。经过地质解释的地震剖面图就像从地面向下切了一刀，在二维空间（长度和深度方向）上显示了地下的地质构造情况（图2）[7]。海洋地震剖面中可以根据断层的层位读取炮点号，并结合导航数据读取矿产储层的坐标数据。
图2 二维地震剖面示意图Fig.1 Two dimensional seismic data
3.1.2数据入库
从多波束或者地震剖面中提取出的位置数据，数据整理按照如下数据库格式入库：
表1 矿物储量数据结构Table.1 The data sheet of the mineral reserve
表中数据的经度、纬度需存储经投影转换处理后变成的阿尔伯斯投影数据。
3.2切面面积计算
3.2.1 切面绘制
运用sql语言搜索深度相同的多边形的边界值，绘制切面。方法为：
1）用sql语言搜索出数据库数据中深度值相同的数据。
2）取所有数据中一个特定数据（a1,b1），此数据需要位于所有坐标值（ax,bx）之间。
3）从（a1,b1）的0度角开始逆时针计算两者之间距离值L=sqrt[（b2-b1）2+（a2-a1）2]。同时计算角度差。如果过角度差相等则取L值较大的点。
4）把所有3）中取出数据连接成多边形即为此切面。
3.2.2切面计算
为了保持面积计算结果不受地球椭球体影响需要将墨卡托投影转换为阿尔伯斯投影。墨卡托投影转阿尔伯斯投影在ArcEngine下方法如下[4]:
Dim pPoint As esriGeometry.IPoint
Set pPoint=New Point
pPoint.PutCoords mx,my
Set pPoint.SpatialReference=pSpRef2
pPoint.Project pSpRef1‘此处先实现由墨卡托投影到WGS1984投影中
lon=pPoint.X
lat=pPoint.Y
Set pPCS=pSpRFc.CreateProjectedCoordinateSystem（esriSRProjCS_NAD1983USA_Albers）
Set pSpRef2=pPCS
pPoint.Project pSpRef2‘实现由WGS1984投影到阿尔伯斯投影的转换
lon=pPoint.X‘lon即为在阿尔伯斯投影中的经度值
lat=pPoint.Y‘lat即为阿尔伯斯投影中的纬度值[4’
ArcEngine是目前地理信息系统处理方面比较流行的二次开发工具。墨卡托投影转化为阿尔伯斯投影时，每一个坐标点均要做转换，通常是采用W GS1984投影作为中间转换投影。先将墨卡托投影转化到WGS1984投影，然后将转化来的WGS1984投影转化成阿尔伯斯投影。
阿尔伯斯投影最大的特点是投影前后面积保持不变，本文采用质心量算法进行面积计算，具体步骤是先寻找多边形的质心，然后由质心到各多边形顶点引直线，最后把每个多边形的面积相加即得结果。计算步骤如图3[4]。
方法为[4]:
1）首先遍历数据库，读取数据库中高程相等数据的坐标值组成平面多边形。找出多边形质心。
2）连接多边形每个点与质心。
3）计算每个小多边形的面积然后相加。S=s1+s2+s3………。其中S表示多边形面积，s1、s2、s3等表示小三角形面积[4]。
设L为边长，L两端点坐标值为（a1,b1），（a2,b2）。如图4所示：
则：L=sqrt[（b2-b1）2＋（a2-a1）2]
每个小三角形面积计算源代码为[4]:
s=（L1+L2+L3）/2
S=sqrt[s＊（s-L1））＊（s-L2）＊（s-L3）]
图3 多边形的面积量算[4]Fig.3 Area measurement of the polygon
图4 每个小三角形面积计算Fig.4 The calculation of every triangle
此处S值即为切面面积。切面面积的计算结果考虑了地球椭球体引起的误差更接近实际值。
3.3切面间体积计算
将矿物实体分割切片后其中每个切面间体积v的计算模拟梯形计算模式，S上为上切面面积，S下为下切面面积，h为切面间高度差。如图5所示：
图5 单个切面实体Fig.5 Single slice object
则切面间体积v＝（S上＋S下）h/2。图1和5中当切面数n趋向于无穷大时，切面1和切面2之间的面积差值越小，相应的两个多边形的形状也就最接近，h值也就最小。此时可以得到误差较为小的切面体积计算结果。
3.4矿物储量计算
将矿产实体分割成n个切面后，每个小切面的体积的累加和即为整个矿产实体的储量。切面数n的值越大所切割的体积个数越多，则切面值越接近实际值。体积值V即是每个小切面间体积v的累加和。
南海地质研究.2010
式中：V即为整个矿物储量。它累加了所有的切面间实体的体积之和，切面间实体的个数取决于n的大小。当n趋向于无穷大时最接近实际值。
4结语
本文介绍了基于投影转换的海洋小比例尺矿产储量的计算方法，同时提供了基于Ar-cEngine的投影转换方法。矿产储量的计算模式不同于传统的计算模式，关键在于考虑到了小比例尺下由于地球椭球体变形引起的误差。所以论文引入了投影变换的方法，从一定程度上降低了地球的不规则性引起的误差。但是此方法只适应于固体矿产的储量计算，对于石油、水合物等的储量计算只能做体积计算的一个参数。
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Method of Precise Measurem ent and Calculation of Small Scale Mineral Reserve Calculation
Shao Changgao,Liang Jian,Chen Hongwen,Zeng Wenjuan
（Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760）
Abstract:To the small-scale map in ocean mine reserve field,the traditional measurement method computes the reserve with a relatively coarse precision.In order to improve that,a new method has been provided in this study,which uses Arc Engine technology to finish the conversion between different projections and measure the earth's area as well as other information precisely.And then cut the mine reserve object into several pieces,so we can calculate the volume of the reserve by summing every piece.The different projections,such as WGS1984,Mercator,and Albers,also have been discussed,which can provide a good service for the military strategy and exploration of ocean resources.
Key words:Ocean measurements,GIS,Map projection,Reserve Calculation
此文原载《华北地质经济管理通讯》1994年第2期
我国关于矿产资源价值问题的讨论已有十几年的时间，逐渐形成两种观点，即有价观和无价观。有价观认为，矿产资源是一种有用的耗竭不可再生的稀缺性资源，其有用性决定它有使用价值，人类为发现它的存在而投入的勘探劳动及由稀缺性引致的供需矛盾决定了矿产资源价值的大小。无价观认为，矿产资源是天然形成的，未经人类劳动的过滤，它的存在及用途大小只有质量上的差异，与价值形成无关，因此它没有价值。在此，我们首先肯定矿产资源是有价值的，而且其价值可以按一定的规则、公式计算。
关于矿产资源价值的测算，从时间上讲始于1982年，1986年、1990年、1991年、1992年又从不同侧面进行过深入研究。1993年8月召开的关于进行矿产探明储量潜在价值计算工作会议，从计算范围、方法、参数选择上作了明确规定，并将此作为一项正常的年度工作；从研究内容上，由潜在价值扩展到潜在产值、潜在净值，甚至与国外的对比；计算范围由原来的45种扩大到近200种。下面我们按时间顺序分别作一简要的回顾介绍。
1 1982年地质工作现代化研究中的矿产储量价值计算
1982年地矿部原地矿司和资料局在作地质工作现代化研究中，按照矿产资源潜在价值＝探明储量（A+B+C+D）×矿产品价格的公式测算了世界100多个国家探明的45种主要矿产（与现在所说的45种主要矿产出入不大，其中能源矿产4种，金属矿产21种，非金属矿产20种）的储量价值，得出世界主要国家的45种主要矿产总价值为74.7万亿美元，其中能源矿产占72%，金属矿产占16%，非金属矿产占12%的结论，与矿产总值列前十位的国家相比的结果是：
第一，我国已探明矿产储量价值占第三位，仅次于苏、美（苏、美、中分别为13万亿、12万亿、11万亿美元）。
第二，从国土单位面积矿产储量价值丰度上看，英国、沙特阿拉伯、南非和伊朗居先，我国次于美国居第六位（英、沙、南、伊、美、中分别为1260万、230万、180万、154万、132万、114万美元/平方千米）。
第三，按人口平均，沙特阿拉伯、澳大利亚、加拿大居先，我国居末位。最高的沙特阿拉伯为62.58万美元/人，而我国仅1.19万美元/人，相差50多倍。
2 1986年地矿部提出《我国四十五种主要矿产单位储量的资源潜在价值基本参数表》
1986年，地矿部原计划司为统一计算矿产资源的潜在价值，考核地勘工作经济效益，会同原资料总局、地矿司和政研室编制了《我国四十五种主要矿产单位储量的资源潜在价值基本参数表》。参数表列出了45种主要矿产的回采率、选矿回收率、国内矿产品价格（1985年价格）及利用单位储量潜在价值计算矿产储量潜在价值的公式，即矿产储量潜在价值＝探明储量（A+B+C）×单位储量潜在价值；单位储量潜在价值＝矿产品价格×矿产储量总回收率（总回收率：回采率×选矿回收率）。
按上述参数及计算公式测算得知，截至1985年，我国探明的45种主要矿产的潜在价值为20万亿元人民币。
3 1990年利用耗用储量矿产价格计算矿产资源潜在价值
这是地矿部综合计划司和直管局委托部经研院和定额队共同开展的《地质工作经济社会效益指标的建立和实用性研究》中的一个专题报告提出的计算方法。研究者认为：矿产资源潜在价值＝矿产探明保有储量（A+B+C）×矿产品价格×耗用储量矿产价格系数，其中耗用储量矿产价格系数因矿产品加工深度不同及矿产储量计量单位的差异有4种形式，即精矿产品金属价、精矿产品矿石价、原矿产品金属价和原矿产品矿石价，并用5种方法计算了耗用储量矿产的价格系数。由于公式十分繁琐，这里不作详细介绍。
研究者在广泛收集了1987年、1988年我国矿产品采、选技术参数、矿产品价格基础上，测算出68种矿产1988年保有工业储量的潜在价值为33万亿元人民币。
4 1991年开展的矿产资源潜在净值的计算
这是在“矿产资源核算及纳入国民经济核算体系”研究基础上开展的。研究者认为，矿产资源潜在净值是目前技术经济条件下已证实的经济可采资源扣除勘查、开发全部成本后的净价值。计算公式为：
矿产资源潜在净值＝储量规模（A+B+C）×资源净价×资源综合回收率。
这里，资源净价是以国际矿产品市场价格为基础扣除矿山采、选（冶）成本及利润和勘查成本后得出的。
资源综合利用率＝采矿回收率×选矿回收率×冶炼回收率
据此公式，研究者计算出我国1988年42种主要矿产储量的潜在净值为3.5万亿美元。
5 1992～1993年开展的全矿种探明储量潜在价值的计算
这次活动是按照朱训部长的指示开展的。首先总结了前几次方法的优缺点，而后参考有关文献确定了矿产储量潜在价值的涵义及计算方法。认为某种矿产探明储量的潜在价值，是指该种矿产探明储量按其初级矿产品价格折算的价值。这一指标不扣除矿产资源的采、选回收率及其勘查和开发的成本，是假定探明储量可利用部分完全采取时的总产值。这种潜在价值仅是国家物质财富的源泉，是未来矿业开发总产值的基础。在讨论中一致认为，潜在价值包含三个层次：潜在总值、潜在产值和潜在净值。潜在总值即矿产资源的潜在价值，计算公式为：
V1=R1×P×g×k
式中：
V1——矿产储量潜在总值；
R1——矿产探明储量（A+B+C+D）;
P——矿产品价格；
g——品位系数（矿产储量平均品位/矿产品品位）；
k——统一折算系数。
潜在产值的计算公式为：
V2=R2×P
式中：
V2——潜在产值；
R2——可采储量（探明储量扣除设计损失的储量）；
P——矿产品价格。
潜在净值的计算公式为：
V3=V2-C1-C2-C3-V0
式中：
V3——潜在净值；
V2——潜在产值；
C1——矿山投资；
C2——生产成本；
C3——各项税费；
V0——投资收益。
在确认了矿产资源潜在价值的三个层次之后，计算出我国1991年探明的203种矿产资源中的198种矿产储量的潜在总值为180万亿元人民币，其中探明保有工业储量（A+B+C）的潜在总值为60万亿元人民币。
作为这次活动的延续，1993年9月由地矿部资源司组织召开了“矿产资源潜在价值研讨会”，会议期间肯定了这一计算方法的全面、适用性的同时，与会代表按统一的品位系数、矿产品价格（1990年不变价）及调整系数，计算了各省的探明矿产储量潜在价值。地矿部要求从1993年起，每年对全国和各省（区、市）的45种主要矿产新增探明储量和保有储量的潜在价值进行一次计算；每5年对全部矿产新增探明储量和保有储量的潜在价值进行一次计算；同时根据矿产资源保证程度论证的结果，对45种主要矿产的可供规划利用的储量潜在价值进行一次计算。计算结果连同该年度矿产储量表一起报部。
经过前述5次的修改、完善、深化，我国关于矿产资源潜在价值的计算方法日臻完善，使之能够更好地综合反映我国或某一地区的矿产资源国力，比较矿产勘查的工作业绩。但我们也不能就此满足，现在计算方法还有待实践检验并完善，计算参数还有很多不尽人意的地方，操作上还有待改进。矿产资源潜在价值的研究、测算与应用，对促进我国矿产资源的管理由实物型向价值型转变具有重大意义，是矿产资源核算并纳入国民经济核算体系的重要技术基础。因此，我们应在开展这方面工作时总结经验，不断完善矿产资源潜在价值的计算方法体系。