尾礦利用技術(shù)的幾點(diǎn)思考

尾礦利用技術(shù)的幾點(diǎn)思考

經(jīng)過多次申請(qǐng)，記者在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院尾礦利用技術(shù)中心辦公室拜訪了剛剛從遼寧省回來的中國(guó)科學(xué)研究院主任張金清。張主任解釋說,此前之所以沒能安排采訪時(shí)間,是因?yàn)樗恢痹谶|寧一些礦山企業(yè)做尾礦產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的調(diào)研論證、合作意向簽約和技術(shù)指導(dǎo)工資源利用這一新興朝陽(yáng)行業(yè)表現(xiàn)出了高度的關(guān)注和投資熱情,即便是辛苦也樂此不疲。近年來,像張金青這樣關(guān)注礦廢治理、綜合利用工作的業(yè)內(nèi)外人士還有很多。由于我國(guó)在幾十年的采礦過程中,排放了大量的尾礦、廢石,它們的堆積導(dǎo)致土地占?jí)?、植被破壞和環(huán)境污染,并隨時(shí)可能引發(fā)泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,直接危害人民生命財(cái)產(chǎn),所以對(duì)尾礦、廢石等礦山固體廢棄物的治理和綜合利用一直成為政府、行業(yè)專家、礦山企業(yè)、環(huán)保部門和廣大人民群眾關(guān)注的焦點(diǎn)。尾礦及廢石的綜合利用廢石、尾礦隨意露天堆放會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害,一般礦山企業(yè)對(duì)廢石、尾礦均采取了一定的處理措施?；诘V山自身的地理?xiàng)l件,結(jié)合山區(qū)的地形特征,大多數(shù)礦山采取就近依山建壩的方式,對(duì)其進(jìn)行封閉處理,將廢石、尾礦及因其而產(chǎn)生的污水控制在一定的范圍內(nèi)。盡管,通過加高尾礦庫(kù)大壩、增加庫(kù)容、加高河堤、疏通河道、規(guī)范排放等措施可以減少礦山固體廢棄物所造成的污染和危害,通過土地復(fù)墾、造田等治理工程也可加以防范和緩解。但是,由于一些礦山廢石、尾礦壩防滲標(biāo)準(zhǔn)不高,技術(shù)落后,工程質(zhì)量差隱患多,加上長(zhǎng)期以來管理不善,技術(shù)力量不足,水平低,致使不少尾礦壩發(fā)生滲漏,從庫(kù)內(nèi)外泄的酸、堿性水或有毒有害物質(zhì)對(duì)周圍環(huán)境和地下水造成污染,使人們逐漸意識(shí)到對(duì)廢石、尾礦采取簡(jiǎn)單的處理只能治標(biāo)但不能治本,留下長(zhǎng)期隱患。20世紀(jì)末,中國(guó)礦產(chǎn)資源總回收率只有50%左右,在礦山固體廢棄物中蘊(yùn)藏著許多有用組分,進(jìn)一步開發(fā)利用可以形成新的二次礦產(chǎn)資源,有很多礦山企業(yè)通過從礦廢中提取有用組分實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益,北京威克冶金有限責(zé)任公司就是其中的一家。公司韓總工程師對(duì)記者說:“公司利用礦山廢石生產(chǎn)砂石料,年產(chǎn)量能達(dá)到130萬～140萬噸左右,每年利用廢石量在160萬噸左右,通過引進(jìn)二道磁選程序,從礦廢中提取粗鐵20萬噸,提高了礦廢資源產(chǎn)品的附加值,產(chǎn)品盈利情況非常好?！北M管回收有價(jià)成分,對(duì)礦廢治理、利用企業(yè)來說,有著可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,但是,隨著國(guó)家加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和土地管理力度的加大,尾礦占地成為必須解決的迫切問題,只回收有價(jià)組份仍然處理處不了剩下的大量尾礦,為了有效地提高礦山固體廢棄物的資源利用效率,礦山企業(yè)和科研工作者加強(qiáng)了對(duì)礦廢中有價(jià)組分回收和全部礦廢整體開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)研究,并取得了一系列科研成果。20世紀(jì)80年代中期,隨著工業(yè)體制改革的深入以及原有礦山資源的日益減少,利用廢舊資源作為生產(chǎn)原料的想法日漸深入人心,礦山固廢的利用再次成為礦業(yè)關(guān)注的新熱點(diǎn)。政府主管部門和研究單位開始有組織、有計(jì)劃地開展調(diào)查研究,并大力倡導(dǎo)礦山固廢整體開發(fā)利用的理念,與此同時(shí),涌現(xiàn)了一批試驗(yàn)研究群體和科技成果。1990年,中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院在中國(guó)率先正式成立“尾礦利用技術(shù)中心”,1994年,在國(guó)家計(jì)委和國(guó)家科委編制的《中國(guó)21世紀(jì)議程優(yōu)先計(jì)劃(第一批)》中“尾礦的處置、管理及資源化示范工程”被列為“自然資源保護(hù)與利用”優(yōu)先領(lǐng)域的第4項(xiàng)。實(shí)踐證明,礦山固體廢棄物作為復(fù)合礦物原料進(jìn)行整體開發(fā)利用,是減少礦廢的治本之路。不但可使原來資源枯竭或資源不足的礦山重新成為新資源基地恢復(fù)或擴(kuò)展生產(chǎn),發(fā)揮礦山潛力,而且使國(guó)家、企業(yè)不必重復(fù)投資基本建設(shè)就可獲得大量已加工成細(xì)顆粒原料的二次礦產(chǎn)資源。這些資源作為硅酸鹽材料,可廣泛用于生產(chǎn)建筑砂石料、砌塊、隔墻板等新型墻體材料,水泥、陶瓷、玻璃、濾料、無機(jī)填料以及微晶玻璃、復(fù)合微粉等新型材料的復(fù)合原料。近幾年來,北京市礦山尾礦、廢石的綜合利用已經(jīng)在商品混凝土、瀝青混凝土、無機(jī)混合料、建筑雕塑、浮雕、外墻掛板等方面取得了突破性進(jìn)展,每年可減少2000多萬噸的天然砂石開采。同時(shí)作為礦山的連續(xù)產(chǎn)業(yè),吸納了大批人員就業(yè)。相關(guān)專家曾經(jīng)參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)開發(fā)利用礦廢的經(jīng)驗(yàn),對(duì)北京地區(qū)的礦廢資源化利用帶來的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益進(jìn)行了預(yù)測(cè)性分析:建一座年產(chǎn)量30萬m2的尾礦微晶玻璃廠,實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值11220萬元,容納職工就業(yè)435人;建一座年產(chǎn)100萬噸高速公路路面增強(qiáng)料的企業(yè),可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值2600萬元,安置就業(yè)80人;建一座年產(chǎn)65萬m2彩釉墻地磚廠,年產(chǎn)值1155萬元,安置職工175人;一座年產(chǎn)30萬m3優(yōu)質(zhì)道碴生產(chǎn)廠,年產(chǎn)值可達(dá)465萬元以上,間接收益180萬元,安置就業(yè)60人;每年利用30萬噸尾礦作為原料生產(chǎn)水泥,年產(chǎn)值可增加560萬元,增加就業(yè)30人;用煤矸石生產(chǎn)污水處理濾料,建設(shè)年產(chǎn)1萬噸濾料廠,年產(chǎn)值800萬元,可安置就業(yè)156人。加強(qiáng)技術(shù)融合發(fā)展是固廢開發(fā)的突破口最近幾年,我國(guó)在礦山固廢治理和資源化利用方面取得了一些成績(jī),但是產(chǎn)業(yè)化工程的推進(jìn)速度仍然遲緩,張金青分析說:“企業(yè)在礦廢治理和實(shí)現(xiàn)資源化利用過程中,是一個(gè)重要的推動(dòng)因素,但是較低的產(chǎn)品利潤(rùn)嚴(yán)重影響了企業(yè)的積極性?！蹦壳?礦廢主要利用方式為生產(chǎn)建筑砂石料和無機(jī)混合料,比較單一且附加值較低,經(jīng)濟(jì)效益比起礦山主導(dǎo)礦產(chǎn)品來講還相差甚遠(yuǎn),產(chǎn)品不具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。以煤矸石頁(yè)巖磚為例,北京市周邊外埠地區(qū)實(shí)心粘土磚仍在大量涌入北京市場(chǎng),價(jià)格比煤矸石頁(yè)巖磚低,造成煤矸石頁(yè)巖磚市場(chǎng)很難拓展;而建筑砂石料也有類似的問題:周邊地區(qū)涌入的以及本地違規(guī)開采的天然砂石也是屢禁不止,這種情況下,很難激起企業(yè)的投資熱情。只有開發(fā)那些可供批量生產(chǎn)的高附加值產(chǎn)品并形成產(chǎn)業(yè)化,才能調(diào)動(dòng)礦山企業(yè)和全社會(huì)的積極性,變被動(dòng)為主動(dòng)。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院尾礦利用技術(shù)中心利用尾礦、廢石、煤矸石已經(jīng)成功研制開發(fā)出的微晶玻璃新技術(shù)成果,引發(fā)了人們對(duì)礦山固廢資源向高附加值產(chǎn)品領(lǐng)域進(jìn)軍的關(guān)注。張金青介紹說,以尾礦為原料生產(chǎn)的深色微晶板材玻璃的生產(chǎn)成本在200元每平米,比同類產(chǎn)品成本低15%～20%左右,銷售價(jià)格在每平米550～600元左右,是同類產(chǎn)品價(jià)格的2倍,微晶玻璃無放射性危害,低生產(chǎn)成本,高銷售價(jià)格的產(chǎn)品新材料產(chǎn)業(yè)NO.52007優(yōu)勢(shì)也吸引了投資商的眼球。國(guó)內(nèi)外材料學(xué)家們正致力于以非金屬礦物原料和復(fù)合原料開發(fā)新型陶瓷、新型玻璃等新復(fù)合材料,為礦山固廢開發(fā)高附加值產(chǎn)品創(chuàng)造了有利條件。對(duì)于如何調(diào)整礦廢原料產(chǎn)品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成以推進(jìn)礦廢開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,張金青說出了自己的觀點(diǎn):“一高一低”都要抓?！薄暗汀敝傅氖歉郊又档偷漠a(chǎn)品,技術(shù)要求不高,企業(yè)投資能夠立竿見影,比如礦廢做砂石料,無機(jī)混合料、砌塊、隔墻板等新型墻體材料,在大量消納礦廢量的同時(shí),企業(yè)產(chǎn)品就地銷售,成果轉(zhuǎn)化快、示范效應(yīng)明顯;“高”指的是高附加值產(chǎn)品,如微晶玻璃、干粉沙漿、復(fù)合微粉等,只有這種附加值比較高的產(chǎn)品才能真正吸引投資,調(diào)動(dòng)起企業(yè)的積極性。用礦山固廢取代傳統(tǒng)原料,不僅對(duì)新產(chǎn)品、新企業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的成熟化、配套化和工程化具有相當(dāng)高的要求,對(duì)老企業(yè),傳統(tǒng)產(chǎn)品來說仍然也是技術(shù)融合化的過程。在中國(guó)礦廢利用的先行礦山中,有一些生產(chǎn)企業(yè)因效益不好而停頓,這說明礦廢的利用技術(shù)是有復(fù)雜性和難度的。盡管,在我國(guó)對(duì)礦廢開發(fā)利用的技術(shù)有一定的基礎(chǔ),礦廢生產(chǎn)微晶玻璃技術(shù)更是實(shí)現(xiàn)了自主創(chuàng)新,但是,目前礦廢處理和應(yīng)用過程中還存在很多棘手問題,如煤矸石的利用率不高,有些尾礦還沒有被積極的應(yīng)用,這些問題的解決有待于科技投入力度的進(jìn)一步加大。對(duì)于高新技術(shù)的研發(fā),常年從事固廢行業(yè)研究工作的北京節(jié)能與資源綜合利用協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)岳懷云做了一個(gè)很形象的比喻:“如果把技術(shù)比作“女兒”,那么企業(yè)就是“新郎”,政府作為“父親”在女兒出嫁的時(shí)候,要適當(dāng)送些“嫁妝”。為了推進(jìn)礦廢利用高新技術(shù)的研發(fā),政府要充分加以引導(dǎo),適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行買單。”對(duì)于投資礦廢利用的中小民營(yíng)企業(yè)來說,因自認(rèn)為生產(chǎn)所采用的技術(shù)科技含量不高,企業(yè)往往忽視了技術(shù)依托而走了很多彎路。他們?cè)陧?xiàng)目上馬前,并不找科研院所進(jìn)行技術(shù)咨詢、尋求技術(shù)支持;在購(gòu)買設(shè)備時(shí),又常受到設(shè)備廠家的誤導(dǎo),說免費(fèi)提供給建廠企業(yè)產(chǎn)品配方,有些廠家將配方的效果說得天花亂墜,結(jié)果項(xiàng)目投產(chǎn)后,出現(xiàn)很多產(chǎn)品質(zhì)量問題,影響銷售,造成經(jīng)濟(jì)損失,甚至整個(gè)項(xiàng)目半路夭折。張金青說,這幾年他已經(jīng)遇到過很多這樣的企業(yè)。事實(shí)表明,對(duì)礦廢的資源化處理和綜合利用,無論是走高科技含量利用的產(chǎn)業(yè)化路線,還是采用低科技含量的利用方法,一定要以技術(shù)作為依托和先導(dǎo),以科學(xué)發(fā)展觀進(jìn)行規(guī)劃建設(shè),重視科學(xué)技術(shù)對(duì)行業(yè)指導(dǎo)的重要性。沒有穩(wěn)定的團(tuán)隊(duì)是阻礙礦廢治理、綜合利用的又一難題。“從事固廢資源化利用專業(yè)的高層次技術(shù)人員實(shí)在太少!”北京環(huán)保局固廢利用中心李義新在談到固廢整治的隊(duì)伍建設(shè)時(shí)感慨地說道,張金青對(duì)此也頗有感觸,甚至有些憂慮,他說:“目前,礦廢利用行業(yè)沒有建立起專業(yè)的從業(yè)、管理隊(duì)伍。如果沒有一個(gè)完善的專業(yè)化隊(duì)伍體系,整個(gè)行業(yè)對(duì)技術(shù)、對(duì)市場(chǎng)的把握就要滯后,這也成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一塊絆腳石,在實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中企業(yè)配備建材、設(shè)備自控和市場(chǎng)營(yíng)銷等方面的專業(yè)人士,并建立一個(gè)規(guī)范的管理、組織團(tuán)隊(duì)是非常重要的。在有些大企業(yè)中,從事礦廢開發(fā)利用的技術(shù)開發(fā)主管人員直接進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)中成為負(fù)責(zé)人,并組織管理團(tuán)隊(duì),這些做法對(duì)整個(gè)礦廢開發(fā)行業(yè)隊(duì)伍的建設(shè)都起到了良好的帶動(dòng)作用,非常值得借鑒。”目前,在我國(guó)礦山廢石、尾礦處理、處置問題的體制和政策依然帶有計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的影子,在現(xiàn)行的礦山體制中,廢石、尾礦的管理體系較混亂。管理者集管理與服務(wù)職能于一體,其管理牽涉到建設(shè)、環(huán)保、經(jīng)貿(mào)、科技、衛(wèi)生等有關(guān)政府部門,這種條塊分割和多頭管理不但不易協(xié)調(diào),而且相互之間容易產(chǎn)生諸多矛盾。我國(guó)礦山固體廢棄物處理經(jīng)費(fèi)主要靠政府和上級(jí)主管部門撥款,環(huán)衛(wèi)設(shè)施建設(shè)主要由其投資,導(dǎo)致廢石和尾礦的處理在資金方面缺乏與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)的政策體系,無法有效吸收民間的和國(guó)外的資金,大部分礦山企業(yè)在這方面存在資金缺口。因此,建立與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制相適應(yīng)的管理與運(yùn)行機(jī)制,吸引非政府力量直接參與礦山固體廢物治理與應(yīng)用工程的開發(fā)與經(jīng)營(yíng),是加快礦山固體廢物治理開發(fā)的重要途徑。礦山固廢的治理和綜合開發(fā)是一個(gè)系統(tǒng)工程,牽涉的行業(yè)和技術(shù)面廣,因素多,只有將各個(gè)影響因子進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào),調(diào)動(dòng)更廣泛的參與力量才能形成推動(dòng)行業(yè)快速前進(jìn)的合力。尾礦利用在礦產(chǎn)資源方面的發(fā)展我國(guó)礦山固廢資源綜合利用走向產(chǎn)業(yè)化是從“十五“期間全面開始的,據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)礦廢的綜合利用率約為8%,北京為10%～15%。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院尾礦利用技術(shù)中心辦公室透露,全國(guó)從事礦山固廢治理和資源化利用的企業(yè)大約在7000～8000家左右,其中礦山企業(yè)所占比例大約為1/6,大多數(shù)為建材企業(yè)和民間投資企業(yè),最近幾年又有越來越多的企業(yè)加入到礦山固廢資源利用的行業(yè)中來。為了加快礦山固廢的治理和資源化應(yīng)用速度,國(guó)家還出臺(tái)一系列優(yōu)惠政策,鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行投資,國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)〈資源綜合利用目錄(2003年修訂)〉的通知》(發(fā)改環(huán)資73號(hào))中確定對(duì)生產(chǎn)資源綜合利用產(chǎn)品的企業(yè)給予稅收優(yōu)惠,該政策規(guī)定:企業(yè)生產(chǎn)的原料中摻有不少于30%的煤矸石、石煤、粉煤灰、燒煤鍋爐渣等其他廢渣(不包括高爐水渣)為原料生產(chǎn)的建材產(chǎn)品享受免征增值稅的優(yōu)惠;利用煤矸石、煤泥、油母頁(yè)巖和風(fēng)力生產(chǎn)的電力享受增值稅減半征收的優(yōu)惠;企業(yè)利用本企業(yè)外的大宗煤矸石、爐渣、粉煤灰作主要原料,生產(chǎn)建材產(chǎn)品的所得,自生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)之日起,免征所得稅五年。2003年開始,北京市政府發(fā)布了禁采河道砂石的規(guī)定,規(guī)定發(fā)布后商品混凝土行業(yè)原料緊張,急需尋找替代原料。根據(jù)北京市政府80號(hào)令,從2003年5月起,北京市禁止生產(chǎn)粘土實(shí)心磚,并逐步限制使用和最終淘汰粘土多孔磚等其它粘土制品,加快了煤矸石頁(yè)巖磚的發(fā)展。通過一“促”一“限”兩個(gè)政策,企業(yè)提高了投資礦廢的積極性,而礦山固廢在工業(yè)建設(shè)中也有了用武之地。多年來,尾礦整體利用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,礦山廢石及選廠甩尾可作鐵路、公路道碴、混凝土粗骨料;多種礦山尾礦可作建筑用砂,免燒尾礦磚、砌塊、廣場(chǎng)磚、鋪路磚及新型墻體材料原料;有些礦山尾礦可制陶瓷及建筑陶瓷墻地磚、瓦、輕質(zhì)材料;許多尾礦已成為良好的水泥原料,有望形成尾礦水泥系列;高硅尾礦可作玻璃;不少尾礦可制微晶玻璃,有望成為新材料原料。經(jīng)過十幾年生產(chǎn)檢驗(yàn),這些以尾礦為主要原料的產(chǎn)品,符合國(guó)家建材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,日益得到社會(huì)承認(rèn),成為社會(huì)新生產(chǎn)力的組成部分。2004年以后對(duì)礦廢原料產(chǎn)品的市場(chǎng)需求逐漸旺盛,在市場(chǎng)持續(xù)升溫的趨勢(shì)下,行業(yè)協(xié)會(huì)等業(yè)內(nèi)社團(tuán)組織在加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的緊密連接中也一直發(fā)揮著穿針引線的作用,每年都舉行礦山廢物利用新技術(shù),新成果的交流會(huì),將示范工程的點(diǎn)和大發(fā)展環(huán)境的面結(jié)合起來,加快了礦廢利用產(chǎn)業(yè)的形成和壯大,促進(jìn)了礦山固廢的減量化和資源化。根據(jù)《中國(guó)21世紀(jì)議程優(yōu)先項(xiàng)目》方案,尾礦利用將建立配套的尾礦管理法規(guī)體系及資源化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)現(xiàn)有礦山尾礦實(shí)現(xiàn)整體利用,對(duì)新建礦山實(shí)行無尾礦礦山設(shè)計(jì),目的是在21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)全國(guó)1/5礦山成為無尾礦礦山。主要為:(1)制定尾礦整體利用條例、尾礦排污收費(fèi)管理?xiàng)l例;依據(jù)可持續(xù)發(fā)展模式和清潔生產(chǎn)原則,建立冶金、有色、化工、建材、煤炭、核工業(yè)、黃金礦山及地方礦山尾礦最小量化標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)施細(xì)則;制定尾礦整體利用分類標(biāo)準(zhǔn)。(2)建立尾礦整體利用數(shù)據(jù)庫(kù)及信息管理系統(tǒng)。(3)引進(jìn)和開發(fā)尾礦利用技術(shù)、設(shè)備、測(cè)試儀器。特別是利用尾礦研制高附加值新材料的工藝、技術(shù)及產(chǎn)品性能檢測(cè)設(shè)備。(4)建立國(guó)家尾礦整體利用工程技術(shù)中心,加強(qiáng)研究成果的成熟性、配套性和工程化水平,促進(jìn)產(chǎn)品更新?lián)Q代,加強(qiáng)和完善尾礦利用技術(shù)研究單位。(5)建設(shè)尾礦整體利用示范工程和無廢料示范礦山。按產(chǎn)業(yè)部門選擇大、中、小型代表性礦山建設(shè)尾礦整體利用示范工程,開展尾礦資源特征及整體利用研究,建立示范礦山。(6)開展尾礦整體利用開發(fā)國(guó)際合作。預(yù)計(jì)項(xiàng)目方案推廣實(shí)施后,中國(guó)礦山尾礦的70%將由廢料變成可以利用的資源,尾礦綜