鐵尾礦資源開發利用現狀分析

李玉鳳，包景嶺，張錦瑞(1.河北工業大學，天津 300401； .華北理工大學，河北 唐山 063009； 3.天津市環境保護局，天津 300191)

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鐵尾礦資源開發利用現狀分析

李玉鳳1，2，包景嶺1，3，張錦瑞2
(1.河北工業大學，天津 300401； 2.華北理工大學，河北 唐山 063009； 3.天津市環境保護局，天津 300191)

鐵尾礦資源的開發利用水平與世界水平相比差距很大。通過對典型的大中型礦山企業進行調查，調查發現，對鐵尾礦資源的開發利用大多停留在有價金屬元素的回收和直接作為砂石代用品，高附加值產品還基本上處于試驗室及中試階段；采用定性分析和定量分析的方法，從歷史角度和現實角度，尋求鐵尾礦資源的開發利用水平低的原因，結果分析得出了導致鐵尾礦資源開發利用率低的四個主要原因；根據循環經濟理論和工業產業鏈分析，得出鐵尾礦資源的開發利用模式是“整體利用”。研究結果表明：只要有組織、有規劃地進行鐵尾礦資源進行“整體利用”，將會出現四個效益共贏的局面。

鐵尾礦資源；現狀分析；影響因素；綜合利用內涵

礦產資源是人類社會賴以生存和發展不可缺少的物質基礎。它既是人們生活資料的重要來源，又是極其重要的社會生產資料。而我國大多數鐵礦資源的品位較低，必須要經過破碎、磨礦和分選得到精礦后才能冶煉[1]。通常情況下，鐵尾礦是指選礦廠在特定的經濟技術條件下，將礦石破碎、篩分、研磨、分級、再經重選、磁選(或加浮選)和化選等選別工藝流程，回收鐵精礦后排放的固廢棄物[2-3]。也就是說鐵尾礦，就是選礦廠在特定技術經濟條件下，將鐵礦石磨細、經選礦工藝選取鐵精礦后所排放的固體廢料，其具有數量大、成本低、粒度

細、可利用性大的特點，具有環境污染與二次資源雙重特性[4]。選礦業興起之初，受技術水平的限制，大量的尾礦通常采用最簡單的堆填處置，這樣不僅占用土地、污染環境，而且工廠還得支付土地征用費、運輸費和填埋費等，反而增加了生產成本，同時也造成了資源浪費。在人們的環境保護和資源節約意識日益增強的今天，鐵尾礦作為二次資源再利用已引起世界各國的廣泛關注，它也是實現礦業可持續發展的重要途徑[5]。本文擬通過調查礦山企業鐵尾礦資源的利用情況，摸清鐵尾礦資源的開發利用現狀，找出影響鐵尾礦資源開發利用的影響因素，從而確定出鐵尾礦資源開發利用的模式，以期對今后鐵尾礦的開發利用具有指導作用。

1 鐵尾礦資源及開發利用情況

我國礦產資源開發總規模居于世界前列。由于過去對礦產資源采用的“粗放型”的開發利用方式，使得在獲取到有價值的礦產資源的同時，產生了比較嚴重的諸如固體廢物堆積、礦山生態破壞等礦山環境問題。每年礦山產生6億多噸尾礦，現在礦山尾礦累計已達到45億t，占全國工業固體廢物80%以上[6]。全國鐵尾礦的地區分布可以分為以下三大類：第一類，是以河北、遼寧為首的最主要地區；第二類，是內蒙、四川、北京和山西四個地區；第三類，是余下的地區。我國鐵礦資源的突出特點是品位低、共生伴生礦多，導致在選礦過程中會產生大量的鐵尾礦，每生產 1t 鐵精礦要排出 2.5～3.0 t 尾礦[7]，但由于礦石貧化的原因，有些礦山企業的選礦比達到了5～6，甚至到了10以上。據中國礦業聯合會統計資料表明，到2007年我國鐵尾礦排放總量就超過了全部尾礦排放總量。

在全國選取有代表的大中型礦山53個進行調查，表1為這53個礦山鐵尾礦累積堆存情況。從表1可以，全國范圍內或多或少都存在尾礦堆積的現象，尤其河北省堆存量最多。大量的鐵尾礦堆積，有些礦山為了節省生產成本及運營費用，亂排亂放，會存在安全隱患，鐵尾礦的堆積儲存不僅會造成周圍環境污染，同時尾礦庫征地和維護上也會消耗大量資金。

目前，尾礦的綜合利用率為14%，鐵尾礦的利用率僅為7%左右，與發達國家相比，其鐵尾礦綜合利用率已達到了60%，還存在很大的差距[8]。根據資料統計鐵尾礦資源開發利用途徑見表2。鐵尾礦資源的開發利用有三個方向，一是回收有價組分，二是制作建筑材料，三是土地復墾。

表1 礦山鐵尾礦累積堆存情況

表2 鐵尾礦資源開發利用途徑

目前鐵尾礦資源的開發利用情況不容樂觀。除了回收有價金屬元素(絕大部分是回收鐵)或直接作為砂石代用品外，很多礦山企業并沒有對鐵尾礦資源進行真正意義上的整體開發利用。即便有些企業開展高附加值產品的研究，如微晶玻璃、玻化磚等，因工藝過程相對復雜，成本較高，到目前為上，還基本上處于試驗室及中試階段。在全國選取有代表的大中型礦山53個進行其鐵尾礦資源的堆存情況的同時，又調查了其鐵尾礦資源開發利用情況，由表1可知，在調查的53個礦山中，開發利用鐵尾礦資源的礦山或鐵尾礦庫個數為11，僅為20.75%。具體利用情況見表3。在調查的53個礦山企業進行鐵尾礦利用的11個礦山企業中，沒有進行非金屬元素回收利用的，9個礦山是回收有價金屬元素，占81.8%，1個嘗試生產建筑材料——制磚，1個用于回填采煤塌陷區。據有關資料統計和了解，有尾礦庫的礦山企業，一般在尾礦進尾礦庫前增加一段掃選工藝來回收鐵，從而降低進入尾礦庫的尾礦中鐵的含量；尾礦庫已經閉庫或者沒有建尾礦庫的礦山企業，由于征地和新建尾礦庫的費用巨大，一般在尾礦進尾礦庫前增加一段掃選工藝來回收鐵，剩余尾礦直接干排至采空區作為充填材料。

表3 調查企業尾礦開發利用情況表

2 鐵尾礦資源開發利用情況分析

我國礦山鐵尾礦資源潛力是巨大的，但鐵尾礦的綜合利用率卻很低，究其原因，除了鐵尾礦資源的化學成分和性質影響以外，既有歷史的原因，也有現實的原因。發展觀和價值觀的制約，科學技術的局限，管理制度不健全均在不同程度上影響了鐵尾礦資源的開發利用。

2.1 單一的經濟增長觀導致缺乏鐵尾礦資源的意識

人類的發展觀雖然經歷了數次變遷，發展演變過程見表5[9-10]。但自工業文明以來，國民生產總值(GNP)一直作為衡量一個國家發展的標尺，發展觀一直側重于經濟增長而不是以人類生存質量的提高為發展目標。雖然在20世紀80年代可持續發展觀已經產生，我國歷史上很長一段時間還是傳統發展觀——經濟發展觀占主導，仍然停留在對GNP增長的片面追求上，GNP的增長越大，對自然界索取得越多，這促使了環境問題的加劇，所以GNP被諷稱是“國民污染總值”[11]。在這種發展觀的指導下，經濟發展傾向在數量上的增加和規模上的擴張，導致人類的行為以“經濟利益優先”作為“內驅力”。在這種“內驅力”的驅動下，為了追求短期的經濟利益，礦山企業盲目開采鐵礦石，“采富棄貧”現象十分普遍，而且在生產過程中只注重如何提高鐵精礦TFe的回收率，而忽視其共(伴)生組分的價值，對于共(伴)生礦物不利用或利用率很低，導致鐵尾礦資源的巨大浪費。有不少礦山部門只考慮眼前利益，在我國現行的PPP原則(染者付費原則)欠量負擔的情況下，寧肯交納環境污染費。這種單一的經濟增長觀，導致人們沒有綜合利用鐵尾礦資源的認識，這是致使大量鐵尾礦資源堆積，綜合利用率低的根本原因。

2.2 “無用”的價值觀束縛了鐵尾礦資源的利用

調查發現，目前很多的礦山企業，沒有樹立正確的鐵尾礦資源價值觀念。有的簡單的認為鐵尾礦是礦山排棄的固體廢棄物，毫無開發利用價值，有的對其價值的認識只是局限于有用組分的回收[12]。有的人甚至認為，選礦廠搞綜合利用是旁門左道，生產鐵精粉才是正道；也有的人認為搞鐵尾礦綜合利用屬于開發性研究工作，搞不好就會落得“竹籃打水一場空”，“賠了夫人又折兵”，還是要先顧生產，保住現有的經濟效益。凡此種種，雖然說法不一，但都說明了對鐵尾礦資源價值的認識程度不高。行業主管部門對鐵尾礦資源的開發利用也僅僅停留在倡導層面上，并沒有將其沒有納入礦山企業正常的考核指標之中。在無用”的價值觀觀念的指導下，就出現了就出現了鐵尾礦資源利用率低的情況。近幾年雖然有些礦山開始重視鐵尾礦資源的開發利用，但無論是礦山或鐵尾礦利用的數量和鐵尾礦利用的量上都比較少。

2.3 科學技術不足

過去的歷史時間里，人們認為衡量科學的唯一價值尺度是改造自然和征服自然的水平和能力，認為從環境中攫取自然資源越快越快的技術就是好技術[11]。這種科學技術觀把鐵尾礦資源的開發利用技術的研發工作領上歧途，只注重攫取礦產資源的數量，獲取更高的經濟效益而忽略了其他效益，尤其是環境效益。據有關資料統計和了解，大多數礦山對鐵尾礦資源的利用處于自發狀態，且僅局限于回收少量的有價金屬元素，而對占尾礦量90%以上的非金屬組分利用卻較少；特別是一些尾礦庫已畢庫的礦山，由于征地和新建尾礦庫的費用巨大，所以很多礦山采取尾礦庫干排排入采空區充填，筆者不贊成這種利用方式，認為充填也是對資源的一種浪費；有一些鐵尾礦開發利用的工藝技術，雖在技術上可行，但目前還難以實施或者說經濟利益甚微，缺乏操作性強的大宗鐵尾礦綜合利用的示范性工程。因此，只有在鐵尾礦資源的開發利用技術上不斷攻關和創新，才能逐步將鐵尾礦中的有用物質進行回收，達到整體利用。

2.4 管理制度不健全

1)缺乏統一的組織和規劃。目前，尾礦綜合利用在宏觀上基本處于企業自發利用的階段，主管部門缺乏有效的指導和規劃，在微觀上，對礦山沒有明確的考核指標，對礦山鐵尾礦的利用情況缺乏評價標準或評價機制，管理層面更沒有沒有針對鐵尾礦的類型特點，以區域為基礎因地制宜的制定開發方案，統一規劃管理，鐵尾礦資源的開發還處在自發利用狀態，出現重復浪費和再次污染的情況，更有甚者有些部門甚至阻礙對鐵尾礦資源的開發利用。

2)缺乏資金投入。由于“產、學、研”之間脫節，在鐵尾礦資源的開發利用雖取得了一些的成果，但實用的科研成果轉化率和推廣率都不高。同時，國家在鐵尾礦資源技術開發方面缺少必要的投入，使得礦山企業和科技工作者缺少研發鐵尾礦資源開發利用關鍵技術的動力和積極性，導致目前能被采用的開發鐵尾礦資源的“整體利用”技術欠缺。

3)礦業主的權益和準入制度不明確。一是鐵尾礦業主的權益不明確，在現行的國家礦產資源法或配套法規中，沒有明確鐵尾礦資源為國家礦產資源的權屬地位，沒有明確鐵尾礦資源開發利用的原則和具體要求，沒有衡量鐵尾礦資源開發利用方案優劣的標準。二是準入制度不明確，鐵尾礦資源屬于非傳統礦產資源，不能搞行政劃撥，更不能隨意處置，要避免二次污染。

4)多頭管理的體制的束縛。多頭管理的體制束縛并且阻撓了鐵尾礦整體利用的步伐，采礦國土資源部、國家環境保護局國家安監總局等幾個部門的職責范圍都與鐵尾礦有關，因此鐵尾礦資源開發利用過程中涉及到的諸如采礦許可證問題、生態環境問題、尾礦庫安全問題等會出現多個“公公”，多個“婆婆”的局面。

3 鐵尾礦資源開發利用模式分析

通過上述對礦山企業鐵尾礦資源開發利用情況的調查和現狀分析，目前鐵尾礦資源情況和利用情況不具備透明性，開發利用現狀基本處于自發地盲目開發狀態。因此本文通過工業產業鏈原理，對鐵尾礦資源開發利用的意義進行分析，運用循環經濟理論，設計出鐵尾礦資源的整體開發利用的思路，從而得出有利于鐵尾礦資源開發利用的利用模式。

鐵尾礦資源因其特殊性，從物質流方向來看，成為開發利用資源進入工業產業鏈后，會使整個的工業產業布局發生變化。原來的工業領域產業鏈見圖1，很明顯，原來資源冶煉工業的原料來源只有資源開采一項。對鐵尾礦資源進行開發利用后，可形成如圖2所示的工業領域產業鏈，不僅壯大了資源開采業，增加了鐵精礦資源來源，使得原來產業鏈的原料供應保障能力得到夯實；另一方面，鐵尾礦資源還可用作建筑材料、土壤改良劑或肥料等，從而派生出其資源加工制造業的他產業鏈，因此鐵尾礦資源開發利用的意義是不言而喻的。這也是有些礦山企業自發進行鐵尾礦開發利用的原因。

圖2 開發利用鐵尾礦資源后工業領域形成的產業鏈

圖1 原來工業領域的產業鏈

但在人們生存環境日益惡化的今天，以前傳統經濟模式已不適合現在的資源開發利用，要想維持上述工業產業鏈的 良性運行，人們更應審慎的思考自己的行為，為了避免二次污染的產生，鐵尾礦資源的開發利用要采用循環經濟理念指導的開發模式。傳統經濟開發模式是一種如圖3所示的單向式流程組成的經濟，它的特征是“高開采—低利用—高排放”的粗放式的生產方式。在這種線性經濟中，人們通過生產和消費把地球上的資源大量地提取出來，然后又把污染物和廢棄物大量地排放在地球上，對資源的利用是粗放的和一次性的，通過使資源持續不斷變成垃圾，來實現經濟的數量型增長；而循環經濟開發模式則要求把經濟活動組成一個如圖4所示的反饋式流程。它充分考慮了自然界的承載能力和凈化能力，模擬自然生態系統中“生產者—消費者—分解者”的循環途徑和食物鏈網，所有的原料和能源都在這個不斷進行的經濟循環中得到最合理的利用，從而使人類活動對自然環境的負面影響控制在盡可能小的程度，其特征是低開采、低投入、高利用、低排放。其內涵是：“投入最小化”，凡不可再生的資源、能源要盡量少用；“回收利用最大化”，在整個物質循環過程中排出的廢物盡可能少；“資源能源的使用效率最大化”和“環境的改變盡可能小”。因此循環經濟開發模式是實現綠色礦山的有效途徑。

圖3 傳統經濟單向式流程示意圖

圖4 循環經濟反饋式流程示意圖

但在“綠色礦山”建設過程中，要實現礦山無尾礦生產最終依賴于尾礦的整體利用。應根據尾礦資源的具體特點，研究開發不同層次的整體利用產品，實現鐵尾礦資源開發利用最佳綜合效益。鐵尾礦資源的整體開發利用設計思路見圖5。即首先在鐵尾礦資源全面物化分析的基礎上，對其再選將有價組分回收之后再進行整體利用。鐵尾礦資源的整體利用根據產品的最終形態可分為高層次利用和低層次利用。高層次利用即生產高附加值產品，目前主要形式有利用尾礦生產微晶玻璃、生產陶瓷、制磚和生產水泥及制品等。低層次利用目前主要形式是土壤改良劑、礦山充填材料和礦山的生態復墾。鐵尾礦資源開發利用就是選出有用組分后的整體利用，最終達到無廢礦山的目的。

圖5 鐵尾礦資源整體開發利用設計思路

因此，對于鐵尾礦資源的開發利用，筆者認為，必須以“可持續發展理論”為基礎，以“循環經濟理論”為指導，以“整體利用”為目的，不能盲目進行開發利用。如果科學技術能達到對某一鐵尾礦資源“整體利用”時，才能妥善的對其進行開發利用，否則則作為“二次資源”等科學技術條件等達到“整體利用”條件時再進行開發利用。對于能夠進行開發利用的鐵尾礦資源，在其開發利用過程中，必須是能夠實現以“整體利用”為前提的開發利用，這樣才是可持續的利用方式，這樣才能在新的產業鏈下，實現“資源效益、經濟效益、社會效益和環境效益”四個效益的共贏。

4 鐵尾礦資源開發利用的建議

鐵尾礦作為一種非傳統礦產資源，它的屬性既受原礦品質的制約，同時又與當時的經濟技術條件密切相關，并對周邊生態環境產生影響，表現出明顯的資源屬性、經濟屬性、環境屬性和社會屬性。因此在對于鐵尾礦資源的開發利用上，除了其有價值有利益的經濟特征外，有必要加強鐵尾礦資源的資源意識，強化避免二次污染的環境意識和造福社會的社會意識。為了節約資源，更好的對鐵尾礦資源進行開發利用，提出如下建議。

1)根據尾礦資源的性質、特點，管理以及運輸成本問題，鐵尾礦資源的開發利用范圍應該采取“一省(區)一主體”進行，在同一省范圍內開展整體利用技術研發和示范項目的申報工作。

2)在國家層面，對于利用鐵尾礦資源的企業應給予政策和資金上的支持，如減免資源稅，在財政稅收上給與一定程度的減免，在交通運輸上實行“綠色通道”，運輸費用給予一定程度的優惠。

3)避免二次污染情況的發生，實行準入制度，實行鐵尾礦資源開發利用評價機制。

5 結束語

通過對鐵尾礦資源開發利用情況和內涵進行分析，以期對鐵尾礦資源的開發利用具有指導意義。鐵尾礦資源的開發利用，在礦產資源日漸枯竭、人類生活質量日益提高的今天，屬于變廢為寶，造福于民的公益性事業，如果我們遵循時代賦予鐵尾礦資源綜合利用的內涵，以“循環經濟理論”為指導，珍視資源，有組織、有規劃地研發鐵尾礦的利用技術，根據鐵尾礦資源的類型和特點，按照地區扶持一些示范工程，從制度和管理上有明確的約束和足夠的保障，鐵尾礦資源的開發利用，將會產生“資源效益、經濟效益、社會效益和環境效益”四個效益的共贏局面。

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Status analysis of iron tailings comprehensive utilization

LI Yu-feng1，2，BAO Jing-ling1，3，ZHANG Jin-rui2

(1.Hebei Industrial University，Tianjin 300401，China；2.North China University of Science and Technology，Tangshan 063009，China；3.Tianjin Environmental Protection Bureau，Tianjin 300191，China)

China has a long distance with the world level of the development and utilization of iron tailings.In this paper，investigation on development and utilization of iron tailings resources in large and middle mining enterprises has been made through the investigation.It is found that the development and utilization mainly stay in the recycling of valuable metal elements and substitutes of din as directly.High value-added products are basically in laboratory and pilot stage.With the qualitative and quantitative analysis methods and historical and practical perspective，four causes of low development and exploitation of iron tailings resources are analyzed.According to circular economy theory and industry chain analysis，it can be seen that the model of development and utilization of iron tailings resource is “overall utilization”.The results show that，if overall utilization of iron tailings can be made in an organized and planned way，there will be a win-win situation of four type’s benefits.

iron tailings connotation；status analysis；influencing factors；comprehensive utilization

2015-04-28

國家高技術研究發展計劃(863計劃)(編號：2012AA-062404)

李玉鳳(1972-)，女，河北工業大學管理科學與工程專業博士研究生，主要從事礦產資源綜合利用、環境管理與可持續發展等方面的研究。E-mail：liyufengl@cnst.edu.cn。包景嶺(1954-)，男，正高級工程師，1977年畢業于天津大學土建系給水與排水專業，現任天津市環境保護局總工程師、博士生導師，主要從事環境管理與可持續發展方面的研究工作。E-mail：bjl62@163.com。張錦瑞(1956-)，男，博士，畢業于北京科技大學礦物加工工程工程專業，現任河北聯合大學高等教育研究所所長、博士生導師，主要從事礦產資源綜合利用與環境保護方面的研究工作。E-mail：zjr@cnst.edu.cn。

TD98

A

1004-4051(2015)11-0077-05