（第1部分-矿业经济基础理论）10第十章 矿产资源综合利用与可持续发展

1我国矿产资源形势我国幅员辽阔，国土面积大，矿产资源总量丰富，是全球六个资源大国之一。在已探明的资源储量中，有45种矿产资源的潜在价值仅次于前苏联、美国，居世界第三位，我国部分矿产储量在世界上的地位（见表8－1）。但是，我国是个有着13亿人口的国家，人均占有矿产资源量几乎是世界平均水平的一半。因此，从人均占有矿产资源量上看，我国又是一个矿产资源相对贫乏的国家。一、我国矿产资源分布的基本特征1．矿产种类繁多，分布面积广，资源总量丰富2．大多数第一类矿藏富矿少，贫矿多，开采、选矿难度较大3．共生矿多，伴生矿多，矿石组分复杂4．分布面积散，但又相对集中二、我国矿产资源目前开采利用的基本格局与态势

1．我国矿产资源开采利用态势及主要问题我国矿产资源开采利用态势：（1）矿产资源开采强度过大，粗放型的经济增长方式过度依赖资源的消耗，没有及时很好的过渡到集约型增长方式。（2）矿产开发过程中损失、浪费严重。2．矿产资源的消耗强度过高。3．投入不足，技术开采水平不高，老矿山生产能力下降，新矿山建设滞后。4．矿产资源开发利用导致环境恶化。三、我国矿产资源回收利用领域的研究课题和有待解决的问题1．深入调查研究自然资源及其开发利用的现状和问题，预测其未来发展趋势，论证其对经济社会发展需求的保证程度，探索其不断保值增值和永续利用的途径。2．研究自然资源的价值理论和合理的定价方法，彻底改变产品高价、原料低价的价格扭曲现象。3．研究资源核算（包括实物量和价格量核算），将其纳入国民经济核算体系，改革现行国民经济核算体系中偏重于产值增长、不计资源消耗、制约经济发展的资源开发的空心化现象的发展。4．研究和确定资源资产的概念，完善实施资源资产管理制度，改革目前资源资产权属不清，以致出现抢占、浪费、破坏资源的混乱局面，逐步实现资源的当今和代际间的优化配置。5．开展资源产业政策的研究，寻求自然资源不断增加、永续利用的对策，对于非再生矿产资源来说，寻求其最适耗竭速度，保证其满足经济社会发展日益增长的需要，以实现可持续发展的战略目标。2矿产资源可持续综合利用指标与措施三、矿产资源综合利用技术经济评价（一）共生和伴生矿产的定义及分类1．共生矿产的定义在同一矿区（或矿床）内存在两种或多种符合工业指标，并具有小型规模以上（含小型）的矿产，即“达标”、“成型”的称为共生矿产。天生矿产分为同体共生矿石和异体共生矿产。（1）同体共生矿产是指产于同一矿体内的含有两种或多种符合工业要求的共生矿产及可供工业综合利用的伴生矿产。对于同体共生矿产，一般是综合圈定矿体，分别计算储量。（2）异体共生矿产是指在一个矿区内，产于不同部分（或层位）可以分别圈定和计算储量的不同矿种的矿产，该矿产可以是综合性的，也可以是单矿种的，或者是两者同时存在的。2．伴生矿产的定义伴生矿产系指矿床（矿体）中于主矿、共生矿一起产出，未“达标”或未“成型”的、技术和经济上不具有单独开采价值，但在开采和加工主要矿石时能同时合理地开采、提取和利用的矿石、矿物或元素。伴生矿产分为伴生矿物矿产、伴生元素矿产和伴生矿石矿产三大类。（1）伴生矿物（2）伴生元素（3）伴生矿石四、综合开发利用系数概述（二）考虑经济因素的综合利用系数表示法（三）分阶段的综合利用系数（四）共生矿产综合开发经济效果的计算（五）伴生有用组分综合利用效果计算（六）矿产综合利用工业指标制定矿产综合利用工业指标一般应掌握以下几个基本原则：1．地质条件是制定工业指标的基础2．市场需求状况是合理制定工业指标的重要原则3．采用综合指标评价法评价矿床4．因地制宜的制定工业指标5．技术上可行，经济上合理是制定工业指标的原则3矿产资源的综合利用的对策一、国外矿产资源综合利用概述国外对矿产资源综合开发与利用的政策和方针可归纳为以下几点：（一）加强国际沟通，矿产资源综合利用会议不断（二）通过立法支持合理利用资源（三）以科学技术为先导，提高矿产资源的综合利用水平（四）重视二次资源的开发与利用二、我国矿产综合利用现状（一）我国矿产资源综合利用的基本特点1．富矿少，贫矿多2．矿石物质组分复杂，共伴生矿床多，复合矿床多，单一矿床少3．矿产资源的地理分布不均匀4．地表矿床和大型矿床越来越少，地下矿床和中小矿床相对越来越多5．矿产资源种类虽然总量多，但目前我国矿产的综合利用程度低，矿产品的人均占有量少。（二）我国矿产资源综合利用的现状及存在问题1．矿产资源综合利用法律法规不健全，矿产综合利用优惠政策不到位。2．矿产资源综合利用矿山比例低，众多中小矿山综合利用水平很低，中、小型矿山企业综合利用程度比较差，大部分小型矿山企业和小矿山根本不进行综合利用。3．共生伴生有用组分综合利用指数低，有用组分回收少，国外发达国家的资源综合利用率达到了70%左右，我国矿产资源的综合回收率平均不超过50%。（三）矿产资源综合利用的对策1．矿产资源和矿山二次资源综合利用立法上存在的问题（1）我国资源综合利用政策与法规多分散于国务院各部门单独或联合颁发的规章或规范性文件中，由于政出多门，政策与法规建设缺乏系统性、协调性，有些甚至相互矛盾、相互制约。（2）通知型，意见型法规多，具有可操作性法规少。（3）现行的资源综合利用立法虽然有一些管理制度和措施，但与国外相比，由于其缺乏强制性责任规定和制裁手段，难以保证政府法规的有效实施。2．矿产资源综合利用的对策建议（1）努力提高共伴生矿的综合利用效率。（2）加强矿产资源综合利用新技术新工艺的开发与应用。（3）综合利用和回收工作必须以市场为导向，做好可行性研究工作。（4）重视低品位、难选矿石、再生资源及尾矿资源的回收利用。4循环经济与利用一、循环经济将是我国可持续化发展的必由之路21世纪，中国的经济发展速度还将会保持较快的增长，预计到2010年，国内生产总值将在2000年的基础上再翻一番。在这样的形势下，是继续沿用传统的高消耗、高污染的粗放型经济发展模式来带动经济的高增长，还是通过发展新的循环经济，以高新技术和高科技来推动中国经济的集约型发展和社会的可持续发展，中国已经迫不及待要转换现有的经济发展模式。循环经济则是按照生态规律利用自然资源和环境容量的平衡，实现经济活动的生态化动态化转向。要求经济活动按照自然生态循环系统的模式，组织成“资源－生产产品－再生资源”的物质反复循环过程，使整个经济系统以及生产和消费过程基本不产生或只产生很少的废弃物。我国必须走发展循环经济的重要原因主要有：（1）矿产资源在我国经济与社会发展中的重要地位决定了矿产资源的开发利用必须采用循环经济的发展模式。（2）矿产资源不能持续满足我国经济发展和人民生活水平日益增长物质需要的严峻形势，迫切要求我国必须大力发展循环经济。（3）现实矿产资源开发生产过程中，资源浪费现象严重。二、我国循环经济实践概况中国在实践循环经济上具有超前意识，在世界上也是走在前列的几个国家之一。1999年以来，国家环保总局将发展循环经济、建设生态工业园区作为提高区域环境质量、促进区域可持续发展、实现区域经济和环境“双赢”的一个重要举措，积极试点，稳步推广，从宣传、技术研究、理论探索、政策引导和试点等方面做了大量的工作。2004年以来我国全国共新增近10个国家环境保护模范城市、近85个国家级生态示范区、近8个国家环境友好企业和近40个全国环境优美乡镇。这一系列试点示范省市有些在提出循环经济理念之前就已经开始实施，有些已在不同层次落实循环经济发展观，他们的共同特点都是发展循环经济。

三、解决矿产资源战略问题必须下大力节约资源，提高资源利用率目前，我国主要矿产资源人均占有量不足世界平均水平的一半，特别是石油资源，国内石油开发和生产不能适应经济和社会发展的需要，供需矛盾日益突出，进口量逐年上升。随着工业化和城镇化进程的加快，石油需求将呈强劲增长态势，如不采取积极有效的措施，到2020年，我国对国际石油市场的依存度将达到50%左右。除石油资源外，一些重要矿产资源不足的矛盾日益突出；某些重要原材料长期进口；我国人均用电量只有1038千瓦时，仅相当于发达国家的1/10。要解决资源战略问题，必须大力开展能源节约与资源综合利用，特别是要把节约和替代石油放在突出位置，这是保障国家经济安全和长远发展的重大战略措施。四、加强废弃物综合利用技术研究，实现资源环境协调发展在资源环境协调发展技术创新方面，首先应当开展“绿色矿业”技术研究，比如金矿的无氰浸出技术、氧化焙烧固砷固硫技术、选矿废水循环再生技术。要积极开展选矿药剂无害化研究，尽量减小废水中药剂对环境的影响。要实现资源与环境的协调发展，需要加强对“三废”的治理技术研究，尤其是矿业固体废弃物的综合利用技术。应当重点开展对矿山废石和尾矿的利用技术研究，开展老尾矿中有价元素或有用矿物的再回收技术，充分提取有价元素，尽可能利用废石和尾矿，使之减量化、无害化。开展废石和尾矿生产陶瓷、微晶玻璃、土壤改良剂、矿物肥料、道路建设材料、采空区填充材料的研究，以及与之相关的尾矿的分级、脱水技术研究。要开展废弃矿坑的治理和利用技术研究；要加强烟尘的治理技术研究，特别是低浓度SO2制取硫酸和硫磺产品技术，研究多力场复合除尘技术及设备；要加强废水治理和水循环利用技术研究，主要是废水的分析控制技术及设备。要开展新型絮凝剂、电解气浮技术及设备等生产用水的减污技术研究和应用，使生产用水能够实现尽可能循环使用，减少向环境的排放。五、开展矿山环境修复和地质灾害控制，实现人与自然协调发展应当开展有害元素在土壤和植物中的富集迁移机理和规律的研究，为环境修复技术研究提供基础；开展废石中有害离子的封闭技术、废石中有益元素的合理释放技术研究；开展具有能大量吸收重金属元素性能的植物的筛选和培育；进行物理及化学复合修复污染土地技术，尾矿复垦技术、酸性废石复垦技术的研究和工程化试验；同时要积极开展多专业多方法复合修复技术的研究与应用，使我国的矿山环境得到逐步恢复和治理。还应当研究处理被污染土地的再生技术。六、保护环境迫切需要加强能源节约与资源综合利用目前，我国环境污染严重，生态破坏加剧的趋势尚未得到有效控制，年排放二氧化硫近2000×104吨，酸雨面积已占国土面积的30%，空气质量达标城市仅占1/3，流经城市的河段70%受到不同程度污染，固体废弃物堆存量已达70多亿吨。尽快遏制生态环境恶化状况，改善环境质量已成为我国可持续发展亟待解决的问题。据测算，我国能源利用率若能达到世界先进水平，每年可减少3×108吨标准煤的消耗，这将使大气环境质量得到极大地改善；我国固体废弃物综合利用率若提高1个百分点，每年就可减少约1000×104吨废弃物的排放。能源节约与资源综合利用是解决环境污染的重要途径之一。七、矿产资源实现可持续发展的循环经济模式的对策1．加强循环经济地方法规体系和政策支持体系建设2．依靠科学技术，提高能源节约与资源综合利用整体技术水平3．加强对废弃物的综合利用4．加大信息、宣传和培训力度5矿业资源综合利用发展方向一、国外工业废物综合利用（一）固体废物的综合利用一些发达国家的固体矿产综合利用成绩显著，例如美国和日本的铜、铅锌、镍等金属矿山尾矿综合利用率达76%~90%；日本小坂内之多金属矿选矿厂综合回收了铅、铜、锌、硫、硒等8种组分，综合利用率87%以上；美国宾夕法尼亚州格雷斯铁矿综合回收了铁、金、银、铜、钴等多种金属；加拿大从曼尼托巴伟晶岩矿石中综合回收了钽、锂、铯、铍和镓等多种金属。美国、德国、法国、英国、日本的工业固体废物利用成就为世界所瞩目。德国、法国、英国的粉煤灰利用率分别为80%、60%和55%，丹麦和日本为100%。日本、德国、澳大利亚、加拿大、波兰的煤矸石利用率为85%以上。瑞典、英国、美国、德国、法国、加拿大、比利时的高炉渣利用率为100%。美国、德国、英国的钢渣利用率分别为100%、90%和80%。（二）工业废水的综合利用在发达国家，工业废水循环和串联利用工业废水比较普遍，同时工业废水的处理和利用也取得了较好成效。一些工业发达国家的工业废水处理除有部分在厂内进行之外，多数被送往污水处理厂与城市废水一起进行处理和综合利用，美国于20世纪末期曾耗资300多亿美元，新建、改建和扩建大批量的污水处理厂，目前美国巳有城市污水处理加工厂24500多座，英国有近9000座，法国有9000多座，日本有710多座。这些污水处理加工厂作为工业废水的再生利用起到了很重要作用，同时保护了环境。据统计美国、日本、德国等先进工业发达国家的工业废水利用率普遍在75%以上，其中尤以日本污水处理成效最为显著，例如日本在石油、煤炭工业中为85%以上；在化学工业中为80%以上；在有色金属工业中为74%以上。除废水处理再利用外，有些国家还从工业污水中提取有用成分，如从有色金属工业排放的废水中回收铜、镉、铅、锡等；利用高浓度有机废水生产甲烷气体等。（三）工业废气的利用国外有些国家从20世纪60年代起便开始了工业废气的再生利用。如日本、法国、德国采用未燃法（湿法冶金）净化回收冶金转炉产生的煤气。据测算，每炼1吨钢可回收含一氧化碳70%~80%的干净气60~70m3。回收后的气体主要用作燃料和化工原料。有些国家还回收利用煤矿开采过程中产生的煤矿瓦斯，送至煤气供给工业和居民使用，利用率为80%~90%。部分发达国家利用有色金属冶炼排放的二氧化硫烟气制取硫酸，每生产1吨钢和铅，可生产3~5吨和2~2.5吨硫酸，经济效益和社会效益都比较可观。二、我国工业废物综合利用（一）固体废物的综合利用我国今年来在有色金属矿产资源综合利用方面，利用效率逐渐提高，70%以上的共生伴生有价元素都能得到不同程度的开发和利用。综合回收和利用的共伴生元素有近45种，综合利用率平均为37%左右。有色金属工业综合回收的金属量占同期金属产量的16%以上，所创造的经济价值已占到全行业净产值的10%以上。例如在有色金属行业中，大冶有色金属公司综合利用产值已占其总产值的40%。金川镍矿除回收镍外，还综合回收了铜、铂、钯、金、铑、铱、锇等多种元素，综合利用取得了显著成就。我国的黑色金属矿产资源废弃物综合利用率为30%~40%，其中铁矿利用率为37%左右。工业废渣主要用作建筑材料，高炉渣利用率为85%，转炉和平炉粉尘利用率为90%，选矿尾矿利用率为2%。例如攀枝花钒钛磁铁矿综合回收了铁、钒、钛等主要金属成分；包头多金属矿综合利用了铁、稀土、铌等多种组分，获得了较好的技术经济指标。煤矸石是夹在煤层中的脉石，经采掘和洗选分离后，主要用于发电、制水泥和砖，利用率在18%以上。粉煤灰是燃煤厂的废弃物，主要用作建筑、筑路、充填等材料，利用率为35%以上，目前已有二十多个电厂的粉煤灰利用率达到100%。化学工业生产过程中产生的硫铁矿烧渣、电石废渣等10多种主要废渣的利用率达到62%以上。（二）工农业废水的综合利用目前工业废水利用率达65%左右，其中，钢铁工业废水利用率为76%左右，有色金属工业为68%，其他工业废水利用率较低。利用废水中的某些有用组分加工成其他工业产品或提取工业废水中有用的组分取得一些进展。例如从含醛废水中提取工业甲醛；从含酚废水中回收酚，利用化肥厂的废水加工成橡胶工业的炭黑等。（三）工业废气的综合利用我国钢铁工业的高炉煤气利用率达97%，焦炉煤气利用率为97%、转炉煤气利用率为43%。石油化学工业可燃气利用率为91%。化学工业的电石炉气、合成氨等8种废气平均利用效率为74%。煤炭工业的煤矿瓦斯利用率为72%以上、利用工业废气可制取一些工业产品，例如用甘油吸收氯化氢废气制取二氯丙醇，并可在催化剂作用下制取环氧氯丙烷、二氯丙醇等。用氨水吸收二氧化碳废气制化肥，用纯碱吸收二氧化碳废气制取碳酸氢钠，用烧碱废液吸收二氧化碳废气制取纯碱，用氯化苯液体吸收氯化氢废气制取盐酸等。三、矿产资源综合利用的发展方向（一）发展无废生产工艺在世界范围内，各个国家已经对无废生产工艺给予极大重视。1984年联合国欧洲经济委员会在塔什丁召开了无废工艺国际会议，专门研究了有关无废工艺方面的一系列问题。在此次会议上，讨论通过了关于无废工艺的定义：“无废工艺是一种生产产品的方法（流程、企业、区域生产联合体），用这种方法，在原料资源－生产－消费－二次原料资源的循环中，原料和能源能得到最合理的综合利用，从而对环境的任何作用都不致破坏环境的正常功能”。上述对无废工艺的定义，阐明了物质流的闭合性，即无废生产工艺体系中，生产过程所排出的废物，以及产品消费后所形成的废物，可以并且一定要返回工业生产中作为二次原料资源加以利用，就像生态系统中食物链结构一样；而且强调了原料中的所有组分；第三是认证了无废生产工艺对环境的无害性，即生产过程及生产结果不产生任何污染环境的废物。综合利用废弃物是无废生产的首要目标，也是组织企业清洁生产最重要的途径之一，又是当前世界解决矿产资源短缺和环境污染严重等问题的基本对策和措施。因此，通过综合利用矿产资源中的所有有用组分，即实现无废生产工艺，是当今以矿产资源为