江西、福建、广东、湖南、广西等地的山岭之间,蕴藏着丰富的重稀土资源,已探明储量占全球的90%以上。当前,南方矿区普遍使用原地浸矿的方式开采稀土。
部分专家和企业技术人员指出,原地浸矿的开采方式容易破坏矿区地质结构,引发山体滑坡,同时使用的部分化学药剂也存在泄漏风险。他们呼吁有关部门能对潜在的安全隐患给予重视,并采取有针对性的防范措施。
钻孔注液易诱发地质灾害
南方重稀土矿发现于上世纪70年代,与北方的稀土矿集中分布在一小片矿区里不同,南方的重稀土矿分布区域特别广。例如,在全球重稀土矿分布最富集的江西省赣州市,几乎漫山遍野都分布有稀土。
中国稀土学会副秘书长张安文说,南方的重稀土矿埋藏浅,易开采。过去几十年来,人们不断改进开采方式,探索出了原地浸矿工艺,即在不剥离和开采矿石的情况下,先在含稀土矿的山体上打许多孔洞,然后注入和回收用于浸出稀土元素的化学药剂,进而用化学方法分离出稀土元素。这种工艺的稀土回收率高,开采时也不必剥离矿体和破坏植被,劳动强度小,方法简单,目前已经广泛使用。
但是这种工艺的缺点也很明显。张安文说,一般来讲,南方重稀土矿区的地貌属于低山丘陵地形,海拔高度一般在300米到400米之间,山岭之间的相对高差一般在50米到100米之间。矿区的岩石以风化的花岗岩为主,山体的岩层构造本身就不够坚固。
而且,用原地浸矿工艺开采稀土,需要在富含稀土的矿区山体上打一定数量的注液井。一般情况下,需要在含稀土矿的山体上布置数百个乃至上千个注液井,在打孔过程中所产生的震动,会破坏山体内部原本稳定的结构状态。
待打完注液井后,工人会将大量的浸取液注入山体之中,山体因吸收大量的药剂而变得松软,山体中土壤的黏性也会随着含水量的增加而下降,维持原来山体结构的平衡力量也被破坏,容易引起山体滑坡事故。特别是南方地区降雨充分,在雨水的反复冲刷下,已经“喝饱”了浸取液的矿区山体更容易出现坍塌和山体滑坡现象。张安文说,实际情况也显示,稀土矿区的山体坍塌、滑坡现象多发。
赣州稀土矿业有限公司从事安全生产研究等工作的技术人员黄紫彬,对此曾专门做过研究。据他介绍,在实际生产中,有些生产者为了尽早产生效益,常常会采用加大注入浸取液量的方式来加快出矿速度,注液量的大量增加,会加重本已经饱和变松的山体的负担,增加了山体滑坡的概率,威胁施工人员和矿区一带居民的生命和财产安全。
据黄紫彬介绍,在采矿场设计时,为了更好地利用浸取液自身的重力,让其自流,以节省能耗等成本,矿山水冶车间的各类处理池往往沿着矿区山坡,按阶梯式布置,母液池等较早处理工序的池子一般布置在车间地势较高的平台之上,其余工序的处理池,则按先后顺序依次向下布置。
以赣南的稀土矿为例,矿山水冶车间一般包括母液中转池、除杂池、沉淀池、溶杂池及配液池等几类工艺处理池。池子数量根据矿山的实际生产规模,数量在几个到几十个不等,单个容积一般在200立方米到300立方米。这些工艺池多为水泥和砖混砌而成,具备一定的抗压能力。但是,在实际生产过程中,水冶车间均为露天作业,处理池大多直接暴露在阳光下,天长日久,风吹日晒,池壁容易开裂。
黄紫彬举例说,假如一个处理池的容量为250立方米,在池子蓄满的情况下,池壁承受的压力是巨大的。在这么大的压力下,一旦池子发生溃壁坍塌现象,两三百吨液体夹杂着土石从高坡流下来,会对下方的人员、设施造成极大威胁。因此,工艺池的坍塌在离子型稀土矿生产过程中也是一个巨大的危险源。
危险化学试剂应用欠规范
利用原地浸矿方式开采稀土矿,在清除杂质的环节,采矿企业往往要回收废渣内残留的稀土,一般是把渣子用强酸溶解,然后重新送入水冶车间进行分离,所用的强酸通常是浓硫酸。
浓硫酸具有极强的氧化性和腐蚀性,同时还具有脱水性、难发挥性等特点,容易对人体造成损害,属于国家严格控制的危险化学品之一。据黄紫彬介绍,采矿企业一般用金属罐存放浓硫酸,这种罐下方设有闸阀,使用时将闸阀拧开,浓硫酸就会流出。由于硫酸罐一般放在户外,风吹日晒,容易锈蚀,上面的阀门也往往没有安全控制装置,这些因素均可能导致浓硫酸泄漏事故的发生,潜伏安全隐患。
另外,按照化学品使用规范,稀释时应将浓硫酸慢慢加入到水中搅拌,否则容易产生溶液沸腾的现象。但是受素质影响,有些工人对浓硫酸的性质缺乏足够认识,在稀释浓硫酸时,存在将水直接加入浓硫酸中混合的现象,容易造成人员伤害。
针对存在的以上隐患,张安文等人建议:
一、针对存在的问题,国家有关部委组织科研、地质等部门,结合南方稀土矿区的地质情况,进一步研究和完善稀土开采工艺技术。
二、尽快建立和完善矿区规划、工艺流程、生产设施防护等安全规范和标准,安监部门要落实责任,通过组织安全检查等方式,督促企业增强安全生产意识,提高安全生产水平。
三、对稀土矿山使用的强酸强碱等危险品,有关部门要加强管理,建立资格审批制度,并督促企业建立和落实相关的操作、管理规范;对相关岗位的操作人员,要进行专门的岗位技能、安全生产意识培训,考核上岗。