尾礦資源綜合利用的必要性及對策

劉璇，李如燕，孫可偉，崔孝煒

尾礦資源綜合利用的必要性及對策

劉璇1，李如燕2，孫可偉2，崔孝煒1

（1.商洛學院陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室，陜西商洛726000；2.昆明理工大學廢棄物資源化國家工程研究中心，云南昆明650093）

根據(jù)循環(huán)經(jīng)濟及資源綜合利用的要求，針對礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中產(chǎn)生的大量尾礦對環(huán)境的破壞，以及對下游人民群眾生命財產(chǎn)安全的威脅，結合尾礦的利用價值，闡述了尾礦資源綜合利用的必要性，并提出尾礦資源綜合利用的對策。

尾礦；綜合利用；可持續(xù)發(fā)展

聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展委員會于1987年在日本東京發(fā)表了一份著名報告——《我們共同的未來》，報告首次提出了“可持續(xù)發(fā)展”的概念［1］。可持續(xù)發(fā)展是指在滿足當代人需求的前提下，能夠保證后代人滿足其自身需求能力的發(fā)展。它主要包含了經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展觀、社會可持續(xù)發(fā)展觀和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展觀3個方面的內(nèi)容，其目的是要實現(xiàn)人口、資源、環(huán)境三者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。可持續(xù)發(fā)展的觀點提出之后，得到了世界各國的積極響應，很多國家根據(jù)自身的情況，制定了相應的方針政策和法律法規(guī)，以推動社會向可持續(xù)發(fā)展的方向轉變，取得了較好的效果。我國于1994年3月發(fā)布了《中國21世紀人口、環(huán)境與發(fā)展》白皮書，是世界上首部國家級的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。20多年來，全國上下采取一系列措施來落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，并取得了良好的成績。

目前，隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，對資源的需求越來越大，特別是近10年來為了經(jīng)濟建設的需要，加快了對礦產(chǎn)資源的開發(fā)力度。由于礦產(chǎn)品位低劣、工藝技術落后、開采設備簡陋，導致開發(fā)過程中的資源利用率不高，尾礦等礦冶廢棄物的產(chǎn)生量巨大。而大多數(shù)礦區(qū)位于山地中，山大溝深、交通不便，決定了尾礦只能利用地形，在山溝修筑壩式尾礦庫進行堆存。不僅人力、物力、財力消耗量巨大，而且在占用大量土地的同時，還造成了土地污染［2］。

所以從資源的角度來分析，從能源和環(huán)境的角度來思考，礦產(chǎn)資源的開發(fā)是一個不斷地消耗資源、破壞生態(tài)環(huán)境的過程，背離了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求［3-4］。礦產(chǎn)資源開發(fā)在為國家經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高做出貢獻的同時，又大量消耗了資源和能源，并產(chǎn)生了大量的尾礦，造成了環(huán)境污染。因此，如何提高礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中資源和能源利用率以及尾礦的產(chǎn)生率，如何實現(xiàn)礦產(chǎn)資源與環(huán)境之間的可持續(xù)發(fā)展，以及如何實現(xiàn)尾礦的資源化利用，是當前礦產(chǎn)資源開發(fā)行業(yè)急需解決的3個重要問題。其中，尾礦的資源化利用是解決上述問題的最直接、最有效的途徑。

1 尾礦資源綜合利用的必要性

目前我國尾礦種類繁多，成分復雜，資源化利用方法與技術落后，資源化利用的意識短缺，尾礦只能作為廢棄物筑壩堆積，從而演變成一種社會問題。

1.1 尾礦是重要的二次礦產(chǎn)資源

我國礦產(chǎn)資源的突出特點是：（1）礦產(chǎn)資源的種類齊全、儲量豐富，但貧礦較多；（2）單一礦種少，共伴生礦種較多；（3）礦石組成成分復雜，難選冶礦種較多。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有的15.3萬個礦山中，有80%為共伴生礦，而我國對礦產(chǎn)資源的綜合利用缺乏認識，礦產(chǎn)資源開發(fā)工藝落后，設備陳舊，大量的有價礦產(chǎn)資源沒有得到全面勘探和合理利用，導致共伴生礦產(chǎn)資源的利用率不到20%，而其余部分則被直接拋棄而混入了尾礦當中。

截至目前，我國已堆存的各類礦山尾礦高達50億t，并以3億t的年排放速度激增。而堆存的尾礦含有豐富的黑色、有色、稀土、稀貴和非金屬礦物，是非常寶貴的二次礦產(chǎn)資源。有些尾礦中所含的伴生礦的儲量甚至比現(xiàn)有的富礦含量還要多，具有非常大的開發(fā)價值。從這些尾礦中不僅可以綜合回收多種有價金屬和礦物，而且由于尾礦的化學成分以SiO2，Al2O3，CaO，MgO，F(xiàn)e2O3，K2O等為主，是建筑、玻璃、陶瓷等工業(yè)生產(chǎn)的重要礦物原料［5］。因此，尾礦是極具資源化利用和開發(fā)價值的二次礦產(chǎn)資源。

1.2 尾礦的危害

目前，我國的尾礦綜合利用率低下，大量的尾礦只能堆存于尾礦庫中，甚至在有些地方由于監(jiān)管不到位，礦山選廠將尾礦直接排放到環(huán)境中，造成非常大的環(huán)境影響。因尾礦排放和堆存帶來的危害包括以下方面［6-7］。

（1）尾礦的排放和堆存直接影響著生態(tài)環(huán)境。在受到腐蝕或所含元素發(fā)生化學遷移時，尾礦嚴重地污染了大氣、水體和土壤，進而破壞植被甚至直接威脅人類的健康和生命；沒有經(jīng)過復墾的尾礦庫，因其表面疏松很容易隨風飄散，甚至形成“礦塵暴”，造成尾礦庫周邊的生態(tài)環(huán)境嚴重惡化。目前，我國因尾礦排放和堆存而造成的直接和間接污染面積高達66.7萬hm2。

（2）尾礦的堆存對附近居民的生命財產(chǎn)安全有著嚴重的潛在威脅。在生產(chǎn)過程中，尾礦是以流體形式排放，流動性極好，很容易造成類似“泥石流”的滑坡和塌陷，再加上我國大多數(shù)的尾礦庫年代久遠，庫存超容，若政府部門監(jiān)管不力可能會發(fā)生尾礦庫潰壩而危害到尾礦庫下游人民的生命和財產(chǎn)安全。如：2008年9月8日，山西襄汾新塔礦業(yè)有限公司尾礦庫潰壩，造成非常嚴重的生命和財產(chǎn)損失；2006年4月30日，商洛市鎮(zhèn)安縣黃金公司尾礦庫發(fā)生潰壩事故，也造成了非常嚴重的生命和財產(chǎn)損失?？梢哉f，尾礦庫就是懸在下游人民頭上的一顆“定時炸彈”。

綜上所述，無論是從資源、能源、環(huán)境的角度，還是從尾礦的安全隱患角度來看，尾礦資源的綜合利用有著極大的必要性和迫切性。

2 尾礦資源綜合利用對策

由于我國現(xiàn)有尾礦資源綜合利用的技術缺失、工藝不成熟，導致尾礦資源的綜合利用成本較高，資源化產(chǎn)品不具市場競爭力，再加上我國公民資源環(huán)境意識的缺失，傳統(tǒng)行業(yè)對尾礦資源綜合利用的沖擊，國家非常有必要對尾礦資源的綜合利用提供技術支撐和政策扶持。

2.1 加強資源循環(huán)和環(huán)境保護的意識

目前，我國有關管理部門和相關企業(yè)的資源循環(huán)和環(huán)境保護意識薄弱，對尾礦資源綜合利用認識不足，再加上利用成本較高，不具市場競爭力，地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)之間發(fā)展不平衡。此外，我國長期以來對礦產(chǎn)資源開發(fā)行業(yè)的監(jiān)管不力，礦山企業(yè)無計劃地盲目開采，過分注重主礦產(chǎn)品的價值，而忽視共伴生組分，沒有綜合利用的意識［8］。在經(jīng)濟落后和邊遠地區(qū)以及一些缺乏社會責任感的企業(yè)，存在著很嚴重的浪費資源、污染環(huán)境現(xiàn)象。因此，應加強管理部門和相關企業(yè)資源循環(huán)和環(huán)境保護的教育，提高環(huán)保意識，從而加強尾礦資源綜合利用的力度。

本試驗條件下，施用配方肥在氮肥減量25%時，辣椒不減產(chǎn)、品質(zhì)有一定改善，氮肥利用率提高3.2%百分點。配方施肥對期末土壤理化性狀的影響不明顯。

2.2 堅持“3R”原則

循環(huán)經(jīng)濟的核心內(nèi)容是“減量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循環(huán)（Recycle）”的“3R”原則，是提高資源和能源的利用效率、保護環(huán)境、促進經(jīng)濟發(fā)展和循環(huán)所必須遵循的基本原則［9-10］。

2.2.1 “減量化”原則

“減量化”原則是源頭控制方法，其目的在于減少生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量，從廢棄物產(chǎn)生的源頭上節(jié)約資源并減少污染物的排放。該原則要求在投入最少的原料和能源的前提下達到既定的生產(chǎn)目的，以保證在生產(chǎn)活動的源頭上減少資源的使用量和環(huán)境的污染。相關部門和企業(yè)可以通過技術革新、生產(chǎn)工藝升級、實施清潔生產(chǎn)來減少單位礦冶產(chǎn)品生產(chǎn)的資源和能源消耗量，以達到減少尾礦排放和堆存的目的。

2.2.2 “再利用”原則

“再利用”原則是過程控制方法，即通過尾礦的多次提取、使用，盡可能地開發(fā)其使用價值，防止其過早廢棄造成資源浪費和環(huán)境污染。該原則的最終目的是提高資源和能源的利用效率。礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)在生產(chǎn)工藝、設備的設計和選擇過程中，應盡可能地采用標準化、規(guī)范化設計，選擇先進的、環(huán)境友好型的技術，確保礦冶廢棄物多次利用，“吃干榨凈”，提高原料的利用效率。

2.2.3 “再循環(huán)”原則

“再循環(huán)”原則（亦稱“資源化”原則）是末端控制方法，即要求物品完成其使用功能后重新變成原料參與生產(chǎn)。其目的在于使廢棄物向二次資源轉化，變廢為寶，在減少資源消耗的同時減少各種污染物和廢棄物的排放。尾礦資源的循環(huán)再利用，不僅可以在很大程度上緩解甚至解決礦產(chǎn)資源枯竭的問題，而且可以減少尾礦的堆存，緩解甚至消除尾礦的各種危害。

“3R”原則在尾礦資源綜合利用過程中的作用并不是齊頭并進、簡單地通過循環(huán)利用來實現(xiàn)資源化，而是優(yōu)先強調(diào)減少資源消耗和廢棄物的產(chǎn)生，從源頭上減少尾礦的產(chǎn)生量和排放量。其優(yōu)先順序是：“減量化→再利用→再循環(huán)”。因此，應該要求礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)在礦石開采的源頭減少尾礦、廢石的排放，在礦物產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中提高原礦石的利用率，在末端再對尾礦資源化利用，以實現(xiàn)其綜合利用。

2.3 加強技術開發(fā)，提高科技支撐

在技術層面上，國家對尾礦資源綜合利用的技術開發(fā)的投入不足，企業(yè)缺乏投資尾礦資源綜合利用相關技術的積極性和責任感，導致絕大多數(shù)的尾礦資源綜合利用工藝和技術只停留在實驗室水平或是在簡單易行的技術上，尾礦資源的高效利用的技術研發(fā)極其匱乏。因此，我國的尾礦資源綜合利用產(chǎn)業(yè)迫切的需要科技支撐，應依托科研機構聯(lián)合尾礦資源綜合利用企業(yè)，開展關鍵技術、設備的研發(fā)，以突破技術瓶頸，提高綜合利用的科技含量，從而全面提升尾礦資源的綜合利用水平。

2.4 增加政策扶持，提高尾礦資源綜合利用產(chǎn)品的市場競爭力

在市場競爭方面，由于我國尾礦資源綜合利用產(chǎn)品技術落后、生產(chǎn)成本高而不具備市場競爭力，從而嚴重打擊了綜合利用企業(yè)的積極性。如：全固廢的發(fā)泡水泥保溫板雖具有良好的防火性能，但其生產(chǎn)成本為200元/m3，而同等作用的傳統(tǒng)高分子泡沫保溫板的生產(chǎn)成本僅為每立方米幾十元，而現(xiàn)有的優(yōu)惠政策不足以保證該種資源化利用企業(yè)的生存。因此，必須加強政策導向和扶持，以提高尾礦資源綜合利用產(chǎn)品市場競爭力，從而激發(fā)資源化利用企業(yè)的積極性。

3 結束語

在尾礦的開發(fā)利用中，要根據(jù)其性質(zhì)、特點尋找加工利用的有效途徑，同時考慮尾礦中的有價組分的合理回收，并實現(xiàn)兩者的有機結合，促使我國尾礦資源得到全面的開發(fā)利用。

礦產(chǎn)資源開發(fā)產(chǎn)業(yè)應加強尾礦資源綜合利用，減少尾礦的排放和堆存，削弱甚至消除尾礦的危害，以實現(xiàn)資源、環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標；堅持“3R”原則，改變我國目前礦產(chǎn)資源開發(fā)產(chǎn)業(yè)所面臨的資源利用率低、廢棄物產(chǎn)生量大的現(xiàn)狀，廣泛開展物質(zhì)循環(huán)，實現(xiàn)尾礦資源的再利用和再循環(huán)，為礦產(chǎn)資源開發(fā)產(chǎn)業(yè)開展尾礦資源綜合利用，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略奠定技術基礎。

［1］世界環(huán)境與發(fā)展委員會.我們共同的未來［M］.北京：世界知識出版社，1989.

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［3］左鐵鏞，戴鐵軍.有色金屬材料可持續(xù)發(fā)展與循環(huán)經(jīng)濟［J］.中國有色金屬學報，2008（18）：755-763.

［4］張揚.循環(huán)經(jīng)濟概論［M］.長沙：湖南人民出版社，2005.

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［6］徐鳳平，周興龍.我國尾礦資源利用現(xiàn)狀及建議［J］.云南冶金，2007（4）：25-27.

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［8］賴才書，胡顯智.我國礦山尾礦資源綜合利用現(xiàn)狀及對策［J］.礦產(chǎn)綜合利用，2011（4）：11-13.

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［10］周宗堯，俞忠榮.循環(huán)經(jīng)濟理論在煤山地區(qū)礦產(chǎn)資源規(guī)劃中的應用［J］.資源與產(chǎn)業(yè)，2006（2）：19-22.

The necessity and countermeasures to comprehensive utilization of tailings resources

LIU Xuan1，LI Ruyan2，SUN Kewei2，CUI Xiaowei1
（1.Shanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources，Shangluo University，Shangluo 726000，China；2.National Engineering Research Center of Solid Waste Resource Recovery，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China）

According to the requirements of circular economy and resource comprehensive utilization，in view of the damage to the environment caused by mineral resources exploitation，and the threat to the safety of people's life and property，this paper expounds the necessity of comprehensive utilization of tailings resources，and puts forward the countermeasures as well as the value of tailings resources.

tailings；comprehensive utilization；sustainable development

X753

A

1674-0912（2015）12-0030-03

2015－11－18）

陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃（地方重大專項）（2012KTDZ02-02-01）；陜西省尾礦資源利用重點實驗室專項科研計劃項目（14KY-FWK03）；陜西省商南縣科技計劃項目（SNK2014-1）

劉璇（1989-），男，助教，主要從事廢棄物資源化研究。