尾礦利用技術的幾點思考

尾礦利用技術的幾點思考

經(jīng)過多次申請，記者在中國地質科學院尾礦利用技術中心辦公室拜訪了剛剛從遼寧省回來的中國科學研究院主任張金清。張主任解釋說,此前之所以沒能安排采訪時間,是因為他一直在遼寧一些礦山企業(yè)做尾礦產(chǎn)業(yè)項目的調研論證、合作意向簽約和技術指導工資源利用這一新興朝陽行業(yè)表現(xiàn)出了高度的關注和投資熱情,即便是辛苦也樂此不疲。近年來,像張金青這樣關注礦廢治理、綜合利用工作的業(yè)內外人士還有很多。由于我國在幾十年的采礦過程中,排放了大量的尾礦、廢石,它們的堆積導致土地占壓、植被破壞和環(huán)境污染,并隨時可能引發(fā)泥石流等地質災害,直接危害人民生命財產(chǎn),所以對尾礦、廢石等礦山固體廢棄物的治理和綜合利用一直成為政府、行業(yè)專家、礦山企業(yè)、環(huán)保部門和廣大人民群眾關注的焦點。尾礦及廢石的綜合利用廢石、尾礦隨意露天堆放會對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴重危害,一般礦山企業(yè)對廢石、尾礦均采取了一定的處理措施?；诘V山自身的地理條件,結合山區(qū)的地形特征,大多數(shù)礦山采取就近依山建壩的方式,對其進行封閉處理,將廢石、尾礦及因其而產(chǎn)生的污水控制在一定的范圍內。盡管,通過加高尾礦庫大壩、增加庫容、加高河堤、疏通河道、規(guī)范排放等措施可以減少礦山固體廢棄物所造成的污染和危害,通過土地復墾、造田等治理工程也可加以防范和緩解。但是,由于一些礦山廢石、尾礦壩防滲標準不高,技術落后,工程質量差隱患多,加上長期以來管理不善,技術力量不足,水平低,致使不少尾礦壩發(fā)生滲漏,從庫內外泄的酸、堿性水或有毒有害物質對周圍環(huán)境和地下水造成污染,使人們逐漸意識到對廢石、尾礦采取簡單的處理只能治標但不能治本,留下長期隱患。20世紀末,中國礦產(chǎn)資源總回收率只有50%左右,在礦山固體廢棄物中蘊藏著許多有用組分,進一步開發(fā)利用可以形成新的二次礦產(chǎn)資源,有很多礦山企業(yè)通過從礦廢中提取有用組分實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟效益,北京威克冶金有限責任公司就是其中的一家。公司韓總工程師對記者說:“公司利用礦山廢石生產(chǎn)砂石料,年產(chǎn)量能達到130萬～140萬噸左右,每年利用廢石量在160萬噸左右,通過引進二道磁選程序,從礦廢中提取粗鐵20萬噸,提高了礦廢資源產(chǎn)品的附加值,產(chǎn)品盈利情況非常好。”盡管回收有價成分,對礦廢治理、利用企業(yè)來說,有著可觀的經(jīng)濟價值,但是,隨著國家加強環(huán)境保護和土地管理力度的加大,尾礦占地成為必須解決的迫切問題,只回收有價組份仍然處理處不了剩下的大量尾礦,為了有效地提高礦山固體廢棄物的資源利用效率,礦山企業(yè)和科研工作者加強了對礦廢中有價組分回收和全部礦廢整體開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)化試驗研究,并取得了一系列科研成果。20世紀80年代中期,隨著工業(yè)體制改革的深入以及原有礦山資源的日益減少,利用廢舊資源作為生產(chǎn)原料的想法日漸深入人心,礦山固廢的利用再次成為礦業(yè)關注的新熱點。政府主管部門和研究單位開始有組織、有計劃地開展調查研究,并大力倡導礦山固廢整體開發(fā)利用的理念,與此同時,涌現(xiàn)了一批試驗研究群體和科技成果。1990年,中國地質科學院在中國率先正式成立“尾礦利用技術中心”,1994年,在國家計委和國家科委編制的《中國21世紀議程優(yōu)先計劃(第一批)》中“尾礦的處置、管理及資源化示范工程”被列為“自然資源保護與利用”優(yōu)先領域的第4項。實踐證明,礦山固體廢棄物作為復合礦物原料進行整體開發(fā)利用,是減少礦廢的治本之路。不但可使原來資源枯竭或資源不足的礦山重新成為新資源基地恢復或擴展生產(chǎn),發(fā)揮礦山潛力,而且使國家、企業(yè)不必重復投資基本建設就可獲得大量已加工成細顆粒原料的二次礦產(chǎn)資源。這些資源作為硅酸鹽材料,可廣泛用于生產(chǎn)建筑砂石料、砌塊、隔墻板等新型墻體材料,水泥、陶瓷、玻璃、濾料、無機填料以及微晶玻璃、復合微粉等新型材料的復合原料。近幾年來,北京市礦山尾礦、廢石的綜合利用已經(jīng)在商品混凝土、瀝青混凝土、無機混合料、建筑雕塑、浮雕、外墻掛板等方面取得了突破性進展,每年可減少2000多萬噸的天然砂石開采。同時作為礦山的連續(xù)產(chǎn)業(yè),吸納了大批人員就業(yè)。相關專家曾經(jīng)參考國內外有關開發(fā)利用礦廢的經(jīng)驗,對北京地區(qū)的礦廢資源化利用帶來的經(jīng)濟和社會效益進行了預測性分析:建一座年產(chǎn)量30萬m2的尾礦微晶玻璃廠,實現(xiàn)年產(chǎn)值11220萬元,容納職工就業(yè)435人;建一座年產(chǎn)100萬噸高速公路路面增強料的企業(yè),可實現(xiàn)年產(chǎn)值2600萬元,安置就業(yè)80人;建一座年產(chǎn)65萬m2彩釉墻地磚廠,年產(chǎn)值1155萬元,安置職工175人;一座年產(chǎn)30萬m3優(yōu)質道碴生產(chǎn)廠,年產(chǎn)值可達465萬元以上,間接收益180萬元,安置就業(yè)60人;每年利用30萬噸尾礦作為原料生產(chǎn)水泥,年產(chǎn)值可增加560萬元,增加就業(yè)30人;用煤矸石生產(chǎn)污水處理濾料,建設年產(chǎn)1萬噸濾料廠,年產(chǎn)值800萬元,可安置就業(yè)156人。加強技術融合發(fā)展是固廢開發(fā)的突破口最近幾年,我國在礦山固廢治理和資源化利用方面取得了一些成績,但是產(chǎn)業(yè)化工程的推進速度仍然遲緩,張金青分析說:“企業(yè)在礦廢治理和實現(xiàn)資源化利用過程中,是一個重要的推動因素,但是較低的產(chǎn)品利潤嚴重影響了企業(yè)的積極性?！蹦壳?礦廢主要利用方式為生產(chǎn)建筑砂石料和無機混合料,比較單一且附加值較低,經(jīng)濟效益比起礦山主導礦產(chǎn)品來講還相差甚遠,產(chǎn)品不具備市場競爭力。以煤矸石頁巖磚為例,北京市周邊外埠地區(qū)實心粘土磚仍在大量涌入北京市場,價格比煤矸石頁巖磚低,造成煤矸石頁巖磚市場很難拓展;而建筑砂石料也有類似的問題:周邊地區(qū)涌入的以及本地違規(guī)開采的天然砂石也是屢禁不止,這種情況下,很難激起企業(yè)的投資熱情。只有開發(fā)那些可供批量生產(chǎn)的高附加值產(chǎn)品并形成產(chǎn)業(yè)化,才能調動礦山企業(yè)和全社會的積極性,變被動為主動。中國地質科學院尾礦利用技術中心利用尾礦、廢石、煤矸石已經(jīng)成功研制開發(fā)出的微晶玻璃新技術成果,引發(fā)了人們對礦山固廢資源向高附加值產(chǎn)品領域進軍的關注。張金青介紹說,以尾礦為原料生產(chǎn)的深色微晶板材玻璃的生產(chǎn)成本在200元每平米,比同類產(chǎn)品成本低15%～20%左右,銷售價格在每平米550～600元左右,是同類產(chǎn)品價格的2倍,微晶玻璃無放射性危害,低生產(chǎn)成本,高銷售價格的產(chǎn)品新材料產(chǎn)業(yè)NO.52007優(yōu)勢也吸引了投資商的眼球。國內外材料學家們正致力于以非金屬礦物原料和復合原料開發(fā)新型陶瓷、新型玻璃等新復合材料,為礦山固廢開發(fā)高附加值產(chǎn)品創(chuàng)造了有利條件。對于如何調整礦廢原料產(chǎn)品的產(chǎn)品結構組成以推進礦廢開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)化進程,張金青說出了自己的觀點:“一高一低”都要抓?！薄暗汀敝傅氖歉郊又档偷漠a(chǎn)品,技術要求不高,企業(yè)投資能夠立竿見影,比如礦廢做砂石料,無機混合料、砌塊、隔墻板等新型墻體材料,在大量消納礦廢量的同時,企業(yè)產(chǎn)品就地銷售,成果轉化快、示范效應明顯;“高”指的是高附加值產(chǎn)品,如微晶玻璃、干粉沙漿、復合微粉等,只有這種附加值比較高的產(chǎn)品才能真正吸引投資,調動起企業(yè)的積極性。用礦山固廢取代傳統(tǒng)原料,不僅對新產(chǎn)品、新企業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的成熟化、配套化和工程化具有相當高的要求,對老企業(yè),傳統(tǒng)產(chǎn)品來說仍然也是技術融合化的過程。在中國礦廢利用的先行礦山中,有一些生產(chǎn)企業(yè)因效益不好而停頓,這說明礦廢的利用技術是有復雜性和難度的。盡管,在我國對礦廢開發(fā)利用的技術有一定的基礎,礦廢生產(chǎn)微晶玻璃技術更是實現(xiàn)了自主創(chuàng)新,但是,目前礦廢處理和應用過程中還存在很多棘手問題,如煤矸石的利用率不高,有些尾礦還沒有被積極的應用,這些問題的解決有待于科技投入力度的進一步加大。對于高新技術的研發(fā),常年從事固廢行業(yè)研究工作的北京節(jié)能與資源綜合利用協(xié)會秘書長岳懷云做了一個很形象的比喻:“如果把技術比作“女兒”,那么企業(yè)就是“新郎”,政府作為“父親”在女兒出嫁的時候,要適當送些“嫁妝”。為了推進礦廢利用高新技術的研發(fā),政府要充分加以引導,適當?shù)倪M行買單?！睂τ谕顿Y礦廢利用的中小民營企業(yè)來說,因自認為生產(chǎn)所采用的技術科技含量不高,企業(yè)往往忽視了技術依托而走了很多彎路。他們在項目上馬前,并不找科研院所進行技術咨詢、尋求技術支持;在購買設備時,又常受到設備廠家的誤導,說免費提供給建廠企業(yè)產(chǎn)品配方,有些廠家將配方的效果說得天花亂墜,結果項目投產(chǎn)后,出現(xiàn)很多產(chǎn)品質量問題,影響銷售,造成經(jīng)濟損失,甚至整個項目半路夭折。張金青說,這幾年他已經(jīng)遇到過很多這樣的企業(yè)。事實表明,對礦廢的資源化處理和綜合利用,無論是走高科技含量利用的產(chǎn)業(yè)化路線,還是采用低科技含量的利用方法,一定要以技術作為依托和先導,以科學發(fā)展觀進行規(guī)劃建設,重視科學技術對行業(yè)指導的重要性。沒有穩(wěn)定的團隊是阻礙礦廢治理、綜合利用的又一難題?！皬氖鹿虖U資源化利用專業(yè)的高層次技術人員實在太少!”北京環(huán)保局固廢利用中心李義新在談到固廢整治的隊伍建設時感慨地說道,張金青對此也頗有感觸,甚至有些憂慮,他說:“目前,礦廢利用行業(yè)沒有建立起專業(yè)的從業(yè)、管理隊伍。如果沒有一個完善的專業(yè)化隊伍體系,整個行業(yè)對技術、對市場的把握就要滯后,這也成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一塊絆腳石,在實施產(chǎn)業(yè)化的進程中企業(yè)配備建材、設備自控和市場營銷等方面的專業(yè)人士,并建立一個規(guī)范的管理、組織團隊是非常重要的。在有些大企業(yè)中,從事礦廢開發(fā)利用的技術開發(fā)主管人員直接進入到產(chǎn)業(yè)中成為負責人,并組織管理團隊,這些做法對整個礦廢開發(fā)行業(yè)隊伍的建設都起到了良好的帶動作用,非常值得借鑒。”目前,在我國礦山廢石、尾礦處理、處置問題的體制和政策依然帶有計劃經(jīng)濟的影子,在現(xiàn)行的礦山體制中,廢石、尾礦的管理體系較混亂。管理者集管理與服務職能于一體,其管理牽涉到建設、環(huán)保、經(jīng)貿、科技、衛(wèi)生等有關政府部門,這種條塊分割和多頭管理不但不易協(xié)調,而且相互之間容易產(chǎn)生諸多矛盾。我國礦山固體廢棄物處理經(jīng)費主要靠政府和上級主管部門撥款,環(huán)衛(wèi)設施建設主要由其投資,導致廢石和尾礦的處理在資金方面缺乏與市場經(jīng)濟相適應的政策體系,無法有效吸收民間的和國外的資金,大部分礦山企業(yè)在這方面存在資金缺口。因此,建立與市場經(jīng)濟體制相適應的管理與運行機制,吸引非政府力量直接參與礦山固體廢物治理與應用工程的開發(fā)與經(jīng)營,是加快礦山固體廢物治理開發(fā)的重要途徑。礦山固廢的治理和綜合開發(fā)是一個系統(tǒng)工程,牽涉的行業(yè)和技術面廣,因素多,只有將各個影響因子進行統(tǒng)籌協(xié)調,調動更廣泛的參與力量才能形成推動行業(yè)快速前進的合力。尾礦利用在礦產(chǎn)資源方面的發(fā)展我國礦山固廢資源綜合利用走向產(chǎn)業(yè)化是從“十五“期間全面開始的,據(jù)統(tǒng)計,目前全國礦廢的綜合利用率約為8%,北京為10%～15%。中國地質科學院尾礦利用技術中心辦公室透露,全國從事礦山固廢治理和資源化利用的企業(yè)大約在7000～8000家左右,其中礦山企業(yè)所占比例大約為1/6,大多數(shù)為建材企業(yè)和民間投資企業(yè),最近幾年又有越來越多的企業(yè)加入到礦山固廢資源利用的行業(yè)中來。為了加快礦山固廢的治理和資源化應用速度,國家還出臺一系列優(yōu)惠政策,鼓勵企業(yè)進行投資,國家發(fā)展和改革委員會、財政部、國家稅務總局聯(lián)合發(fā)布的《關于印發(fā)〈資源綜合利用目錄(2003年修訂)〉的通知》(發(fā)改環(huán)資73號)中確定對生產(chǎn)資源綜合利用產(chǎn)品的企業(yè)給予稅收優(yōu)惠,該政策規(guī)定:企業(yè)生產(chǎn)的原料中摻有不少于30%的煤矸石、石煤、粉煤灰、燒煤鍋爐渣等其他廢渣(不包括高爐水渣)為原料生產(chǎn)的建材產(chǎn)品享受免征增值稅的優(yōu)惠;利用煤矸石、煤泥、油母頁巖和風力生產(chǎn)的電力享受增值稅減半征收的優(yōu)惠;企業(yè)利用本企業(yè)外的大宗煤矸石、爐渣、粉煤灰作主要原料,生產(chǎn)建材產(chǎn)品的所得,自生產(chǎn)經(jīng)營之日起,免征所得稅五年。2003年開始,北京市政府發(fā)布了禁采河道砂石的規(guī)定,規(guī)定發(fā)布后商品混凝土行業(yè)原料緊張,急需尋找替代原料。根據(jù)北京市政府80號令,從2003年5月起,北京市禁止生產(chǎn)粘土實心磚,并逐步限制使用和最終淘汰粘土多孔磚等其它粘土制品,加快了煤矸石頁巖磚的發(fā)展。通過一“促”一“限”兩個政策,企業(yè)提高了投資礦廢的積極性,而礦山固廢在工業(yè)建設中也有了用武之地。多年來,尾礦整體利用的實踐經(jīng)驗表明,礦山廢石及選廠甩尾可作鐵路、公路道碴、混凝土粗骨料;多種礦山尾礦可作建筑用砂,免燒尾礦磚、砌塊、廣場磚、鋪路磚及新型墻體材料原料;有些礦山尾礦可制陶瓷及建筑陶瓷墻地磚、瓦、輕質材料;許多尾礦已成為良好的水泥原料,有望形成尾礦水泥系列;高硅尾礦可作玻璃;不少尾礦可制微晶玻璃,有望成為新材料原料。經(jīng)過十幾年生產(chǎn)檢驗,這些以尾礦為主要原料的產(chǎn)品,符合國家建材質量標準要求,日益得到社會承認,成為社會新生產(chǎn)力的組成部分。2004年以后對礦廢原料產(chǎn)品的市場需求逐漸旺盛,在市場持續(xù)升溫的趨勢下,行業(yè)協(xié)會等業(yè)內社團組織在加強產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的緊密連接中也一直發(fā)揮著穿針引線的作用,每年都舉行礦山廢物利用新技術,新成果的交流會,將示范工程的點和大發(fā)展環(huán)境的面結合起來,加快了礦廢利用產(chǎn)業(yè)的形成和壯大,促進了礦山固廢的減量化和資源化。根據(jù)《中國21世紀議程優(yōu)先項目》方案,尾礦利用將建立配套的尾礦管理法規(guī)體系及資源化技術標準。對現(xiàn)有礦山尾礦實現(xiàn)整體利用,對新建礦山實行無尾礦礦山設計,目的是在21世紀中葉實現(xiàn)全國1/5礦山成為無尾礦礦山。主要為:(1)制定尾礦整體利用條例、尾礦排污收費管理條例;依據(jù)可持續(xù)發(fā)展模式和清潔生產(chǎn)原則,建立冶金、有色、化工、建材、煤炭、核工業(yè)、黃金礦山及地方礦山尾礦最小量化標準及實施細則;制定尾礦整體利用分類標準。(2)建立尾礦整體利用數(shù)據(jù)庫及信息管理系統(tǒng)。(3)引進和開發(fā)尾礦利用技術、設備、測試儀器。特別是利用尾礦研制高附加值新材料的工藝、技術及產(chǎn)品性能檢測設備。(4)建立國家尾礦整體利用工程技術中心,加強研究成果的成熟性、配套性和工程化水平,促進產(chǎn)品更新?lián)Q代,加強和完善尾礦利用技術研究單位。(5)建設尾礦整體利用示范工程和無廢料示范礦山。按產(chǎn)業(yè)部門選擇大、中、小型代表性礦山建設尾礦整體利用示范工程,開展尾礦資源特征及整體利用研究,建立示范礦山。(6)開展尾礦整體利用開發(fā)國際合作。預計項目方案推廣實施后,中國礦山尾礦的70%將由廢料變成可以利用的資源,尾礦綜