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综合利用:既是“节流”又是“开源”

2015-4-21 9:36:41 来源:中国矿业报 本报记者:王琼杰

矿产资源是发展之基。近年来,加强矿产资源节约与综合利用、提高矿产资源利用效益成为全社会高度关注的话题。作为国土资源管理部门,更是把节约集约利用资源作为当前和今后一个时期国土资源工作在大局中的职责定位,进行全方面的推进实施。

坚持“开源”与“节流”并重,把节约放在首位,是我国的一项基本国策,也是我国特殊的矿情所决定的。“从资源环境约束看,承载力正在逼近‘天花板’,严格保护和节约利用国土资源是大势所趋。我们必须自觉回应人民群众对良好生态环境的期待,统筹国土资源开发与生态环境保护,推进国土资源的严格保护、合理利用和优化布局。”在今年的全国国土资源工作会议上,国土资源部党组书记、部长姜大明要求,要更加注重资源节约集约,把资源节约集约利用作为国土资源工作攻坚克难的关键一招,全力打好资源节约集约利用攻坚战和持久战。

事实上,矿产资源节约与综合利用工作,不仅仅是节约、“节流”,也是在“开源”、找矿。国家找矿战略行动,之所以把矿产资源节约与综合利用列为三大具体任务之一,其目的也就在于更好地发挥矿产资源节约与综合利用的“开源”作用。

值得肯定的是,这几年在国土资源系统和矿山企业的共同努力下,通过激励约束、示范引领、标准规范、监管服务、科技创新、税费调节等措施,我国矿产资源的回采率和选矿回收率总体向好,低品位、共伴生、难选冶资源利用水平均有所提高,一大批呆滞资源得到了盘活,矿山废弃物回收工作也不断得到加强,矿产资源综合利用效率和效益均有了明显提升。

技术进步让资源利用不再难

近年来,随着我国经济社会的持续快速发展,对矿产资源的需求大幅增加,加之我国矿产资源“贫矿多、富矿少;中小型矿多,大型超大型矿少;共伴生矿多,单一矿少”的特点,大规模的资源开发使得我国主要矿山的开采品位逐渐降低,开采深度逐渐加大,矿体形态、产状越来越复杂;矿石品位低,矿物嵌布粒度细,大多呈共伴生状态,越来越复杂难选。

“总体上看,我国矿山资源综合利用潜力还是很大,越是在矿石品位低、难选冶的情况下,越要通过技术创新,开展复杂难利用资源的采选冶技术攻关,来提高国内矿产资源的综合利用效率和效益。”国土资源部矿产资源储量司司长许大纯表示。

实际上,这几年来,以中国地质科学院矿产综合利用研究所(以下简称成都综合所)和中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所(以下简称郑州综合所)为龙头的两大科研机构,坚持科研主业不动摇,始终坚持一手抓科技创新,一手抓成果转化不动摇,抓业务带队伍强管理出成果出人才,建设科研创新平台,围绕国家紧缺和难选冶矿种,开展了多项技术攻关,为矿产资源综合利用提供了强大的技术支撑。

成都综合所围绕国家重要经济带和紧缺急需矿种,开发难利用铁矿资源综合利用技术、难利用有色多金属矿资源综合利用技术、难利用铝矿资源综合利用技术、稀有稀散稀土金属矿综合利用技术、中低品位难选磷矿高效选矿技术和矿物岩石性能测试新技术等六大业务方向,开展产学研联合攻关,开发节约与环境友好型选冶联合技术,充分发挥该所在构建复杂难选冶矿产资源利用关键技术体系工程中的作用。这几年在中低品位铝土矿选矿脱硅技术、氧化铁矿磁化悬浮焙烧技术、攀西深部橄辉岩钒钛磁铁矿利用技术、稀土高效利用技术等方面有了突破。

郑州综合所积极融入地调工作新常态,以矿产资源保护与合理利用为目标,建所以来承担国家矿产资源综合利用评价、选冶试验任务1000余项,为保护与合理利用矿产资源做了大量基础性研究工作。围绕钼、金等低品位矿、复杂共伴生难利用矿(呆滞矿)、非金属矿、矿业固体废弃物(尾矿)等方面进行合理利用研究,面向国民经济主战场和工矿企业,研究解决工业生产中的技术难题,科技成果转化率50%以上,为国民经济可持续发展做出了重要贡献。

与此同时,其他科研单位和矿山企业也针对低品位、难选冶矿石进行重点技术攻关。云磷集团为解决中低品位胶磷矿,还与有关院校联合设立了国家磷矿重点实验室。鞍钢集团为东鞍山正浮选选铁尾矿的回收利用问题,还依托成都综合所等科研单位,成功开发了氧化铁矿磁化悬浮焙烧技术。

“节约资源的基本国策深入人心,矿产资源节约与综合利用工作受到越来越多的重视和关注,矿山企业合理开发利用矿产资源的主体责任正在逐步得到落实和不断强化,主动加大资金投入,加强与专家和科研单位的联系与合作,加强了先进适用技术研发。”许大纯说。

为了让有需求的矿山找到适用的技术,让先进的技术找到适用的矿山,2012年10月,国土资源部印发了《关于推广先进适用技术提高矿产资源节约与综合利用水平的通知》,建立了先进适用技术推广目录发布制度,搭建了先进适用技术交流推广平台。

“近年来,国土资源部累计完成20个重要矿种开发利用‘三率’指标要求,遴选发布三批共159项矿产资源节约与综合利用先进技术。注重典型推动,研究部署新一周期模范县市创建活动,总结推广了一批工矿废弃地复垦利用、城市低效用地再开发、矿产资源综合利用的先进经验和做法。”姜大明表示。

这些技术的推广应用,有力促进了矿产资源节约和综合利用工作。据统计,近几年来,虽然矿石开采深度加大、品位不断降低,但开采回采率与前几年基本持平,部分矿种还略有提高;重要矿山选矿回收率水平总体向好,在原矿入选品位和可选性明显降低情况下,选矿回收率基本保持不变;在原矿入选品位和可选性不变的情况下,选矿回收率明显提高。尾矿和固体废弃物利用程度也在加大,尾矿品位下降明显。国内统计数据显示,2012年与2006年相比,在全国主要矿种采出品位平均降幅达12.3%的情况下,回采率仅下降约0.2%。选矿回收率也只下降约2.5%,总体保持稳定。

“从总体上看,我国矿产资源节约与综合利用技术和水平居世界先进水平。”成都综合所刘亚川认为,我国特殊的矿情,决定了我们必须要开发利用中低品位和难选冶矿石,而像我国的许多中低品位矿石在国外基本是不利用的。比如铁矿石,我国平均品位只有33%左右,比世界平均品位低11个百分点,而在澳大利亚、巴西等铁矿石品位高达55%以上的国家来说,这类品位的矿石就相当于废石。

事实正如此。据《矿产资源节约与综合利用“十二五”规划》显示,近几年来,我国矿产资源开采新技术不断突破,部分重要矿产资源采选技术达到或接近世界先进水平。利用二氧化碳驱油技术、多分支采油技术、一次采全高的综合机械化开采技术、矸石转换采煤技术等先进技术已实现了工业化应用;陡帮开采技术、无底柱分段崩落采矿技术、充填采矿技术等一大批新技术得以推广;细磨-细筛-磁选、粗粒抛尾、细筛-磁选-反浮选等工艺技术的应用,使铁精矿品位和回收率达到了较高水平;高效浮选新药剂、分支串流浮选、电化学控制浮选技术及闪速浮选工艺等,提高了有色金属矿分选效率;选矿-拜耳法的工业应用,使我国大量铝硅比小于5的铝土矿资源获得充分利用;黄金堆浸技术的应用,大大降低了金矿生产成本;晶质石墨的多段磨矿、多段精选工艺的改进,提高了石墨回收率和精矿品位。

“从矿产资源节约与综合利用先进适用技术在矿山的应用效果来看,其普及率和推广效能不断提高,对提高我国矿产资源‘三率’(开采回采率、选矿回收率和资源综合利用率)水平和矿山企业的经济效益、社会效益起到了重要推动作用。”许大纯表示。

盘活大量难利用资源

要立足国内提高矿产资源的保障能力,既需要提高增量,更需要盘活存量;既要“开源”,更要“节流”。而相对于单一的找矿来说,矿产节约与综合利用因具备“节流”和“开源”的双重功能,则显得更为重要。我国之所以把矿产资源节约与综合利用列入找矿突破战略行动三大任务之一,目的就是为了盘活存量,让大批依靠现有技术无法利用的呆滞矿产资源“起死回生”、“重见天日”。

提高矿产资源的增量就是加强地质勘查工作,不断地进行“开源”,而盘活存量就是将找到的矿产资源用好,通过技术进步和指标改善,将低品位、共伴生、复杂难利用资源及废弃物等资源化,实现“一矿变多矿”、“贫矿变富矿”和资源的“吃干榨尽”,在提高资源利用效率和效益同时,减少大规模找矿对环境的扰动,以及资源粗放利用带来的“三废”(废水、废气、废渣)排放。薛亚洲说,目前,我国有大量由于技术经济原因而呆滞的资源,盘活这部分资源不但能增加企业的经济效益,提高国家的资源保障水平,而且能有效地保护生态环境。

2010年,经国务院批准,国土资源部、财政部共同组织实施了矿产资源节约与综合利用专项,推进综合利用示范基地建设。2010年~2012年,中央财政累计投入专项资金85亿元,示范带动企业配套资金1500亿元,共部署开展重大项目288项,取得了百余项技术突破,盘活了大批难利用资源,获得了较好的资源效益、经济效益、生态效益和社会效益。据初步估算,油气资源推广特稠油藏、高含水油藏及低渗透油藏高效开采技术,预计可新增可采储量近27亿吨;煤炭资源推广充填开采、薄煤层机械化开采等技术,预计可盘活煤炭资源140亿吨;金属矿产推广充填开采、矿石超细碎、低品位资源高效选矿及废弃物综合利用等技术,预计可利用难利用铁矿资源60亿吨;化工矿产推广低品位磷矿浮选和固体钾矿高效利用技术,预计可盘活我国低品位胶磷矿近17亿吨,盘活固体钾盐1.7亿吨。

中国地质科学院矿产综合利用研究所攻克鲕状赤铁矿、煤系硫铁矿利用技术后,使数十亿吨的难利用铁矿资源得以盘活;攻克中低品位铝土矿综合利用技术并在中铝重庆分公司实现工业化生产后,使我国3亿吨左右的中低品位铝土矿得以利用。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所持续进行盐湖及地下卤水综合利用研究,对提高地下卤水综合利用水平、缓解我国钾资源短缺等发挥了积极作用。

而我国首批40个矿产资源综合利用示范基地通过技术进步,也将一大批低品位、共伴生和难利用资源变成了经济可采资源。据有关数据显示,这40个基地累计盘活低渗、超低渗致密油储量11亿吨,相当于2012年我国石油剩余技术可采储量的1/3;特厚煤层高效开采和煤炭充填开采技术形成了完善的技术体系,在全国推广后可盘活增加约百亿吨煤炭资源;钙法焙烧提钒技术取得突破,可以解放国内近百亿吨的钒钛磁铁矿资源;盘活低品位铜矿石10亿吨,相当于新找到5座大型铜矿山,可多产精炼铜270万吨,相当于2012年我国铜资源量的1/4;盘活低品位金资源量660吨,相当于2012年金矿基础储量的1/3;突破复杂难处理黑白钨矿选矿技术,盘活钨金属量75万吨左右,按全国每年消耗10万吨计算,可供全国消费近8年;突破中低品位胶磷矿选矿难题,将使占我国85%的中低品位胶磷矿资源得以盘活,可完全满足我国农业发展的磷肥需要。

资源综合利用前景广阔

尽管近几年来我国在矿产资源节约与综合利用技术方面有了多项突破,矿产资源整体利用水平有了大幅提高,但总体上看发展仍很不平衡,引导和促进矿山企业开展矿产资源综合利用的空间很大。

尤其是在当前经济新常态下,加强资源节约与综合利用,提高矿产资源的综合利用效率和效益,不仅能有效降低矿山企业的生产成本,提高企业的经济效益,还有利于生态环保,促进生态文明建设。所以,许多矿山企业把加强资源节约与综合利用作为转型升级的主要抓手,主动与相关科研院所结合,进一步推动此项工作。

而相关数据也印证了这一判断。2014年,在全国矿业经济严重下滑的不利形势下,成都综合所市场项目合同经费较2013年增长21%。

而我国特殊的矿情也决定了资源综合利用的潜力巨大。据资料显示,我国矿产资源的特点之一是共伴生矿多。目前,在我国已开发利用的141种矿产中,有87种是共伴生矿,占总数的61.7%。在我国有色金属矿区中,有85%以上是多元素共伴生矿。我国银储量的90%、金储量的20%、铂族金属储量的73%是以共伴生矿的形式产出的,有色金属矿床是贵金属矿的重要来源。因此,综合利用共伴生资源不但能提高资源利用效率和效益,而且能减少共伴生资源废弃物排放,从而保护环境。

“矿产资源潜在价值是指某种可利用资源按其矿产品价格折算的价值,不考虑矿产资源的采选损失、开采要素的成本,从宏观上反映一个国家(地区)某种矿产资源经济价值。许大纯进一步举例说,比如,在当前资源及市场条件下,测算全国铝土矿区铝土矿资源的潜在价值为7762.52亿元。铝土矿区共伴生矿产资源的潜在价值为镓459.52亿元、耐火粘土1793.31亿元、煤炭874.16亿元、铁218.7亿元、硫铁矿252亿元、钛115.5亿元,共伴生矿产资源潜在价值总计3891.54亿元。

贫矿多、难选矿多是我国矿产资源的又一特点。目前,我国一些低品位资源利用技术达到国际先进水平,独立研发了油田稠油开采技术、超低品位铁矿开发利用技术、低品位铜矿利用技术和中低品位磷矿开发利用技术等一批具有重大影响的科技成果。在今后的矿业开发中,随着这些技术的推广普及和新技术不断问世,我国中低品位矿产资源综合利用水平将得到进一步提升。

而我国尾矿等矿山废弃物综合利用的潜力也十分巨大。随着我国矿产资源的大规模开发,尾矿排放量与日俱增。截至2011年底,我国尾矿累计堆放量120亿吨,其中2007年~2011年期间,年产出量在10亿吨以上。

近年来,我国尾矿利用呈逐年增长的趋势。2011年,我国尾矿产量达15.81亿吨,同比增长13.5%;利用量为2.69亿吨,同比增长23.1%,有17%的尾矿得到利用,利用增幅高于堆存增幅近10个百分点。2012年,我国尾矿产量达16亿吨,尾矿综合利用率约为18%,有望实现《金属尾矿综合利用专项规划(2010-2015年)》提出的“到2015年全国尾矿综合利用率达到20%”的目标。

“悬浮焙烧技术成功应用于东鞍山正浮选选铁尾矿的回收利用,与目前采用的细粒浮选技术相比,大幅提高了精矿品位和回收率。该悬浮焙烧系统经改进优化后可推广用于鞍山地区铁尾矿的再选,预计每年可新增全铁65%左右的铁精矿200万吨以上,新增利润2亿元以上。”刘亚川说。

但是,就目前情况来看,我国在政策和资金方面对矿产资源节约与综合利用工作的支持力度还不够。用于支持矿山企业的“以奖代补”政策及示范项目已经停止;示范基地建设也多偏重规模和设备,而忽视了科技创新;对科研单位的项目和资金支持力度也不大,这在一定程度上制约了矿产节约与综合利用工作的进一步深入。

“国家应该持续加大对矿产节约与综合利用的支持力度,尽快恢复示范项目,尤其要支持难利用、难选冶紧缺急需矿种的科技创新,以创新驱动、技术进步来提升我国矿产节约与综合利用整体水平和效益。”业内相关人士表示。□

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