绿色冶金矿山开发模式
********** **** 摘要：中国冶金矿山在经历了较长期的粗放式发展后，正面临资源消耗严重、生态环境恶化、竞争力下降等问题。在如今矿业形势不景气的市场环境下，转变原有的靠拼资源、外延扩大再生产的经济增长模式，发展循环经济，促进资源的高效综合利用，强化废弃物的综合回收，才能使我国的冶金矿山走上资源开发利用与人类生存环境和谐共处的健康发展道路。
关键词：绿色冶金；循环经济；综合利用；废物回收。
引言
矿产资源是自然资源的重要组成部分, 是人类社会发展的重要物质基础。全国95%的能源、85%的工业原料以及70%的农业生产资料都是以矿产品为原料。而铁矿资源作为国家建设与发展的基础物质，在国民经济中占有重要地位。然而，我国铁矿资源贫矿多、难采难选矿居多，加之采取粗放式的开采模式，已经造成铁矿资源的大量浪费。铁矿资源又是不可再生资源，在面向21世纪新的历史发展阶段，我国有限的铁矿资源将难以承受超负荷的人口、工业发展需求。同时，随着矿产资源开发，冶金矿山产生大量废石和尾矿，由矿山固体废弃物和尾矿所带来的环境问题已成为当今世界持续发展面临的最重要的问题之一。当今世界，铁矿行业形势不景气，很多冶金矿山在原有的开发模式下已经难以维持下去。
循环经济是人类对环境难以为继的传统发展模式反思后的创新，是对人与自然的关系在认识上不断演进的结果。
因此，要想使冶金矿山摆脱困境，重新焕发生机，我们必须重视循环经济，加强资源的综合利用，促进废弃物和尾矿的回收利用，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，走出一条资源开发与环境保护相协调的矿业发展道路。
一、冶金矿山当前所面临的严峻形势
1.铁矿资源短缺
中国大型铁矿产地少，共伴生矿、贫矿多，富矿少。多年来我国铁矿石资源储量、可开采量、实际开采量均远远不能满足国内钢铁产业快速发展的要求，并且铁矿石禀赋差、开采成本高，铁矿石资源供给矛盾日益突出，连续多年进口铁矿石数量持续攀升，2009年铁矿石对外依存度将高达60%以上，并且在国际铁矿石价格谈判中屡屡丧失话语权，据发达国家钢铁工业发展的经验和我国目前所处的经济发展阶段，今后的若干年，我国对与铁矿石的需求量将进一步增加，铁矿石资源的供应安全问题更加突出。
马钢企业位于大型钢铁企业密集的长江流域, 在马钢的上游有武钢, 下游有南钢、沙钢、宝钢等, 对铁矿石需求都很迫切, 争夺铁矿资源的态势加剧, 国外矿运输巨轮又受南京长江大桥的制约, 不能一次到达马鞍山港, 需经上海二次倒运，可以说马钢是在夹缝中求生存。“十一五”期间马钢铁矿石自给率只有13%左右[2]。
2.矿山开发带来的严重污染
冶金矿山的开采、选矿、加工、运输中的扬尘对空气的污染可能使矿工患矽肺病。开采、选别、加工产生的废弃物、硫化物会对土壤、河流、水产生污染。露天矿山开采可能产生滑坡、塌方等地质灾害，对植被造成毁坏，原始生态不复存在，水土流失加剧。铁矿中铀元素具有放射性，白云石、栖霞灰岩等开采可能有放射性物质释放，放射性物质有可能诱发人体多种疾病[9]。
其中对环境危害最大的当属尾矿的大量排放。据不完全统计,我国现有大大小小的尾矿库400多个,全部金属矿山堆存的尾矿达到50亿t以上,而且以每年产生5亿t尾矿的速率增长。
尾矿砂地面堆放引起一系列问题和危害: 占用大面积的土地或农田；尾矿砂扬尘污染大气和环境,埋压道路、水源、城市建筑等设施；耗费巨资建立尾矿库和运营管理；尾矿在选矿过程中经受了破磨,体重减小,表面积较大,堆存时易流动和塌漏,造成植被破坏和伤人事故,并且在雨季极易引起塌陷和滑坡，尾矿坝潜在的工程灾害危及人民生命财产的安全和矿山的安全；尾矿中的有害成分产生大量酸性水污染水源和土壤，破坏生态平衡等等；尾矿砂粉尘中含有铜、镍、锰、钴等金属元素，随着粉尘被人吸入呼吸器官，可
造成公害病。我国铁矿石开采品位平均为32% ,经选矿后68%以上为尾矿，故每年冶金矿山将产生大量尾砂；而且选矿中的浮选药剂含大量有机、无机有毒化合物及油脂等,这些有毒物质大部分都存留在尾矿中[6]。
二、加强资源综合利用，走循环经济的绿色矿山之路
1.开源节流，资源整合，优化矿业结构
国内铁矿资源紧张，重组现有铁矿山形成大型矿山集团，增强抗风险能力，这样有利于扩大生产规模，有利于优化和产业升级，有利于提高技术水平和产品质量，有利于集中力量办大事。同时，资源整合将粗放型的增长模式转变为科学、合理、高效、集约化的经营模式，优化资源配置，实现矿产资源的综合开发和利用，提高企业的技术水平和能力，更好地实现资源的高效利用，同时也有助于构筑现代企业机制，集中人、财、供销管理，降低管理成本。
另外，我们还要搞好铁矿战略储备, 尤其富铁矿资源是钢铁、化工的重要原料，有了铁矿资源的战略储备, 才能保证钢铁工业发展。我们可以向西方矿业发达国家学习，积极到国外寻找地质情况明朗，铁矿储量丰富，能够稳产10年以上的大中型铁矿作为我国铁矿供应不足的有效补充。
马钢铁矿山利用其自身人才和技术优势，按优势互补，互利双赢的原则，走出国门到国外去投资建矿山，开矿山。利用独资、合资、合作、购买等方式在国外建立铁矿生产和供应基地，为马钢生产和采购铁矿石[2]。
广西锰业大力培育产业集群，发挥群集效应。充分发挥自身优势，吸纳有实力的企业、财团紧密合作，强力开发锰业，打造锰业新品牌。以桂西南为资源开发基地，以桂中为来料加工基地，以桂北为产业创新实验基地，以桂南沿海为贸易中转基地，努力使广西成为我国乃至全球最大的锰工业产品辐射源头，成为真正的绿色锰都[6]。
2.加强资源综合利用，提高综合经济效益
南京梅山铁矿面对低靡的矿业环境，立足自身矿山特点，积极寻求资源综合利用途径。一是加大资源勘探。通过地质分析，现场勘探，分别对-243m 水平、-258m水平的表外矿进行了回收，累计回收铁矿石50余万t，今年又
在-273m水平找出边部矿70万t，现已进入开采阶段，努力回收资源。二是注重系统改善。通过改善选矿工艺，优化选矿流程，加强铁资源回收，采取控制入磨品位和多磨少抛的方式，降低尾矿品位，减少尾矿中铁矿物损失，最大限度地利用和回收资源。三是加强尾矿综合利用。公司每年产生近60 万t 的干尾矿全部作为建筑材料销售，湿尾通过增加尾矿再选工艺，采用新型高效选别设备进行再选再收，每年从尾矿中回收铁精矿约7万t，直接效益达700万元，同时利用尾矿铁矿物替代铁粉作为水泥生产原料，年消耗尾矿20万t[1]。
马钢铁矿山属贫矿资源, 抓紧研究低品位铁矿采选技术, 充分利用贫矿资源。一是开发利用解放前和解放初期形成的排土场；二是对尾矿进行开发利用,多出铁精矿[2]。南山铁矿凹山选矿厂采用马鞍山矿山研究院设计的圆盘磁选机对尾矿再选,可获得产率5%～6%、含铁29%～31%的粗精矿,经再磨、再选后可获得产率2%、含铁60%～63%的合格精矿,每年回收铁精矿达4万t[7]。
2010年全国重点铁矿选矿厂人选原矿量约为亿吨，排出的尾矿量达5800余万吨，已有钢铁企业采用磁选、浮选、酸浸、絮凝等工艺从尾矿中再回收铁，有的还补充回收金、铜等有色金属，经济效益较好[5]。
3.深入开展节能减排，积极发展循环经济
南京梅山铁矿围绕高能耗、高污染和“三废”，按照“减量化、再利用、资源化”原则，积极探索资源循环利用模式。一是加大废水利用。公司对井下采矿废水进行了整治，井下排水沉淀处理后，输送至选矿厂缓冲池，进入选矿厂环水系统作为循环水使用。公司通过对选矿生产用水的平衡和调节，对管路进行优化改造，选矿排口的废水排放量由2005年420万t 锐减到2011年的30万t，选矿工业水循环利用率由2005年的%提高到2011年的%。二是减少废气排放。通过对制酸设备的更新和改造，制酸尾气中二氧化硫浓度基本稳定在50mg/m3以下，远远低于行业标准，二氧化硫年排放量由2008年的61t 降到了2011年的3t，减排率达到96%[1]。
马钢铁矿山积极建设节能环保型矿山。一是对选矿废水加强治理, 达标排放，提高工业水复用率，让选矿水循环使用；二是对尾矿再选提取有用组
分，去除潜在的污染，对尾矿中贫矿再选，开展尾矿制造建筑材料，制造肥料等技术研究和应用研究[2]。
金川铜镍矿开发研究了尾矿砂资源化利用循环经济模式。利用尾矿砂与酸性废水自反应技术实现循环经济模式,不但能综合治理金川铜镍矿山尾矿砂和酸性废水的污染问题，还能回收有价组分，获取高附加值产品无定形二氧化硅(白炭黑)、纳米氢氧化铁和纳米氢氧化镁[3]。
另外，还可以利用尾矿生产尾矿转、尾矿水泥、建筑微晶玻璃等。北京科技大学以大庙铁矿尾矿和废石为主要原料制成了尾矿微晶玻璃花岗岩。其成品抗压强度、抗折强度、光泽度、耐酸碱性等均达到或超过天然花岗岩[5]。尾矿中含有氟化钙的包头铁矿和湖南铅锌矿,将尾矿作为矿化剂加入原料,使水泥熟料烧成温度降低150℃左右,有利于熟料的节能增产,这一节能科技成果,已在邻近上述尾矿资源的水泥厂推广[7]。
4.恢复生态环境，建设绿色矿山
发达国家的采矿复垦率达到80%以上。我国国务院于1988年11月颁布的“土地复垦规定”中,明确了“谁破坏,谁复垦”的原则,对闭坑矿山和尾矿库进行土地复垦和生态恢复，是冶金矿山建立绿色发展模式的必由之路。
水口山铅锌矿对20万m2的老尾矿库,经复土、绿化并试种5000余株苦楝树长势良好。首钢迁安铁矿在1200亩尾矿库上不用复土即植树种草成功,更降低了复垦成本。攀枝花矿选矿厂的尾矿库,坝体坡面上曾人工覆盖山皮土约15hm2,以种草为主并辅之以浅根藤本植物，经过试种,取得了预期效果。程潮铁矿在尾矿库挖坑、填客土,采用“大穴、大草、大密度”的方法,栽植耐干旱、耐贫瘠、耐水涝、抗盐渍的先锋植物,为形成经济林和果树林创造了条件。南山铁矿植树19万棵(成活率87%以上)，矿区绿化率已达36%[7]。
南京梅山铁矿对使用过尾矿库积极进行土地复垦和生态补偿工程建设。韩府山苗圃占地30余亩，种植有桂花、香樟、紫薇、红枫、日本晚樱、马褂木等20 几个品种，已发展成为南京市一个苗圃基地，沿线区域成为南京最大的生态旅游区。同时按照城市矿山建设的要求，将塌陷区范围内居住的居民房屋全部拆除转移，将塌陷区周边全线围挡，内部种绿，净化空气美化环境，努力打造城市矿山绿色景观[1]。
三、冶金矿山开发策略
1.开源节流并举, 开发保护并重, 把节约资源放在首位
面对国内铁矿资源日益枯竭的不利局面，紧紧依靠科技进步,从铁矿资源勘查环节做起, 提高铁矿资源的综合勘查，综合评价，合理开采，综合选冶能力和共伴生矿产的综合回收利用率，加大铁产品深加工力度，延长铁产品产业链。
2.开展资源综合利用，减少废石、废水的产生
在工艺设计和生产实际中，既要提高矿石中主元素的回收率，又要考虑伴生、共生的金属元素、非金属元素的综合回收，尽量避免主流程后面的尾巴工程。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，待条件成熟时再开采利用，避免资源的浪费[5]。
3.提高尾矿利用意识，落实环境污染治理与灾害控制
国家有关部门应确定尾矿利用在资源综合利用中的重要地位,矿山企业应当树立循环经济的长远观念,要把尾矿利用作为实现矿业持续发展的必要措施。加强矿山固体废弃物堆场灾害的监测、控制与治理，避免尾矿库溃坝、排土场滑坡与泥石流等灾害的发生。
4.加大科技投入，注重新技术、新工艺的研发
科学技术是第一生产力，以高新技术为基础，以技术创新、管理创新、制度创新为手段，推动矿山科技进步，是矿山企业持续发展的基础。技术创新既能有效改善矿产资源的利用效率，同时也有助于保护生态环境，可谓一石二鸟。中国大型矿产地少，共伴生矿、贫矿多，富矿少，对综合选冶技术要求高，因此，创新科技，加强采、选、冶的新技术、新工艺的研究与推广应用，提高资源综合利用率显得尤为迫切[4]。矿产资源综合利用的根本出路在于技术进步。冶金矿山必须不断改进和优化工艺流程，淘汰落后工艺与产能，采用无废或少废工艺，合理开发注重保护，积极开展科技创新和技术革新。
5.整合矿业资源，优化矿业结构
规模较小的矿山企业如果不能达到相应技术要求，其开发行为是在浪费资源。可通过资源整合的方式，积极引导小型矿山进行整合，减少矿山总数，提高生产
规模。另一方面，资源整合能有效遏制乱采滥挖、越界开采、非法转让矿业权等违法活动。资源整合可以将粗放型的增长模式转变为科学、合理、高效、集约化的经营模式，优化资源配置，实现矿产资源的综合开发和利用，提高企业的技术水平和能力，更好地实现资源的高效利用。
6.加快数字化矿山建设，努力发展矿山智能化
通过逐步建立矿山数字化、信息化的“交通网”——高速企业网；针对不同问题开发具有不同功能的矿山应用软件；建立快速、准确、自动化的数据采集处理系统来实现矿山的高度信息化、自动化和高效率。进而在矿山数字化的基础上, 实现采矿及有关设备的智能化，建立矿山智能化体系，加快发展智能采矿机器人系统技术，促进我国智能化冶金矿山的早日实现[8]。
7.健全、完善法律和政策体系，强化政策导向作用
要进一步建立和完善矿产资源综合利用的法律体系。1986年我国颁布的《矿山资源法》已经不能完全适应新形势的要求,希望尽快出台《资源综合利用法》、《再生资源综合利用法》,使资源综合利用包括尾矿综合利用工作能够纳入到法制化轨道[7]。制定矿产二次资源利用技术政策以及矿山采选业清洁生产技术要求，尾矿库、排土场安全稳定性建设与运行准则，矿区生态示范区建设、验收标准等，以规范矿山的开发行为，保证矿业开发健康稳定进行。建立矿山循环经济体系,运用原生资源和再生资源的价格差异和利益驱动等经济激励政策来激活矿山尾矿的综合利用。
四、结语
冶金矿山开采的是不可再生资源，环境资源不能过度开采和利用。而社会的进步与发展离不开资源，人类的生存及长期可持续需要优良的环境，如何解决二者的关系是近年来人们不断研究的课题。
发展循环经济，构建新型的冶金矿区结构与模式，走可持续发展之路是冶金矿山经济增长方式实现根本转变的必由之路。同时及时借鉴、吸收国内外的采矿新技术，利用现代科学技术，改造传统冶金矿业，必将对我国冶金矿产资源的开发产生积极的推动作用。
矿产资源的可持续利用是整个社会可持续发展的重要组成部分，在人类社会
和经济的进步越来越依赖矿产资源的今天，矿产资源的和谐开发，提高资源的综合利用已成为当前的重要任务。矿产资源和谐开发是一个长期的过程，需要全社会加强对可持续发展观的认识，树立“和谐矿业”、“绿色矿业”观念，综合运用法律、经济、行政手段，通过科技创新，来营造有利于保护自然资源和生态的产业环境。中国冶金矿产资源开发产业的绿色发展任重而道远。
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