湘西州釩礦綠色發(fā)展探討

肖丹，宋澤友，譚勇，宋維國

(1.湖南省國土資源規(guī)劃院，湖南 長沙 410007；2.湖南軌道礦業(yè)發(fā)展有限公司，湖南 長沙 410004)

0 引言

湘西州作為湖南省進入國家“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略覆蓋范圍的唯一地區(qū)，自然資源豐富，生態(tài)地位重要。釩礦是湘西州的優(yōu)勢和特色礦產，已探明的資源儲量居全省第一，同時具有開采技術條件較好、選冶精深加工技術較成熟、產業(yè)鏈建設初具規(guī)模等優(yōu)勢，擁有極高的開發(fā)價值(陳明輝等，2012；華駿等，2018)。但是，區(qū)內釩礦資源總體開發(fā)利用程度低、資源綜合利用效率不高、歷史遺留地質環(huán)境問題等因素，已成為制約該地區(qū)礦業(yè)持續(xù)發(fā)展的最大瓶頸，總體經濟效益偏低，產業(yè)轉型增效升級的任務迫在眉睫。國民經濟發(fā)展進入綠色經濟新時代，礦業(yè)綠色轉型發(fā)展是新時期統(tǒng)籌生態(tài)安全和資源安全的必由之路(鞠建華和強海洋，2017；王瑞廷等，2020)。黨和國家高度重視，各級政府也出臺了相關文件，《湖南省人民政府辦公廳關于全面推動礦業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》(湘政辦發(fā)〔2019〕71號)(湖南省人民政府辦公廳，2020)要求推動礦業(yè)綠色轉型和高質量發(fā)展；《湘西自治州人民政府關于印發(fā)〈湘西自治州推動礦業(yè)綠色發(fā)展實施方案〉的通知》(州政發(fā)〔2020〕15號)(湘西自治州人民政府，2020)要求到2022年全面建成綠色礦山；新一輪礦產資源規(guī)劃更加突出了生態(tài)優(yōu)先原則，對礦業(yè)經濟發(fā)展提出了更高的要求(任輝，2020)，湘西州釩礦發(fā)展急需采取合理手段確定綠色發(fā)展方向。

1 釩礦資源概況及現(xiàn)狀

1.1 釩礦資源概況

湘西州釩礦資源均屬沉積型，成礦物質來源有陸源、熱水沉積、生物和洋流(胡能勇等，2010)。釩礦體呈層狀賦存于古丈復式背斜下寒武統(tǒng)牛蹄塘組下部碳硅泥質黑色巖系頁巖中，含釩巖系為富含有機質的碳、磷、硅質巖石(游先軍等，2008；陳明輝等，2014)。礦體厚度一般在1～4 m，少數可達8 m。釩礦品位一般在0.8%～1.0%，局部高達2.5%；并存在與石煤、頁巖氣、磷、錳、鎳、鉬、汞、鐵等礦共伴生情況。礦石自然類型可分為硅質巖—頁巖互層型和頁巖型，工業(yè)類型為石煤型。湘西州釩礦資源總量居全省第一，區(qū)內已發(fā)現(xiàn)釩礦床(點)39處，分布在除龍山外的7個縣市，其中以古丈、永順、吉首、保靖、鳳凰蘊藏較豐富。大型礦區(qū)有古丈巖頭寨礦區(qū)，中型礦區(qū)有永順縣朗溪礦區(qū)、吉首市古者礦區(qū)、古丈白巖礦區(qū)、保靖夯沙礦區(qū)、鳳凰塘坨礦區(qū)；小型礦區(qū)有鳳凰東方紅礦區(qū)、永順鄭家灣礦區(qū)；其中古丈巖頭寨礦區(qū)、永順縣朗溪礦區(qū)、吉首市古者礦區(qū)三個礦山生產規(guī)模排在全國前十位(曾凌云，2020)。釩礦保有資源量能夠充分保證釩礦產業(yè)發(fā)展的需求，區(qū)內配套交通、電力、水資源等外部條件良好，具備吸引國內外大型企業(yè)投資合作及實現(xiàn)產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的良好資源條件。

1.2 釩礦產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

湘西州經過兩次歷時四年(2005—2008年)的“禁釩”行動后(周天頌和樊永安，2005)，州域內粗釩加工已完全停止。由于釩礦開發(fā)對促進地方經濟發(fā)展意義重大，加之釩產品精深加工新技術新工藝一直在不斷發(fā)展，擁有從粗釩到精釩、粉釩到片釩、50釩鐵、80釩鐵、釩氮合金、高純釩的釩產業(yè)鏈條企業(yè)。釩鋁合金、釩電解液、釩電池、釩酸鉍涂料、納米級五氧化二釩等產品研發(fā)也取得突破，如漢瑞公司生產的釩酸鉍，填補了國內多項科技的空白，且產品多項指標均優(yōu)于世界最大的化工企業(yè)——德國巴斯夫產品指標；眾鑫公司生產的釩氮合金遠銷歐洲，出口創(chuàng)匯，產品享譽世界；匯峰公司生產的99.7%以上的高純釩、釩電解液，其應用市場廣闊，且技術國內領先。但精深加工企業(yè)少、產能低，且比較分散，沒有形成集群，其產業(yè)鏈條向上下游發(fā)展協(xié)同態(tài)勢較慢，還未有規(guī)模投產企業(yè)。

1.3 礦山環(huán)境保護恢復治理現(xiàn)狀

湘西州現(xiàn)有正規(guī)采礦許可證的3個礦區(qū)至今尚未進行開采與洗選、冶煉與深加工，對地質環(huán)境與生態(tài)環(huán)境未造成影響。古丈縣巖頭寨礦區(qū)土溪礦段釩礦與白巖礦區(qū)南礦段正在建廠房和籌建建廠，占用及破壞土地資源對土壤環(huán)境的影響，修建礦山公路產生的一些斜坡也都得到有效治理與修復。對于以前非法濫采亂挖，土法洗選、冶煉及加工引起的土壤環(huán)境變化已經自然修復。

2 釩礦資源開發(fā)利用存在的問題

2.1 資源開發(fā)利用程度低

區(qū)內釩礦以往開采主要為民采，全州目前僅設置有3個采礦權，設計產能435萬噸礦石量/年，且3個礦山因環(huán)境準入負面清單、基建推進緩慢等原因均未生產。全州突出的資源優(yōu)勢未轉化為經濟效益，未達到州委州政府的產業(yè)預期。

2.2 選礦技術水平停留在實驗室階段

湘西州釩礦開采早期主要采用傳統(tǒng)的鈉化焙燒—水浸提釩法。近年來，雖通過技術攻關，釩礦的選礦取得了一定的突破，但對環(huán)境影響較小的酸浸提釩技術目前依然停留在實驗室階段，尚未運用到量選階段，其他選礦技術要么對環(huán)境影響較大，要么不具備相關條件，制約了釩礦的利用。

2.3 資源綜合利用效率低

釩礦開采存在的重大問題之一是會產生大量的尾砂，其堆放會占用大面積土地，也會形成一定的水土污染問題。目前尾砂綜合利用的用途并不廣泛或不具條件、不經濟，因此大量的尾砂將擇地堆放。此外，礦體內有用組分的回收尚未被重視，有用組分主要是SiO2和Al2O3，前者用途廣泛，可以用于制造玻璃、水泥等，后者可以用于制造陶瓷等耐高溫材料；礦石中有害組分主要是238U和As，前者存在一定的放射性，后者存在毒性，可能通過污染土壤、大氣和水源，威脅到人類的基本生存和健康。

2.4 歷史遺留地質環(huán)境問題包袱重

上世紀末，受“大礦小開，小礦放開、有水快流”思想的影響，礦業(yè)無序發(fā)展，特別是釩價飆升時期，域內非法開采、掠奪式開采、不規(guī)范開采盛行，產生了較大的礦山地質環(huán)境問題。部分非法采礦廠因為廢氣處理工藝及設備落后或處理措施不恰當，廢水、廢氣、廢渣處理能力弱。更甚者，部分企業(yè)為了追逐利潤、節(jié)約投資，沒有建設處理裝置或為了節(jié)約運行成本有裝置也不運行。廢氣中的氯化氫、二氧化硫，廢水中的六價鉻、鎘、砷等隨意排放，使得釩廠周圍植被遭受較嚴重損壞，土壤、水體遭受污染，造成了較嚴重的地質環(huán)境問題。

3 釩礦資源綠色發(fā)展主要對策

3.1 提高資源綜合利用水平

在釩礦資源開發(fā)中，堅定高效利用就是節(jié)約資源的理念：一是不斷提高釩礦資源開發(fā)利用水平。按照自然資源部關于含鉀巖石等礦產資源合理開發(fā)利用“三率”最低指標要求(自然資源部，2020)，提高資源開采回采率和選礦回收率，減少設計和開采損失的資源量消耗和礦山廢棄物排放。二是加強選、冶技術研究和應用。推廣先進適用的資源綜合回收工藝及選礦技術；采用高效節(jié)能、環(huán)保的先進設備，提高釩礦產的選礦回收率。三是加強共伴生礦的綜合開發(fā)利用。湘西州釩礦中含量多種伴生礦產，如鎳、鉬、鈾等，但整體含量較低。應加強礦產資源伴生元素的綜合利用研究，增加礦產品種。四是加強廢石、廢渣、尾礦等廢棄物的綜合利用。加大“三廢”利用先進技術的研究并引進和推廣，加強礦山企業(yè)“三廢”排放的監(jiān)管，強化減排措施，將減排指標列入考核和準入條件；制定優(yōu)惠政策，加大支持以廢石、尾砂、冶煉廢渣的利用為重點，引導并促進企業(yè)對其進行綜合利用的力度，減排增效。五是加快礦產資源的循環(huán)利用。加強對釩生產廢棄物的綜合利用，推廣尾礦中殘余有價金屬元素高效分離回收的產業(yè)化技術，鼓勵企業(yè)對廢釩催化劑等二次釩資源、廢石、廢酸、廢渣、廢氣等進行治理與回收利用，對綜合利用率較高的企業(yè)給予鼓勵；對暫不具備回收技術、經濟成本高的尾礦和廢棄物做好安全存放，嚴禁作為普通尾礦和廢棄物處理。

3.2 調整礦業(yè)產業(yè)結構

推動礦業(yè)規(guī)?；?、集約化、基地化發(fā)展，引導形成以大型集團為主體，大中小型礦山、上下游產業(yè)協(xié)調發(fā)展的資源開發(fā)新格局，延伸釩產業(yè)鏈，提高產品附加值。一是推動釩礦綠色化智能化全產業(yè)鏈發(fā)展，促進智慧礦山、數字化車間、智能工廠建設。二是開展釩電池開發(fā)、高品質釩鋼和海洋工程、大飛機制造、醫(yī)療器械用釩及釩合金材料等關鍵技術研究(白瑞國，2019)。加強釩系合金、釩液電池等產業(yè)鏈下游深加工研究；加強釩采選冶煉深加工發(fā)展前沿技術的研究；拓展國內釩產品市場空間。三是建立以企業(yè)為主體的釩資源綜合利用技術研發(fā)和創(chuàng)新體系，積極開發(fā)高附加值應用新產品(蔣紹平等，2010；賀令邦等，2021)。支持企業(yè)加大研發(fā)投入；鼓勵企業(yè)與科研院所、高等院校合作，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，實現(xiàn)重大技術突破。

3.3 加強礦山生態(tài)保護修復

堅持礦產資源開發(fā)與環(huán)境協(xié)調發(fā)展，加強礦山生態(tài)保護修復。礦山生態(tài)保護修復要遵循“制度嚴執(zhí)行、源頭嚴管控、過程嚴監(jiān)管”的原則。一是制度嚴執(zhí)行，生產礦山必須全面落實綠色礦山建設要求，嚴格貫徹“邊開采、邊治理、邊修復”要求，按照主管部門審核通過的礦山生態(tài)保護修復方案開展礦區(qū)環(huán)境治理和生態(tài)保護修復工作。對開采形成的塌陷區(qū)、地裂縫、滑坡、崩塌、所有露采場、廢石堆場、廢工業(yè)廣場、廢房進行隨采隨修復；對礦山占用及破壞土地資源，包括露采場、廢石場、尾砂庫及礦山工程建設占用土地資源進行修復治理。二是堅持源頭嚴防，科學規(guī)劃、合理設置礦權，加強礦山生態(tài)問題診斷、資源高效綜合利用、礦山開采全過程資源節(jié)約管理，優(yōu)化開采工藝。三是過程嚴監(jiān)管，壓實礦山企業(yè)主體責任，嚴格落實礦山生態(tài)修復基金制度，礦山企業(yè)切實履行“邊生產，邊修復”的礦山生態(tài)保護修復義務。定期將監(jiān)測工作臺賬錄入全省礦山生態(tài)保護修復監(jiān)測信息系統(tǒng)，實行礦山生態(tài)保護修復年度驗收工作的動態(tài)監(jiān)管。定期監(jiān)測地下開采釩礦可能造成地下水資源枯竭、地表水漏失、塌陷、滑坡等地質災害，實時監(jiān)測廢渣、廢水、廢氣排放和水土保持。對未完成年度生態(tài)修復任務的礦山企業(yè)，責令限期整改，督促礦山企業(yè)切實履行礦山生態(tài)保護修復義務。對采礦行為造成生態(tài)環(huán)境損害嚴重的，追究采礦權人違法責任。

由于釩元素主要是以殘渣態(tài)形式存在于土壤中，必須引導礦山企業(yè)做好生產過程中酸浸渣、化學除雜渣、廢水凈化渣等“三渣”處理。其中，酸浸渣放射性含量在允許范圍時，可以作為生產水泥的配料。化學除雜渣(主要成分是硫酸鈣，其次是硫酸鋁、硫酸鎂及微量重金屬元素的混合物)和廢水凈化渣因含有一定量的重金屬元素，應由有危險廢物處理資質的單位進行處理。選冶廠生產污水必須經廠區(qū)生產污水排水管網排至污水處理站進行處理后，由回水泵揚送至回水高位水池，用于選冶工藝及除塵、道路澆灑、地面沖洗等，實現(xiàn)廢水零排放。含塵含硫含氨等廢氣，采用布袋收塵、脫硫除塵塔、噴淋吸收塔等除塵、脫硫、回收氨，符合環(huán)保要求后達標排放。最后充分利用植物修復釩礦重金屬污染，有研究表明叢枝菌根真菌能夠改善植物養(yǎng)分吸收和生理代謝，增強植物耐重金屬毒害能力，促進重金屬污染土壤的生物修復(趙昕等，2018；李信茹等，2021；朱漢斌和裘浪，2021)。

3.4 制定礦產資源支持政策

加快構建湘西州釩礦資源節(jié)約、環(huán)境友好、綠色發(fā)展的產業(yè)政策體系，制訂和完善相關管理措施，為釩礦綠色發(fā)展提供有力支持。一是堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展理念。牢固樹立綠水青山就是金山銀山的理念，在釩礦資源的開發(fā)利用過程中，把綠色發(fā)展要求落實到資源開發(fā)利用各個環(huán)節(jié)，始終把生態(tài)環(huán)境保護放在首位，以綠色礦山標準為指導，開展礦產資源開發(fā)利用和礦山環(huán)境治理保護(韓寶富等，2020)。二是堅持問題導向、分類施策。針對不同區(qū)域、不同規(guī)模、不同選冶加工生產線分類施策，“一礦一基地”布局發(fā)展循環(huán)經濟，提高企業(yè)效益。積極推動礦山升級改造，逐步達到綠色礦山建設要求，推進全州釩礦綠色礦山建設工作，構建綠色礦業(yè)發(fā)展長效機制。同時采用“礦山+工業(yè)園”的產業(yè)鏈模式，選擇在釩礦山周邊交通便利、通迅發(fā)達、能源供應等基礎設施比較齊全的地帶建立工業(yè)園區(qū)，進行釩礦產品深加工業(yè)務，延伸產業(yè)鏈，將資源優(yōu)勢轉化為經濟優(yōu)勢，帶動區(qū)域經濟發(fā)展。三是實行源頭管控，系統(tǒng)治理。探索完善準入條件，嚴格按照綠色標準建設新設礦山。突出加強過程監(jiān)管，督促礦山、礦企在每一個環(huán)節(jié)都落實綠色發(fā)展要求；科學規(guī)劃，強化空間規(guī)劃管控，統(tǒng)籌推進布局優(yōu)化、技術創(chuàng)新、產業(yè)升級、生態(tài)修復等各方面工作。四是堅持目標導向，有序推進。以2022年底前生產礦山全面完成全州釩礦綠色礦山建設為目標，有計劃、分步驟實施，重點打造古丈縣“古丈釩礦生態(tài)修復模式”，引領全州釩礦綠色礦山建設工作。五是倡導政府主導、礦山主建。落實地方政府監(jiān)管責任和礦山主體責任，統(tǒng)籌協(xié)調，形成合力推進轄區(qū)內釩礦綠色礦山建設。突出礦山企業(yè)主體地位，增強綠色發(fā)展意識，加大資金投入，注重經濟和環(huán)境協(xié)調發(fā)展。

4 結論

本文通過詳細了解湘西州釩礦資源概況、釩礦產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和礦山環(huán)境保護修復治理現(xiàn)狀，針對湘西州釩礦開發(fā)利用中存在的問題，提出釩礦資源綠色發(fā)展主要對策。認為釩礦開采區(qū)域內人民生活環(huán)境與安全保障是礦產開發(fā)的基本底線，將逐步倒逼企業(yè)轉變發(fā)展方式，提高資源綜合利用水平、調整礦業(yè)產業(yè)結構、加強礦山生態(tài)保護修復，制定礦產資源支持政策，同時因地制宜、因勢利導，充分發(fā)揮釩礦資源優(yōu)勢，助推全州社會經濟發(fā)展和產業(yè)結構優(yōu)化，走綠色環(huán)保的發(fā)展道路，全面提升釩礦產業(yè)發(fā)展質量和效益，以早日實現(xiàn)礦山礦區(qū)環(huán)境生態(tài)化、資源利用高效化、開采方式科學化、管理信息數字化及礦地關系和諧化。