我國礦山固體廢物資源產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀與發(fā)展

我國礦山固體廢物資源產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀與發(fā)展

目前，中國采礦處理廢物儲量超過50萬噸，每年2.3億噸。每天，礦渣堆量超過數(shù)百萬噸，只有大型金屬礦山每年超過4000萬噸。這些礦山固體廢物一旦處理處置不當(dāng),不僅會導(dǎo)致工程災(zāi)害加劇、資源浪費、環(huán)境污染,同時給社會、經(jīng)濟、環(huán)境造成了嚴(yán)重危害。礦山開采環(huán)境惡化,礦山固廢工程的治理面臨信息危機在經(jīng)濟全球化趨勢的推動下,我國國民經(jīng)濟呈持續(xù)發(fā)展態(tài)勢,鋼鐵工業(yè)已成為國際行業(yè)領(lǐng)域的一支排頭兵。但是,我國資源形勢不容樂觀,幾種重要的戰(zhàn)略性金屬礦產(chǎn)資源保障程度已經(jīng)很低,對國外的依賴程度越來越高:2004年我國生產(chǎn)鐵礦石3.1億噸,同比增長22.5%,進口鐵礦石2.08億噸,同比增長40.5%,自給率僅為40%左右。鋼鐵協(xié)會預(yù)測,2005年我國生鐵產(chǎn)量將達(dá)到3.1億噸,需要成品礦4.8億噸,而國產(chǎn)成品礦僅可達(dá)1.4億噸,需要進口成品礦3.4億噸?？梢?我國鋼鐵工業(yè)基礎(chǔ)原料并無優(yōu)勢。專家推算,未來20～40年內(nèi),我國鋼鐵工業(yè)仍呈發(fā)展態(tài)勢,金屬礦產(chǎn)業(yè)將面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),人口增長、經(jīng)濟發(fā)展與資源供給之間的矛盾將長期存在。2003年以來,國外進口礦石面臨賣方壟斷市場以及運輸費的成倍增長,隨之愈演愈烈,國內(nèi)鐵精礦價格必然會繼續(xù)上揚,甚至成倍地上漲。于是,一大批民營企業(yè)跨入礦山開采市場,如安徽儲量超億噸的龍橋鐵礦、霍邱周集鐵礦;一批國有企業(yè)也抓住礦源不放,和睦山鐵礦、和尚橋鐵礦、高村二期和廬江羅河鐵礦等都相應(yīng)地進入項目科研、設(shè)計階段,尤其是小礦點開采、小選廠建設(shè)如雨后春筍般發(fā)展起來,對環(huán)境造成的危害令人十分擔(dān)憂。從經(jīng)濟和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的角度來看,我國金屬礦山開發(fā)中存在的主要問題是:產(chǎn)業(yè)集中度低。我國礦產(chǎn)資源受賦存條件的制約,開采規(guī)模整體上偏小,中小型礦山居多,尤其是小型礦山占礦山總量的95%左右,從事礦產(chǎn)資源開發(fā)的礦山企業(yè)有24萬多個,就所有制而言,全國所有制礦山有8000多個,鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山有12500多個,個體采礦116590個。而世界主要發(fā)達(dá)國家都以經(jīng)營規(guī)模大、經(jīng)濟實力強的大集團公司為主進行礦產(chǎn)資源開發(fā),目前,世界鐵礦石產(chǎn)量達(dá)10億噸左右,國際市場鐵礦石貿(mào)易量4.74億噸,基本上被巴西淡水河谷公司、巴西聯(lián)合礦業(yè)公司,南非庫博士礦業(yè)公司等大型礦業(yè)集團所壟斷。礦業(yè)秩序較混亂。在“大礦大開、小礦小開,有水快流”的錯誤思想指導(dǎo)下,采富棄貧、采大棄小、采易棄難的現(xiàn)象一直沒有得到有力治理。在大礦境界內(nèi),小礦持證開采、非法開采、越界開采、過度開采屢禁不止,造成了資源破壞、損失、浪費以及生態(tài)失衡,環(huán)境問題相當(dāng)嚴(yán)重。礦山采掘、選別依然沿襲幾百年以來的傳統(tǒng)模式。從勘探、設(shè)計、礦山采前準(zhǔn)備到采掘、運輸、選別、閉坑,一直沒有真正融入清潔生產(chǎn)、生態(tài)保護的理念,形成一大部分人員在從事資源開發(fā),極少數(shù)人在進行環(huán)境治理的現(xiàn)象。礦山開采與污染防治、生態(tài)恢復(fù)形成過程隔裂、工作分開、相互扯皮現(xiàn)象。先破壞,后治理;只開采,不恢復(fù)的情況到處可見。礦山“三率”指標(biāo)總體較低。對伴生礦產(chǎn)資源進行綜合利用的礦山比例低,伴生礦組分綜合回收率低,固體廢物綜合利用率低。與發(fā)達(dá)國家相比,差距很大,如我國黑色金屬其(伴)生礦產(chǎn)資源綜合回收率為30%,而發(fā)達(dá)國家可達(dá)60～70%。礦山固廢誘發(fā)的重大工程災(zāi)害與地質(zhì)災(zāi)害加劇。礦山災(zāi)害分為突發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害和緩發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害兩種,大都是由于礦山開采產(chǎn)生的廢石、尾礦,堆場、處置場的處置不當(dāng)或受地形、氣候條件及人為因素的影響,發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流等。1949～1990年我國礦山發(fā)生影響重大的崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害事件超過850次,其中重大崩塌、滑坡災(zāi)害430多次,重大泥石流災(zāi)害420次。應(yīng)真正實現(xiàn)金屬礦山的技術(shù)和工業(yè)化礦山資源開發(fā)的過程就是系統(tǒng)所需的優(yōu)化無論是國際環(huán)保走向,還是國內(nèi)礦山生態(tài)環(huán)境惡化不斷加劇的趨勢,都顯示出了強化礦山固廢處理、處置,建設(shè)礦山生態(tài)示范區(qū)的必要性和迫切性。目前,礦業(yè)面臨的環(huán)境問題總是在廢棄物的處理和資源化以及礦業(yè)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)與重建等問題上表現(xiàn)出來。這些問題彼此聯(lián)系,構(gòu)成了一個環(huán)環(huán)相扣的網(wǎng)絡(luò),而單純解決某個環(huán)節(jié)上的問題,都無法使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)。系統(tǒng)的優(yōu)化依賴于對系統(tǒng)的全面認(rèn)識和調(diào)試,礦山所要解決的核心問題是如何將環(huán)境保護融入到礦山資源開發(fā)的全過程中,這個過程包括礦產(chǎn)資源勘探、規(guī)劃設(shè)計、采、選、冶煉、閉礦、后續(xù)土地利用。以礦產(chǎn)資源開發(fā)與加工為基礎(chǔ),延伸資源產(chǎn)業(yè)鏈,最大限度地利用礦物資源,減少廢棄物排放量,對其進行充分利用和有效處置,來提高整體的經(jīng)濟效益和環(huán)境質(zhì)量;實施土地生態(tài)修復(fù)和景觀塑造技術(shù)是礦業(yè)保持可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),礦山生態(tài)示范區(qū)建設(shè)就是要創(chuàng)新一種綜合的、協(xié)調(diào)的礦山發(fā)展模式,即資源開發(fā)利用模式、采礦工業(yè)的清潔生產(chǎn)模式、持續(xù)生態(tài)恢復(fù)與保育模式、生態(tài)社區(qū)模式、礦山持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)模式等。尾礦的再選技術(shù)尾礦綜合利用是世界性的難題,最大著眼點是提取尾礦中的有價金屬元素、非金屬元素,以提高資源的回收率、提高資源綜合利用價值。早在20世紀(jì)90年代馬鞍山礦山研究院就對本鋼歪頭山鐵礦、南芬鐵礦、馬鋼南山鐵礦的尾礦提供了再選技術(shù),使之每年從鐵礦尾礦中選取全鐵65.5～67.0%的鐵精礦7千余噸,年創(chuàng)經(jīng)濟效益1700余萬元。鞍鋼弓長嶺礦業(yè)公司,采用大塊礦石預(yù)先拋廢工藝,既增加了礦石生產(chǎn)能力,降低了能耗,又減少了細(xì)粒尾礦的產(chǎn)生量,年實現(xiàn)經(jīng)濟效益5000萬元。近年來,山東、陜西等金礦,在回收尾礦中金、銀、硫等資源的工作中取得了實破性進展,如山東大柳行金礦2002年建成了尾礦回收有價金屬元素生產(chǎn)線,每年可處理含金品位0.81克/噸的堆存尾礦16.5萬噸,回收率達(dá)80.94%,年產(chǎn)黃金3326兩,白銀509.9千克,硫精礦4500噸,年經(jīng)濟效益615萬元。尾砂充填采礦技術(shù)研究概述無廢或少廢生產(chǎn)技術(shù)是礦業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志之一,也是國內(nèi)外生產(chǎn)礦山追求的共同目標(biāo)。其途徑有三種:建立無(低)廢采礦工藝,即盡可能少地采出廢石或直接在原地回收有用組分;綜合利用采礦廢料,如用作建筑材料、筑路、充填采空區(qū)等;將采礦與選礦過程中的廢料全部或部分堆置(貯存)在井下礦房或露天采場的采空區(qū)以供將來利用。南京棲霞山鉛鋅礦地處長江南岸,緊鄰金陵名勝棲霞山風(fēng)景區(qū),是華東地區(qū)最大的鉛鋅硫銀有色金屬礦山,每年產(chǎn)生尾礦和廢石近二十萬噸,因地理位置限制,不能新建尾礦庫,尾礦排入長江,每年交幾十萬元排污費,不僅污染了江體,也給企業(yè)帶來了額外成本。20世紀(jì)80年代中期,該礦和科研院所聯(lián)手,找到了一條解決礦山尾礦和廢石利用的最佳方案,最大限度地提高選礦回收率,以降低尾礦產(chǎn)率,利用分級尾礦筑壩,采礦廢石外銷作建材,尾砂優(yōu)先用于采礦膠結(jié)充填,多余部分用作水泥輔料,從而徹底解決了礦山固廢的處理技術(shù)重大難題,完全做到了無廢料開采,無尾礦排放,成為我國礦山固體廢物處理與處置的一個樣板。安徽銅都銅業(yè)獅子山銅礦于1966年7月建成投產(chǎn),至2001年6月因礦石回采在地下形成了452.2×104立方米的國內(nèi)特大型空區(qū)。為了消除采空區(qū)對環(huán)境及礦山可持續(xù)生產(chǎn)帶來的重大安全隱患并緩解尾礦壩征地困難,在充分研究國內(nèi)外采礦空區(qū)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了全尾砂充填工藝,并在東山50萬立方米空區(qū)對金屬尾砂濃縮制備方法與輸送技術(shù),充填尾砂的溢水、排水及回水利用技術(shù),采空區(qū)封閉工程的穩(wěn)定性及安全監(jiān)測技術(shù)進行了充填工業(yè)試驗研究,取得了圓滿成功。實施后,礦山安全可以達(dá)到廢石不出坑、尾礦不入庫的目的。采場固體空心磚生產(chǎn)技術(shù)尾礦含有大量可以利用的非金屬礦物,對尾礦中的非金屬組分進行回收利用,可生產(chǎn)地磚、空心磚塊、免燒建筑裝飾材料,微晶玻璃等建材產(chǎn)品?？蒲性核跅l件極其艱難的情況下,做了大量研究工作,但距離真正實施工程化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)還很遠(yuǎn)。提高研究成果的成熟性、配套性和工程化水平,節(jié)能降耗,降低生產(chǎn)成本,被用戶接受,被市場接受都非常不容易。目前,馬鋼集團姑山礦業(yè)公司對該技術(shù)運用較好。原來的礦山排土場庫滿為患,大量占用農(nóng)田,污染了環(huán)境,同時產(chǎn)生了滑坡、揚塵等潛在危害,嚴(yán)重制約了礦山發(fā)展。1998年該公司開始研究利用采場固體廢物生產(chǎn)空心磚的技術(shù),并于1999年在黑龍江雙鴨山空心磚生產(chǎn)線進行了工業(yè)試驗并獲得成功。2000年投資2000萬元建廠,年生產(chǎn)空心磚規(guī)模6000萬塊,從試驗、立項、設(shè)計、建設(shè)到投產(chǎn)僅用了一年多時間,就建成了目前國內(nèi)規(guī)模最大、自動化程度最高的二次碼燒空心磚生產(chǎn)線。投資兩年后,公司完成了原料供給系統(tǒng)、工藝操作標(biāo)準(zhǔn)和燃料代替等重大技術(shù)改造,使產(chǎn)品質(zhì)量得以提高并趨于穩(wěn)定,成品率達(dá)到95%以上,基本上實現(xiàn)了盈虧平衡,每年不僅節(jié)約排土費用200萬元以上,還安排轉(zhuǎn)崗工人100多人,為礦山非礦產(chǎn)業(yè)的開發(fā)與發(fā)展摸索出了一條成功之路,為礦山固體廢物由試驗研究走向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了新的示范。礦山剝離堆土及尾礦廢液堆舞礦山開采棄石會加速水土流失,引發(fā)地表塌陷,山體滑坡;礦山抽排水會造成地下水位下降,礦區(qū)周圍地下水資源枯竭;地下開采會誘發(fā)地震、巖爆、冒頂片幫、突水突泥、瓦斯爆炸、地面開裂及沉陷等;礦山剝離堆土、尾礦廢渣堆集會引起地表環(huán)境污染、尾礦庫潰壩、排土場失穩(wěn)等,造成嚴(yán)重的泥石流。凡此種種,大都是礦山固體廢物處理與處置不當(dāng)所引發(fā)的。馬鞍山礦山研究院、北京科技大學(xué)等國內(nèi)為數(shù)不多的研究院所、高校一直堅持貼近現(xiàn)場、貼近生產(chǎn)、貼近礦山,從事尾礦壩、排土場安全穩(wěn)定性研究,成功地處理了東北、西北、華東地區(qū)大中型礦山多次重大安全事故隱患,取得一大批重大科技成果。構(gòu)建政府管理保障體系建立、健全礦山“在保護中開發(fā),在開發(fā)中保護”的法規(guī)體系,把“生態(tài)保護”理念滲透到各個環(huán)節(jié)。礦山開發(fā)是一個大的系統(tǒng),橫跨國民經(jīng)濟發(fā)展的各個基礎(chǔ)原料行業(yè),不健全礦山行業(yè)的生態(tài)保護法規(guī),提出原則性要求,勢必造成“指令和執(zhí)行”的分離。要針對礦產(chǎn)資源勘探、立項、開發(fā)規(guī)劃與設(shè)計、礦山建設(shè)、礦山生產(chǎn)(采、選)深加工、廢棄地復(fù)墾、閉坑、土地恢復(fù)等礦山生命周期全過程,緊密貼近工藝,提出“在保護中開發(fā),在開發(fā)中保護”的具體要求,把資源開采和環(huán)境保護一體化,將生態(tài)保護的理念滲透到礦山生命周期的全過程,使開發(fā)者、科研設(shè)計者、生產(chǎn)崗位操作者都知道“資源與環(huán)境一體化”的重要性,杜絕“只開采,不恢復(fù)”,“只破壞,不重建”,“說起來重要,做起來丟在一邊”的現(xiàn)象。確定優(yōu)先治理范圍,實施治理備用金制度。各級政府應(yīng)加大對礦山自然生態(tài)環(huán)境保護和治理的監(jiān)督管理,加大對廢棄礦山自然生態(tài)環(huán)境的治理力度;在編制專項規(guī)劃的基礎(chǔ)上,落實年度及分階段治理任務(wù),治理工作要將城市周邊、風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護區(qū)、地質(zhì)遺跡保護區(qū)、主要交通干線兩側(cè)、飲用水源保護區(qū)以及歷史文化保護區(qū)等廢棄礦山列入優(yōu)先治理范圍;對礦產(chǎn)已經(jīng)消失,采礦權(quán)人不復(fù)存在的礦山,政府要建立多元化礦山自然生態(tài)環(huán)境治理資金的投入機制,落實解決環(huán)境治理經(jīng)費;加大力度,加快推進礦山環(huán)境治理備用金制度的實施,以建立、完善“誰開采,誰保護,誰破壞,誰治理”的礦山自然生態(tài)環(huán)境治理和恢復(fù)的新機制;逐步收縮,減少礦山數(shù)量和礦產(chǎn)資源開采總量,對開采區(qū)的礦山,要鼓勵其聯(lián)合兼并,逐步形成規(guī)?；?、集約化,對新辦礦山要嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)評制度、安評制度,提高礦山規(guī)模、資源利用、環(huán)境保護、開采水平等準(zhǔn)入“門檻”,對開采中礦山要執(zhí)行“在保護中開采,在開采中保護”的規(guī)定,對已閉坑的礦山要嚴(yán)格按照規(guī)定組織工程恢復(fù)和驗收。加大礦山固體廢物處理與處置技術(shù)的投入和研究力度,逐步建立預(yù)防和治理礦山污染和地質(zhì)災(zāi)害的措施。目前,在“十一·五”乃至更長的發(fā)展時間內(nèi),要針對礦山固體廢物的特征、危害對其進行處理、處置和再利用。同時,要針對礦山固體廢物堆場易引起的潰壩、泥石流、滑坡等災(zāi)害;針對礦山固體廢物引發(fā)的重大環(huán)境問題,如水污染治理與回用,揚塵抑制和大氣環(huán)境治理;針對礦山生態(tài)示范區(qū)建設(shè),固體廢物堆場環(huán)境規(guī)劃和礦區(qū)土地修復(fù)規(guī)劃等進行列項研究。既要進行理性研究又要狠抓工程示范;既要注重成果轉(zhuǎn)化又要注重共性,關(guān)鍵性技術(shù)問題要總結(jié)并做到盡可能形成條例、政策、規(guī)范,使重大環(huán)境技術(shù)研究更具有社會性和現(xiàn)實性。積極推進尾礦整體利用科技成果產(chǎn)業(yè)化。目前全尾整體利用技術(shù)有所進展,無廢或少廢開采技術(shù)的礦山不斷涌現(xiàn),