矿产资源作业

金属矿产资源可持续发展

人类历史上海一次社会生产力的巨大进步都伴随着矿产资源利用水平的巨大飞跃。矿产资源的严重短缺正在演变为我国国民经济健康快速协调发展的制约因素，而找矿难度日益增大。如何构建我国的矿产资源安全保障体系，实施矿产资源高效循环利用，乃是我们在21世纪必须回答的重大问题之一。

一、我国金属矿产资源现状

我国探明的矿产资源总量虽然位居世界第三，但人均矿产资源拥有量仅为世界人均量的

1/3，位居世界第58位。资源配置也存在很大缺陷。我国小金属品种钨、锡、锑、稀土等有较大的资源优势，但占有色金属产量94%的铜、铝、铅、锌等大宗矿产储量严重不足。中小型矿床多，矿石品位低，易采易选的富矿少，如我国富铁矿（TFe>50%）探明储量仅为亿t占全国总探明储量的%。我国矿产资源的利用有很多问题，如大矿小开，一矿多开；采富弃贫，开采回收率低；粗放经营，污染环境。据统计，我国每年矿石采掘量50多亿t，矿业固体废弃物已积存65亿t，每年净增6亿t，加工产生废水160亿～200亿t来越强，目前铜矿石接近60%，铁矿石60%，锰矿石25%，铬铁矿%，氧化铝50%，钾盐60%以上靠进口。初步预测，我国矿产品需求量在今后5～20年将达到高峰。如果矿产地质研究与勘查没有大的突破，到2010年主要矿产（45种）的半数将不能满足需求。战略性金属矿产资源短缺严重制约着国民经济的发展。

我国金属矿床多为共生有用组分，多数未能及时回收利用，浪费现象较为严重。矿山采、选矿回收率平均比国际水平低10%～20%。据1999年国土资源部抽查，我国铁矿回收率为%，锰矿为%，钨矿为%，稀土矿为%，磷矿为%，有色金属矿山采选综合回收率只有60%～70%；已进行综合利用的矿山平均资源综合利用率仅为20%，2/3具有共生、伴生有用组分的矿山，尚未开展综合利用；尾矿利用才刚刚开始，仅达10%；而国外先进水平都在50%以上。我国每年平均约有200万～300万t废钢铁、10万～15万t废杂有色金属等未被合理回收，社会积存的各种废品、边角料和含有色金属的各种溶液、渣、物料也越来越多，就经济利益和环境保护方面而言，综合处理这些物料远远比直接从矿山开采矿石再经选、冶加工好得多。

二、金属矿产资源综合循环利用具体实例及其实现效益

再生资源是指生产、流通、消费等过程中产生的不再具有原使用价值并被废弃，或只能以物品的残值适当计价处置，但可以通过一定的加工途径使其经济合理地获得使用价值的各种物料的总称。通过二次回收不仅节约能耗，还可以减少污染。例如每利用1t再生资源，可以节约原生资源120t，少产生垃圾、废水10t，解决就业人，增加产值3000元，产生利润500元。每回收1t废钢铁，可炼钢，节约铁矿石2～3t，节约焦碳1t、石灰石；回收1t废铜，可炼电解铜，节约铜矿石1500t、电能260度；回收1t废旧易拉罐，可炼铝镁合金；回收1t废塑料，可炼700kg汽经油，加工可得塑料颗粒……因此，再生资源利用产业被国际上公认为“朝阳产业”。

全球矿产资源循环利用水平高的国家主要是美国、日本及西欧等后工业化国家，回收利用的矿种主要集中在铁、铝、铜、锌、铅等大宗、常用金属方面。统计结果显示，2000年全球废钢回收量占消费的30%，二次回收铜万t，占消费量的%，二次回收铝万t，占消费量的%；全球回收铂金属，占总消费的%。再生金属已经成为金属矿产资源供应的重要组成部分。（一）铁矿资源的综合利用和铁的循环再生

我国具有伴生有益组分的铁矿山很多。伴生的有益组分有钒、钛、铜、镍等30余种，综合开发利用较好的矿山有大冶铁矿、白云鄂博铁矿等。矿山开采不仅提供了高品位铁精矿，同时还获得了大量其他矿产品，大大提高了企业的经济效益。例如，大冶铁矿在产出铁精矿和铜精矿的基础上，增建了钴车间生产钴精矿。在原有回收铁铜基础上增加回收钴、硫、金、银等元素，

可谓一举多得。白云鄂博铁、稀土、铌综合矿床，经多年实验研究，已经基本解决稀土元素的综合回收问题，稀土产值突破2亿元大关。

铁也是最重要、数量最庞大的循环金属，并是循环利用程度最高的金属之一。目前钢的回收对象主要是汽车、建筑物和钢制容器三大类，循环周期也各不相同，目前全球每年循环再生385百万t的钢材，相当于每天回收105万t钢，每秒钟回收12t废钢。通过废旧钢铁的回收利用，也不同程度地间接回收利用了锰、铬、钼、钒、镍、钨等钢铁辅助元素与合金元素。

（二）铜、镍矿资源的综合利用及再生利用

我国铜矿资源中小型矿床多，富矿少，共伴生矿多，单一矿少。在900多个矿床中单一矿仅占%，综合矿占%。许多铜矿山生产的铜精矿含有可观的金、银、铂族元素和铟、稼、锗以及大量的硫、钼、铅等元素，铜矿石在选冶过程中回收的金、银、铅、铟、镓、锗等共伴生元素的价值，占原料总产值的44%。江西铜业公司银山铅锌矿的“以废治废”工程，将露采、井下矿坑的酸性废水全部输送到污水净化场地，与原有的石灰乳制备间制备的5%石灰乳一起中和后排入尾

矿库，再与选矿碱性废水进一步中和沉淀；并在尾矿库中建造了简易小坝子，使中和渣在库中进一步浓缩，防止沉渣中细小颗粒的扩散并降低了尾矿库的污染负荷，从而提高砷和金属离子的净化效率。利用选矿碱性废水去中和沉淀采矿酸性废水，不仅降低水处理的运行成本，而且可以有效去除矿山废水中99%的砷、93%的重金属离子。

我国镍矿资源比较丰富，资源量在700万t左右。最有远景的地区是新疆哈密的黄山、香

山和塔里木北缘兴地，最近，又发现了图拉根等数处铜镍矿，勘探评价还在进行中。镍矿主要是硫化铜镍矿，占全国总保有储量的86%，伴生有铂族金属、金、钴等10余种有用伴生元素，通过综合利用，不仅可以提高矿山的经济效益，还可以延期矿山使用年限。

镍通常以合金形式回收，回收技术的要求很高，金属镍较高的价格促使人们不断提高不锈钢冶炼技术以节约镍的用量，同时镍回收技术也获得了极大进步。同时，镍是价格最高的有色金属，其回收的市场因素很强。镍的循环利用实际上是镍合金的循环，若仅考虑镍金属的回收则回收率很低。

（三）其他矿产资源的综合利用和再生利用情况

金属铝是再生循环利用程度最高的金属之一。我国古风化壳型铝土矿、铅锌矿、铂族金属矿也多共生和伴生有多种矿产，通过对上述共生矿产的综合开采，使伴生矿物得到了有效的回收，资源得到了较充分的利用。技术的进步也提高了锌的回收率，如废钢冶炼过程的高温可导致锌挥发进入烟尘中，在没有除尘技术之前，这部分锌到自然界中。目前这部分锌能够得到充分的回收利用。铂族金属的重要特点是数量少，应用领域十分广泛，使用损耗量非常低，因此回收利用有限的铂族金属资源意义重大。

三、矿产资源再生利用的影响因素

再生资源产生过程中要大力回收和循环利用各种废旧资源。积极推进废钢铁、废有色金属、废纸、废塑料、废旧轮胎、废旧家电及电子产品、废旧纺织品、废旧机电产品、包装废弃物等的回收和循环利用；支持汽车发动机等废旧机电产品再制造；建立垃圾分类收集和分选系统，不断完善再生资源回收、加工、利用体系；在严格控制“洋垃圾”和其他有毒有害废物进口的前提下，充分利用两个市场、两种资源，积极发展资源再生产业的国际贸易。金属的循环利用受到金属的物理化学性质、消费结构、国家工业化程度、与资源政策等多种因素影响。

（一）矿物中所含金属的物理化学性质

可以重复加工并保持本身的物理化学性质不变是金属循环利用的基础。由于物理化学性质不同，不同金属可循环再利用的程度有很大差异。其中铁、铝、铜、贵金属比锰、铬等金属循环能力要强，铁、铝可以直接回收，而锰、铬则主要以间接回收为主。

（二）金属消费结构

金属回收方式分直接回收和间接回收两种方式，主要取决于其消费结构。通常独立使用的金属可直接回收，非独立适用的金属采用间接回收方式，间接回收对回收技术要求很高。目前含锰电池中的锰仍然无法回收，用于汽车尾气净化器、牙科、首饰、铸币等消费领域的金属铂95%

以上都可回收，而用于玻璃制造业中的金属铂几乎完全不可回收。同样地，用于电镀业的锌回收率极低，而黄铜、锌基合金、锌材的回收率则很高。

（三）国家的基础设施和工业化进程

一个国家的雄厚的基础设施是金属矿产资源回收重要的物质基础。在全球，美、日、英等国家铝再循环量超过了总消费量的一半，德国高达88%，回收水平最高。而在我国，大宗金属矿产资源主要用于铁路、桥梁、建筑等基础设施建设，使用周期通常相当长，资源的循环利用将滞后一段时间。

（四）科学技术的进步

我国在利用计算机和电子技术开展选矿过程控制系统集成技术的应用研究工作中，相继获得了AOS2000选矿过程分析仪、浮选过程计算机控制系统等一批相关科研成果。脱硅新工艺和选矿—拜尔法技术的开发，为利用我国丰富的中低品位铝土矿石带来了新的希望，对低品位铜矿、铁矿、锰矿、磷矿的利用技术和方法也进行了有益的探索。选矿工艺及新药剂的研制和开发，高效节能破碎、预选抛尾、原地浸出和生物浸出技术的广泛应用，也为解决我国共生、伴生矿选矿难提供了可靠的技术指导。

四、统筹规划矿产资源的勘查、开发、综合利用，发展循环经济

（一）加强矿产整体勘查、综合评价

走科技型的资源勘查开发道路，急需能切实有效指导矿产勘查的地质成矿理论创新，正如年美国固体地球科学研究国家理事会指出“正确描述和模拟成矿过程，并提高预测可能位置的能力，应是21世纪地学发展的主要方向之一”。有效提高对难识别矿、隐伏矿的大深度高分辨率的探测能力，从而使老的矿集区资源基础能持续发展，同时寻找新的矿集区，成为新的资源开发基地，是解决我国矿产资源的可持续发展、保持社会稳定的关键之一。

西部大量矿产资源调查的空白区和东、中部资源富集区深部地段展示了良好的找矿前景。在地区上开拓西部新的矿产资源基地，加强中东部地区重要成矿带、矿集区深部及新类型矿床的找矿，同时加强大中型资源危机矿山深部及外围找矿，并有效开展国外矿产勘查工作。通过上述科技发展，缓解我国大宗矿产紧缺的局面，提高我国重要矿产资源保证程度。

就我国西北地区而言，新疆铜、铬、金、镍、钴、铂族元素、金刚石、可地浸砂岩铀矿、钾盐等矿产资源成矿条件有利，潜力巨大，亟待研究和勘查开发。关键科学问题在于阐明古生代洋陆格局演变、中亚大规模成矿的地质环境和大型矿床分布规律，以提高成矿带选区的预见性与勘查成功率，从而为在我国西部寻找超大型紧缺矿产提供技术支撑。从与周边邻国、邻区成矿条件、优势矿种对比分析来看，除已有的斑岩铜矿、岩浆铜镍矿、海相火山岩型多金属矿、浅成低温与韧性剪切带性金矿等优势矿床外，本地区目前尚未发现的矿床类型，如独立PGE、金刚石、稀土矿床、蛇绿岩套型大型Cr矿、独立Co矿，新疆均有发现的可能性，亟须加强相关成矿条件与选区评价研究。

（二）合理规划资源开发利用，走绿色矿业之路

以往的矿山开采往往是“开了一座山，污染一大片”，而且资源浪费严重，矿山废弃物堆积成山。因此要大力提倡绿色消费。树立可持续的消费观，提倡健康文明、有利于节约资源和保护环境的生活方式与消费方式；鼓励使用绿色产品。目前东部的环境保护问题显得越来越重要，而且西部生态环境脆弱，既需要快速精确地查明我国矿产资源潜力，也需要加强资源—环境—经济技术条件综合评价，预测并尽可能避免负面影响，走绿色矿业之路。

（三）实施资源战略管理，加强利用境外资源

随着矿产资源的短缺和消耗的增加，国内外对资源的争夺越来越激烈，因此，把握资源的存量及其变化，制定科学决策，实施战略管理，是至关重要的。以实施战略转移来保证资源的长期可持续发展，树立“大部分矿产资源立足于国内，短缺矿产在努力增加国内可采储量的同时，充分利用国外资源，优势矿产力争调控国际矿业市场”的矿业发展方针，充分利用国外矿产资源是保障我国经济与社会发展，弥补国内某些矿产资源供应不足的必走之路，亦是世界各国共走之路。因此，开展国际矿产资源战略研究是一项十分重要的工作，它将为国家利用国外资源

提供科学依据。我国中亚邻国以及南美、非洲等地产出一系列世界罕见的巨型矿床，主动走出去，合理利用国际分工，建立境外稳定的矿产资源基地也是势在必行、时不我待。

（四）实施科技创新，提高矿产资源回采率和回收率

影响矿石采矿和选矿回收率的因素主要有采矿方法、采矿技术条件、矿石的矿物成分、粒度大小、结构构造、有用和有害组分的多少及其赋存状态、各种矿物的百分比、矿石的氧化程度以及选矿工艺和装备水平等。国外露天矿广泛采用陡帮开采、高台阶开采、间断—连续运输工艺等集成化技术，地下开采以铲运机为核心的无轨设备体系已成主流，1000m以下深井金属矿山已有80余座，深井开采已达4500m(南非），而我国露天深凹采矿、1000m以下深井采矿和溶浸采矿技术刚刚起步，大型高效采选设备主要依靠进口，在线监测和自动化程度低，采选回收率低。针对我国采矿深度不断加大和低品位矿、复杂难处理矿多的特点，发展深部采矿技术工艺和装备、高效选矿工艺与装备和低品位矿湿法提取技术；大幅度提高矿产采、选效率，降低资源损耗，达到世界资源开发利用先进水平；加强资源综合利用、循环利用的研究和技术开发，实现尾矿资源化，大幅度提高资源利用率。

（五）挖掘资源应用潜力，促进循环利用，开拓非传统矿产资源

我国一部分资源危机矿山处于资源视危机状态。实际上没有达到真正的枯竭状态，资源尚有前景，只是由于开采深度、勘查深度浅、矿区外围的工作程度低，而尚未探明，只要投入勘查工作及配以科技攻关，将有可能扩大一部分资源危机矿山的资源，缓解资源供应矛盾和矿山倒闭所带来的一系列社会问题。因此我国的矿产资源应该走综合利用、循环利用的道路，不仅要对本身进行循环利用，还要对资源中不同金属进行回收利用。此外，传统矿产资源将随其不断消费而枯竭，而且新兴产业的崛起又不断提出了新型矿物原料的要求。因此，跳出传统矿产资源的框架，不断寻求新的非常规矿产资源，开拓新的资源类型，是解决人类矿产资源短缺的崭新思路。

传统的经济是由“资源—产品—污染排放”所构成的物质单向流动的经济。而资源的循环利用是一个“资源—产品—再生资源”的物质反复循环利用经济系统，是实现资源综合化、无害化的最佳选择，也是实现社会、经济的可持续发展的必由之路。因此，资源循环利用是走新型工业化道路的必然要求，建立资源循环型社会是我国可持续发展的必然选择。如果能很好地利用这部分资源，是解决金属资源短缺的最好途径。同时，资源循环利用将大大改善环境，减少三废污染，大幅度节能和降低生产成本，并可以提供大量就业机会，得高产品的国际竞争力。