我國離子型稀土礦開發項目環境問題與對策建議

孫捷，李繼文，許紅霞，辜凌云

(1.環境保護部環境工程評估中心，北京　100012； 2.四川省環境工程評估中心，成都　610093)

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我國離子型稀土礦開發項目環境問題與對策建議

孫捷1，李繼文1，許紅霞1，辜凌云2

(1.環境保護部環境工程評估中心，北京100012； 2.四川省環境工程評估中心，成都610093)

摘要：通過總結我國離子型稀土礦現狀、開采工藝及產業政策情況，結合國家近兩年批復環評的離子型稀土礦開發項目實際案例，淺析了該類項目存在的外部環境敏感、歷史影響積累和環境污染嚴重等環境問題，并從環境準入、措施優化、防治結合和加強監管等方面提出做好離子型稀土礦開發項目環境保護工作的對策建議。

關鍵詞：離子型稀土礦；開發項目；環境問題；對策建議

稀土以其“工業維生素”和“新材料之母”等美譽，廣泛應用于電子信息、機械、石油化工、新材料等13個領域的40多個行業中[1]。稀土礦中的離子型稀土是我國特有的一種礦產資源，其以配分齊全、高附加值元素含量高、放射性比度低、高科技應用元素多、綜合利用價值大等優點[2]，在世界高科技發展進程中扮演了重要的推動作用。由于生產工藝落后等歷史原因，在離子型稀土礦的開采過程中，普遍存在資源亂采濫挖和產業無序發展等問題，由此帶來的環境破壞極為嚴重。本文結合離子型稀土礦開發項目實際案例，分析總結了離子型稀土礦開采可能引發的環保問題，并提出相應的環境管理對策建議。

1我國離子型稀土礦產資源現狀及產業政策

1.1　我國離子型稀土礦產資源概況

我國是世界上稀土資源最豐富的國家，稀土儲量1 859萬t，約占世界儲量的23%[3]。我國稀土礦產量占全球的85%以上，其中南方的離子型稀土礦是我國特有的優勢礦產，富含中、重稀土元素，是高技術產業發展不可缺少的重要戰略資源。目前我國已探明離子型稀土資源儲量840萬t，工業儲量150萬t，預測資源遠景儲量為5 000萬t。

目前，已勘探發現的離子型稀土礦主要分布在江西、福建、廣東、云南、湖南和廣西等省市，大部分分布于南嶺地區一帶的花崗巖、混合巖型稀土礦床及含稀土元素的火山巖發育地區[4]。

1.2　離子型稀土礦開采工藝

在離子型稀土礦中，85%左右的稀土元素以離子相存在，品位僅為0.05%～0.3%，采用常規的物理選礦法難以形成稀土精礦，故需采用化學選礦法[5]。我國南方離子型稀土礦開發利用方法先后經歷了池浸、堆浸和原地浸礦三代工藝發展過程。

池浸工藝問世于20世紀70年代初。該工藝一般采用面積約12 m2、容積10～20 m3的水泥池作為浸取槽，裝礦高度約1.5 m，利用濃度為7%的氯化鈉溶液為浸礦劑在浸取槽中將稀土交換出來，將稀土富集液收集后，用草酸在沉淀池中沉淀，再經過過濾、洗滌、灼燒等，最后獲得純度≥92%的混合稀土氧化物[6]。池浸工藝因操作簡便、生產規模較小，在當時得到了大范圍運用，但礦產資源利用率僅為26%左右。

堆浸工藝始于20世紀90年代后期，其生產過程與池浸工藝相似。不同之處在于稀土是在堆浸場中被交換出來，生產機械化程度、資源利用率和產量都相對高得多，浸礦劑改成了濃度為1%～4%的硫酸銨溶液，沉淀劑既可以是碳酸氫銨也可以是草酸[1]。

原地浸礦工藝提出于20世紀80年代初[7]，近年來才廣泛應用。該工藝利用吸附態稀土可離子交換的原理，在不破壞地表植被、不開挖礦石的情況下，通過利用一系列淺井注液，浸礦液從天然埋藏條件下的礦體中有選擇性地交換溶出稀土成分。與池浸和堆浸工藝相比，原地浸礦工藝的資源利用率高，開采成本低，生態影響相對小，但是對地下水的污染難以避免。目前，原地浸礦工藝稀土回收率可大于80%。

1.3　我國稀土產業政策

我國稀土工業歷經了近50年的發展，而其重要的戰略地位尚未得到充分體現，資源亂采濫挖、產業無序發展、環境破壞嚴重、產品廉價出口等一系列問題突出。針對稀土產業存在的一系列問題，國家在不同時期分別出臺了相關政策，以期加強對稀土資源開采、加工與市場的監管，促進稀土產業的可持續發展。

一是管制開采生產，上收礦權審批。2013年9月，國土資源部對外發布了《稀土探礦權名單》和《稀土采礦權名單》，全國稀土采礦證從113個削減至67個，其中離子型稀土采礦證削減至57個。

二是實行出口配額，轉退稅為征稅。2009年，工信部發布的《稀土工業發展的專項規劃》提出，2009—2015年每年出口稀土不超過3.5萬t，與此同時，政府逐步從對稀土的出口退稅轉變為出口征稅。

三是推進行業兼并，扶持大型企業。2014年初，國務院明確以北方包鋼(集團)公司、中國五礦、中鋁公司、贛州稀土、廣東稀土和廈門鎢業牽頭組建“1+5”大型稀土企業集團。

四是促進技術升級，提升環保要求。2012年，國家發布的《稀土行業準入條件》對稀土開采、冶煉分離企業的生產規模和設備、環境保護、生產技術經濟指標、資源和能源消耗指標提出了更高要求。

2我國離子型稀土礦開發項目存在的環境問題

2013年以來，國家審批了位于江西、廣東、廣西和湖南等地區的多個離子型稀土礦項目的環評文件，涉及稀土碳酸鹽產能折算REO達11 585 t/a，占全國離子型稀土指令性配額的65%。項目概況見表1。

表1　近兩年國家審批的離子型稀土礦開發項目情況表

根據對近兩年環保部審批環評的離子型稀土礦開發項目的現場調查情況，總結梳理了該類項目存在的主要環境問題。

2.1　資源賦存特殊，外部環境敏感

我國離子型稀土礦資源賦存獨特，其成礦機理和分布特性決定了項目開采時的外部環境較為敏感。離子型稀土由含礦原巖經天然降雨長期淋濾富集形成，礦體大多分布于南方多雨區域，因此礦床開發經常涉及地表水環境敏感區。例如，據調查，贛州稀土礦部分位于東江源頭和縣城飲用水水源等敏感目標上游；廣東稀土礦部分礦區涉及的地表水體執行Ⅱ類水質標準，水環境極為敏感。此外，我國桂、滇東和湘西等地灰巖分布較廣，開采時易進入灰巖區域等地下水環境敏感區，例如，廣西六湯稀土礦和湖南稀土礦即因礦區有灰巖存在而設置了暫不開采區域，保證安全生產的同時也保護了區域地下水環境。

2.2　開發工藝粗放，歷史影響積累

離子吸附型稀土有“泛分布、淺賦存、易提取”的特點，但因離子稀土礦的早期開發無序、歷史工藝粗放，造成其開發的環境影響存在歷史積累的問題。

20世紀80年代中后期，在“大礦大開、小礦放開、有水快流”的思想引導下，以贛南為代表的離子型稀土礦區被大規模開采。由于浸出技術門檻低，民采泛濫，采用的池浸與堆浸工藝簡陋粗放且環保措施缺失或不足，導致開采遺留污染遍布。近兩年，在國家審批的離子型稀土礦山開發項目中，礦區面積接近138 km2，但歷史遺留廢棄地總計超過35 km2，初步預計的生態恢復費用近5億元，且上述數據還未包括地方無主礦山遺留的生態恢復工程量。

2.3　生態破壞嚴重，水質污染明顯

離子型稀土礦開采過程中對生態和水環境的影響最為顯著。在目前稀土礦山開采的工藝中，池浸和堆浸方式均要求剝離地表土壤，兩種生產工藝對植被和生態環境會產生毀滅性的破壞[8]。據估算，每生產1 t稀土，會破壞地表植被160～200 m2，剝離地表土達300 m3，形成尾砂1 000～1 600 m3[9]，產生浸礦廢液1 000～1 200 m3[10]。地表植被破壞后極易導致采礦地土地沙化板結，雨水和浸礦液沖刷產生的泥沙又使得河道淤塞、河床抬高。原地浸礦工藝雖在很大程度上緩解了稀土開采對植被的破壞，但因工藝需要在山體中開挖的眾多注液洞、淺槽和集液溝也會造成植被損失，且原地浸礦區的坡溝谷底仍有大量泥沙淤積，此外原地浸析后引起的山體水土流失現象仍較普遍。

池浸和堆浸工藝中的浸礦廢液往往未經處理就直接排放，對受納水體和周圍土壤將造成嚴重污染。早期原地浸礦法缺少清污分流、人工防滲和尾水處理等工程和環保措施，過于依賴天然底板隔水，當水文地質勘查不詳時，硫酸銨等浸礦母液滲漏率較高，疊加歷史遺留池浸、堆浸廢渣的污染影響后，區域地下水環境質量超標明顯。在國家已批復環評的6個離子稀土礦山中，區域地下水氨氮超標的有4個，其中污染最嚴重的贛州項目，其氨氮最大超標倍數達到1 000倍，且引起區域地表水氨氮超標最大近300倍。

3加強離子型稀土礦開發項目環保工作的對策建議

在符合相關產業政策的前提下，根據實際離子型稀土礦開采情況，結合我國離子型稀土礦目前唯一鼓勵的原地浸礦開采工藝的特征，遵循“合理開發、提前預防、恢復生態、全面管理”的原則，提出加強離子型稀土礦開發項目環境保護工作的對策建議。

3.1　設立紅線，限制開采

設立紅線，區分不同區域設置離子型稀土礦環境準入條件，是從源頭減緩稀土資源開發對環境不利影響的有效手段。對不同地質條件的離子型稀土礦床，應區分開采條件，設立禁采紅線。對于采用原地浸礦工藝的項目，尤其是天然隔水底板全覆式、混合式的礦床或涉及灰巖地質的礦床，在水文地質條件排查不清、注液回收率低于要求的情況下，一律不得開采。對處于江河源頭、飲用水水源保護區上游等環境敏感區域的礦床，應從防范環境風險的角度限制開采，確需開發時，應有對敏感目標可能產生影響的充分論證，并制定完備的環境風險防范措施和應急預案，確保水源水質安全，將環境影響降至最低。

3.2　分區試點，階段驗收

分區試點、分階段驗收是結合離子型稀土礦開采特點，實現礦產資源科學有序和環保開發的必要措施。針對離子型稀土礦體分散的特點，大型礦區的各獨立小流域內應實行多礦塊滾動開發，在考慮地下水環境容量的前提下，通過優化設計來限制小流域內的開發強度。項目實施時，通過流域試點開采驗證環評階段設立的生態保護、污染防治措施的有效性，經階段性驗收合格后方可開始全面開采，從而確保稀土資源的有效開發和最大限度地降低環境不利影響。

3.3　以新帶老，防治結合

礦區整合或延續生產時，應優先解決歷史遺留環境問題。對老礦區的治理，從浸出過程污染控制、廢水處理等污染控制措施，土地整理和建設排水系統等工程治理措施，以及土壤改良和植被恢復等生態修復措施方面，加強環境治理措施研究，通過嚴格制訂并執行采礦跡地的生態恢復方案，以新帶老，確保不欠舊賬。同時拓展計提企業生態恢復資金和地方財稅返還等渠道，落實資金來源，確保環保措施落實到位。對新礦塊的開采，要做到規范設計與施工，全面提高原地浸礦工藝在注液施工、收液運行和閉礦恢復全生命周期的環境保護水平，降低生態影響，減輕地下水污染，在繼續開發礦山的同時，還礦區綠水青山。

3.4　全面監控，長期監管

建立長期的監控監管機制是確保離子型稀土礦可持續開發的有力保證。采用原地浸礦工藝開采離子型稀土礦時，應通過水文地質詳查和地下水模擬，確定礦塊、流域和礦區多級地下水截獲設施的位置及截獲抽水量，合理設置地下水監測井與地表水監測斷面，配套訓練有素的專業監測隊伍，設置水質遠程在線監測裝置，集中監控管理各礦點污染物排放情況。

此外，對單一礦塊的監測應要求延續到浸礦完畢、清水清洗達到排放標準后。對小流域及礦區的監測應要求覆蓋整個服務年限并適當延長，從而實現區域地表水、地下水環境質量的長期、有效監管。

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Environmental Issues, Countermeasures and Suggestions on

Ionic-type Rare Earth Ore Development Project

SUN Jie1, LI Ji-wen1, XU Hong-xia1, GU Ling-yun2

(1.Appraisal Center for Environment and Engineering, Ministry of Environmental Protection, Beijing 100012, China;

2.Sichuan Environment and Engineering Appraisal Center, Chengdu 610093, China)

Abstract:This paper summarizes the current situation of ionic-type rare earth ore, mining technology and related industrial policies, studies the practical cases of ionic-type rare earth ore development projects that were approved through environment impact assessment in the past two years, analyzes the current issues such as sensitive external environment, accumulation of historical influence and serious environmental pollution, and finally proposes countermeasures and suggestions from the perspectives of environmental access, optimization of protection measures, combination of prevention and treatment, and tightening regulations.

Key words:ionic-type rare earth ore; development project; environmental issues; countermeasures and suggestions

通訊作者：李繼文(1978—)，男，河南武陟人，高級工程師，碩士，主要從事環境影響技術評估工作，E-mail：lijiwen718@126.com

作者簡介：孫捷(1985—)，女，河北靈壽人，工程師，碩士，研究方向為環境影響評價、水處理，E-mail：sunjie85068@163.com

收稿日期：2015-05-06

中圖分類號：X506

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6444(2016)01-0020-03

DOI:10.14068/j.ceia.2016.01.006