摘 要: 本文闡述了礦產資源的特點及其對我國經濟和社會發展的意義, 同時提出了礦產資源持續供應面臨的問題, 提出了循環經濟的概念, 并對礦產資源領域如何發展循環利用提出了相應的對策、建議, 并總結了今后應該研究的方向。
關鍵詞: 礦產資源 存在問題 循環利用 對策
1.1 礦產資源的特點
礦產資源是自然資源的一部分, 是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎, 礦產資源的開發、利用在推動人類社會進步、繁榮和發展經濟中起著重要的作用。因此, 合理開采和有效利用礦產資源, 對社會經濟的發展和礦山企業本身可持續發展, 有著相當重要的意義。
礦產資源具有不同于其它自然資源的特點, 即具有共生性和不可再生性。因此, 地球上的礦產資源雖然是豐富的, 但相對來說又是十分有限的。隨著社會、經濟的發展, 世界上人口的增加, 對礦產品的需要量也越來越大, 礦產資源的消耗速度也將越來越快, 預計幾十年后, 有些礦產資源將變得極為短缺, 甚至枯竭。一些礦產的富礦及易選、易冶礦石的儲量將迅速減少, 由于富礦量的減少, 可開發利用的礦石品位逐漸降低, 物質組成更加復雜,加工利用的回收率降低, 所以在礦產資源的開采和利用過程中產生的“三廢”量會越來越大, 這樣不僅嚴重污染環境, 而且會占用、破壞大量的農田和林區, 破壞生態平衡。這些都是嚴重制約人類社會、經濟可持續發展的重要因素。
1.2 礦產資源的作用
礦產資源是大自然賜予人類的寶貴財富, 依托礦產資源, 中國礦業為我國經濟發展做出了巨大的歷史貢獻。目前, 我國已發現的礦產168種, 已探明有儲量的礦產155 種, 在探明的礦產儲量中, 有35 種礦產位居世界前5 位, 其中位居第一位的有12 種。經過幾十年的地質勘探和開發利用, 已建立了一批礦業基地及以礦業為依托而發展起來的城市。
在我國的現代化經濟發展中, 礦業為我國社會生產和人民生活提供了95 %以上的能量資源,80 %以上的工業原材料和70 %的農業生產材料,農業灌溉用水、農村生活用水和城市用水有1/ 3 取自于礦產資源范疇的地下水; 另外, 我國每年投入國民經濟運轉的固體礦產達50 億噸, 石油、天然氣1 億t (油氣當量) 。以1998 年為例, 我國煤炭、鋼鐵、水泥產量位居世界第一位, 十種有色金屬及石油、化工、礦產品在世界占有重要的地位, 全國礦石年采掘總量5018 億t , 礦業總產值近4000 億元, 礦產品出口額110 億美元, 礦業及原材料加工業產值占工業總產值的3117 %, 如果考慮到制造業等下游產業, 可以說, 礦業支撐了我國70 %以上的國民經濟總量及其相關部門的運轉。
從以上可以看出, 礦業的發展對增強我國經濟實力、推動城市化進程、發展民族地區經濟、解決勞動力就業和社會穩定起到了很大的促進作用。
2 目前我國礦產資源利用方面存在的問題
礦產資源的開發, 一方面促進了經濟的發展和社會的進步, 但目前存在的一些問題也相當嚴重,長期以來礦業沿用的是大量消耗資源和粗放式經營的傳統經濟發展模式。重速度、數量, 輕效益和質量; 重外延擴大再生產, 輕內涵挖潛; 對礦產資源重開發, 輕保護, 造成了資源的過度破壞和巨大浪費, 資源面臨枯竭, 礦業的可持續發展面臨巨大的挑戰。目前, 我國礦業在開發過程中存在的問題如下:
2.1 礦產資源枯竭, 后備資源儲量不足
我國20 世紀50～60 年代建設的礦山有2/ 3 進入中老年期, 經過幾十年的強化開采, 資源逐漸枯竭, 有440 多座礦山即將閉坑或面臨閉坑的威脅。20 世紀90 年代以來, 我國進入經濟高速增長階段, 使得許多礦產資源耗費增速; 另一方面, 由于我國礦業秩序混亂, 投資環境差, 地質勘探投入嚴重不足, 使得新發現的礦產急劇減少, 礦產資源探明儲量呈下降趨勢, 后備儲量的增長速度已經滯后于消耗速度, 礦產資源對經濟社會的支持力度不斷減弱。未來幾十年, 隨著我國工業化進程的加快,礦產資源消費需求還將有數倍的增長。據有關專家預測, 我國45 種主要礦產的現有儲量, 到2010 年能夠保證需要的只有23 種, 到2020 年能夠滿足需要的僅有6 種。由此可以看出, 我國礦產資源供需形式十分嚴峻, 后備資源嚴重不足。
2.2 礦產資源有用礦物的回收率低
由于我國選礦工藝裝備落后, 技術水平低, 使得許多有用礦物的回收率低。根據全國3498 個礦山統計, 我國鐵礦和有色金屬采礦回收率為50 %～60 %, 非金屬礦產僅為20 %～60 %; 煤礦僅為30 %～50 %。由于選冶水平與國外有差距, 我國礦產資源總回收率只有30 %～40 % , 比國際水平低10 %～20 %。
2.3 礦產資源的綜合利用率低, 礦產資源經營粗放
我國的共、伴生礦多, 在已開發的礦產中, 共伴生礦占87 種, 對共、伴生礦進行綜合開發的只占1/ 3 , 綜合回收率不及20 %。根據對全國845 個礦山調查, 綜合利用率達70 %的礦山僅占2 % , 綜合利用率達50 %的礦山不到15 % , 75 %的礦山企業綜合利用率不到25 %。就有色金屬礦產的綜合利用而論, 國外先進礦山綜合利用率可達到80 %～90 % , 而國內的平均水平為50 % , 比國外約低30 %～40 %。
2.4 非金屬礦產資源開發利用落后
我國非金屬礦產資源種類繁多, 性質各異, 用途廣泛, 國內外非常重視非金屬礦產資源的開發利用。目前, 發達國家非金屬礦產值為金屬礦產值的115～2 倍, 美國已經超過2 倍。我國有豐富的非金屬礦產資源, 例如菱鎂礦、石墨、粘土、膨潤土、高鋁耐火材料、石灰石、滑石、螢石、重晶石等均占世界首位。但產品質量不高, 利用率低。比如廣泛用于冶金、機械、電器、化工等領域的石墨, 選礦回收率低, 精礦品位低, 超級精品少; 膨潤土由于選礦產品品級不夠, 每年仍需進口石油鉆井所用的解卡劑和鐵精礦球團所用的粘結劑。鑒于以上情況, 因此我們應該把非金屬礦產資源的開發擺在極為重要的地位, 特別是在金屬礦產中伴生的非金屬礦產資源的綜合回收, 應引起足夠的重視。
2.5 二次資源的回收利用率低
目前, 我國礦山排放的尾礦堆存量已達50 余億t , 并且每年以2～3 億t 的速度增長, 礦山剝離廢石的堆存量達數百億噸。根據1998 年中國統計年鑒資料, 1998 年我國礦業部門的工業固體廢棄物產量為31990 萬t , 工業固體廢棄物綜合利用量為8169 萬t , 綜合利用率為25154 %。由于綜合利用率低, 尾礦中大量的有價元素及可利用的非金屬礦遺留在固體廢棄物中, 每年礦產資源開發損失總值約為1000 億元, 特別是老尾礦, 由于受當時條件的限制, 損失到尾礦中的有用組分會更大一些。
礦產資源所面臨的上述問題, 如不能盡快解決, 勢必威脅到礦業的可持續發展, 而且也會動搖鋼鐵工業的基礎, 進而威脅到我國的社會、經濟、政治安全和穩定。面對嚴峻的形勢, 我國礦產資源必須要有新的發展戰略, 而最近幾年提出的“循環經濟”是實現我國人口、資源、環境可持續發展的重要途徑和有效措施, 是我國礦產資源新戰略的理想選擇。
3 循環經濟的概述
3.1 循環經濟的概念及特點
循環經濟( Recycling Economy) 是指遵循自然生態系統的物質循環和能量流動循環, 以產品清潔生產、循環利用和廢棄物高效回收為特征的生態經濟發展形態, 重構經濟系統, 使其和諧地納入自然生態系統物質能量循環利用過程。
循環經濟具有三大操作原則, 即“減量化(Reduce) 、再利用(Reuse) 、再循環(Recycle) ”,俗稱為“3R”原則。
3.2 循環經濟在國內外的實踐
目前, 一些發達國家和少數發展中國家已在三個層面上將生產和消費這兩個最重要的環節有機地聯系起來: 一是企業內部的清潔生產和資源循環利用, 如杜邦化學公司; 二是共生企業間或產業間的生態工業網絡, 如我國的南海國家生態工業園區;三是區域或整個社會的廢物回收和再利用體系, 如日本的循環型社會體系。
4 礦產資源循環利用的建議與對策
目前, 我國的礦產資源循環利用的實踐僅僅處于試驗、示范的階段, 普及面較小, 深度不夠, 質量也不高, 再循環利用方面也只有個別企業在實踐。為推動循環經濟在礦產資源領域的發展, 要加強相關理論和實踐模式的研究, 提高各級礦產資源管理部門和相關企業對發展循環利用的重要性的認識, 借鑒國內外先進經驗, 采取綜合措施, 積極開展礦產資源循環利用的實踐。
4.1 不斷完善相關法規改革, 促進循環經濟在礦業領域中的普及和推廣
立法是各國推廣循環經濟的最主要手段。當前要盡快完善涉及國土資源安全的法律、法規體系,進一步完善和健全各種單項資源和環境保護法, 修改、補充《礦產資源法》等相關法律, 強化對礦產資源的保護和再利用。另外, 礦產資源循環經濟的建設還牽涉到許多政策的建設與完善, 如國家對資源綜合利用的優惠政策, 支持礦產資源循環利用的財政、稅收、投資、技術的政策體系等。
4.2 要不斷創新, 不斷開發應用新技術、新工藝,提高礦產資源綜合利用的技術水平
我國礦產資源總的特點是: 礦產種類很多, 但共生礦多, 單一礦少; 貧礦多, 富礦少, 礦產綜合利用大有前途。目前, 礦產資源的循環利用已成為當代重大的科技問題之一, 引起全世界各國的重視, 面對來自能源、資源短缺和環境保護三方面的壓力, 有關礦產資源循環利用日新月異。目前, 我國礦產資源綜合利用率低, 不少礦產資源白白丟掉, 關鍵在于工藝技術水平的低下。因此, 我們必須加強礦產循環利用技術的基礎理論研究, 不斷創新, 尤其要開發新技術、新工藝, 并使其滲透到礦產資源循環利用的各個領域。目前正在進行“多種力場”聯合作用的設備, 多種藥劑“協同作用”的工藝, 多種原理“聯合效應”的“綜合選礦技術”的研究與開發。例如, 離心式磁流體重選機; 磁力漩流器; 藥劑處理與磁選結合(例如用表面活性劑處理銅礦后用強磁選機從銅礦中分選黃鐵礦) ; 磁力搖床; 絮凝- 被負浮選; 絮凝- 磁種分選; 電場浮選; 加劑處理電選; 電位控制浮選以及藥劑對碎磨過程、分級過程、脫水過程的效應綜合選礦技術的研究, 等等。
4.3 大力將高新技術引入礦物加工工程領域
高新技術已在許多領域發揮了巨大的作用, 因此, 怎樣將高新技術引入礦物加工工程領域, 用高新技術改造傳統產業, 是解決礦產資源循環利用的有效途徑。我認為, 以后重點開展的方向為礦業生物工程技術、電化學調控和電化學控制浮選技術、過程自動化尋優技術等。例如, 超導技術是一項比較先進的技術。在美國, 目前超導磁選機已經達到應用階段, 艾利茲磁力公司已生產直徑為3.0 5m的超導磁選機。而自然界的礦物都具有程度大小不同的磁性, 利用超導磁選機的超導性, 可很方便的實現大范圍內調節磁場強度(0.1 - 7 T) , 由此可實現多種礦物的磁分離。同樣, 只要能找到其它高新技術與礦物加工工程技術相結合的切合點, 就會促使選礦技術有重大突破。
4.4 礦山固體廢棄物處置的具體技術措施
礦山固體廢棄物概括起來主要分為兩類: 一類是尾礦, 即在選礦加工過程中排放的固體廢棄物;另一類是廢石, 即在采礦過程中剝離出來的巖土物料。這些礦山固體廢棄物由于處理、處置不當, 給社會、經濟、環境造成了嚴重的危害, 導致工程災害加劇、資源浪費、水體污染、植被破壞等一系列問題。礦山固體廢棄物具有危害性的同時, 也有可利用的特性, 是一種寶貴的二次資源。我國礦山固體廢棄物的一顯著特點是量大、礦物伴生成分多。這主要是我國在開發礦物資源方面存在著“單打一”、“取主棄輔”等諸多問題, 將許多伴生組分礦物作為廢物棄置。因此, 構成了我國礦山固體廢棄物具有資源化和能源化的巨大潛力。
因此, 開展礦山固體廢棄物處置與處理, 進行“無尾工藝”或“無廢工藝”的研究, 實現礦山固體廢棄物的“減量化、資源化、無害化”, 化害為例, 變廢為寶, 從根本上改善和提高礦區生態環境質量, 提高礦山經濟效益, 促進我國礦產資源的合理配置, 實現礦產資源的循環利用, 是我國礦業所面臨的主要任務。為此, 必須做到:
(1) 從源頭做起, 開展資源綜合利用。從源頭做起, 開展一次資源的綜合利用, 減少固體廢棄物的產生量, 特別是細粒尾礦的產生量。為此, 在工藝設計和生產實際中, 除了要提高礦石中主元素的回收率外, 還要考慮伴生、共生的金屬元素、非金屬元素的綜合回收。對于綜合回收技術還不太成熟的復合多金屬礦, 可以采取資源儲備方式, 同時建立尾礦整體利用的數據庫及信息管理系統, 把此礦床類型、數量、尾礦中所含礦物種類、化學成分、磨礦細度、利用狀況、研究程度、整體利用的方向等相關資料, 建立數據庫。此信息可通過互連網讓大家共享, 征求綜合利用的處理技術, 待條件成熟時再開采利用, 以避免資源的浪費。
(2) 開展礦山固體廢棄物的資源化, 增加資源補給。由于我國礦產資源貧、細、雜的特點, 以及受當時經濟技術條件的限制, 礦產綜合利用工藝技術還存在一些尚未解決的問題, 致使不少礦產資源未能綜合利用, 即使綜合利用了, 回收率也很低。開展礦山固體廢棄物的資源化主要包括: 對損失于或剝離廢石中的有價金屬、非金屬元素進行綜合回收, 關于這方面的典型例子已很多; 廢石、尾砂用于建筑材料、生產建材產品或用于采空區充填料。如利用尾砂代替粘土生產空心磚, 廢石、尾砂代替黃砂作混凝土骨料, 利用尾礦生產大宗用量的路用磚, 用尾砂生產高檔次的微晶玻璃; 利用尾礦中含有的微量元素作為土壤改良劑或生產磁化尾砂復合肥, 比如前蘇聯利用鈣、鎂、硅尾礦改良酸性土壤, 利用銅選廠尾礦作農用微量元素化肥。國內的馬鞍山礦山研究院利用鐵尾礦經過磁化處理作為土壤改良劑, 等等。這些都是礦產資源循環利用的具體范例。
(3) 建設礦山固體廢棄物整體利用示范工程和無廢礦山。按產業部門選擇大、中、小代表性礦山建設固體廢棄物整體利用示范工程, 開展尾礦資源特征及整體利用研究, 建立示范礦山。示范礦山企業的成功經驗與教訓, 都是其它礦山企業推廣循環利用的寶貴財富。另外, 國家要積極組織好試點工作, 試點工作要全面展開, 同時國家有關部門要加強與其他部門的相關合作, 共同搞好試點工作, 使礦產資源循環利用的工作真正落實到實處。
5 結論
但凡事欲則立, 不欲則廢。我國的礦山企業要實現礦產資源的循環利用, 必須針對自己的實際情況制定出具體的對策和措施, 依靠技術創新和理論突破, 有效開發和利用礦產資源, 采用新的工藝技術、新型設備, 加強對礦產富源的循環利用的研究。只有這樣, 才能實現我國礦山企業的可持續發展
以上信息僅供參考
