矿产资源利用现状与发展的研究.doc

1、 矿物是指存在于地壳中的自然化合物 ,其存在方式 有固体、液体和气体 ,以固体居多。具有开采价值的矿物称 为矿产。矿产资源是国民经济的重要基础 ,是人类社会发展 的主要源泉。据统计, 我国 90%以上的能源和 80%以上的工 业原料都来自矿产资源。为推动国民经济正常运转 ,我国年 消耗矿 物原料已超过 60 亿 t。目前 ,我国矿产资源形势不容乐 观 ,主要表现为相当一部分主要矿产资源后备储量不足、资 源利用率不高、环境污染比较严重。矿产资源综合利用对有 效利用和合理保护矿产资源将发挥积极作用 ,对推动我国 经济增长方式由“粗放型 ”向“集约型 ”转变 ,实现资源 优化配置和经济可持续发展具有

2、重要意义。因此 ,资源综合 利用必将是我国经济发展的一项重大战略方针。 一、矿产资源综合利用是资源开发的必由之路 虽然我国是矿产资源丰富的国家 ,矿藏拥有量居世界 第 3位 ,在已发现的 163种矿产中 ,有探明储量的 152种 , 其中煤矿、锡矿、钛矿、稀土矿、菱镁矿、 石墨矿等 20 多种矿产储蓄量居世界首位，但是由于我国人 口众多，矿产资源人均占有量还不到世界人均占有量二分之 一。我国主要探明储量与世界对比如表 1 所示。 表 1 我国主要矿产探明储量与世界对比 矿 种 世 界 中 国 中国 /世界/% 原 煤 / 亿t 12112 4095 33.8 钨 / 万t 330 228 69

3、.0 菱 镁 矿 / 亿t 34 13 38.2 稀 土 / 万t 11000 2859 26.0 锡 / 亿t 1000 212 21.2 磷 矿 石 / 亿t 340.56 69.5 20.4 锌 / 万t 33000 3465 10.5 铅/万 t 12000 1185 9.9 铁矿石/亿 t 2300 222 9.6 铜/亿 t 61000 2671 4.3 镍/万 t 11000 376 3.4 铝土矿/亿 t 280 7 2.5 金/亿 t 61000 1275 2.1 石油/亿 t 1390 22.45 1.6 钾 盐 / 亿t 170 1.46 0.08 根据表 1 ， 综合分

4、析可发现我国矿产资源具有 3 大特 点：其一，大部分主要矿产资源人均占有量少，在相比较的 15 种主要矿产资源中， 仅有 4 种矿产资源人均占有量超过世 界人均占有水平，源人均占有量超过世界人均占有水平 ,其 余 11 种矿产资源不但绝对储量偏少 ,而且人均占有量也低 于世界人均占有水平; 其二 , 能源资源表现为多煤少油 , 煤炭资源人均占有量显著高于世界人均占有水平 ,而石油 资源无论从绝对量 ,还是从人均占有量均处于劣势 ;其三 , 钾盐数量相当少 ,对于农业的发展将产生重要影响。因此 , 针对我国矿产资源的特点 ,应当综合开发能源矿物燃料代 用品。 建立节约型社会 ,从根本上讲就是要在

5、矿产资源开采 利用过程中 ,一方面抓住源头 ,即在资源的开采过程中 , 提高矿产资源的回采率 ,采取有效步骤严控采矿过程中惊 人的地质储量损失; 另一方面抓住过程 ,即在资源的使用 过程中 ,提高矿产资源的利用率 ,采取现有先进技术提高 有用金属的回收率、伴生元素的利用率 ,同时重视矿产资源 的非金属用途开发。 建立可持续发展的循环经济模式 (生态工业系统 ) ,其 核心是将上一生产过程产生的废物依次转化为下一个生产 过程的原料和能源 ,使系统内部企业之间形成协调和互补 共生关系 ,最大限度地充分利用资源和减少负面影响 ,从 而实现工业的可持续发展。生态工业系统是近年来形成的一 个新概念 ,

6、二、矿产资源综合利用的现状 自 20 世纪 80 年代初以来 ,我国矿产资源综合利用取 得了长足进步 ,但矿产资源综合利用率偏低 ,有色金属为 35%左右 ,黑色金属为 30% 40% 。 2. 1 共伴生矿产资源的综合利用成果显著 ,但开发空 间很大 近 20 年来 ,在资源综合利用领域 ,法制建设取得了实 质性进展 , 办矿理念基本实现由“单一矿产资源开采 ”向 “共伴生矿产资源(金属和非金属)系 统综合开发利用 ”的转变。我国现已建成包括攀枝花钒钛 磁铁矿、金川多金属共生矿、包头白云鄂博多金属共生及稀 土矿、湖南柿竹园多金属共生矿、广西 大厂多金属矿、辽东硼镁矿在内的 6 大共伴生矿产资

7、源综 合利用基地 3 。其中攀枝花钒钛磁铁矿共伴生矿产资 源综合利用项目对促进我国钒钛资源综 合利用成绩显著 ,不但结束了我国钒进口的历史 ,而且一 举转变为世界上钒第 4 生产大国。 据统计 ,有色金属行业共伴生有价元素综合利用率达 70%以上 ,综合回收金属量占同期开采金属总量的 15%以 上 ,综合回收金属元素近 40 种。其中 ,硫占全国产量的 40%、金占全国产量的 10%、白银占全国产量的 80% 90% 、 铂族金属几乎全部依靠有色冶炼厂综合回收。 综观全国矿业 ,我国矿产资源综合利用与发达国家相比 , 其差距比较大。国内矿产资源总回收率仅为 30%左右 ,全国对 共伴生矿产资源

8、综合利用的矿山只占总数的三分之一 ,综合 利用率只有 20%。其差距主要表现在冶金、化工、石化、建材、 煤炭、核工业等行业的矿产资源综合利用率平均低于 30% ,工 业固体废物综合利用率只有 25%左右;有些矿产资源综合利用 技术尚未过关 ,致使应该开发的矿产资源未能综合利用或综 合利用率很低; 矿产资源综合利用所生产的产品科技含量和 附加值偏低。 2. 2 工业“三废 ”资源的综合利用得到广泛重视 ,但 废弃物排放量不断增长 我国金属矿山尾矿堆存量已达 50 亿 t 左右 4 ,并 每年还以 3 5 亿 t排放速度增长 ,预计到 2010年将达到 63 亿 t 以上。侵占和直接污染土地 66

9、. 7 万 hm2 ,间接污染 土地 667 万 hm2 。 由于受思想观念和技术条件的限制 ,堆存的尾矿、废石 中 , 还含有可以提取利用的有用元素。例如 ,鞍本地区一些 磁铁矿尾矿 ,仍含有近 20%的 Fe,采用强磁机回收措施 ,可 回收铁品位达 60%的铁精矿。铜官山铁矿每年可从尾矿和围岩 中综合回收 13. 6 万 t 硫精矿、16. 4 万 t 铁精矿 ,采用堆浸 技术可从排放的废石中回收铜和金。冶金矿山尾矿 90%以上是 非金属矿物 ,其成分与建材的原料相近 ,只要在尾矿中掺加 少量其它原料 ,即可实现大宗整体应用。例如 ,东北大学与马 钢姑山铁矿合作 ,利用露天矿排放的剥离废弃

10、物成功地生产 烧结空心砖 ,每年消耗矿山废渣近 20 万 t。这不但解决了矿 山排土场扩容的难题 ,而且又解决了毁田制砖的问题 ,促进 了新型建材的发展。为建筑业的大发展寻找到新的原料来源 , 开辟了矿山循环经济模式的先河; 用细粒尾砂和低硅高钙镁 尾砂作水泥原料 ,其用量可达 50%左右 ,而且尾矿中含 有的 Mo、 Cu、 S 等微量元素 ,有利于提高水泥生产效率 ,降低 能耗和生产成本。 在金属矿山开发过程中 ,对于非金属元素的直接开发应 用 ,不应当熟视无睹。如石榴子石是一种优质天然耐磨材料 , 具有硬度高、密度大、耐磨性强等特性 ,已广泛应用于大型构 件的喷砂磨料 ,光学仪器的研磨和

11、抛光材料。它是许多矿山废 石的主要矿物 ,如弓长岭铁矿围岩中含有优质铁铝石榴石 , 地表堆积量已达 10万 t以上 ,经深加工后可以开发成新的产 业 ,其经济效益可观。我国水资源总量为 2 800 亿 m3 ,人均 拥有量为 2. 58 103 m3 ,位于 12 个贫水国家之首。然而 , 我国水资源浪费严重 ,主要表现为农业用水利用率仅为 30% 左右; 工业用水技术落后 ,重复利用率低 ,单位产品耗水量 大。例如 ,生产 1 t 钢补充新水 ,我国为 30 260 t,而美国 和日本仅需 3 6 t;炼 1 t 原油平均耗水 ,我国为 2 32 t,发达国家仅需 0. 3 1. 2 t;

12、生产 1 t 纸浆和纸平均 用水 ,我国为 270 400 t,国外先进水平不超过 50 t。污 水、废水的处理既是环境保护问题 ,又是资源的充分、合理利 用问题。我国政府十分重视工业废水的处理 ,并制定了相关的 环境法规。1997 年 ,国家环保总局严格检查并处理了淮河流 域排污问题 ,收到了良好效果。但是我们国目前对废水处理后 的再生水 ,只有部分用于工业用水和再循环 ,而且很少达到 进入饮用水再循环标准。 三、发展循环经济与矿产资源综合利用 循环经济是工业与社会可持续发展的一种新的经济理念 ,它 要求在获取利润过程中 ,遵循资源利用减量化、产品再使用、 废弃物再循环的三原则。 （一） 完

13、善矿业管理体制与法制建设 我国矿山管理体制尚未摆脱按矿种分属各个部门 ,长期以 来行业分割开成了一种观念 ,人为地把自然资源割裂开来 , 对其共伴生组分的回收率没有具体要求 ,回收利用共伴生组 分不算任务。我国矿产资源 80%的矿床是共伴生多种有用组 分 ,这是我国矿产资源的特点之一 5 。为此应借鉴国外 对矿产资源综合开发与利用的实践与政策 ,建立起矿产资源 综合开发利用审计制度 ,研究制定我国评价矿产资源综合利 用的指标体系 ,明确矿产资源的产权关系 ,从经济和政策两 方面建立激励机制。 同时 ,还要尽快制定适合我国矿业特点的管理和考核办 法。采矿回采率、贫化率和选矿回收率是反映矿业企业资

14、源效 益和经济效益的主要技术指标。当前我国矿山企业的“三率 ” 水平普遍偏低 , 9 种主要有色金属的井下回采率平均为 53% , 选矿回收率平均为 62. 5% ,采选综合回收率平均为 33% ,我 国矿产资源总回收率比发达国家低 10% 20%。因此必须加 强管理 , 尽快提高矿山企业“三率 ”水平。 （二）对于“三废 ”存放首先要做到无害化 我国金属矿山的尾矿和废石每年排放量达数亿 t,开发利 用仅为 3. 2% ,累计露天堆存量近 60 亿 t,不但占用了大量 的土地 ,而且对空气和水系造成了严重污染。对于暂不能利用 的固体废弃物 ,要实现安全堆存 ,做到无害化。建立“尾矿 库 ”是无

15、害化堆存的一种方式。马钢公司姑山铁矿成功地利 用废弃的露天坑作为 “地下尾矿库 ” ,节省了新征排土场用地 , 节约了建新库投资 2 亿元 。尾矿地面安全堆存是无害化堆存的另一种方式。露天堆 存的矿山尾矿和废石 ,主要问题是保证尾矿坝的安全稳定。如 果尾矿坝坝基坚固 ,坝体设计合理 ,则尾矿坝越高 ,库容越 大 ,可以节约建库资金 ,少占用土地。例如 ,攀钢矿业公司马 家田尾矿坝高度已达 114 m ,库容所剩容积不大 ,若建新库将 需要资金 3 亿元左右 ,且占用大量耕地 ,如果实施坝体安全 加高方案可使库容量由原设计的 0. 8 亿 m3 提高到 1. 8 亿 m3 ,可获得显著的经济效益

16、和社会效益。 （三）对“三废 ”立足于开发 ,实现资源化 对于 “三废 ” 综合利用开发的第 2 个层次是运用新工艺、 新科技 ,使其变废为宝 ,使废物的部分组分变成有用原料 , 提高资源利用率。对于陈封的尾矿和废石重新进行选别 ,提高 主要成分的回收率 ,扩大其共伴生元素回收途径。对于污水废 水 ,通过水处理厂采用物理方法、化学方法、物理化学方法和 生物治理方法 , 使其达到、类水的排放标准 ,主要适用 于工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区、农业用水区及 一般景观要求水域。 （四）对“三废 ”利用 ,实现经济循环化 对于“三废 ”综合利用开发第 3 个层次应当是建立工业 生态系统 ,依照

17、生产模式:原料 +能源 +劳动力 =产品 +废 物 ,在系统内部生产过程中 ,不断将上一循环中产生的废物 , 作为下一循环的原料或能源 ,最终其整个产业链的废物变成 产品 ,或实现达标排放。 丹麦 Kalundbong 工业区是生态工业系统最著名的实 例。该系统的核心是一个装机容量为 115 亿 kW 的燃烧电 厂 , 煤燃烧变成电能其能量转化率为 40%左右 ,其余 60% 以水蒸汽形式的热量是首循环的废物 ,下面系统内的各个 循环依次将热能废物作为能源 ,支撑炼油厂、制药厂等生产 系统的生产 ,可使煤炭一次能源的 90%得到利用。系统以电 厂向电厂各个系统单元供余热为起点 ,经过扩展形成包

18、括 发电厂、炼油厂、生物技术产品厂、塑料板厂、硫酸厂、水 泥厂、种植业和园艺以及区域供热 。 山东鲁北化工企业集团磷铵、硫酸、水泥联产国家示范 工程项目是我国工业生态系统探索取得的重大成果。该系统 利用生产磷酸铵排放的磷石膏废物制硫酸 ,同时生产水泥 , 回收硫酸气用于生产溴素 ,废水封闭循环利用 ,该系统以 3 种产品进入市场。 经预测 ,实现多种产业经营后 ,可创造原煤主产品 3. 15 倍的经济效益。本项目的社会效益:替代粘土生产新型建 材 ,每年减少毁田 1.46 hm2 , 可节省制砖用煤 3 万 t, 节水 250 万 t,盘活国有资产 9 000 余万元，可增加工作岗 位近千个。

19、 四、结论 21 世纪 ,全世界共同面临矿产资源紧张问题 ,未来的 强国应当属于拥有矿产资源、合理利用矿产资源并重视环境 保护的国家。 参参 考考 文文 献献 （一） 矿产资源综合利用手册编委会 矿产资源综合 利用手册 M北京：科学出版社，2000 （二）朱 训.中国矿业成就与发展战略M北京：冶 金工业出版社，2000 （三）葛振华.我过矿产资源综合利用中存在的问题及对 策J.中国矿业，2003，12（7） ：13. （四）陈永贵，张可能，魏中超，等。我国矿山固体废 弃物综合治理及其应用探讨G/金属矿山杂志 社，2003：314317 （五）陈国铭。我国矿产资源综合利用潜力和发展对策 探讨J.中国矿业，1999，8（1） ：1416. （六）肖松文，张泾生，曾北危.产业生态系统与矿业 可持续发展J.矿冶工程，2001，21（1） ：4-6.