摘 要: 本文阐述了矿产资源的特点及其对我国经济和社会发展的意义, 同时提出了矿产资源持续供应面临的问题, 提出了循环经济的概念, 并对矿产资源领域如何发展循环利用提出了相应的对策、建议, 并总结了今后应该研究的方向。
关键词: 矿产资源 存在问题 循环利用 对策
1.1 矿产资源的特点
矿产资源是自然资源的一部分, 是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础, 矿产资源的开发、利用在推动人类社会进步、繁荣和发展经济中起着重要的作用。因此, 合理开采和有效利用矿产资源, 对社会经济的发展和矿山企业本身可持续发展, 有着相当重要的意义。
矿产资源具有不同于其它自然资源的特点, 即具有共生性和不可再生性。因此, 地球上的矿产资源虽然是丰富的, 但相对来说又是十分有限的。随着社会、经济的发展, 世界上人口的增加, 对矿产品的需要量也越来越大, 矿产资源的消耗速度也将越来越快, 预计几十年后, 有些矿产资源将变得极为短缺, 甚至枯竭。一些矿产的富矿及易选、易冶矿石的储量将迅速减少, 由于富矿量的减少, 可开发利用的矿石品位逐渐降低, 物质组成更加复杂,加工利用的回收率降低, 所以在矿产资源的开采和利用过程中产生的“三废”量会越来越大, 这样不仅严重污染环境, 而且会占用、破坏大量的农田和林区, 破坏生态平衡。这些都是严重制约人类社会、经济可持续发展的重要因素。
1.2 矿产资源的作用
矿产资源是大自然赐予人类的宝贵财富, 依托矿产资源, 中国矿业为我国经济发展做出了巨大的历史贡献。目前, 我国已发现的矿产168种, 已探明有储量的矿产155 种, 在探明的矿产储量中, 有35 种矿产位居世界前5 位, 其中位居第一位的有12 种。经过几十年的地质勘探和开发利用, 已建立了一批矿业基地及以矿业为依托而发展起来的城市。
在我国的现代化经济发展中, 矿业为我国社会生产和人民生活提供了95 %以上的能量资源,80 %以上的工业原材料和70 %的农业生产材料,农业灌溉用水、农村生活用水和城市用水有1/ 3 取自于矿产资源范畴的地下水; 另外, 我国每年投入国民经济运转的固体矿产达50 亿吨, 石油、天然气1 亿t (油气当量) 。以1998 年为例, 我国煤炭、钢铁、水泥产量位居世界第一位, 十种有色金属及石油、化工、矿产品在世界占有重要的地位, 全国矿石年采掘总量5018 亿t , 矿业总产值近4000 亿元, 矿产品出口额110 亿美元, 矿业及原材料加工业产值占工业总产值的3117 %, 如果考虑到制造业等下游产业, 可以说, 矿业支撑了我国70 %以上的国民经济总量及其相关部门的运转。
从以上可以看出, 矿业的发展对增强我国经济实力、推动城市化进程、发展民族地区经济、解决劳动力就业和社会稳定起到了很大的促进作用。
2 目前我国矿产资源利用方面存在的问题
矿产资源的开发, 一方面促进了经济的发展和社会的进步, 但目前存在的一些问题也相当严重,长期以来矿业沿用的是大量消耗资源和粗放式经营的传统经济发展模式。重速度、数量, 轻效益和质量; 重外延扩大再生产, 轻内涵挖潜; 对矿产资源重开发, 轻保护, 造成了资源的过度破坏和巨大浪费, 资源面临枯竭, 矿业的可持续发展面临巨大的挑战。目前, 我国矿业在开发过程中存在的问题如下:
2.1 矿产资源枯竭, 后备资源储量不足
我国20 世纪50～60 年代建设的矿山有2/ 3 进入中老年期, 经过几十年的强化开采, 资源逐渐枯竭, 有440 多座矿山即将闭坑或面临闭坑的威胁。20 世纪90 年代以来, 我国进入经济高速增长阶段, 使得许多矿产资源耗费增速; 另一方面, 由于我国矿业秩序混乱, 投资环境差, 地质勘探投入严重不足, 使得新发现的矿产急剧减少, 矿产资源探明储量呈下降趋势, 后备储量的增长速度已经滞后于消耗速度, 矿产资源对经济社会的支持力度不断减弱。未来几十年, 随着我国工业化进程的加快,矿产资源消费需求还将有数倍的增长。据有关专家预测, 我国45 种主要矿产的现有储量, 到2010 年能够保证需要的只有23 种, 到2020 年能够满足需要的仅有6 种。由此可以看出, 我国矿产资源供需形式十分严峻, 后备资源严重不足。
2.2 矿产资源有用矿物的回收率低
由于我国选矿工艺装备落后, 技术水平低, 使得许多有用矿物的回收率低。根据全国3498 个矿山统计, 我国铁矿和有色金属采矿回收率为50 %～60 %, 非金属矿产仅为20 %～60 %; 煤矿仅为30 %～50 %。由于选冶水平与国外有差距, 我国矿产资源总回收率只有30 %～40 % , 比国际水平低10 %～20 %。
2.3 矿产资源的综合利用率低, 矿产资源经营粗放
我国的共、伴生矿多, 在已开发的矿产中, 共伴生矿占87 种, 对共、伴生矿进行综合开发的只占1/ 3 , 综合回收率不及20 %。根据对全国845 个矿山调查, 综合利用率达70 %的矿山仅占2 % , 综合利用率达50 %的矿山不到15 % , 75 %的矿山企业综合利用率不到25 %。就有色金属矿产的综合利用而论, 国外先进矿山综合利用率可达到80 %～90 % , 而国内的平均水平为50 % , 比国外约低30 %～40 %。
2.4 非金属矿产资源开发利用落后
我国非金属矿产资源种类繁多, 性质各异, 用途广泛, 国内外非常重视非金属矿产资源的开发利用。目前, 发达国家非金属矿产值为金属矿产值的115～2 倍, 美国已经超过2 倍。我国有丰富的非金属矿产资源, 例如菱镁矿、石墨、粘土、膨润土、高铝耐火材料、石灰石、滑石、萤石、重晶石等均占世界首位。但产品质量不高, 利用率低。比如广泛用于冶金、机械、电器、化工等领域的石墨, 选矿回收率低, 精矿品位低, 超级精品少; 膨润土由于选矿产品品级不够, 每年仍需进口石油钻井所用的解卡剂和铁精矿球团所用的粘结剂。鉴于以上情况, 因此我们应该把非金属矿产资源的开发摆在极为重要的地位, 特别是在金属矿产中伴生的非金属矿产资源的综合回收, 应引起足够的重视。
2.5 二次资源的回收利用率低
目前, 我国矿山排放的尾矿堆存量已达50 余亿t , 并且每年以2～3 亿t 的速度增长, 矿山剥离废石的堆存量达数百亿吨。根据1998 年中国统计年鉴资料, 1998 年我国矿业部门的工业固体废弃物产量为31990 万t , 工业固体废弃物综合利用量为8169 万t , 综合利用率为25154 %。由于综合利用率低, 尾矿中大量的有价元素及可利用的非金属矿遗留在固体废弃物中, 每年矿产资源开发损失总值约为1000 亿元, 特别是老尾矿, 由于受当时条件的限制, 损失到尾矿中的有用组分会更大一些。
矿产资源所面临的上述问题, 如不能尽快解决, 势必威胁到矿业的可持续发展, 而且也会动摇钢铁工业的基础, 进而威胁到我国的社会、经济、政治安全和稳定。面对严峻的形势, 我国矿产资源必须要有新的发展战略, 而最近几年提出的“循环经济”是实现我国人口、资源、环境可持续发展的重要途径和有效措施, 是我国矿产资源新战略的理想选择。
3 循环经济的概述
3.1 循环经济的概念及特点
循环经济( Recycling Economy) 是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动循环, 以产品清洁生产、循环利用和废弃物高效回收为特征的生态经济发展形态, 重构经济系统, 使其和谐地纳入自然生态系统物质能量循环利用过程。
循环经济具有三大操作原则, 即“减量化(Reduce) 、再利用(Reuse) 、再循环(Recycle) ”,俗称为“3R”原则。
3.2 循环经济在国内外的实践
目前, 一些发达国家和少数发展中国家已在三个层面上将生产和消费这两个最重要的环节有机地联系起来: 一是企业内部的清洁生产和资源循环利用, 如杜邦化学公司; 二是共生企业间或产业间的生态工业网络, 如我国的南海国家生态工业园区;三是区域或整个社会的废物回收和再利用体系, 如日本的循环型社会体系。
4 矿产资源循环利用的建议与对策
目前, 我国的矿产资源循环利用的实践仅仅处于试验、示范的阶段, 普及面较小, 深度不够, 质量也不高, 再循环利用方面也只有个别企业在实践。为推动循环经济在矿产资源领域的发展, 要加强相关理论和实践模式的研究, 提高各级矿产资源管理部门和相关企业对发展循环利用的重要性的认识, 借鉴国内外先进经验, 采取综合措施, 积极开展矿产资源循环利用的实践。
4.1 不断完善相关法规改革, 促进循环经济在矿业领域中的普及和推广
立法是各国推广循环经济的最主要手段。当前要尽快完善涉及国土资源安全的法律、法规体系,进一步完善和健全各种单项资源和环境保护法, 修改、补充《矿产资源法》等相关法律, 强化对矿产资源的保护和再利用。另外, 矿产资源循环经济的建设还牵涉到许多政策的建设与完善, 如国家对资源综合利用的优惠政策, 支持矿产资源循环利用的财政、税收、投资、技术的政策体系等。
4.2 要不断创新, 不断开发应用新技术、新工艺,提高矿产资源综合利用的技术水平
我国矿产资源总的特点是: 矿产种类很多, 但共生矿多, 单一矿少; 贫矿多, 富矿少, 矿产综合利用大有前途。目前, 矿产资源的循环利用已成为当代重大的科技问题之一, 引起全世界各国的重视, 面对来自能源、资源短缺和环境保护三方面的压力, 有关矿产资源循环利用日新月异。目前, 我国矿产资源综合利用率低, 不少矿产资源白白丢掉, 关键在于工艺技术水平的低下。因此, 我们必须加强矿产循环利用技术的基础理论研究, 不断创新, 尤其要开发新技术、新工艺, 并使其渗透到矿产资源循环利用的各个领域。目前正在进行“多种力场”联合作用的设备, 多种药剂“协同作用”的工艺, 多种原理“联合效应”的“综合选矿技术”的研究与开发。例如, 离心式磁流体重选机; 磁力漩流器; 药剂处理与磁选结合(例如用表面活性剂处理铜矿后用强磁选机从铜矿中分选黄铁矿) ; 磁力摇床; 絮凝- 被负浮选; 絮凝- 磁种分选; 电场浮选; 加剂处理电选; 电位控制浮选以及药剂对碎磨过程、分级过程、脱水过程的效应综合选矿技术的研究, 等等。
4.3 大力将高新技术引入矿物加工工程领域
高新技术已在许多领域发挥了巨大的作用, 因此, 怎样将高新技术引入矿物加工工程领域, 用高新技术改造传统产业, 是解决矿产资源循环利用的有效途径。我认为, 以后重点开展的方向为矿业生物工程技术、电化学调控和电化学控制浮选技术、过程自动化寻优技术等。例如, 超导技术是一项比较先进的技术。在美国, 目前超导磁选机已经达到应用阶段, 艾利兹磁力公司已生产直径为3.0 5m的超导磁选机。而自然界的矿物都具有程度大小不同的磁性, 利用超导磁选机的超导性, 可很方便的实现大范围内调节磁场强度(0.1 - 7 T) , 由此可实现多种矿物的磁分离。同样, 只要能找到其它高新技术与矿物加工工程技术相结合的切合点, 就会促使选矿技术有重大突破。
4.4 矿山固体废弃物处置的具体技术措施
矿山固体废弃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弃物;另一类是废石, 即在采矿过程中剥离出来的岩土物料。这些矿山固体废弃物由于处理、处置不当, 给社会、经济、环境造成了严重的危害, 导致工程灾害加剧、资源浪费、水体污染、植被破坏等一系列问题。矿山固体废弃物具有危害性的同时, 也有可利用的特性, 是一种宝贵的二次资源。我国矿山固体废弃物的一显著特点是量大、矿物伴生成分多。这主要是我国在开发矿物资源方面存在着“单打一”、“取主弃辅”等诸多问题, 将许多伴生组分矿物作为废物弃置。因此, 构成了我国矿山固体废弃物具有资源化和能源化的巨大潜力。
因此, 开展矿山固体废弃物处置与处理, 进行“无尾工艺”或“无废工艺”的研究, 实现矿山固体废弃物的“减量化、资源化、无害化”, 化害为例, 变废为宝, 从根本上改善和提高矿区生态环境质量, 提高矿山经济效益, 促进我国矿产资源的合理配置, 实现矿产资源的循环利用, 是我国矿业所面临的主要任务。为此, 必须做到:
(1) 从源头做起, 开展资源综合利用。从源头做起, 开展一次资源的综合利用, 减少固体废弃物的产生量, 特别是细粒尾矿的产生量。为此, 在工艺设计和生产实际中, 除了要提高矿石中主元素的回收率外, 还要考虑伴生、共生的金属元素、非金属元素的综合回收。对于综合回收技术还不太成熟的复合多金属矿, 可以采取资源储备方式, 同时建立尾矿整体利用的数据库及信息管理系统, 把此矿床类型、数量、尾矿中所含矿物种类、化学成分、磨矿细度、利用状况、研究程度、整体利用的方向等相关资料, 建立数据库。此信息可通过互连网让大家共享, 征求综合利用的处理技术, 待条件成熟时再开采利用, 以避免资源的浪费。
(2) 开展矿山固体废弃物的资源化, 增加资源补给。由于我国矿产资源贫、细、杂的特点, 以及受当时经济技术条件的限制, 矿产综合利用工艺技术还存在一些尚未解决的问题, 致使不少矿产资源未能综合利用, 即使综合利用了, 回收率也很低。开展矿山固体废弃物的资源化主要包括: 对损失于或剥离废石中的有价金属、非金属元素进行综合回收, 关于这方面的典型例子已很多; 废石、尾砂用于建筑材料、生产建材产品或用于采空区充填料。如利用尾砂代替粘土生产空心砖, 废石、尾砂代替黄砂作混凝土骨料, 利用尾矿生产大宗用量的路用砖, 用尾砂生产高档次的微晶玻璃; 利用尾矿中含有的微量元素作为土壤改良剂或生产磁化尾砂复合肥, 比如前苏联利用钙、镁、硅尾矿改良酸性土壤, 利用铜选厂尾矿作农用微量元素化肥。国内的马鞍山矿山研究院利用铁尾矿经过磁化处理作为土壤改良剂, 等等。这些都是矿产资源循环利用的具体范例。
(3) 建设矿山固体废弃物整体利用示范工程和无废矿山。按产业部门选择大、中、小代表性矿山建设固体废弃物整体利用示范工程, 开展尾矿资源特征及整体利用研究, 建立示范矿山。示范矿山企业的成功经验与教训, 都是其它矿山企业推广循环利用的宝贵财富。另外, 国家要积极组织好试点工作, 试点工作要全面展开, 同时国家有关部门要加强与其他部门的相关合作, 共同搞好试点工作, 使矿产资源循环利用的工作真正落实到实处。
5 结论
但凡事欲则立, 不欲则废。我国的矿山企业要实现矿产资源的循环利用, 必须针对自己的实际情况制定出具体的对策和措施, 依靠技术创新和理论突破, 有效开发和利用矿产资源, 采用新的工艺技术、新型设备, 加强对矿产富源的循环利用的研究。只有这样, 才能实现我国矿山企业的可持续发展
以上信息仅供参考
