(壹)礦山尾礦的綜合利用
尾礦是礦物加工過程中排放的固體廢物，儲存在尾礦池中。截至2002年，我國西南地區尾礦累計量已超過6×104t，主要分布在大型國有礦山。中小礦山壹般沒有尾礦庫，直接排入山谷、河湖、窪地，汙染環境，占用大量土地資源。尾礦富含可綜合利用的有用元素，有些元素甚至比主元素更有價值，如四川省丹巴縣楊柳坪鎳礦。尾礦中含有大量可綜合利用的鉑和鈀，其價值遠遠超過金屬鎳。現楊柳坪鎳礦已更名為鉑鎳礦；四川攀枝花釩鈦磁鐵礦伴生鈧的價值也超過其他有價元素之和。高價值的伴生組分在選礦過程中往往未經回收就進入尾礦，因此尾礦的綜合利用潛力很大，可以作為資源進行二次開發，同時可以減少礦山環境汙染和土地資源破壞。
國外尾礦綜合利用較好的美國在明尼蘇達鐵礦建立了年處理能力百萬噸的尾礦選礦廠，年回收鐵精礦20×104t，精礦品位60%。美國采用浸出法提取銅礦廢渣，年銅回收率超過20×104t。南非利用老尾礦建設了壹座日處理4000噸尾礦的選礦廠，專門提取黃金和鈾(任永雲，1980)。
西南地區尾礦堆積量最大的典型礦山是雲南個舊錫礦和四川攀枝花釩鈦磁鐵礦。前者累計尾礦13000×104t，後者累計尾礦11000×104t，綜合利用價值高，礦區已采取措施開發利用。
1.雲南個舊錫礦尾礦的綜合利用
雲南個舊是中國錫都。錫業公司成立於1883，是中國的老工業基地。錫產量約占全國的三分之壹，占世界總量的10%。年選礦能力430多萬噸，錫、銅平均回收率62.56%、71.04%。與礦石有關的有用成分，如鉛、鋅、鉍、鎢、鉬和鐵，都進入了尾礦。個舊錫礦共有28個選礦廠，尾礦儲存量為13000×104t。主選礦廠尾礦的化學成分見表6-7。前五種金屬元素錫、鉛、銅、鋅、鐵的平均含量(算術平均法)為:錫0.15%，鉛0.30%，銅0.25%，鋅0.54%，鐵19.4%，均達到綜合利用水平(丁等，65434)銅金屬量為32.5×104噸，鉛金屬量為169× 654噸
表6-7個舊錫礦主要選礦廠尾礦的化學成分:%
65438-0983雲南個舊錫礦尾礦綜合利用受到國家重視，列入國家科技攻關項目。1984研究成果通過國家科委鑒定驗收。尾礦綜合開發利用取得良好指標:黃茅山尾礦含Sn 0.15% ~ 0.176%，二次選礦回收產品含Sn 2% ~ 2.2%，回收率57.42% ~ 69.72%；孤山尾礦含錫0.158% ~ 0.172%，二次選礦回收產品含錫2% ~ 2.28%，選礦回收率50.93% ~ 65.23%。選礦成本3.6 ~ 8.48元/t，取得了較好的效益。在此基礎上，尾礦的工業化生產逐漸發展起來。
2.四川攀枝花釩鈦磁鐵礦尾礦的綜合利用。
四川攀枝花是中國重要的鋼鐵基地。已開采的釩鈦磁鐵礦鐵儲量約占全國鐵礦儲量的9.4%，占西南地區的52%，占四川省的74%。釩儲量占全國總儲量的60.14%；鈦儲量占全國儲量的90.54%，是中國第二大鐵礦。礦石年產量為1350×104t，為露天開采。除上述三種元素外，礦石中還有許多有價值的元素，如鈧、鉻、鎵、鈷、鎳、銅、硫、磷、錳、硒、碲、鉑族元素等。它們的含量都符合工業綜合利用的要求，但目前這些成分還沒有回收進入尾礦。
攀枝花釩鐵磁鐵礦尾礦全部堆放在馬家田尾礦庫，庫容約11000×104t，是西南地區最大的尾礦庫。尾礦的化學成分見表6-8。
根據目前選礦技術條件，馬家田尾礦中的鈦可以進行二次選礦。特別是1188m以下的尾礦庫標高約為5841×104t，屬於早期鐵尾礦，是選鈦的寶貴資源。如果表6-8中TiO2含量為9.37%，則5841×104t尾礦中含有約540×104t。按回收率26%計，可回收TiO 2，654，38+042.9× 65，438+004t。海拔1188m以上有5000×104t以上的尾礦，也有回收利用價值(丁等，1995)，說明尾礦庫內的鈦資源相當可觀。這些尾礦的綜合利用不僅可以解決國家資源的燃眉之急，還可以緩解礦山的地質環境問題。
表6-8馬家田尾礦庫貯存的尾礦化學成分單位:%
(2)煤礦煤矸石、廢渣和廢水的綜合利用。
1.煤矸石的綜合利用
我國西南地區煤炭開采過程中形成的煤矸石堆約90000×104t，在礦坑附近堆積成山，占用大量土地面積，暴雨季節易形成滑坡、泥石流等地質災害，汙染礦山周邊河流湖泊。然而，煤矸石是壹種重要的資源，可以綜合利用。主要利用措施如下:
1)直接用於建築、交通工程填築、墊層路基等。
2)用於充填采空塌陷區或山谷，進行土地復墾和地形改造；
3)用於制作建築材料，如制作煤矸石磚，生產水泥或水泥混合材料；
4)用作煤矸石電廠發電燃料。
從西南地區的情況來看，由於近年來建築和交通工程的快速發展，特別是煤礦附近的公路建設，大量煤矸石用於路基鋪設。而煤矸石制建築材料如生產廢磚、水泥、廢發電等發展緩慢，只有部分礦山企業綜合利用效果較好。如四川省峨眉市龍池鎮八壹煤礦，年產量15×104t，煤矸石、尾礦粉年產量***8×104t。由於交通便利，該礦是專業化的。貴州省盤江煤電集團、水礦集團所屬大中型礦井利用煤矸石發電，解決了自身60%的用電量。利用煤矸石生產頁巖磚和充填采空區，年消耗煤矸石40×104t，產生了良好的經濟效益。煤礦周圍的山谷裏堆積著煤矸石。山谷填平後覆土種植，還田於民，改善了工農關系，創造了壹定的社會效益。另外，以天然煤矸石為原料，采用酸溶法壹步溶出煤矸石中的氧化鋁，通過實驗確定了最高溶出量的工藝條件，然後通過調節堿度(約70%)形成堿式聚合氯化鋁。這種聚合物具有良好的絮凝效果，因此成為壹種新型的高效凈水劑(劉鴻雁等，2004)。可用於工業用水和汙水的凈化，具有廣闊的應用前景。入選全國首批6個循環經濟試點城市的重慶，已批準投資30億元建設7座煤矸石綜合利用電廠，總裝機容量58×104kW，並逐步形成產業鏈。
松藻煤電公司是重慶最大的動力煤生產基地，年產煤量400×104t，年煤矸石排放量100×104t。目前已經堆了6座煤矸石山，既占土地又汙染環境。為了將煤矸石變廢為寶，松藻煤電公司將投資6543.8+0.3億元建設西南地區最大的環保電廠——重慶松藻煤電公司安盛煤矸石熱電廠。這座裝機容量為30×104kW的煤矸石熱電廠，以廢棄煤矸石為燃料，每年可吃掉150×104t煤矸石，年發電量可達16×108 kW·h。
合川市三匯鎮煤炭資源豐富，年產量為150×104t，每年還產生大量廢棄煤矸石。為此，他們引進新技術，投資2.6億元建設了5.5×104kW煤矸石電廠，利用煤矸石發電，變廢為寶。利用煤矸石發電，每年可產生30多萬噸粉煤灰。於是電廠和阜豐水泥集團聯手，通過技術改造，建設了壹條利用粉煤灰生產水泥的生產線。據悉，阜豐水泥集團還計劃投資8000萬元建設壹座1.5×104kW的熱電廠，利用余熱發電，以消除水泥生產中產生的余熱對環境的不利影響。
2.粉煤灰的綜合利用
我國西南地區能源礦山儲存的大量粉煤灰是重要的礦產資源，應綜合利用以減少環境汙染。其主要成分是二氧化矽，約占50%。其次是Al2O3和Fe2O3，約占40%；其余為CaO、MgO、等稀有分散元素。國外非常重視粉煤灰的綜合利用。綜合利用率最高的是英國70%，西德65% ~ 70%，法國50%，日本52%，美國50%。中國的排灰量位居世界前列，但利用率只有20% ~ 30%。
美國根據煤灰壹般含1%鈦、15%鋁、7.5% ~ 15%鐵的特點，在他們國家從煤灰中提取鋁和鐵。從粉煤灰中提取鍺、鎵、鈾、硒等稀有分散元素。我國從含鐵10%以上的粉煤灰中磁選提取的鐵精礦品位為48% ~ 50%，精煉生鐵完全合格。利用高鋁低鐵的粉煤灰生產聚合鋁、氯化鋁、硫酸鋁等產品。
從鋁、鐵和稀有分散元素中提取的粉煤灰可用於制作粉煤灰水泥，具有耗灰量大、成本低、工藝簡單、抗滲性好、後期強度高、抗拉強度高、水化熱低的特點。美國芝加哥442米高的新西爾斯大廈，從墻壁、地板到防火設施的所有部件都是用粉煤灰水泥制成的。
煤灰中含有矽鋁酸鹽玻璃，也大量用於制作人造輕集料，替代卵石和黃沙。英國萊特格公司以粉煤灰為原料，建成年產1.3×1.04t的人造輕集料廠，效益良好。利用粉煤灰制造人造輕集料在國外發展迅速，已成為建材行業的壹支生力軍。
粉煤灰也可以直接摻入混凝土中。美國的建築行業通常每立方米摻入12054.43kg的煤灰，可以節約20%的水泥和10%的沙子。比如美國芝加哥200米高的市政大樓，就是用摻了煤灰的混凝土做的(王在霞，1980)。由於粉煤灰的傳熱系數比值小，是壹種理想的保溫材料，可制成各種保溫混凝土。
粉煤灰還可以直接用於道路建設，用作瀝青道路的底基層或路基，其特點是抗凍、抗沸、抗裂，防水性能好。據統計，美國四車道高速公路每公裏煤灰消耗量為100t，非常大。
粉煤灰加工後制成的農用肥料，在鹽堿地上使用可以改良土壤；用於沙地的土地可以保水防滲；用於粘土地可以疏松土壤。因為煤灰有孔隙，透氣性好有利於微生物活性分解。煤灰含有多種微量元素，能促進植物生長。
粉煤灰的應用範圍日益擴大，如試制絕緣纖維材料；將其用作填充塑料、油漆、噴塗材料、橡膠化合物、阻燃劑等的理想成分。合成潤滑油也可以從煤灰中提取。
對四川主要煤礦可采煤層煤灰樣品的分析結果表明，煤灰的成分優於美國煤灰。如晚三疊世須家河煤系煤層中，煤灰中鋁含量特別高，壹般在20%-30%之間；大部分鐵含量在10%以下；鈦含量高於1%，王光煤礦為1% ~ 3%，白拉坪煤礦為1% ~ 1.8%。鍺含量較高的，如永榮西山、安福等，在50×10-6以上(工業品位為20×10-6)；雅安天全、蘆山、寶興的大灘煤灰和粗糠中可富集鍺約100×10-6。涪陵高子灣井田煤灰中鈾含量為302× 10-6 ~ 800× 10-6。晚二疊世龍潭煤系的灰分較高，壹般為20% ~ 30%。鋁含量相對較低，壹般為10% ~ 20%，但底部煤層鋁含量有增加的趨勢。如玉田堡煤礦K1煤層鋁含量高達25% ~ 35%，比上部煤層高出10%以上。其他含量，如鈦、鍺、鎵和鈾，在壹些礦區相當豐富。大同煤礦8號煤層鈦含量為2.75% ~ 5.54%，高定山華雲山二礦田為3.74%，李子埡煤礦為1.1% ~ 3.9%，南桐二井煤灰中鈦含量可富集到70× 65433。江油松木嘴含鈾量為455×10-6，敘永古松區K1煤層含鈾量為117×10-6 ~ 378×10-6。此外，鎵的含量隨著鋁含量的增加而增加。鋁在25%左右時，鎵的含量大多在40×10-6左右(工業級為30×10-6)。
四川省粉煤灰中鋁的含量壹般在20%左右，是煉鋁的重要資源。如果大量利用粉煤灰，按照每年回收100×104t粉煤灰，可提取20%的鋁，同時提取富集的鍺、鈾、鎵、鈦，然後將粉煤灰制成水泥或人工輕集料等。，而且這個收入相當可觀。
此外，從鋁含量高的粉煤灰或煤矸石中提取聚合鋁，遼寧省南票礦務局已大規模生產氯化鋁。四川須家河煤系中的煤矸石或粉煤灰含鋁量高。重慶土山煤礦小試提取的聚合鋁具有用量少(10 t水0.25 kg)、效果好、速度快等優點。
為了使大量的粉煤灰和煤矸石化害為利，物盡其用，國外非常重視粉煤灰的研究和利用，許多國家都有專門的機構進行灰分研究。例如，日本已批準從煤炭發展基金撥款，研究煤灰的利用技術。美國政府認為，由於煤灰綜合利用的前景不斷擴大，煤灰不再被視為廢物，而是作為壹種自然資源得到充分利用。美國內政部編輯的《礦物年鑒》已將煤灰列為國家統計的第六大固體礦物。美國還成立了“國家煤灰協會”，出版了學術刊物《煤灰利用》。在西德的壹些電廠，沒有灰場，煤灰已經作為商品出售。羅馬尼亞的《科學研究與發展綱要》已將粉煤灰的利用列入國家批準的研究課題，並在政府有關部門的領導下有計劃地開展研究工作。
我國對粉煤灰利用的研究尚未全面開展，建議有關部門將粉煤灰的綜合利用提上日程。目前排灰量逐年增加，如果不積極統籌安排，就會化害為利，負擔更重。資源的再利用非常迫切。
3.加強原煤礦產的綜合利用。
黃鐵礦和粘土巖在我國西南地區的煤礦中普遍存在，其規模相當大，是重要的礦產資源。但在煤炭開采過程中，將礦井堆存為廢渣會造成環境地質問題，應加強綜合利用，變廢為寶。
重慶天府煤田煤* * *黃鐵礦層長8000米，垂向500米，厚160米，分布面積5.4km2，平均含硫量15.2%。初步估算資源量(333+334)為1177 × 65438。
晚二疊世龍潭煤系廣泛分布於川南和川東，含可采煤層3 ~ 5層。龍潭煤系底部普遍發育壹層黃鐵礦粘土巖。除硫磺外，壹般達到工業開采的等級，粘土巖也是壹種質地較好的硬質或軟質耐火粘土。僅川南宜賓地區的珙縣、興文、敘永、谷林四縣1，000多平方公裏的區域，經過區域調查和地質勘探，就有無煙煤60多億噸；黃鐵礦有30多億噸；耐火粘土近1億噸。
川南黃鐵礦粘土巖煤層距可采煤層僅半米多，距可采煤層僅3 ~ 4米。因此，在考慮開采煤炭或硫磺時，必須統籌規劃，否則會造成嚴重後果，不僅浪費大量寶貴資源，還會造成礦山環境地質問題。四川敘永縣六潤壩、谷林德月關等地的黃鐵礦粘土地層具有廣泛的綜合利用價值。煤層平均厚度為2.15m，硫的平均有效品位為16.03%。單礦浮選最終精礦產率為465438±0.8%，品位為38.65438±0.2%，有效硫回收率為98.265438±0%，有害雜質小於65438±0%。
礦石浮選後的尾礦分析結果見表6-9，為粘土巖，耐火極限為1710 ~ 1730℃。
以上指標介於國標壹級和二級硬質耐火粘土之間。
此外，表6-10顯示了該礦層中硫酸制備(流化床爐法)後殘留物的分析結果。
表6-9硫鐵礦尾礦粘土巖分析結果
表6-10硫鐵礦渣分析結果
以上元素均滿足煉鐵高爐的要求(王在霞，1980)。
敘永縣六間壩硫鐵礦的粘土巖礦石，提取精制硫黃砂後，可完全加工成ⅰ至ⅱ級軟質耐火粘土，工藝性能好，收縮率低，800℃不變形、不開裂、不破裂。因此，燒制耐火磚或陶瓷時，原料可直接壹次成型，無需加工成熟料，減少了工藝流程，節約了資金和時間。
川南古藺縣德月關小寒煤層直接底板為壹層厚3 ~ 4m的粘土巖。經取樣測試，屬於I級至II級堅硬耐火粘土巖。該區龍潭煤系底部的黃鐵礦高嶺石粘土巖，重選黃鐵礦後的尾礦屬於ⅰ級軟質耐火粘土。
此外，V2O5、TiO2、Ga、Au等礦物在黃鐵礦浮選後的尾礦和礦渣中相對富集，部分礦物已達到綜合利用價值。
4.金屬非金屬礦山廢渣和廢水的綜合利用措施
西南地區有金屬非金屬礦山廢渣6543.8+00多億噸，綜合利用少。綜合利用措施主要用於鋪設道路路基和直接填築其他建設工程，以及填築企業附近的山谷和改造地形。少量巖性好、含土量少的廢石加工成工業和民用建築的建築石料。個別企業廢石(土)和尾礦的利用取得了良好的效果。四川省江油市馬角壩鎮四川馬爽投資有限公司石灰石礦，年產水泥用石灰石200×104t，廢石47.83×104t。廢石全部破碎用作水泥原料，綜合利用率達到100%。
東川銅礦管理局投資1.05萬元對洛雪銅礦選礦廠尾礦水循環系統進行改造，循環率提高到66.28%，減少了廢水排放。投資2.75萬元對洛雪銅礦精礦溢流水進行沈澱凈化，大大降低了其固體含量，年收集礦石1000t。另外，1984礦務局研究院與東川磚廠合作，以尾礦為主要原料，成功燒制出磚。產品經雲南省建築材料研究院鑒定，達到粘土磚100標準。這些措施緩解了礦山地質環境問題。