某铅锌矿区重金属污染治理工程设计

1、    某铅锌矿区重金属污染治理工程设计    吴霞 钟慧敏摘要：对某铅锌矿区重金属污染情况进行了分析，针对项目区现状提出了矿区重金属污染治理的总体方案和实施设计，通过对旧窿口实行封堵，对遗留废渣实行原位安全处置，对破坏的生态环境实行植被恢复，使矿区污染消除，生态环境得以恢复。关键词：铅锌矿区;重金属污染;治理;设计：x53：a：1674-9944（2018）8-0079-031 引言矿山的开采使深埋地下的熏金属矿物暴露于地表，通过选矿和冶炼，使矿物的化学组成和物理状态发牛改变，并使部分重金属元素向生态环境释放和迁移1。矿产开采过程中产生的废石，冶炼废石

2、中产生的废渣、尾矿等都会对环境造成污染，这些废弃物的任意堆放，使得废渣巾的重金属物质淋溶下渗至土壤中，造成土壤的污染。由于技术、管理等原因的影响，我国资源开发中的生态环境问题严重。随着时间的推移，矿区环境中重金属不断积累，使矿区重金属污染日趋严重，因此，有必要对矿区含重金属的废石、废渣等进行妥善处理，以减少其对环境产生的危害。2 工程概况该铅锌矿区位于湖南省永州市内，在数十年的开采过程中，存有旧窿口上百个，遗留矿渣高达18万t，堆放面积约20000 m2，矿区植被和生态环境遭到严重的破坏。本项目拟通过对旧窿口实行封堵，对遗留废渣实行原位安全处置，对破坏的生态环境实行植被恢复，使矿区污染消除，生

3、态环境得以恢复。3 项目区污染状况3.1 废渣堆存现状矿区内废渣主要为采矿废石、选矿尾砂及部分生活垃圾和其他废弃物，废渣对占地面积约20000m2，平均堆积高度约4.74.8 m，废渣总量约18万t。项目区废渣堆存现状如图1所示。3.2 废渣成分分析项目区废石、尾矿的主要成分及浸出毒性分析结果，如表1所示。表1中浸出毒性试验结果表明，各测定项口浓度均低于污水综合排放标准（gb8978-1996）2中最高允许浓度限值，且ph值在69之间，据此可推判：本项目堆存的废石、尾矿均为第类一般工业固体废物。3.3 土壤污染现状矿区渣堆周边土壤污染调查结果如表2所示。由表2可知，堆场周边土壤环境质量超出土壤

4、环境质量标准（gbl5618-2008）3征求意见稿二级标准要求，但在三级标准以内，土壤环境质量尚可。4 主要工程设计4.1 处理技术比选目前，我国对废渣的处置方式主要为以下几种：首先要尽量做好废渣资源有用组分的综合回收利用，采用先进技术和合理工艺对废渣进行再选，最大限度地回收废渣中有用组分，这样可以进一步减少废渣数量，提高资源利用率。用废渣作为建筑材料的原料：制作水泥、废渣砖、瓦等。用废渣修筑公路、制做路面材料和防滑材料、海岸造田等。废渣填埋、尾矿库。原位治理，废渣场复垦，种植农作物或植树造林。根据以上几种废渣处置方式分析，大体可以概括为3类处理方案。一是资源综合利用，如方法、方法和方法;二

5、类是对废渣进行安全填埋，如方法;三类是进行就地处置，如方法。但从本项目的实际情况看，由于废渣属于一般工业固体废物，且产生历史长，大部分有用及有害重金属已经流失或者趋于稳定，基本没有回收冶炼价值，因此资源综合利用不可行。废渣就地处置与安全填埋相比在投资成本、运行维护等方面存在明显的优势，因此本方案拟对废渣进行原位就地处置。4.2 工程实施方案该铅锌矿区大部分废渣与废石混合堆放在一起，为第类一般工业固体废物，在稳定状态下这部分废渣和废石基本不存在环境污染风险，但在雨水、山洪的冲刷及人工和自然因素破坏下，有害重金属物质可能释放出来，对环境造成污染，且这部分废渣及废石量较大，堆存在山体顶部，降雨量增大

6、时还会造成滑坡事故。因此本着经济合理、技术可行的原则，本项目拟对现有老窿口进行封闭，从源头截断污染来源，对废石渣实施削坡、护坡以及覆土绿化措施，同时在下游建设拦截设施（拦截坝），以达到消除环境风险和安全隐患的目的。4.3 主要工程设计4.3.1 窿口封闭根据调查，矿区现有老窿口上百处，老窿口井口大致尺寸为im×1.5 m。矿山已经停产，但仍有不法分子进行偷采偷挖，一方面容易造成安全事敞，另一方面偷采偷挖的废石随意丢弃，破坏了生态环境，也加剧了环境风险。为从源头降低环境污染和环境风险，本项目拟对所有已发现的老窿口采取封闭措施，用m10浆砌毛石直接封堵，即沿巷道用浆砌毛石砌筑3m或5m的

7、墙体堵塞巷道。4.3.2 渣堆削坡整形据调查，废石渣堆场堆体边坡较陡，坡度大都在60°75°之间，为了防止水土流失，降低风险，在生态恢复前需要进行削坡治理及表面整形。边坡治理的方法通常有坡率法以及边坡加固法。根据本项目特点采用坡率法，修整边坡，清理边坡松石和不稳定的泥土，将废石渣堆体坡率降至45°以下，对局部不稳定块体应清除。当条件不允许或仅采用坡率法等措施不能达到稳定边坡的要求，需进行边坡加固。边坡加固的方法主要有抗滑桩、锚杆（索）、锚杆（索）挡墙支护、岩石锚喷支护、格构锚固、重力式挡墙、扶壁式档墙、注浆加固等。本项目拟采用锚杆（索）和喷射混凝土结合的方法进行边

8、坡加固。开挖格构梁基槽，格构间距2.53.5 m，格構及横肋宽0.40.6 m;钉入锚杆。格构梁节点处设置2s28，一般长812 m的锚杆;支设格构梁模板并绑扎格构梁钢筋骨架，锚杆与钢筋骨架应焊接牢固：浇注混凝土。混凝土一般采用c20c25，格构梁两边和斜向横肋下边设置厚、宽均为60 mm的拦水混凝土块。4.3.3 覆土为降低渗滤液的产生量，同时为生态恢复提供土质条件，在经修整的废石渣堆体上进行覆土。参照一般工业固体废物贮存处置场污染控制标准（gb18599 -2001）4以及矿山复垦及生态恢复的相关要求，对堆体覆盖结构由下至上依次为：防渗层、营养层。（1）粘土保护层厚0.3 m，要求渗透系数

9、小于1×10-7cm/s，并在保持一定的含水率的条件下分层压实。（2）营养土层，厚度按0.3 m考虑，以利于植被种植和土地开发利用。4.3.4 生态恢复结合地形变化选用不同植物配置方式，在平地及缓坡区可灌、草地搭配，丰富植物层次，在边坡以保持水土为主，则可选用草本和小灌木为主。4.3.5 拦砂坝建设现有废石渣堆场三面环山，仅在堆场南侧有垭口。因此废石坝拟在现有堆场下游垭口处。采用一面筑坝，三面环山，具有坝轴线较短、坝工程量小等优点。依据矿山设施设计规范5规定，坝顶无行车要求，结合管理要求，确定坝顶宽度为3.om。初步确定大坝高为12 m，按照浆砌石坝设计规范6规定，初步确定坝内坡坡比

10、为1：0.25，外坡比为1：0.75。5 项目实施效果本项目实施后使约18万t的固体废渣得到妥善处置;同时采取覆土绿化后，渗滤液产生量大大减少，项目地下游地表水水质得到有效改善，消除了项目地现存的一大环境隐患，有效降低环境风险，降低环境风险事故发生几率，维护了区域生态环境安全7。6 结语（1）本项目治理废渣主要为采矿过程中产生的废弃的矿石，经分析检测属于第类一般工业固体废物，因此，仅需对固体废物进行封场绿化处理。（2）该项目环境效益显著，减少铅流失量约6 kg/年，锌流失量约12 kg/年。（3）项目实施后，仍需加强对堆场周边地表水与地下水的定期监测。参考文献：1郑奎，李林.我国铅锌矿区的重金属污染现状及治理j.安徽农业科学，2009，37（30）：14837-14838，14870.2gb8978-1996，污水综合排放标准s.3gb15618-2008，土壤环境质量标准（征求意见稿）s.