褚 强,李海庆
(1.苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司,江苏 苏州 215004; 2.江苏煤炭地质勘探三队,江苏 常州 213017)
石灰岩做为重要的建筑材料有着悠久的开采历史。在现代工业中,石灰岩矿是制造水泥、石灰、电石的主要原料,是冶金工业中不可缺少的熔剂灰岩,广泛应用于造纸、橡胶、油漆、涂料、医药、化妆品等各行各业。
水泥灰岩属于江苏省优势资源,主要分布于南京、镇江、徐州以及无锡、宜兴、常州、溧阳等地,资源储量为30亿t。同时江苏省水泥产量位居全国首位,2010年水泥产量达1.56亿t,若吨水泥消耗石灰岩按1.3t计算,当年水泥灰岩消耗量达2亿t(相当于2006年的2倍)。江苏水泥灰岩在水泥产量不增、保有资源储量不降的静态下,仅够开采15年。为了满足环境保护、生态平衡、防止水土流失、风景旅游等方面的需要,特别是随着我国小城镇建设规划的不断完善和落实,可供水泥灰岩的开采量还将减少。
江苏冶金用灰岩资源储量为4.6亿t。化工灰岩资源储量为3.3亿t,但做为专用熔剂、化工石灰岩矿山的资源几乎没有,基本上与水泥灰岩并存,而且江苏的冶金熔剂和化工灰岩开采量也很大。还有一部分做为建筑砂石开采,资源浪费严重。
石灰岩由于资源丰富、开采方便、价格低、抗压强度高等,往往又被当做普通的建材来使用。如在采剥作业中分爆铲装不严格,而且在开沟、边坡处理中往往矿岩混杂外倒当作建材回收,造成露天矿平均采场损失率达8.3%~22.6%。矿石采出后经破碎筛分,按冶炼要求的规格销售给冶炼厂,据船山石灰岩矿统计,0~25mm矿石产率为36.2%,年平均为20.85万t,由于不能用于冶炼而做为建材使用或外倒。这样,包括采场损失在内,设计范围内的资源利用率只有49.3%。
长期以来,在石灰岩矿开采与利用粗放型增长方式下,形成了不合理的矿山企业布局,致使地质环境与资源开发之间的矛盾日益突出。石灰岩矿山开采造成的矿山环境问题主要表现:①露天开采造成的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害;②山体景观、植被系统、土地资源的破坏等矿山生态环境破坏;③矿山开采、水泥生产废渣废气等造成的矿山环境污染。
石灰岩矿层是地下水主要的储水层,也是地下水系的重要通道。石灰岩矿露采过程中,破坏原始地貌、毁坏植被、改变地表和地下水均衡、污染空气。矿山生态环境的改变也不可避免了引起周边生态系统的破坏,这种影响需要经过很长时间才能恢复,而且很难恢复到原有环境状态。
江苏省受地域面积和地质条件的限制,矿产资源相对匮乏,但由于社会经济发展的需要,对矿产资源需求量较大。江苏的矿石开采总量在全国并不高,但矿产资源是以非金属矿产为优势,采矿中开山采石占了一半以上。究其因江苏的建设固定资产投资的总量(包括基础设施的建设),取决于对建筑材料的需求量大,从而导致水泥产量增长过快。近几年来江苏省水泥产量均以两位数的幅度增长,2008年江苏省散装水泥增幅为15%,2010年全省水泥总产量达15647万t,比2009年增长7.39%,其中散装水泥增幅为10.08%。2010年8月中旬开始水泥价格快速上涨,3个月就翻了一番。随着水泥产业集中度的提高,大企业对市场供求的把握,水泥价格还将持续高位。
近年来,江苏省经济持续发展,经济发展的需要不断扩大同自然资源日益稀缺的矛盾将长期存在。目前江苏水泥已经建立起一批大中型原料基地,这些水泥企业的自备矿山尽管多数位于限采区内,而且多数又是当地财政的主要来源和经济支柱,关闭难度大。
过去在遇到开发对自然生态环境负面影响时,采取的措施多是限采禁采,这样会出现无证勘查开采、超层越界开采、变相采矿等行为。石灰岩矿是水泥工业的粮食,在做好水泥工业自身产业发展壮大同时,还要根据社会可持续发展的要求,从产业结构上入手,生产不同目标的产品,将资源最大化利用。比如,在水泥石灰岩矿山中,石灰岩矿产品不含税销售价格22元/t,碎石矿为12元/t;而化工、冶金石灰岩或电厂脱硫剂的预测价格为100~200元/t。若将先进科技引入石灰岩精细加工,使原来滥采价低的石灰岩身价倍增,加工成一般碳酸钙就可卖到600元左右,而加工成造纸、超微细、胶体碳酸钙等,每吨售价可达到千元以上。
(1)提高石灰岩矿综合利用水平。
面对我国经济高增长、资源高消耗的严峻形势,尤其是从国家长期发展的战略高度来看,石灰岩矿产资源的高效综合利用势在必行。应不断提高矿山建设投资,加快设备更新换代,逐步淘汰规模小、技术含量低、设备落后、资源综合利用率低、污染严重的小矿山,并逐步朝着大型化、机械化方向发展。
水泥厂在淘汰关停落后立窑后,利用资源优势投资转型进入氧化钙、轻质碳酸钙行业,形成新的增长点。在市场竞争日趋激烈的环境下,单一产品的扩张已不能满足发展的需要,各行业对产品质量的要求不断提高,必须依靠科技进步,建立多元化、全方位的产品创新体系。通过与客户单位多层次的交流、分析,按客户的需求研发出不同用途的专用碳酸钙,提高产品附加值,如塑料管件专用纳米级碳酸钙、电缆专用纳米级碳酸钙、涂料专用碳酸钙,以及相应的功能性助剂等系列产品。
(2)配合煤电企业生产脱硫剂。
我国是一个以煤为主要一次能源的国家,电厂以煤作为主要燃料进行发电,煤直接燃烧释放出大量SO2,造成大气环境污染。目前大多数火力发电厂脱硫采用石灰岩—石膏湿法脱硫工艺,我国火电厂的烟气脱硫工程还处于起步阶段,生产烟气脱硫用石灰岩粉的专业厂家少,只有水泥厂生产水泥和化工用的石灰岩粉,其生产能力低、工艺技术落后,石灰岩的细度不均匀,价格高,供应不稳定,且未形成有规模的市场。为了确保火力发电厂烟气脱硫工程用石灰岩粉的长期稳定供应,可考虑配套建设石灰岩磨粉厂。
近年来随着国民经济不断发展,能源需求量尤其是电力需求不断增强,加之各地区特别是我国南方地区大型火力发电建设项目相继上马。为了切实加强环境保护,使生态与经济协调、同步,国家经贸委、国家环保总局及有关部门相继出台政策,要求各大发电厂控制二氧化硫排放量,新建项目必须配套建设烟气脱硫设施。
(3)国际资本加大碳酸钙行业投资力度。
碳酸钙是石灰岩加工工业中二氧化碳唯一得到有效利用的产业,在低碳经济的倡导下,世界经济大国纷纷加大了碳酸钙产品的开发和应用。这可以从美国大公司将卫星式轻质碳酸钙生产模式向全球扩张、以碳酸钙为主要原料的石头纸在中国兴起等实例得到证明。
目前,全球碳酸钙产业的发展趋势是各种专用型碳酸钙生产与其下游大用户(造纸、涂料等生产企业)构成卫星式产业结构。靠近这些大用户配套生产,可以实现碳酸钙以浆料的形式用管道输送,减少了碳酸钙浆料的干燥工序,可以节约大量能源,大大降低了生产成本。苏南沿江地区建成十多家外资造纸企业,一些大的碳酸钙企业主动与这些大用户接触,探讨就近建厂、供料的可行性。
由于造纸向中性化发展,我国在造纸中的碳酸钙消费量呈现快速增长趋势,年均增长在30%以上,逐步接近塑料的消费量。海外国家或地区的一些公司看准我国国内碳酸钙市场,纷纷来中国搞合资或独资公司,生产产品或推销设备与技术,助推了我国碳酸钙工业的发展。目前英国瓷土公司已在安徽建设了2万t/a的造纸用超细碳酸钙生产厂,并准备在宁波再建一套5万t/a的生产装置;瑞士的有关公司也派专家来我国考察碳酸钙原料矿的情况,探讨与我国合作的可能性。我国碳酸钙市场对国外公司的吸引力由此可见一斑,同时也显示了超细碳酸钙在我国有着广阔的发展前景。
(4)国内产业区域转移机遇。
2009年国家批准了11个区域发展规划。这些规划战略的实施与推进,促进了各区域产业“腾笼换鸟”、优化升级,市场这只无形之手使全国范围内的产业转移大大提速。国务院正式批复的“皖江城市带承接产业转移示范区规划”,作为首个获批复的国家级承接产业转移示范区,安徽省承接长三角地区产业转移规模继续扩大,同时也将产业转移与产业升级结合起来。东部地区的众多化工产业转移项目基本都落户在集聚区里,并集中在弥补短板链条和精深加工方面。在两大推手合力推动产业转移中,企业的可持续盈利能力增强,并实现了发展方式的转变。
(5)市场态势。
碳酸钙资源遍布全国,随着近几年碳酸钙产业的复苏与壮大,全国碳酸钙企业纷纷投入到资源的开发与利用上。安徽省亿元贷款助推“石头造纸”项目落户淮北,将石头造纸产业进一步发扬光大;西江镇打造百万吨碳酸钙大镇,全镇碳酸钙开发生产企业40家,2009年产量超过52万t,力争2010年突破100万t,产值近10亿元;建德市碳酸钙整治,将资源优势转化为产品优势;纳米碳酸钙的兴起,使碳酸钙的开发具有多样性与广泛性,为国内碳酸钙企业增添了巨大的经济效益。
(1)加强综合利用研究。随着石灰岩应用研究的深入,石灰岩矿的应用领域越来越广:在冶金工业中,它是冶炼生铁、钢和有色金属的熔剂;在化学工业中,它是制碱、电石、碳酸钙、漆白粉、肥料、油漆等化工产品的重要原料;在农业中,它用于改良土壤和饲料添加剂;在环境保护中,它是一种较好的吸附剂;在建筑业,石灰岩除用来生产各种水泥,一些质地优良,色泽鲜艳的石灰岩还可以加工成大理石装饰材料和其他工艺品。
(2)加强土地复垦与新型联办矿模式示范工程研究。联办矿坚持边采边复、早患早治的原则,实施“一体化”复垦,为露天矿开采开创一条生产与复垦并举、工业与农业共同开发的新路子。
露天开采使大量的土地资源遭受到不同程度的破坏。为了保护矿山环境,要以建设生态型矿山为目标,在建矿之初,应主动进行既能有效控制矿区占用耕地数量,又能恢复并长久保持土地生产力,还能创造新的生态景观的“一体化”矿区复垦先进工艺的研究,把矿区土地复垦作为一个系统工程,将开采工艺、管理技术融为一体,合理规划,统一设计,从而实现整体优化。
(3)严格控制新上水泥生产线和扩大水泥生产能力,同时淘汰工艺落后的小水泥厂,逐步压缩全省水泥生产总量。鼓励水泥、建材企业向省外或国外发展,对于建筑、交通等基本建设所需石材、石料要充分利用外省资源,从源头上严格控制开山采石。对少数拒不执行矿法、扰乱矿山秩序的不法分子进行严厉打击,建立一个良好的矿业氛围。
(4)防治地质灾害,保护矿山环境。对石灰岩开采矿山、采石厂开展地质灾害情况调查,对有地质灾害隐患的矿山进行专项调查,采取措施,及时排除。加强宣传,增强人们对地质灾害的认识,提高警觉性,增强防护意识。
(5)纳入科技发展规划、科学制定环境治理措施,强化公众生态意识。
(6)建立矿业权市场。石灰岩资源适宜露天开采,资金运转周期短,回收快,矿业权风险性小,矿山的数目、性质、占有资源量和效益以及产权性质容易界定,便于矿业权市场的建立,目前,应进一步规范石灰岩矿业权一级市场招拍卖,引导搞活矿业权二级市场,加强石灰岩矿山的管理,把矿产规划目标落实到实处。
江苏石灰岩矿保有储量大,属优势矿产。随着中国水泥、钢铁工业的发展,轻工系统对重钙粉、轻钙粉的需求,建筑业的大量需求,石灰岩矿的重要性必将进一步增强。由于水泥、冶金、化工、轻工等不同行业对质量要求不同,因此我国石灰岩矿山的生产应该打破行业界限,做到充分合理、综合使用资源,实现优质优用,进一步提高矿山的资源效益和经济效益。