基于生态文明理念建设无废资源绿色矿山的路径与模式——以冶金矿山实践为例_霍顺生.pdf

收稿日期2019-01-02 作者简介霍顺生 （1964） ， 男， 高级经济师。 总第 524 期 2020 年第 2 期 金属矿山 METAL MINE 基于生态文明理念建设无废资源绿色矿山的路径 与模式以冶金矿山实践为例 霍顺生 1 姜圣才 21 （1. 河钢集团矿业公司， 河北 唐山 063000； 2. 中国冶金矿山企业协会， 北京 100022） 摘要通过分析矿山企业面临的法律规制、 资源开发利用技术、 产品市场需求等生产经营环境的变化， 建设 无废资源绿色矿山的战略机遇期已经到来， 并提出了无废资源绿色矿山的概念。以企业价值为导向， 从矿山投资、 技术选择、 矿物加工生产组织、 资源循环利用、 环境治理、 生态修复等方面进行了全产业链的系统研究； 构建了以资 源全产业链绿色开发3条路径为基础， 绿色矿山技术为支撑， 绿色矿山管理体系为保障的建设无废资源绿色矿山 的发展新模式。同时， 为加快无废资源绿色矿山建设步伐， 从重点解决区域之间固废资源结构性矛盾， 加大绿色矿 山技术创新， 调控市场资源配置等方面提出了建议。 关键词生态文明无废资源绿色矿山绿色技术资源利用 中图分类号TD981文献标志码A文章编号1001-1250 （2020） -02-182-06 DOI10.19614/ki.jsks.202002031 The Path and Model of Building Green Mines with Non-Waste Resources Based on the Concept of Ecological CivilizationA Case Study of Metallurgical Mine Huo Shunsheng1Jiang Shengcai2 （1. Mining Company， Hebei Iron and Steel Group Co.， Ltd.， Tangshan 063000， China； 2. Metallurgical Mines Association of China， Beijing 100022， China） AbstractThis paper analyzes the changes in the production and operation environment faced by mining enterprises， such as legal regulation，resource development and utilization technology，and product market demand. It is believed that the strategic opportunity period for building green mines with non-waste resources has arrived，and the concept of green mines with non-waste resources was proposed. Taking enterprise values as the guidance，the whole industry chain from mine investment，technology selection，mineral processing，production and organization，resource recycling，environmental man- agement，and ecological restoration is systematically studied. A new model for the development of green mines with non- waste resources was established，that is based on the three paths of green development of resources in the whole industry chain，supported by green mining technology and guaranteed by green mine management system. At the same time，in order to speed up the construction of green mines with non-waste resources，some suggestions were given to mainly solve the struc- tural contradiction of solid waste resources among different regions，increase the technical innovation of green mines，and regulate the allocation of market resources. KeywordsEcological civilization， Green mines with non-waste resources， Green technology， Resource utilization Series No. 524 February 2020 基于生态文明理念， 国家在矿山开采、 环境治 理、 土地复垦、 资源利用等方面逐步实施了更加严格 的法律规制约束限制， 倒逼矿山企业必须走绿色发 展之路； 同时， 随着矿山开采及资源综合利用新技术 的进步与推广， 矿山废弃资源再利用价值市场窗口 的打开， 增强了冶金矿山企业发展的内生驱动力， 加 快了产品结构调整的步伐， 全资源效益凸显； 建设无 废资源绿色矿山的战略机遇期已经来临。 1建设无废资源绿色矿山的背景与内涵 2000年前后钢铁行业进入高速发展扩张期， 冶 金矿山作为支撑钢铁行业发展的重要原料基地， 也 开启了新一轮快速发展周期， 粗放发展过程中暴露 安全与环保 182 ChaoXing 出的矿点多、 规模小、 装备水平落后、 资源利用率低、 采富弃贫、 环境污染严重等问题的累积， 导致生态环 境欠账严重。铁矿采选综合回收率不足60， 共伴生 组分综合回收率不足35， 大量境界外矿、 残留矿尚 未被充分利用， 尾矿及固体废弃物综合开发利用还 处于起步阶段。综合利用搞得比较好的大中型矿山 只占 25.6， 完全没有进行综合利用的占 43.3 ［1］。 2012年党的十八大以来， 生态文明建设已经纳入新 时代中国特色社会主义总体布局。树立生态文明理 念， 转变矿山粗放型发展方式， 加快治理修复矿山生 态环境， 建设无废资源绿色矿山， 这既是建设绿色矿 山的进一步深化， 也是矿山调整产品结构， 实现高质 量发展、 绿色发展的必然要求。 所称无废资源绿色矿山， 就是在冶金矿山勘察、 设计、 建设以及采、 碎、 选、 尾矿处理等矿物开采、 加 工生产过程中， 以国家绿色矿山标准为基础， 绿色矿 山技术为支撑， 生态恢复为目的， 提高资源利用效率 为核心， 废弃资源无浪费为目标， 实施矿产资源全部 绿色开发利用； 内涵就是资源高效利用的最大化， 生 态环境损害的最小化， 可循环可持续高质量发展的 绿色矿山。 无废资源绿色矿山概念是基于生态文明理念， 把矿产、 土地、 地下水、 植被、 人居环境等看做一个生 态系统进行资源开发利用， 坚持节约资源与保护环 境并重， 建设可实现循环经济利用， 可持续绿色发展 矿山而确立的。在发展理念上， 从过去注重采富弃 贫、 效益优先为主， 向绿色发展、 建设生态文明方向 转变； 在发展定位上， 从过去注重以废水、 废渣、 尾矿 有价金属回收等环境治理为主， 向推进大宗固体废 弃物综合利用产业集聚发展、 全资源产业链开发的 绿色矿山转变； 在产品结构上， 从过去尾矿库、 排土 场废弃资源堆存， 向土地复垦、 资源综合利用开发多 种产品转变； 在技术应用上， 从对环境损害程度严重 的重污染技术， 向对环境损害减轻或有利于环境修 复的绿色技术转变； 在生产方式上， 从资源单一生产 方式， 向资源、 环境、 人类和谐发展的绿色发展方式 转变。 2建设无废资源绿色矿山的时机已经成熟 在近20年经济高速增长的驱动下， 高利润刺激 了冶金矿山企业的粗放型快速发展， 资源利用低效 导致的生态环境恶化日趋突出， 废弃伴生资源与环 境约束的矛盾， 生态环境欠账与人民对美好生活环 境需求的矛盾更加突出。近年来随着国家调整产业 结构， 重视生态文明建设， 发展循环经济， 倡导资源 集约利用， 加大技术创新投入， 环境治理攻坚行动等 等变化影响， 为建设无废资源绿色矿山创造了有利 条件和良好环境。 2. 1建设无废资源绿色矿山的法律规制体系已经 具备 2008 年 12 月， 国务院批准 全国矿产资源规划 （2008～2015年） ， 从国家层面首次提出发展绿色矿 业， 明确提出了矿山建设在资源利用效率、 循环经 济、 地质环境保护和土地复垦等方面的要求， 确立了 “大力推进绿色矿山建设， 到2020年绿色矿山格局基 本建立” 的总体规划目标。以此为标志， 其后一些法 律规制文件相继出台， 在多举措激励矿山绿色发展 的同时也划出了矿山发展不可逾越的环境质量底 线、 生态保护红线、 资源利用上限。 2009年1月1日施行的 中华人民共和国循环经 济促进法 ， 要求企业事业单位应当建立健全管理制 度， 采取措施， 降低资源消耗， 减少废物的产生和排 放量， 提高废物的再利用和资源化水平； 对生产过程 中产生的尾矿、 废石、 废料等工业废物进行综合利 用。 2016年3月， 国家 “十三五” 规划纲要， 要求大力 推进绿色矿山和绿色矿业发展示范区建设， 实施矿 产资源节约与综合利用示范工程， 矿产资源保护和 储备工程， 提高矿产资源开采率、 选矿回收率和综合 利用率。 2017年5月， 国土部等六部委印发了 关于加快 建设绿色矿山的实施意见 ， 明确矿山环境面貌、 开 发利用方式、 资源节约集约利用、 现代化矿山建设、 矿地和谐和企业文化形象等绿色矿山建设考核指标 要求。在矿权出让、 建设用地、 技术转化、 金融扶持 等方面支持绿色矿山建设。 2017年11月， 财政部、 国土资源部、 环境保护部 联合发布 关于取消矿山地质环境治理恢复保证金 建立矿山地质环境治理恢复基金的指导意见 ， 明确 取消保证金， 建立基金， 为矿山企业加快地质环境治 理提供了更大的自主权。 2018年1月1日修正后的 中华人民共和国环境 保护税法 规定， 企业事业单位和其他生产经营者贮 存或者处置固体废物不符合国家和地方环境保护标 准的， 应当缴纳环境保护税。纳税人综合利用的固 体废物， 符合国家和地方环境保护标准的， 暂予免征 环境保护税。 2018年10月1日起实施 冶金行业绿色矿山建 设规范 。 2019年1月， 国家发展改革委、 工业和信息化部 印发了 关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集 2020年第2期霍顺生等 基于生态文明理念建设无废资源绿色矿山的路径与模式 183 ChaoXing 聚发展的通知 。要求探索大宗固体废弃物区域整 体协同解决方案， 开展大宗固体废弃物综合利用基 地建设， 不断提高和扩大大宗固体废弃物综合利用 技术水平、 装备能力、 规模效益。 2. 2建设无废资源绿色矿山的市场窗口已经开启 冶金矿山在矿物开采、 加工过程中， 主要废弃资 源为采矿过程中剥离的覆土和围岩以及选矿生产中 产生的尾矿。由于我国铁矿资源禀赋的特点， 贫矿 多、 难磨难选， 大量有用组分和有用矿物进入尾矿和 围岩中， 且有相当数量的残矿、 矿柱以及边界品位以 下的矿石残留在采场及矿坑中， 形成了宝贵的二次 矿产资源， 据不完全统计， 2017年产生量7.65亿t， 占 尾矿总产生量的47.34。截止2017年底， 我国铁尾 矿堆存量100 亿t左右， 采矿剥离的围岩数量也非常 大 ［2］。由于矿山市场观念陈旧及市场效益不高， 二次 矿产资源开发利用率较低。随着严控新建露天矿山 及环境治理政策的收紧， 小、 散、 乱矿山及河道采砂 的深度治理， 市场需求增加， 砂石骨料价格上涨， 激 发了矿山二次资源开发利用的积极性。 尤其自2017年以来， 砂石价格一路高涨， 保持高 位运行， 图1为2018年以来唐山地区石砟和机制砂 价格走势 ［3］。 由于区域市场供求结构性矛盾， 市场价格北低 南高。2017年， 首钢矿业公司水厂铁矿销售建筑砂、 砟96万t， 实现收入184万元； 马钢集团南山矿业公司 销售0～5 mm、 5～10 mm、 10～20 mm3个粒级干选废石 产品65万t， 收入975万元。 2. 3建设无废资源矿山的技术已经成熟 从上世纪90年代起， 矿山行业已经关注以废石、 尾矿利用等固废资源处理， 但那时多数矿山还处在 比较初级的单一再选回收铁精矿阶段， 没有实现真 正意义上的综合开发利用。由于当时受技术条件限 制， 市场价格低和设计边界品位等影响， 造成部分矿 产资源流失， 某矿建矿以来， 共排弃废石9.4 亿t， 这 些废石中混杂了可供回收利用的矿石约0.47 亿t ［4］。 近年来， 随着 “尾矿既是污染源又是二次矿产资源， 具有潜在的利用价值” 成为行业共识， 矿山固废资源 综合利用技术取得重大突破及推广。根据铁尾矿组 分和性质的差异， 可采用磁选、 浮选、 重选、 酸浸、 絮 凝等工艺进行再选回收； 破碎环节预选抛出的部分 粗粒尾矿或经2～3段磨矿产生的粒度较细尾矿， 掺入 少量其他原料适当调配， 经过一定的制备工艺后， 用 作生产建筑用砂、 水泥、 墙体材料等建筑材料， 还可 以用作尾矿充填。矿山塌陷区的工程处理、 污染土 壤处理、 有害水体处理等技术为土地变成农田、 林 地、 草场， 恢复土地的使用价值和环境生态创造了条 件。部分矿山资源综合利用技术应用实例见表1。 3建设无废资源绿色矿山的发展路径与模式 3. 1矿山资源全产业链绿色开发的路径 建设无废资源绿色矿山， 要改变人们铁矿山只 生产铁精粉的固有产品观念， 以企业价值为导向， 开 辟资源全产业链绿色开发的3条路径基础产品、 固废产品和生态修复， 资源全产业链开发的3条路径 见图2。 一是以资源初次加工成最终产品为路径的基础 产品价值链， 即由采矿、 碎矿、 选矿、 尾矿、 铁精粉运 输等工序组成的基础产品产线。二是以资源回收利 用二次加工为路径的固废资源价值链， 即围岩土、 碎 矿抛尾、 选矿再选、 尾矿利用等资源综合利用的固废 产品产线。三是以生产过程中环境治理与土地复垦 为路径的社会责任价值链， 即围绕矿山水、 气、 扬尘、 噪声等污染源治理， 水资源利用、 土地复垦等产生 “绿色行为” 的生态修复产线。 基础产品产线废弃的围岩土、 砂石经过固废产 品产线可以二次加工成砂石骨料等建筑材料， 有价 矿物经过再选可以生产精矿， 尾矿可用于采空区充 填等， 形成初次及二次加工之间的资源循环利用； 同 时， 把矿产与土地、 地下水、 植被等全部视为资源， 在 资源循环利用加工过程中通过实施污染源治理、 控 制废弃物排放、 水资源循环利用、 土地复垦等 “绿色 行为” ； 形成了清洁生产、 资源高效回收、 固废综合利 用、 生态修复的绿色发展形态， 构成了资源全产业链 3条路径协同发展的新布局。 3. 2建设绿色矿山技术支撑体系 文献 ［5］ 认为绿色技术是指遵循生态学原理和 生态经济规律， 能够保护环境， 维持生态平衡， 节约 能源、 资源， 促进人类与自然和谐发展的一切有效用 的手段和方法。显然， 绿色矿山技术， 应该是在矿产 资源开发利用过程中， 有利于节约资源、 生态保护的 金属矿山2020年第2期总第524期 184 ChaoXing 先进生产技术及生产方式， 主要包括生产工艺技术、 资源利用技术、 环境治理技术等。 河钢矿业所属矿山， 坐落在不同地区， 资源禀 赋， 环境条件既有共性又有特性。以构建3个产业链 生态圈为目标导向， 淘汰落后、 污染的工艺技术， 研 究开发适用工艺技术， 储备技术项目， 建设绿色矿山 技术支撑体系。 例如， 各矿山通过对尾矿多元素化学分析、 铁物 相分析、 光谱分析、 粒级分析、 放射性分析等确定工 艺技术路线， 利用尾矿再选和有价元素回收的先进 生产工艺技术及设备， 在尾矿入库前在线回收铁矿 物。柏泉铁矿采用阶段磨矿、 阶段磁选工艺流程选 铁； 磁选尾矿浮选磷的工艺流程实现先选铁后选磷， 选矿厂生产铁精矿和磷精矿2种产品。黑山铁矿通 过工艺技术调整， 实现了钒钛磁铁矿的综合利用， 提 高了资源回收和综合利用率。石人沟铁矿与华北理 工大学开展了尾矿制做蒸压尾矿砖和免蒸免烧砖的 试验研究， 主要针对级配、 水泥用量、 水用量、 试加粉 煤灰及外加剂进行优化选取配比， 结果显示利用高 硅质岩型铁尾矿生产免烧砖及蒸压尾矿砖， 各项性 能及放射性均符合国家建筑材料的有关标准， 可用 作路肩、 路沿、 河道、 护坡、 广场砖、 车道砖、 人行道砖 等。庙沟铁矿与秦皇岛玻璃工业研究设计院开展了 尾矿替代水泥生产所用砂岩和铁粉试验研究， 采用 铁尾矿砂配置水泥生料可改善生料的可磨性， 有利 于降低粉磨能耗， 易烧性明显改善， 熟料晶形规则， 矿物结构较好。 正在建设的中关铁矿水文地质条件复杂， 矿井 涌水量较大， 矿井水外排将对土地和水系造成污染。 通过与专家多次对帷幕注浆技术、 水资源热泵技术、 矿井水处理手段、 生态循环利用方案研究探讨， 确定 了 “矿井水帷堵井下废水利用提取热量利 用矿井水深度处理净化水回灌地下初 级利用梯级利用循环利用” 为主线， 集能源 利用、 资源利用、 垃圾利用、 工业生产、 生活、 种植为 一体的生态化循环复用体系。 2020年第2期霍顺生等 基于生态文明理念建设无废资源绿色矿山的路径与模式 185 ChaoXing 棒磨山铁矿属于资源枯竭矿山， 与地方政府签 订了排土场、 尾矿库及采坑矿山生态环境综合治理 项目协议， 将对尾矿库、 排土场、 矿体采坑进行生态 修复治理， 治理完成后矿山将变成百亩良田。 3. 3建设绿色矿山管理保障体系 培育建设无废资源绿色矿山发展新模式， 要建 立以法律规制为制度基础， 技术进步为支撑， 体制机 制改革创新为动力的管理保障体系。一是建立健全 以法律、 政策、 规定为核心的矿山资源开发管理制 度， 认真贯彻落实国家建设绿色矿山的法律规制， 遵 守资源开发的环境质量底线、 生态保护红线。二是 建立绿色矿山技术为支撑的工艺技术操作标准， 大 力推广使用新工艺、 新技术， 智能制造换人、 自动化 减人， 发挥技术潜力、 人才潜力， 满足资源利用开发 的需要。三是建立治理环境污染的长效机制， 及时 淘汰高能耗、 高污染、 低效率的工艺和设备， 治理环 境污染， 减少土地占用。四是建立管理信息化平台， 利用三维可视化工具对矿区、 矿床模型、 工程、 设备 与工艺过程进行三维建模与统一管理， 实现矿山生 产、 安全、 环保过程自动化监视、 监测与监控， 打造数 字化矿山。五是建立企地和谐关系， 加大对矿区周 边乡村教育、 就业、 交通、 环保等民生工程的支持力 度， 实现企地共赢发展。六是建立绿色矿山评价指 标体系， 按照行业标准， 确定资源节约、 节能环保、 生 态修复等6个一级指标及露天矿山开采回采率等40 个二级指标， 提高矿产资源开发利用的综合效益与 社会效益。 3. 4构建无废资源绿色矿山发展模式 冶金矿山企业粗放型发展模式， 不仅造成资源 利用率低， 更给生态环境造成了破坏， 在建设生态文 明的新时代， 必须转变矿山的粗放发展方式。准确 把握建设无废资源绿色矿山的内涵， 从矿山投资、 技 术选择、 矿物加工生产组织、 资源循环利用、 环境治 理、 生态修复等方面进行全产业链的系统优化， 构建 以资源全产业链绿色开发3条路径为基础， 绿色矿山 技术为支撑， 绿色矿山管理体系为保障的无废资源 绿色矿山发展新模式 （图3） 。真正把矿山建成资源 高效利用最大化， 生态环境损害最小化， 可循环可持 续高质量发展的生态文明绿色矿山， 形成新的矿山 资源节约利用、 环境治理、 产业结构、 生态修复的空 间格局。 4建设无废资源绿色矿山的建议 矿山粗放发展模式遗留的尾矿库、 排土场固废 存量巨大， 现在每年还要有一定的增量排放。由于 矿山资源禀赋特性不同及地域分布的不均衡， 资源 回收利用成本高、 收益低， 企地关系协调不畅、 生态 修复投入大等因素影响， 导致国家出台的许多规制 与政策落实不到位， 企业资源综合利用开发的内生 动力不足。为加快无废资源绿色矿山建设步伐， 提 出以下建议。 4. 1发挥政策导向作用， 重点解决区域之间固废资 源结构性矛盾 既要发挥建设无废资源绿色矿山法律规制的刚 性约束作用， 又要因势利导发挥固废资源存量过大 地区的潜在产业比较优势。国家要实施有差别的区 域管控政策， 用生态社会效益优先资源市场效益的 观念， 加大对土地复垦、 集中消化处理现有固废资源 存量的资金支持。加快探索大宗固废区域整体协同 解决方案， 支持鼓励资源要素禀赋区域之间的流动。 例如发行政府绿色债券， 积极引导民营企业参与国 有矿山大宗固废资源利用基地的建设， 用社会激励 驱动企业内生造血功能。实施矿山固废指标生态环 境交易政策， 用市场需求较旺地区审批限建矿山后 的生态受益， 支持固废资源存量大的地区进行生态 修复， 协调区域协同发展。 4. 2加大技术创新， 提升矿山绿色技术水平 加大矿山开采与资源利用的绿色技术创新， 支 持鼓励矿山企业与高等院校、 科研机构进行新技术 新工艺的合作开发。组建以矿山机械制造产业为主 的多产业技术研发应用平台， 加快推广智能采矿技 术、 物联网技术、 提升装备制造能力， 推动资源全产 业链绿色技术的进步。制定绿色技术工艺与标准， 加大培养绿色技术开发及应用人才， 提高企业治理 环境及生态修复的能力。 金属矿山2020年第2期总第524期 186 ChaoXing 4. 3通过产品 “公益补贴” 调控市场资源配置 以高铁、 高速公路建设为主导的基建市场对砂 石骨料的巨大需求， 与国家对矿山严格审批监管政 策的供给管制， 使矿山资源回收利用市场前景看好、 产品结构出现多元化， 产品附加值提高。同时， 砂石 骨料产品供应与需求区域的结构失衡， 造成市场配 置不匹配。例如河北、 山西、 辽宁等地矿山堆存的固 废资源量巨大， 当地市场容量有限， 难于消化。而长 三角地区、 珠港澳大湾区等经济发达地区市场需求 量大， 供应量少， 资源稀缺。解决这个市场供求与环 境、 资源压力的矛盾， 不能单靠市场自发去调节， 政 府可以对固废产品进行 “公益补贴” ， 鼓励具有资源 存量区域的矿山， 主动向限制资源开采的地方输出， 提高其产品的市场竞争力， 充分体现生态优先的公 益特性。 参 考 文 献 常前发， 雷平喜， 蔡鸿起.黑色金属矿山节约资源能源与减排形 势与对策 ［Ｊ］ .矿产保护与利用， 2009 （1） 30-34. Chang Qianfa，Lei Pingxi，Cai Hongqi.Situation and countermea- sures on energy resources saving and reducing emission for fer- rous metal mines［J］ .Conservation and Utilization of Mineral Re- sources， 2009 （1） 30-34. 王雪峰， 朱欣然， 李为， 等.全国矿产资源节约与综合利用报 告2018 ［M］ .北京地质出版社， 2018. Wang Xuefeng， Zhu Xinran， Li Wei， et al.The Report of Mineral Resources Saving and Comprehensive Utilization in China（2018） ［M］ .BeijingGeological Publishing House， 2018. 中国砂石协会.中国砂石骨料网在线报价信息 ［Z］ 中国砂石骨 料网， 2018-2019. China Sandstone Association. Online quotation ination of Chi- na aggregate net［Z］ China Aggregate Net， 2018-2019. 李刚.排土场废弃资源回收利用技术研究与实践 ［J］ .中国矿 业， 2009 （12） 56-58. Li Gang. The research and practice of the technology of reclaiming and utilizing dry-dressing ore from the earth-disposing fields［J］ . China Mining Magazine， 2009 （12） 56-58. 秦书生 . 生态技术的哲学思考 ［J］ . 科学技术与辩证法， 2006 （4） 74-76. Qin Shusheng. Philosophical thinking on ecological technology ［J］ . Science Technology and Dialectics， 2006 （4） 74-76. ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ 2020年第2期霍顺生等 基于生态文明理念建设无废资源绿色矿山的路径与模式 187 ChaoXing