发展矿业循环经济途径分析

王巍巍

(中国地质大学 (北京)地球科学与资源学院,北京100083)

矿产资源是一种耗竭性的自然资源,相对人们对于矿产资源的无限需求,供给总是有限的,稀缺性是矿产资源进入社会经济领域的基本规律。这个特性决定了人们在对其进行利用是要选择最佳配置方式,提高资源利用效率。矿产资源是作为一种生产资料投入到社会经济发展过程中,因此矿产资源的循环利用主要以循环经济的减量化原则和资源化原则为指导,模拟自然生态系统运行规律,遵从 “减量化、再使用和再循环”的循环经济实际操作原则 (即3R原则),通过减少资源的消耗和废弃物的产生,并把废弃物极大限度地变为资源再次利用以达到提高矿产资源利用效率的目的,从而构建 “资源-产品-再生资源”的封闭式循环经济运行模式[1]。

1 矿业循环经济的概念及必要性

1.1 矿业循环经济的概念

矿业循环经济,是指地球上的矿产及矿产品遵循矿产物质的自身特征和自然生态规律,按其勘查、采选冶生产、深加工、消费等过程构成闭环物质流动,与之依存的能量流、信息流内在叠加,达到与全球环境、社会进步等和谐发展的一个经济系统[2]。其核心是矿产资源的综合利用。发展矿业循环经济是为了提高矿业经济增长的质量,改变矿业经济发展以牺牲环境质量为代价的状况,实现经济效益、社会效益和环境效益的平衡发展。

1.2 矿业循环经济的必要性

1.2.1 循环经济的核心内涵就是资源的循环利用

循环经济是按照生态规律利用自然资源和环境的容量,实现经济活动的生态化转向,它倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式。陈德敏认为循环经济的核心内涵是资源循环利用,并对资源循环利用的内涵进行了界定,并阐明了资源循环利用是缓解资源短缺与环境压力的重要途径[3];王安健、王高尚等学者对矿产资源循环再消费进行了研究,提出矿产资源循环再消费是国家配置矿产资源的一种方式;曲格平教授2000年在 《发展循环经济是2l世纪的大趋势》一文中明确指出：“循环经济倡导的是一种与环境和谐的经济发展模式,它要求把经济活动组织成 “资源-产品-再资源”的反馈式流程,其特征是开采、高利用、低排放。”基于国内大部分学者的观点,循环经济要求以 “减量化-再利用-资源化”为社会经济活动的行为准则,而实现这一过程正是对资源给予循环利用的过程。

1.2.2 矿产品在社会生产中具有重要战略地位

矿产资源是人类文明进步、国民经济发展和科学技术革命的基础,是人类社会赖以生存和发展的不可或缺的物质来源。在我国的现代经济社会发展中,矿业及原材料能源加工产值占工业总产值的30%以上。尤其是在制造业等下游产业,矿业支撑了70%以上的国民经济总量及其相关部门的运转,95%以上一次性能源、80%以上的工业原料,以及大部分农业生产资料都来自于矿产资源[4]。与其他的自然资源相比较,矿产资源具有更为重要的战略地位,因此矿产资源循是资源循环利用的重点领域。

1.2.3 矿产资源自身的特征决定了发展循环经济的必要性

1)矿产品处于社会产业链和产品链的最前端,是全社会物质资源流动的最大产业,由于行业高耗能、高污染的特殊性,要实现行业经济增长方式的转变,提高效益,降低消耗和控制污染,具有发展循环经济的现实需求。

2)矿产资源的共伴生矿物丰富。国土资源部通报综合统计资料显示,50%以上的矾、35%黄金、90%的银、100%的铂族元素和75%的硫铁矿都是通过矿产品的循环利用得到的。除此之外,采矿中的废石、尾矿可以进行二次利用,蕴含潜在的、可观的经济价值,因此具有发展循环经济的巨大潜力。

3)矿业产业链每延伸一步,就增加了矿产资源加工转化带来的附加值,并相应减少了 “三废”排放,这一增一减,对矿山企业提高经济效益,控制环境污染和社会经济发展具有积极意义。

矿业领域发展循环经济,对于减少资源浪费,延长资源使用年限,控制和减少环境污染具有重要的意义,对国家整体循环经济的发展具有重要的带动和示范意义。

2 我国矿产资源综合利用现状分析

2.1 我国矿产资源综合利用规模远低于发达国家水平

以2005年为例,我国共生、伴生矿产资源实现综合开发的约占1/3,比国外先进水平低20个百分点。我国的共、伴生矿多,对共、伴生矿进行综合开发的只占1/3,综合回收率不及20%。工业固体废弃物综合利用率不到60%,累计堆存量已达几十亿t,占用了大量土地。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%[5]。

目前,我国大多数矿业企业尚未从根本上摆脱粗放式的传统经济发展模式,矿产品结构不合理,重数量轻质量,重开发轻保护的经营意识导致资源的过度开发和巨大浪费。据统计,我国矿产资源综合利用指数为50%,比发达国家低30个百分点左右。我国黑色冶金矿山的共伴生资源综合利用率不到20%,有色金属矿产资源综合利用率约为30%～35%,在发达国家,伴生金属的综合回收利用率平均在80%以上。在我国非金属矿山中小企业占90%以上,技术装备水平低,采矿回采率和选矿回收率处于相当低的水平,最低的仅20%～30%。低水平的资源应用模式,已成为制约企业发展的瓶颈。

2.2 我国矿产资源综合利用技术水平有待提高

我国矿产资源禀赋较差,伴、共生矿多,因此对于矿产品开发、选矿的关键技术具有较高的要求。近年来,我国资源综合利用技术装备水平取得了一定的进步。例如新型高效预处理技术和浮选药剂的应用,促进了含金银多金属矿的综合回收。炉渣回收和磁选深加工技术的应用,使转炉钢渣、电炉炉渣等得到了广泛的综合利用;燃用煤矸石、煤泥等低热值燃料发电的循环流化床锅炉容量最大已达450t/h,不仅提高了废物利用效率和发电效率,也有效地降低了污染物排放。但是还有一些矿产综合利用工艺技术没有突破,难选矿处理方法有待研究。

2.3 生态环境问题严峻

矿业生产的污染主要是 “三废” ——废水、废气、废渣对环境的污染。我国每年因采矿产生的废水排放量约占全国工业废水排放的10%以上,经处理的比例仅为4.3%,大量未经处理的矿区废水排放对当地水域造成污染。

矿山开采过程中的废弃物,如尾矿、矸石等的随意堆放占用了大量土地资源,全国因露天采矿和各类废渣、废石、尾矿堆放等占用和破坏土地1.4万～2万km2。矿石、废渣等固体废物中含酸性、碱性、毒性、放射性或重金属成分,通过地表水体径流、大气飘尘污染周围的土地、水域和大气。同时,技术不过关的矿山开采会造成采空区塌陷,地表局部出现沉降、变形、裂缝,诱发滑坡、泥石流、等地质灾害。

3 矿业循环经济实现的途径分析

本文针对矿产资源勘查、开采、选矿、冶炼、“三废”的二次回收利用等各生产环节都提出明确要求,结合矿产资源开发利用的 “三率”指标,建立综合利用的循环经济体系 (表1)。

表1 基于矿产资源开发利用“三率”指标的综合利用的循环经济体系

在勘探环节,要做到综合勘探、综合评价。我国的矿产资源普遍存在构造复杂,共伴生矿多的特点。因此,按照发展循环经济的要求,在资源勘探过程中,除重视主要的资源外,对共伴生的矿产资源也需进行综合勘探、综合评价和综合规划,为资源综合利用创造条件。

在开采环节,积极推行清洁生产,研究推广先进的采、选、冶工艺。将循环经济理念应用于此,就需要提高开采回采率和选矿回收率,降低采矿贫化率,延长矿山寿命。据测算,我国每年开采的原煤矿量约20亿t,目前的平均回采率仅为30%,现有基础上回采率提高一个百分点,增加煤炭供给量将超过5000万t,相当于新建几个大型矿山。

在资源加工的选矿与冶炼环节,要努力提高选冶回收率,提高共伴生元素的综合回收率。提高选冶金属回收率和共伴生有价组分的综合利用率,是矿业领域发展循环经济的重要内容,通过提高回收率来提高资源的利用效率,可以在相同的资源供给量下,获得更多的金属产品,或者在获得相同的金属产品条件下,可以减少资源的消耗量,是矿业领域发展循环经济实施 “减量化”的重要内容。

在废弃物处理环节,大力推进尾矿、废渣、废水的综合循环再利用。利用技术水平的提高变废为宝,走循环经济的可持续发展道路,从源头上节约、保护矿业资源。

[1] 唐志丹,王锦.促进我国矿业循环经济发展的思考 [C].2008年在工矿业循环经济论坛论文集,2008：36-40.

[2] 崔斌,李赋屏,王琴,等.矿业循环经济模式 [J].资源◦产业,2005,7(6)：42-42.

[3] 陈德敏.资源循环利用论[D].重庆：重庆大学,2004.

[4] 王永生,蔡永青.循环经济——我国矿产资源可持续发展的必由之路 [J].资源◦矿业,2002(5)：103-105.

[5] 国家发展和改革委员会.“十一五”资源综合利用指导意见[S].2006.