生態(tài)鐵礦山建設(shè)的思路與對策研究

朱曉林　聞然

[摘要]針對我國礦山開采過度、環(huán)境保護(hù)破壞嚴(yán)重的問題，國家相關(guān)部門近幾年也加強(qiáng)了對綠色生態(tài)礦山的建設(shè)。本文圍繞鐵礦山的生態(tài)問題，研究了其生態(tài)礦山建設(shè)主模式，從開發(fā)前的生態(tài)規(guī)劃，開發(fā)期的生態(tài)建設(shè)以及開發(fā)后的生態(tài)恢復(fù)三個方面分別進(jìn)行研究和探討，從而對生態(tài)鐵礦山建設(shè)提供方向性的指導(dǎo)。

[關(guān)鍵詞]生態(tài)鐵礦山；生態(tài)模式；績效評價

[DOI]1013939/jcnkizgsc201552190

多年來，采礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展多是以犧牲環(huán)境為代價換取一時的豐厚回報，經(jīng)過多年的采礦作業(yè)，自然環(huán)境的承受已經(jīng)到了底線，人為因素引起的地質(zhì)和環(huán)境災(zāi)害頻繁發(fā)生，比如泥石流、滑坡、三廢污染等問題屢見不鮮，不僅影響了當(dāng)前居民的正常生活，也嚴(yán)重威脅著人們長期的生存。從時代的不斷進(jìn)步來看，礦山企業(yè)要獲得長期可持續(xù)的發(fā)展，必須調(diào)整自身的經(jīng)營管理，將環(huán)境資源納入企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略之中，實(shí)現(xiàn)礦山企業(yè)的生態(tài)文明的新型工業(yè)之路。本文圍繞礦山企業(yè)的生態(tài)化建設(shè)，以鐵礦山為研究對象，探討了生態(tài)鐵礦山建設(shè)的主要模式，從而為我國中小鐵礦企業(yè)的生態(tài)化建設(shè)提供借鑒。

1鐵礦山開采現(xiàn)狀

伴隨著礦山加大開采力度的同時，我國的鐵礦開采呈現(xiàn)出開采程度比較低，開采率不足1/3的問題，而且我國的鐵礦資源利用的方式仍舊比較粗放，鐵礦石的回采率低，尤其是廢石尾礦的綜合利用程度低，固廢綜合使用率一直徘徊在7%～9%，而且利用方式粗放、單一，基本上也只是簡單的物理使用。根據(jù)統(tǒng)計顯示，我國目前開展固廢綜合利用的礦山企業(yè)占總數(shù)的55%左右，而其中將近70%是國有礦山，其他30%的個人礦山只是在保證自身經(jīng)濟(jì)利益的基礎(chǔ)上開展部分固廢的綜合利用，完全沒有開展固廢綜合利用的礦山企業(yè)占總數(shù)的45%，從數(shù)量上來看，基本上沒有開展固廢綜合利用的企業(yè)有20多萬個。與此同時，我國的鐵礦石開采存在著采富棄貧、一礦多開、大礦小開等現(xiàn)象，伴隨著鐵礦石的開采，造成資源大量浪費(fèi)的同時也對我國的自然生態(tài)環(huán)境造成了巨大的破壞。對此我們高度重視鐵礦山開采過程中造成的環(huán)境問題，在政府相關(guān)部門的號召之下，各個礦業(yè)企業(yè)也積極投入到綠色礦山的建設(shè)當(dāng)中，國家級綠色礦山試點(diǎn)已經(jīng)批準(zhǔn)到第三批，參與的企業(yè)也在環(huán)境保護(hù)上取得了顯著的成績。鐵礦山企業(yè)作為重污染行業(yè)的典型企業(yè)，在構(gòu)建生態(tài)礦山的過程中各個企業(yè)缺乏統(tǒng)一的模式，對于眾多小型礦山企業(yè)也存在無處下手的情況，對此本文將根據(jù)鐵礦山開采的特點(diǎn)，研究其生態(tài)建設(shè)的主模式，從而為眾多鐵礦山企業(yè)的生態(tài)建設(shè)提供指導(dǎo)和幫助。

2生態(tài)鐵礦山建設(shè)原則和思路

生態(tài)鐵礦山建設(shè)應(yīng)該本著系統(tǒng)化原則、循環(huán)經(jīng)濟(jì)3R原則、可持續(xù)發(fā)展原則、科技進(jìn)步原則來進(jìn)行，基本思路是：將礦山建設(shè)、生態(tài)環(huán)境、自然資源與人文技術(shù)進(jìn)行科學(xué)結(jié)合的過程，通過不斷提升改造礦山運(yùn)作模式，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與生態(tài)效益最大化的礦山工業(yè)系統(tǒng)。在礦山工業(yè)系統(tǒng)中，要以最小的生態(tài)擾動進(jìn)行資源開采，以最大化的循環(huán)利用率進(jìn)行資源的使用，以源頭治理理念為指導(dǎo)思想，并在開采后期還原和補(bǔ)償?shù)V區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

生態(tài)礦山建設(shè)的主要工作集中在“兩個方面一個技術(shù)”，所謂兩個方面是指一方面要不斷地對礦山開采已經(jīng)造成的生態(tài)破壞進(jìn)行及時的修復(fù)和環(huán)境重塑，另一方面也要從源頭上控制礦山開采過程中產(chǎn)生環(huán)境破壞和污染。而一個技術(shù)是指在構(gòu)建過程中要充分使用先進(jìn)的清潔生產(chǎn)技術(shù)，不斷提高代謝物質(zhì)的循環(huán)利用和深化利用。在生態(tài)礦山構(gòu)建的整個價值體現(xiàn)在礦山企業(yè)通過提高資源利用率獲得的經(jīng)濟(jì)價值的增加；生態(tài)環(huán)境重塑帶來的環(huán)境價值的增值以及降低生產(chǎn)過程對外界產(chǎn)生的負(fù)面影響帶來的社會價值增加。

3生態(tài)鐵礦山模式構(gòu)建

31開采前生態(tài)規(guī)劃

生態(tài)鐵礦山建設(shè)工作應(yīng)該從地質(zhì)勘探就開始，要提前做好資源環(huán)境、生態(tài)條件、共生伴生礦資源的調(diào)查和勘察，做好保護(hù)、利用的評價和安排。在對礦山開發(fā)的規(guī)劃和設(shè)計階段，首先要判斷如果進(jìn)行資源開采是否能夠?qū)Νh(huán)境造成不可逆的破壞，對當(dāng)前的環(huán)境承載力作出合理的評估，從而確定已有技術(shù)條件下進(jìn)行開采是否可取。在進(jìn)行礦山開采規(guī)劃時不能只是考慮礦山自身的生態(tài)也要將其與當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)建設(shè)規(guī)劃銜接，根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)建設(shè)規(guī)劃制訂礦山建設(shè)的目標(biāo)和方案，在進(jìn)行方案制訂時要選取對生態(tài)環(huán)境擾動影響最小的措施。對于新建礦山來說，其基本設(shè)施建設(shè)階段就是生態(tài)礦山建設(shè)的開始，要充分利用已有的基礎(chǔ)設(shè)施條件，也要為周邊環(huán)境提供必要的基礎(chǔ)設(shè)施，務(wù)必要克服追求經(jīng)濟(jì)利益最大化的觀念。生態(tài)礦山開采前期的規(guī)劃工作除了對開采方案進(jìn)行精心籌劃以外，也要對產(chǎn)業(yè)鏈的延伸、人居環(huán)境建設(shè)等作出規(guī)劃，產(chǎn)業(yè)鏈的延伸工作要充分考慮地域條件，根據(jù)3R原則，提高資源的利用率，降低污染物的排放量，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的增值。人居環(huán)境建設(shè)也應(yīng)該充分考慮區(qū)域的環(huán)境承載能力，以人為本，加強(qiáng)長期規(guī)劃，制定合理可持續(xù)的礦區(qū)商業(yè)、醫(yī)療、衛(wèi)生建設(shè)。

32開采期生態(tài)建設(shè)

生態(tài)礦山的建設(shè)不僅要實(shí)現(xiàn)礦山環(huán)境的生態(tài)化，同時也要實(shí)現(xiàn)開采行為的生態(tài)化，依靠生態(tài)修復(fù)和整治的礦山建設(shè)并不能從根本上解決問題，而是要從礦山開采的生產(chǎn)工藝入手，建立滲透全過程的生態(tài)化工藝體系。傳統(tǒng)的礦山開采目標(biāo)是降低成本提高收益，這使得生態(tài)因素完全融入不到礦山開采活動中去，而生態(tài)礦山的構(gòu)建不是單純的以經(jīng)濟(jì)利益為目標(biāo)而是將生態(tài)效益納入企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)之中，從礦山開采的工藝、技術(shù)、設(shè)備、管理活動等各個方面均能夠體現(xiàn)礦山的生態(tài)化轉(zhuǎn)向。

321水處理生態(tài)模式

目前我國礦井水和選廢洗水的處理和利用主要有兩個方向，一個是轉(zhuǎn)化為生活用水，一個則是處理為工業(yè)用水，但是由于礦井水水量變化比較大，水質(zhì)也不穩(wěn)定，現(xiàn)實(shí)中只是小部分的礦井水和洗選用水被處理加以利用，大量的水只是經(jīng)過粗略的沉淀過濾進(jìn)行排放。針對礦井水以及鐵礦石生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水要加強(qiáng)綜合利用處理，充分做到資源不浪費(fèi)，廢水不污染，處理好礦井水、廢水和生產(chǎn)使用的關(guān)系，真正實(shí)現(xiàn)化害為利，變廢為寶。對此，鐵礦石開采中產(chǎn)生的礦井水和洗選廢水可以按照以下途徑加以充分利用。

對于開采產(chǎn)生的礦井水要進(jìn)行充分的利用，首先可以利用這些水進(jìn)行礦區(qū)的降塵處理和消防用水使用。用于這些用途時不需要進(jìn)行太復(fù)雜的技術(shù)處理，只要簡單的混凝、沉淀、消毒等就可以直接使用。其次，礦井水的回灌也是一項(xiàng)重要的用途，補(bǔ)充了地下的水資源，降低了采石造成的地表塌陷。

322固廢生態(tài)處理模式

在鐵礦石開采過程中，人們習(xí)慣性地把尾礦、固體肥料、廢液以及有待改善的土地等稱之為二次資源，所謂的二次資源就是能夠重新作為資源進(jìn)行使用，所以二次資源是實(shí)現(xiàn)生態(tài)礦山可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)保障，而鐵礦山最重要的二次資源就是尾礦和廢石。作為鐵礦山主要的固體廢棄物，生態(tài)礦山的建設(shè)要求能夠最大限度地降低其排放量，最大限度地增加對其綜合利用。根據(jù)鐵礦山廢石和尾礦的特點(diǎn)，可以將其作為重要的二次礦產(chǎn)資源進(jìn)行開發(fā)和利用，主要包括以下幾個方面。

（1）有價金屬再選。要實(shí)現(xiàn)“一礦變兩礦、一礦變多礦”就要實(shí)現(xiàn)對尾礦廢石的再選，采用有效的手段和技術(shù)實(shí)現(xiàn)對其中蘊(yùn)含的有價元素的提取回收。比如馬鞍山鐵礦尾礦中含有豐富的磷和硫，每年馬鋼從尾礦中再選回收的磷鐵礦和硫鐵礦都相當(dāng)于一個中型礦場的年產(chǎn)量。攀枝花鐵礦尾礦中有價金屬含量相對較高，每年攀鋼從尾礦中回收的V、Ti、Co等金屬的價值占到礦石總價值的60%以上。已有的實(shí)踐成果證明，實(shí)現(xiàn)對尾礦廢石的有價金屬再選在提高了資源利用回收率的同時也給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）生產(chǎn)建筑材料。鐵礦山尾礦的主要成分是二氧化硅、一氧化鈣等，這些成分和建筑材料的主成分接近，所以在鐵尾礦中添加少量其他原料就可以進(jìn)行加工，從而制成建筑材料。目前基本可以實(shí)現(xiàn)的建筑用途包括以下四種。

①尾礦廢石在用作筑路材料時對其成分要求低，只要硬度和粒度達(dá)到即可，所以在礦山周邊地區(qū)有筑路需求的地方可以實(shí)現(xiàn)對尾礦廢石的利用，筑路一般用量大，從而可以很好地解決尾礦堆存占地的問題。②墻體材料生產(chǎn)。建筑業(yè)用量最大的建材之一就是墻體磚，所以這也是實(shí)現(xiàn)對尾礦綜合利用的有效途徑之一。傳統(tǒng)的黏土實(shí)心磚需要耗費(fèi)大量的表土資源，所以利用鐵礦石尾礦進(jìn)行墻體材料的研制具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義，目前我國已經(jīng)利用尾礦生產(chǎn)了建筑用磚、地面磚、裝飾面磚等，并通過進(jìn)一步的工藝生產(chǎn)了各種彩色磚品，在墻體材料領(lǐng)域，尾礦的用途將不斷擴(kuò)大，從而實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。③水泥生產(chǎn)。鐵尾礦在水泥生產(chǎn)中主要在兩個方面實(shí)現(xiàn)了其使用，一方面是尾礦中鐵成分替代鐵粉的使用，另一個方面是尾礦代替水泥原料的主要成分。具體生產(chǎn)過程需要根據(jù)生產(chǎn)水泥的品種進(jìn)行成分原料的搭配。當(dāng)前我國的唐山協(xié)興水泥有限公司實(shí)現(xiàn)了用鐵尾礦代替黏土和鐵礦石生產(chǎn)水泥熟料，該利用不僅降低了水泥的生產(chǎn)成本，提高了水泥的抗壓強(qiáng)度，更有意義的是實(shí)現(xiàn)了對尾礦的綜合利用。④微晶玻璃生產(chǎn)。微晶玻璃作為一個新興產(chǎn)品，逐漸呈現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象。我國多個科研院所在利用鐵尾礦作為微晶玻璃原料的研究中均取得了一定的成果。比如北京通州開發(fā)區(qū)生產(chǎn)微晶玻璃實(shí)驗(yàn)基地，尾礦加入量超過50%生產(chǎn)了大量的微晶玻璃。大廟鐵礦、歪頭山鐵礦等也都與科研院所合作實(shí)現(xiàn)了使用鐵尾礦進(jìn)行微晶玻璃的產(chǎn)業(yè)化。隨著關(guān)鍵技術(shù)、生產(chǎn)工藝的不斷精進(jìn)，微晶玻璃將會成為大宗利用鐵尾礦的有效技術(shù)項(xiàng)目。

（3）礦山回填。利用尾礦廢石進(jìn)行礦山采空區(qū)的回填也是一種有效的途徑，一方面利用尾礦進(jìn)行回填不僅降低了回填成本，而且也解決了尾礦堆存問題，減少環(huán)境污染。與此同時尾礦回填能夠在很大程度上避免地面塌陷的問題，取得了良好的社會效益。

（4）土壤改良。馬鋼在我國率先研究了利用磁化鐵尾礦作為土壤改良劑的項(xiàng)目，研究結(jié)果表明，磁化鐵尾礦確實(shí)能夠提高土壤質(zhì)地。與此同時，將磁鐵礦和化肥按比例混合生產(chǎn)的磁化化肥對于提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量具有很明顯的作用。對鐵尾礦的深度開發(fā)和利用，推翻了已有的鐵尾礦污染土地資源的一切結(jié)論，進(jìn)一步推動了相關(guān)領(lǐng)域?qū)﹁F尾礦的開發(fā)利用。

323粉塵處理模式

粉塵處理首先可以在礦區(qū)粉塵產(chǎn)生主要區(qū)域設(shè)立灑水設(shè)施，對地面進(jìn)行滋潤避免天氣干燥產(chǎn)生揚(yáng)塵，另外也要在礦區(qū)的制高點(diǎn)上設(shè)立噴水槍，對于飄浮在空氣中的粉塵產(chǎn)生抑制。在進(jìn)行粉塵用水上，礦山企業(yè)可以充分利用礦井水和生產(chǎn)廢水，既能降低廢水排放量也能有效控制粉塵問題。此外，也可以通過建立隔離圍墻，將鐵礦石生產(chǎn)的不同區(qū)域進(jìn)行分割，盡量避免粉塵的有效擴(kuò)散。

324噪聲生態(tài)處理

鐵礦山開采過程中爆破、運(yùn)輸以及粉碎等環(huán)節(jié)產(chǎn)生了大量的噪聲，為了能夠針對性消除這些噪聲，需要根據(jù)噪聲產(chǎn)生和傳播的原理分別進(jìn)行處理，當(dāng)前應(yīng)用比較多的除噪技術(shù)主要包括墻面吸音板、隔聲墻體、隔音罩、共振吸聲機(jī)構(gòu)等，各大礦山要根據(jù)自身的情況，選擇應(yīng)用新技術(shù)，使得礦山的噪聲控制在國家標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

33開采后生態(tài)恢復(fù)

礦山生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)是指通過人為的手段使得被破壞的或已經(jīng)退化的生態(tài)環(huán)境能夠恢復(fù)到原有或者能夠自我維持的狀態(tài)。礦山生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，需要按照生態(tài)學(xué)對生物和非生物的環(huán)境部分進(jìn)行整體的重建和修復(fù)。在進(jìn)行鐵礦山的生態(tài)恢復(fù)的過程中不僅要有理論的指導(dǎo)，更要具有現(xiàn)實(shí)的可行性。

鐵礦山土地復(fù)墾是進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)工作的核心，要本著恢復(fù)被破壞土地原有第一性生產(chǎn)能力為出發(fā)點(diǎn)，兼顧自然地理?xiàng)l件、土地?fù)p壞形式和程度，進(jìn)行分門別類的土地復(fù)墾工作。在進(jìn)行土地復(fù)墾時需要根據(jù)礦區(qū)土表破壞程度的不同采取不同的復(fù)墾手段，對于破壞比較小，土壤成分結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化的區(qū)域只需要進(jìn)行簡單的修復(fù)平整即可，使其成為具有正常生態(tài)功效的土地。

34生態(tài)鐵礦山建設(shè)主模式

生態(tài)鐵礦山的建設(shè)將會使得鐵礦區(qū)徹底擺脫原有的“資源—產(chǎn)品—廢物排放”的粗放型發(fā)展模式，形成“以科學(xué)發(fā)展觀和生態(tài)工業(yè)理論為指導(dǎo)，以鐵礦石“綠色開采”、多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)集成等高新技術(shù)為依托，以鐵礦石及鐵礦工業(yè)相關(guān)副產(chǎn)品的精深加工為核心，以提高礦區(qū)資源自我再生能力和環(huán)境自我調(diào)控能力為手段的循環(huán)經(jīng)濟(jì)生態(tài)工業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)“資源→粗產(chǎn)品→潔凈能源，廢物排放‘零排放”，建設(shè)環(huán)境友好型、效益主導(dǎo)型，人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的和諧礦區(qū)。對鐵礦生產(chǎn)過程中的主要排放物，按照各盡其用的原則實(shí)行資源化利用，不僅可以改善礦山的生態(tài)環(huán)境，同時還可以帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益，有利于實(shí)現(xiàn)礦山經(jīng)濟(jì)的又好又快發(fā)展。

生態(tài)礦山建設(shè)是礦山企業(yè)長期發(fā)展的一大趨勢，為積極響應(yīng)國家綠色生態(tài)化礦山建設(shè)的號召，主動建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)，一套完善的生態(tài)建設(shè)模式是必不可少的，本文的研究以鐵礦山為例，對其生態(tài)化建設(shè)模式進(jìn)行了初步的構(gòu)建，由于缺乏對鐵礦山生產(chǎn)流程的了解仍不夠深入，所以構(gòu)建的模式仍有不足之處，筆者將在后期的研究中不斷改進(jìn)。

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