我国矿产资源高效清洁利用进展与趋势
2014年04月08日 9:5 15503次浏览 来源: 中国矿业网 分类: 重点新闻
(4)稀有金属
稀有金属矿产资源包括铌、钽、锂、铍、锆、锶、铷、铯等矿产,我国主要稀有金属矿产有锂矿、铍矿、铌钽矿等,分布较集中、多为共伴生矿床。我国稀有金属矿产资源高效利用方面的进展主要是:锂矿方面主要有盐湖卤水提锂技术的发展,铍矿方面主要有高氟低品位铍矿中对矿石加碱焙烧-水解除杂-再球磨后浮选提铍技术的发展,铌钽矿方面多种选冶联合工艺如重选-磁选-浮选联合流程等技术的应用。
(5)稀土金属
稀土金属矿产包括钪矿、轻稀土矿(镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕)和重稀土矿(钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇)等矿产资源,我国稀土矿产资源丰富、矿床类型齐全、分布面广而又相对集中。我国稀土矿选矿技术的发展主要有:一是工艺的创新,如白云鄂博稀土矿中将强磁车间的粗选-精选改为粗选-扫选,扫选精矿用反浮泡沫作为稀土浮选原料进行反浮。二是新型高效稀土浮选药剂如LF-8、LF-6捕收剂的研制,三是新型选矿设备的开发,如磁选机、螺旋溜槽、浮选柱等[71]。
(6)分散元素金属
分散元素包括铟、镓、锗、铊、镉、硒、碲、铼等8个元素。前人认为"分散元素不形成独立矿床,它们以伴生元素方式存于其它元素的矿床中"。20世纪90年代以来,在涂光炽院士带领下中国科学院地球化学研究所完成"分散元素成矿机制研究"项目,发现分散元素可以成矿,可以形成独立或共生矿床。近十年,我国已经发现许多分散元素独立矿床,为分散元素的利用做出了重要贡献。项目还发现分散元素成矿类型的专属性,绝大多数分散元素所富集的矿床类型具有一一对应的关系,成矿专属性的发现提高了分散元素的找矿及与多金属综合利用的效率。
(7)放射性金属
放射性金属包括铀、钍、镭、钚、锕、镅、钔等,我国放射性金属矿产主要为铀矿。铀是重要的战略金属,我国铀矿资源贫乏、需求量大,提高铀资源的利用水平迫在眉睫。铀矿选矿技术主要有地浸、堆浸等,近年来选矿工艺技术的发展主要有:一是地浸选矿技术的发展,如可地浸砂岩型铀矿快速钻进冲洗液的应用等。二是堆浸选矿工艺的改进,包括化学溶浸剂、助渗剂等方面的创新。三是原地爆破浸出技术、细菌堆浸新工艺的发展。
(8)非金属矿产
我国非金属矿产资源种类较齐全,已探明非金属矿产有88种,主要介绍一下我国萤石矿、钾长石矿、磷矿等矿产资源开发利用进展。萤石矿选矿进展主要表现在石英型萤石矿高效抑硅药剂的研制,重晶石型和碳酸盐型萤石矿高效捕收剂和抑制剂以及多次选别工艺流程的开发。钾长石矿高效利用主要表现在除铁工艺的进展,如浮选-硫酸酸浸联合、磁选-浮选联合、反浮选-强磁选联合等多种联合工艺除铁技术的发展。磷矿方面主要进展有:一是反浮选、双浮选工艺的发展及新型浮选药剂的研制,二是重介质旋流器选磷技术的开发和新型磁选设备的应用,三是窑法磷酸技术、微生物处理法、干式电选法等技术的突破。
(9)能源矿产
我国主要能源矿产有煤、石油、天然气、核能及地热等,中国能源矿产资源比较丰富,但结构不理想,煤炭资源比重偏大,石油、天然气资源相对较少。我国在煤矿资源高效利用中的进展主要表现在选煤技术的发展:掌握了国际上先进的选煤方法,高效重介质旋流器选煤技术广泛推广,风选、动筛跳汰选煤技术及大型设备得到发展,浮选选煤技术中各类捕收剂和泡沫剂的研制,细粒煤脱水技术中加压过滤技术、强气压穿流式压滤技术和沉降离心脱水技术的突破等。综上所述,我国在矿产资源高效利用领域取得了显着的成果。2012年国家发布的数据显示:在矿产资源综合利用方面,全国约1/3的共伴生矿产资源实现综合开发。黑色金属矿共伴生的30多种有用组分中,有20多种得到综合利用;有色金属矿的45种共伴生组分中,有33种得到综合利用;全国共伴生金属矿产约70%得到综合利用,综合利用的金属量占到全国金属总产量的15%,全国35%的黄金、90%的银、100%的铂族元素、75%的硫铁矿和50%以上的钒、碲、镓、铟、锗等稀有金属来自于综合利用。目前已形成攀枝花钒钛磁铁矿、金川铜-镍多金属共生矿、包头白云鄂博稀土-铌-铁多金属共生矿、湖南柿竹园钨锡多金属共生矿、广西大厂锡多金属矿、辽宁硼镁铁矿等六大共、伴生矿产资源综合利用基地。在再生资源回收利用方面,主要品种再生资源回收总量达1.65亿吨,回收总值达5763.9亿元,部分城市主要品种再生资源回收率提高到70%,废钢铁、废铜、废铝、废铅利用量分别占当年产量的13%、50%、23%和42%。
2.2矿产资源清洁利用
十年来,我国矿产资源清洁利用方面的进展主要体现在矿山三废治理技术的发展以及清洁生产模式的引进。
(1)矿山"三废"治理
对于矿山废水的治理,近年来许多矿山都建立了污水处理系统,主要措施有:(1)提高矿产资源采选技术,尽量少用有毒有害的药剂,提高水的循环利用率,减少废水排放量;(2)净化处理水质较差的外排水,水处理技术如中和法、硫化法、沉淀浮选法、还原法、离子交换法、生物法、液膜法等得到发展,水处理新技术如矿物治理重金属废水法[87]等得到突破。对于矿山废渣的治理,我国许多黑色、有色金属矿山都采取了一系列措施,如对有价值元素进行回收,矿山污染源的微生物处理,某些废渣用于生产建筑材料、发电等。对矿山废气的处理,主要措施有做好通风除尘、实现废物利用等。
(2)清洁生产模式
我国2003年1月正式颁布实施了《清洁生产促进法》,说明清洁生产已被提上国家议程。清洁生产的总体目标、手段都非常明确地贯穿了矿区环境与矿山开发协调发展的思想,是矿山工业污染防治战略的一项重大变革。对生产过程而言,清洁生产包括节约原材料和能源,淘汰有毒原材料并在全部排放物和废物离开生产过程以前减少它们的数量和毒性。矿山企业作为我国的支柱产业之一,实施清洁生产势在必行,我国许多煤矿在开采利用过程中实施清洁生产模式。煤炭是我国主要的能源矿产,我国煤矿资源丰富,然而在煤炭大量开发利用的同时,也带来一系列环境和生态问题。近年来,我国洁净煤技术发展迅速,在煤矿采选冶过程中一些重要技术得到发展,如煤炭洗选、配煤、水煤浆、循环流化床等技术的发展,烟气脱硫、大型煤气化等技术的开发等。
综上所述,我国已对矿产资源带来的环境问题引起了重视,中国政府近十年来相继出台了一系列矿产清洁利用的相关政策和法规,包括2003年实施的《清洁生产促进法》、2004年出台的《固体废物污染环境防治法》、2007年出台的《节约能源法》、《水污染防治法》、2009年出台的《矿山地质环境保护规定》、《保护性开采的特定矿种勘察开采管理办法》等。我国的矿产资源清洁利用已初见成效。中国资源综合利用年度报告显示,我国2011年粉煤灰、煤矸石、工业副产石膏等大宗固体废物年利用量约15亿吨。工业固体废物综合利用率近60%,年利用量近20亿吨;全国煤矸石、煤泥发电装机容量达2800万千瓦,相当于减少原煤开采4200万吨;从钢渣中提取出约450万吨渣钢,相当于减少铁矿石开采近1740万吨。
3、矿产资源高效清洁利用展望
矿产资源高效清洁利用对有效利用矿产资源和合理保护生态环境将发挥积极作用,对推动我国经济增长方式由"粗放型"向"集约型"转变,实现资源优化配置和经济可持续发展具有重要意义。因此,矿产资源高效清洁利用必将是我国经济发展的一项重大战略方针。尽管我国矿产资源在高效清洁利用领域有了明显的成绩,但是矿产资源高效清洁利用是长远大计,我们要以高效利用为核心,基地建设和示范工程为主导,清洁发展和节能减排为前提,坚持矿产资源高效清洁利用的方针不变。因此,根据我国矿产资源特点和高效清洁利用现状,我国现阶段及未来矿产高效清洁利用的方向应该为:一是对传统矿石的高效利用,二是复杂共生、伴生矿石的高效利用,三是目前不能利用但将来可利用的低品位矿和"呆矿"的高效利用,四是矿山生态环境优化。具体有以下建议:
(1)完善相应的法律法规及政策机制
在《中华人民共和国宪法》和《矿产资源法》的指引下,我国制定了一系列的政策和相关法规。初步建立了中国矿产资源的管理法律、法规体系框架,使矿产资源及其勘查开发与管理进入了有法可依的轨道。虽然矿产资源合理利用的规制建设已经越来越引起我国政府的关注,但规制多是简要而抽象地规定了一些鼓励开展矿产资源综合、合理利用的政策、方针,较缺少可行、有力的措施和具体明确的执法主体。因此,在执行中打折扣的现象时有发生。因此,首先要健全矿产资源法律法规体系,加快矿产资源高效清洁利用法规体系建设,研究制定《再生资源回收利用法》、《资源综合利用法》、《金属尾矿综合利用管理办法》并完善《矿产资源法》和《清洁生产促进法》等法规,使资源的高效清洁利用纳入法制化轨道,为矿产资源高效利用、发展循环经济提供法律保证;其次要设立矿产资源合理利用专项基金并建立监管机制,将国家用于扶植矿产资源综合利用包括税收在内的优惠经济政策真正落实到位,提高企业开展矿产资源综合利用的积极性;再次要强化对矿产资源综合利用的监督管理,加强对勘探和生产过程中的全面综合评价与考核监督;最后要完善矿产资源及矿业权有偿使用制度,加快出台矿业企业整合政策,建立重要矿产资源保护利用机制等。
(2)加强新技术、新工艺的开发与应用
矿产资源高效利用的根本出路在于技术的进步,加强采选冶过程中新技术、新工艺的研究及推广,不断提高矿产资源的综合利用水平。实现矿产资源的高效利用,必须针对我国资源特点,借助于每个单元的技术创新和设备革新,进一步创新适合我国资源特点的选矿新技术,如生物选矿技术、微细粒贫矿选矿技术、多金属共生矿综合利用技术、尾矿再利用技术等;在催化反应、装备、流程工艺等方面形成一批自主知识产权,形成综合利用资源的核心技术、先进装备等。在未来的几年里,着力突破以下技术难题:高含镁低品位硫化镍铜矿直接浸出技术,稀土铁铌等共生资源高效利用技术,盐湖和海洋矿产资源高效利用技术,富含砷锑的银铜铅锌多金属矿选冶联合关键技术,多金属矿伴生铁、锰资源回收利用技术,铜锡多金属共生资源综合利用技术,复杂贵金属矿产资源高效利用技术,黑色岩系中镍、钼、铂族元素等有用元素高效利用技术,铜、铅、锌老尾矿中综合回收有价元素关键技术,磷石膏综合利用技术,硫酸烧渣及难选赤铁矿流态化煅烧技术,冶金渣有用元素回收及综合利用技术等。
(3)积极治理矿山"三废",推广清洁生产模式
我国要摆脱"先污染,后治理"的模式,积极治理矿业三废,对已污染矿山的生态环境进行全面修复,不再新建破坏生态环境的开采项目,新建矿山中积极推广清洁生产模式。在未来的几年里,着力突破以下技术难题:矿区重金属复合污染土壤的生物、物化联合修复技术,植物修复安全处置与资源化利用关键技术,重金属污染土壤联合修复集成技术,矿区重污染土壤的钝化技术,矿区有机物的微生物固化降解技术和生物表面活性剂强化修复技术,原位微生物修复技术,植物-微生物联合修复技术,放射性核素污染土壤控制与修复技术,矿山生态恢复与重建技术与方法等。
4、结语
近年来,我国矿产资源高效利用领域已有明显进展,矿产资源节约与综合利用技术明显进步,主要表现在选矿技术的创新、工艺的改造和设备的研发,为我国矿业的科技进步和经济效益的提高、矿业的可持续发展发挥了重要作用;而在清洁利用领域研究尚浅,对"三废"的治理和清洁生产模式的实施还在起步阶段,应加强宣传教育,提高社会的资源环保意识。积极开展矿产资源高效清洁利用,对于贯彻落实节约资源和保护环境的基本国策,缓解工业化和城镇化进程中日趋强化的资源环境约束,提高资源利用效率,加快经济发展方式转变,增强可持续发展能力都具有重要意义。
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责任编辑:金子
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