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鐵礦資源節約和高效利用新空間

2017-07-05 10:31:32   來源:綠色礦山微報

  礦產資源的全面節約和高效利用是礦山充分利用礦產資源、提高經濟效益、實現可持續發展的必由之路,是實現綠色礦山建設的必要條件,更是節約資源、發展循環經濟、建設生態文明的重要抓手。
  鐵礦資源是我國重要的大宗礦產資源,是經濟社會發展的基本原料和重要保障。我國鐵礦資源分布廣泛,礦石資源儲量大,共伴生組分多、低品位礦多、復雜難利用礦多、廢石尾礦產出高,隨著采選冶的技術進步,全面節約和高效利用國內鐵礦資源大有可為。
  一、鐵礦石供需形勢
  改革開放后,國民經濟持續快速發展帶動了我國鋼鐵產能規模持續擴張,形成了“鋼鐵產能過剩明顯,鐵礦石嚴重短缺,產業結構不盡合理”的局面。2015年,我國粗鋼產能達12億噸,產量8億噸,表觀消費量6.9億噸,產能過剩超過5億噸,供過于求情況比較嚴重。
  隨著鋼鐵工業發展,國內鐵礦石原礦產量大幅快速增長。從2010年起鐵礦石原礦產量已超過10億噸,且連續多年增幅超過1億噸,2014年原礦產量甚至超過15億噸。2015年,受投資和產能增速下降影響,產量有所減少,但鐵礦石原礦產量仍高達13.8億噸。
  盡管如此,我國鐵礦石生產仍不能滿足國內激增的鋼鐵產能需求,每年需要花費巨額資金進口國外鐵礦砂。2011年,進口鐵礦砂6.9億噸,花費1125億美元;2015年,全國進口鐵礦砂高達9.5億噸;受鐵礦石價格下降影響,進口金額大幅下降,但仍花費576.2億美元。
  當前,為了調整和優化產業結構,我國正大力推進供給側改革。供給側改革要求“去產能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板”,從生產領域加強優質供給,減少無效供給,其中鋼鐵行業是工作重點。2016年2月,國務院《關于鋼鐵行業化解過剩產能實現脫困發展的意見》明確提出了鋼鐵化解產能的目標任務,從2016年開始,用5年時間再壓減粗鋼產能1-1.5億噸。
  為此,國土資源部把“節約集約利用國土資源”作為核心任務加以切實推進落實,礦產資源全面節約和高效利用在管理制度措施、標準建設、倡導利用先進適用技術等方面取得了新進展。2016年4月,國土資源部發布《關于支持鋼鐵煤炭行業化解過剩產能實現脫困發展的意見》,明確要求嚴格控制新增產能用地用礦;通過盤活土地資源、完善礦業權管理制度等支持鋼鐵煤炭行業退出、轉產和兼并、重組。
  二、鐵礦資源全面節約和高效利用的主要方式
  一般認為,鐵礦資源的全面節約與高效利用是指對鐵礦資源全面、充分和合理利用的過程。它包括:在礦山生產加工時,采取先進技術和生產工藝合理提高主礦種的開采回采率、選礦及冶煉回收率;在一定經濟技術條件下,通過科學的采選冶工藝,最大限度地綜合開發利用共伴生、低品位和難利用資源;綜合回收或有效利用采選冶過程中產出的廢棄物,包括廢石(渣)、尾礦、廢氣(液)、廢舊金屬等。
  目前,我國鐵礦資源節約和高效利用主要表現為如下方面:
  低品位礦、難選冶礦的綜合利用。首先是不同類型鐵礦資源的綜合利用,如褐鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦、低品位礦等資源利用;其次是開采過程中資源的回收,如開展對邊坡掛幫礦、零星小礦體、?;た籩涂粘〔辛艨蟮忍笞試椿厥?。
  共伴生資源回收利用。采選過程中資源的回收,共伴生資源綜合利用,對鐵銅多金屬礦、釩鈦磁鐵礦、鐵稀土多金屬礦、硼鐵礦等進行綜合回收利用。如多元素回收、提質降雜、尾礦再選等。
  采選過程中產生固體廢棄物的綜合利用,如對廢石、圍巖、尾礦等進行綜合利用。
  冶煉廢棄物的綜合利用,如冶煉廢渣和廢鋼的綜合利用。
  三、鐵礦資源節約與高效利用成效顯著
  近年,鐵礦行業全面貫徹節約優先戰略,按照“綜合勘查,綜合評價,綜合開采,綜合利用”的方針,加強低品位鐵礦資源、共(伴)生資源綜合利用,礦山固體廢棄物等方面利用,提高資源開采回采率、選礦回收率和綜合利用率,減少資源浪費、礦山廢棄物排放和固體廢棄物堆存占地,促進鐵礦轉型升級和生態文明建設,節約和高效利用工作取得了不少成績。
  我國鐵礦資源貧礦多、共伴生組分多,為低品位礦和共伴生資源回收利用提供了基本條件;同時廢石和尾礦的大量排放也使礦山固廢規?;貿晌贍?。特別是近年采選冶工藝裝備和技術進步,推動了國內鐵礦資源的節約和高效利用。
  1.礦山采選效率大幅提高
  大規模的鐵礦資源開發使得我國主要礦山的開采品位逐漸降低,但受益于采選工藝技術和裝備進步,“三率”指標穩定向好,采選效率大幅提高。采礦方面,露天礦山從業人員勞產率從2005年的130.4百噸/人年提高到2015年的298.4百噸/人年,增幅為129%;地下礦山從業人員勞產率從2005年的109.1十噸/人年提高到254.6十噸/人年,增幅為133%。選礦方面,從業人員勞產率從2005年的419.6十噸/人年提高到716.7十噸/人年,增幅為71%。
  2.低品位礦和難利用礦綜合利用產業化應用取得了長足進展
  低品位礦俗稱貧礦,是相對高品位的富礦而言。近年來,新設備、新材料、新藥劑、新工藝不斷涌現并得到應用,礦山企業通過開展低品位表外礦的技術研究,低品位礦得到有效回收利用,盤活了大批資源,提高了資源利用效率。
  馬鋼集團南山礦業有限責任公司高村采場原礦鐵品位為20.37%、磁性鐵品位15.79%,為極貧低品位鐵礦石,通過超細碎作業采用高壓輥磨機,輥壓產品粗細分級、分別拋廢后,可獲鐵品位35.62%、鐵回收率79.53%、磁性鐵回收率93.48%的粗精礦,入選鐵品位在原有基礎上提高了15.25個百分點,預先拋除開采過程中混入的圍巖、脈石和品位極低的貧磁鐵礦,使鐵品位較低的極貧磁鐵礦得以利用,實現了“多碎少磨、節能降耗”的選礦理念,解決了極貧磁鐵礦加工成本高、尾礦量大的難題,是極貧鐵礦石選礦技術的重大突破之一。
  露天開采結束后,殘留的露天境界周圍的礦量占開采總儲量的5%~16%;地下金屬礦山大多采用空場法開采,其礦柱比例為15%~60%不等。近年,為了提高資源的利用效率,許多礦山根據其殘留礦體或礦柱的具體賦存情況,在確保安全的前體下,最大限度地對殘留礦進行回收,以延長礦山服務年限,保持和穩定礦山生產。
  西石門鐵礦經過20年的開采,40米中段以上殘留了數量可觀的殘礦資源。為有效回收這部分資源,從20世紀90年代末開始進行殘礦回收,截至2015年底,該礦殘留礦回收總量達到1600萬噸,特別是近幾年,實際生產中殘礦采礦量占總采礦量的比例超過了80%。
  據冶金礦山企業協會統計數據顯示,近年來,通過低品位礦利用、難采殘留礦回收、難選冶礦技術攻關,盤活鐵礦資源100億噸以上,其中低品位礦75億噸、殘留礦10億噸、難選冶礦15億噸。
  3.共伴生資源綜合回收取得較好的經濟效益
  目前,我國從開采的鐵礦中綜合回收利用的組分已多達27種以上,其中可選出單獨精礦的有鐵、銅、硫(鈷)、鋅、釩、鈦、硼、稀土、重晶石、螢石和磷灰石等12種,呈分散狀態在冶煉中回收的有Au、Ag、Co、Ni、Se、Te、Sc、Ge、Ga、Bi、Cd、Nb、Ta、La、Nb等15種元素。特別是釩鈦磁鐵礦、鐵稀土多金屬礦、硼鐵礦等的綜合回收利用技術取得新突破。近年來,通過攀枝花、白云鄂博兩大礦產資源綜合利用基地建設,回收了大量釩、鈦、稀土等稀有金屬,對推進全國礦產資源綜合利用工作起到了很好的示范作用。河北承德等地礦山對礦石中富含的有益元素進行了綜合回收利用,給企業帶來巨大的經濟效益。
  四、鐵礦資源全面節約和高效利用潛力巨大
  雖然鐵礦資源節約和高效利用成效顯著,但隨著生產技術的不斷進步和生態文明建設理念的深入,鐵礦資源的高效利用仍有很大潛力,突出體現在對大量廢石和尾礦的綜合利用、對大量積存廢舊鋼鐵的循環利用、不斷加強管理、探索形成提高資源利用效率和效益的長效機制等方面。
  1.礦山廢石和尾礦綜合利用大有作為
  礦山生產排放大量廢石和尾礦,一般運到排土場和尾礦庫堆存,占用大量土地、破壞植被、污染水源,存在很大安全隱患。一些小礦甚至亂排亂放,嚴重影響環境。
  通常,坑采礦(井下礦)每開采1噸礦石會產生2噸~3噸廢石,露天礦每開采1噸礦石要剝離廢石6噸~8噸。目前,全國鐵礦山共有廢石堆2857座,累計存放量約350億噸。遼寧堆放量最多,約50億噸,占全國總量的1/7,其次為河北、四川、安徽和內蒙古等省區。目前,廢石利用多用作建筑材料,如首鋼水廠鐵礦每年剝離巖石量約2000萬噸,采用新型高效節能干式磁選機CTDG1527預選拋廢,預選粗精礦經階段磨礦、階段弱磁選選別后,可獲鐵品位65.37%、作業回收率77.88%的鐵精礦,年產鐵精礦粉近20萬噸。據冶金礦山企業協會數據,2015年,全國鐵礦就排放廢石30億噸,利用率19.8%。
  據《中國資源綜合利用年度報告》數據顯示,2007年~2015年間,鐵尾礦排放總量超過60億噸,鐵尾礦排放占全國尾礦排放總量的51%。鐵尾礦中含有多種元素,如攀枝花鐵尾礦中V、Ti、Co、Ni、Se、Ga、S等元素,回收利用潛力巨大。
  進入21世紀以來,尾礦綜合利用在整個礦冶產業鏈中顯示出日益突出的重要性。一方面,我國是鐵礦砂進口大國,進口比例一直居高不下,資源的短缺和國家在資源方面的戰略安全問題愈加突出,尾礦的資源屬性越來越受到重視。另一方面,尾礦堆存所帶來的經濟成本、環境成本和社會成本不斷攀升,企業、政府和相關民眾對尾礦綜合利用的重視程度快速提高。隨著采選技術進步和工藝裝備發展,一些能夠降低成本、提高效益和降低環境負荷的尾礦綜合利用新技術、新理念和新方法不斷出現。目前,我國鐵礦尾礦再利用主要有四種途徑:一是作為二次資源再??;二是用于制作高標號水泥基免燒磚等建材;三是用作礦山充填材料;四是用作土壤改良劑及微量元素肥料或利用鐵尾礦復墾植被。其中,礦山空場充填是尾礦利用的主要方式,占尾礦利用總量的53%。
  2.廢鋼鐵循環利用前景廣闊
  鋼鐵性質相對穩定,作為二次資源,廢鋼的循環利用相比原礦資源,既節能又環保,可以有效促進鐵礦石的節約和高效利用。統計數據顯示,用廢鋼鐵煉1噸鋼比用鐵礦石煉1噸鋼,減少1.6噸碳排放、3噸固體廢渣,可替代1.6噸鐵精礦,可節約1噸原煤和1.7噸新水。
  目前,國內社會積存廢舊鋼鐵約90億噸,理論可供約10年的靜態需求?!噸泄痔ひ搗⒄貢ǜ妗肥菹允?,近年來,我國廢鋼利用量居全球首位,但利用率卻不升反降。廢鋼資源、質量和價格三大因素是導致我國廢鋼利用率低的主要因素。近年,廢鋼利用量8000萬噸~9000萬噸,廢鋼利用率約10%~15%,低于全球利用率35%~40%的平均水平,更是遠低于韓國利用率50%和美國利用率75%等利用水平較高的國家。
  加大國內廢鋼資源的利用率是廢鋼產業和鋼鐵行業轉型升級的必要舉措。國家層面優惠政策也在向廢鋼鐵行業傾斜。2015年1月,商務部、發改委、國土資源部、住建部和供銷合作總社印發《再生資源回收體系建設中長期規劃(2015-2020年)》,鼓勵國內外各類資本進入再生資源回收、分揀和加工環節,健全外國投資者并購安全審查管理。鼓勵龍頭企業以連鎖經營、特許經營等現代組織方式整合中小企業和個體經營戶。2015年6月,財政部和國家稅務總局聯合印發《資源綜合利用產品和勞務增值稅優惠目錄》,在再生資源一項中列明對報廢汽車、廢舊農機具等工業邊角料等產生和拆解出來的廢鋼鐵,其從事的企業也可以享受30%的退稅政策。2016年12月,中國廢鋼鐵應用協會發布的《廢鋼鐵產業“十三五”規劃》,明確“十三五”期間將加快廢鋼鐵產業規范化發展,提高廢鋼鐵利用量;提高鋼鐵渣等含鐵固廢物的綜合利用率;加快廢鋼鐵、冶金渣加工設備研發創新國產化步伐,滿足產業發展的需求。
  在當前大力促進節能減排和循環經濟的形勢下,大量使用廢鋼,提高入爐廢鋼比,降低鐵鋼比,提高廢鋼利用水平勢在必行。
  3.強化管理為鐵礦資源節約和高效利用提供了基礎保障
  2016年12月,國土資源部發布了《關于推進礦產資源全面節約和高效利用的意見》,從加強勘查與開發管理、大力研發推廣應用先進適用技術、發揮標準規范強制和引領作用、建立長效機制等方面提出了要求和發展方向,并要求各?。ㄇ?、市)國土資源主管部門結合實際制定具體實施意見,確保落到實處。
  2016年12月,國土資源部、國家發改委、工業和信息化部、財政部、國家能源局五部委聯合發布了《礦產資源開發利用水平調查評估制度工作方案》,要求2017年~2018年,制定試點辦法,開展試點。2019年度,進一步完善明確調查指標,規范調查流程,合理劃分職責,完善指標體系,科學合理評估,完善激勵約束機制,制定出礦產資源開發利用水平調查評估辦法,在全國實施。
  2012年~2016年,國土資源部先后分五批發布《礦產資源節約與綜合利用先進適用技術推廣目錄》,共推廣5批共272項先進適用技術,其中有關鐵礦方面的采礦、選礦和綜合利用先進適用技術50項。并先后發布了包括釩鈦磁鐵礦和鐵礦在內的33個礦種開發利用“三率”最低指標要求,為鐵礦等資源開發利用劃定“紅線”。這些措施,為我國鐵礦石節約和高效利用提供了基礎保障和廣闊空間。
  五、下一步工作重點思考
  開展礦山開發利用水平調查,建立礦山開發利用與廢棄物排放數據庫和信息管理系統。建立礦山共伴生資源與固體廢棄物數據庫和信息管理系統,如礦床類型、共伴生資源、固體廢物情況、所含礦物種類、化學成分、利用狀況等,利用信息網絡定期公布礦產資源綜合利用相關數據,為今后研究、利用和監督提供信息服務。
  制定《鐵礦資源綜合利用規劃》,引導行業開展綜合利用。制定《鐵礦資源綜合利用規劃》,挖掘鐵礦及共伴生資源利用潛力,對具有工業價值的共伴生、低品位資源,統一規劃、綜合開采、綜合利用;拓展礦山固體廢棄物的綜合利用領域,鼓勵擴大固體廢棄物替代用量,減少水泥灰巖、建材砂石等資源開采,重點開展尾礦再選、生產建筑材料、土壤改良劑及肥料,鼓勵尾礦回填、井下充填及尾礦庫復墾;提高礦山廢水的循環利用效率,積極推進礦區整治和功能恢復;支持企業為提高資源利用效率而開展的技術改造和綜合利用項目,繼續推進資源綜合利用重點礦區建設;嚴格綜合利用準入管理,加強對資源綜合利用的監督考核,有效引導企業開展資源綜合利用,充分發揮鐵礦開發中的資源、生態、經濟和社會效益。
  完善鐵礦資源綜合利用標準體系,促進綜合利用水平全面提升。加強鐵礦資源綜合利用標準的研究和制訂,積極適應市場變化和社會經濟發展需求,跟蹤國內外先進標準,發揮企業在標準化工作中的作用,加大在共伴生資源綜合評價、資源節約、綜合利用和污染減排控制、綠色發展等方面的標準制修訂力度,建立和完善鐵礦資源綜合利用標準體系,加大標準的宣傳、貫徹和監督力度,提高標準實施的有效性,充分發揮標準對綜合利用工作的有效支撐,促進鐵礦資源綜合利用水平全面提升。
  開展鐵礦資源綜合利用關鍵技術攻關,搭建先進適用技術推廣平臺。充分發揮礦山企業技術創新的主體作用,搭建“產學研用”平臺,調動科研、院校、企業等各方面的力量和積極性,借助國家、行業、企業和社會創新資源,組織開展關鍵技術與裝備等關鍵裝備技術攻關,實施一批示范工程,帶動一批技術含量高的鐵礦資源綜合利用項目?;罱ǹ縲幸?、跨地區的先進適用技術交流推廣平臺,利用現代信息技術、互聯網技術,開辟鐵礦資源綜合利用信息的交流渠道,及時了解國內外新技術進展情況,加強技術服務工作,加快科技成果轉化,總結推廣一批先進技術和經驗,帶動鐵礦資源綜合利用水平整體提升。
  加強行業自律和綜合利用宣傳,提高礦山企業綜合利用的自覺性和責任感。緊緊圍繞黨的十八大關于生態文明建設的總體要求,以資源—經濟—環境平衡發展為基點,確立強化鐵礦資源合理開采、節約資源和綜合回收、綜合利用的指導思想,遵循3R(減量化、再利用和再循環)原則,堅持走循環、綠色、低碳的發展道路,實現“低開采、高利用、低排放”。要讓全行業和廣大職工都認識到綜合利用對于節約資源、?;せ肪?、提高礦山經濟效益、促進經濟增長方式的轉變,實現循環經濟和可持續發展的重要意義。鼓勵引導同類礦種的中小型礦山企業與資源綜合利用已取得成功的大、中型企業“聯姻”,以解決綜合利用的資金、技術難題。