生态铁矿山建设的思路与对策研究

朱晓林　闻然

[摘要]针对我国矿山开采过度、环境保护破坏严重的问题，国家相关部门近几年也加强了对绿色生态矿山的建设。本文围绕铁矿山的生态问题，研究了其生态矿山建设主模式，从开发前的生态规划，开发期的生态建设以及开发后的生态恢复三个方面分别进行研究和探讨，从而对生态铁矿山建设提供方向性的指导。

[关键词]生态铁矿山；生态模式；绩效评价

[DOI]1013939/jcnkizgsc201552190

多年来，采矿产业的发展多是以牺牲环境为代价换取一时的丰厚回报，经过多年的采矿作业，自然环境的承受已经到了底线，人为因素引起的地质和环境灾害频繁发生，比如泥石流、滑坡、三废污染等问题屡见不鲜，不仅影响了当前居民的正常生活，也严重威胁着人们长期的生存。从时代的不断进步来看，矿山企业要获得长期可持续的发展，必须调整自身的经营管理，将环境资源纳入企业发展战略之中，实现矿山企业的生态文明的新型工业之路。本文围绕矿山企业的生态化建设，以铁矿山为研究对象，探讨了生态铁矿山建设的主要模式，从而为我国中小铁矿企业的生态化建设提供借鉴。

1铁矿山开采现状

伴随着矿山加大开采力度的同时，我国的铁矿开采呈现出开采程度比较低，开采率不足1/3的问题，而且我国的铁矿资源利用的方式仍旧比较粗放，铁矿石的回采率低，尤其是废石尾矿的综合利用程度低，固废综合使用率一直徘徊在7%～9%，而且利用方式粗放、单一，基本上也只是简单的物理使用。根据统计显示，我国目前开展固废综合利用的矿山企业占总数的55%左右，而其中将近70%是国有矿山，其他30%的个人矿山只是在保证自身经济利益的基础上开展部分固废的综合利用，完全没有开展固废综合利用的矿山企业占总数的45%，从数量上来看，基本上没有开展固废综合利用的企业有20多万个。与此同时，我国的铁矿石开采存在着采富弃贫、一矿多开、大矿小开等现象，伴随着铁矿石的开采，造成资源大量浪费的同时也对我国的自然生态环境造成了巨大的破坏。对此我们高度重视铁矿山开采过程中造成的环境问题，在政府相关部门的号召之下，各個矿业企业也积极投入到绿色矿山的建设当中，国家级绿色矿山试点已经批准到第三批，参与的企业也在环境保护上取得了显著的成绩。铁矿山企业作为重污染行业的典型企业，在构建生态矿山的过程中各个企业缺乏统一的模式，对于众多小型矿山企业也存在无处下手的情况，对此本文将根据铁矿山开采的特点，研究其生态建设的主模式，从而为众多铁矿山企业的生态建设提供指导和帮助。

2生态铁矿山建设原则和思路

生态铁矿山建设应该本着系统化原则、循环经济3R原则、可持续发展原则、科技进步原则来进行，基本思路是：将矿山建设、生态环境、自然资源与人文技术进行科学结合的过程，通过不断提升改造矿山运作模式，实现经济效益、社会效益与生态效益最大化的矿山工业系统。在矿山工业系统中，要以最小的生态扰动进行资源开采，以最大化的循环利用率进行资源的使用，以源头治理理念为指导思想，并在开采后期还原和补偿矿区的生态环境。

生态矿山建设的主要工作集中在“两个方面一个技术”，所谓两个方面是指一方面要不断地对矿山开采已经造成的生态破坏进行及时的修复和环境重塑，另一方面也要从源头上控制矿山开采过程中产生环境破坏和污染。而一个技术是指在构建过程中要充分使用先进的清洁生产技术，不断提高代谢物质的循环利用和深化利用。在生态矿山构建的整个价值体现在矿山企业通过提高资源利用率获得的经济价值的增加；生态环境重塑带来的环境价值的增值以及降低生产过程对外界产生的负面影响带来的社会价值增加。

3生态铁矿山模式构建

31开采前生态规划

生态铁矿山建设工作应该从地质勘探就开始，要提前做好资源环境、生态条件、共生伴生矿资源的调查和勘察，做好保护、利用的评价和安排。在对矿山开发的规划和设计阶段，首先要判断如果进行资源开采是否能够对环境造成不可逆的破坏，对当前的环境承载力作出合理的评估，从而确定已有技术条件下进行开采是否可取。在进行矿山开采规划时不能只是考虑矿山自身的生态也要将其与当地的生态建设规划衔接，根据当地的生态建设规划制订矿山建设的目标和方案，在进行方案制订时要选取对生态环境扰动影响最小的措施。对于新建矿山来说，其基本设施建设阶段就是生态矿山建设的开始，要充分利用已有的基础设施条件，也要为周边环境提供必要的基础设施，务必要克服追求经济利益最大化的观念。生态矿山开采前期的规划工作除了对开采方案进行精心筹划以外，也要对产业链的延伸、人居环境建设等作出规划，产业链的延伸工作要充分考虑地域条件，根据3R原则，提高资源的利用率，降低污染物的排放量，实现产业的增值。人居环境建设也应该充分考虑区域的环境承载能力，以人为本，加强长期规划，制定合理可持续的矿区商业、医疗、卫生建设。

32开采期生态建设

生态矿山的建设不仅要实现矿山环境的生态化，同时也要实现开采行为的生态化，依靠生态修复和整治的矿山建设并不能从根本上解决问题，而是要从矿山开采的生产工艺入手，建立渗透全过程的生态化工艺体系。传统的矿山开采目标是降低成本提高收益，这使得生态因素完全融入不到矿山开采活动中去，而生态矿山的构建不是单纯的以经济利益为目标而是将生态效益纳入企业的经营目标之中，从矿山开采的工艺、技术、设备、管理活动等各个方面均能够体现矿山的生态化转向。

321水处理生态模式

目前我国矿井水和选废洗水的处理和利用主要有两个方向，一个是转化为生活用水，一个则是处理为工业用水，但是由于矿井水水量变化比较大，水质也不稳定，现实中只是小部分的矿井水和洗选用水被处理加以利用，大量的水只是经过粗略的沉淀过滤进行排放。针对矿井水以及铁矿石生产过程中产生的废水要加强综合利用处理，充分做到资源不浪费，废水不污染，处理好矿井水、废水和生产使用的关系，真正实现化害为利，变废为宝。对此，铁矿石开采中产生的矿井水和洗选废水可以按照以下途径加以充分利用。

对于开采产生的矿井水要进行充分的利用，首先可以利用这些水进行矿区的降尘处理和消防用水使用。用于这些用途时不需要进行太复杂的技术处理，只要简单的混凝、沉淀、消毒等就可以直接使用。其次，矿井水的回灌也是一项重要的用途，补充了地下的水资源，降低了采石造成的地表塌陷。

322固废生态处理模式

在铁矿石开采过程中，人们习惯性地把尾矿、固体肥料、废液以及有待改善的土地等称之为二次资源，所谓的二次资源就是能够重新作为资源进行使用，所以二次资源是实现生态矿山可持续发展的物质保障，而铁矿山最重要的二次资源就是尾矿和废石。作为铁矿山主要的固体废弃物，生态矿山的建设要求能够最大限度地降低其排放量，最大限度地增加对其综合利用。根据铁矿山废石和尾矿的特点，可以将其作为重要的二次矿产资源进行开发和利用，主要包括以下几个方面。

（1）有价金属再选。要实现“一矿变两矿、一矿变多矿”就要实现对尾矿废石的再选，采用有效的手段和技术实现对其中蕴含的有价元素的提取回收。比如马鞍山铁矿尾矿中含有丰富的磷和硫，每年马钢从尾矿中再选回收的磷铁矿和硫铁矿都相当于一个中型矿场的年产量。攀枝花铁矿尾矿中有价金属含量相对较高，每年攀钢从尾矿中回收的V、Ti、Co等金属的价值占到矿石总价值的60%以上。已有的实践成果证明，实现对尾矿废石的有价金属再选在提高了资源利用回收率的同时也给企业带来可观的经济效益。

（2）生产建筑材料。铁矿山尾矿的主要成分是二氧化硅、一氧化钙等，这些成分和建筑材料的主成分接近，所以在铁尾矿中添加少量其他原料就可以进行加工，从而制成建筑材料。目前基本可以实现的建筑用途包括以下四种。

①尾矿废石在用作筑路材料时对其成分要求低，只要硬度和粒度达到即可，所以在矿山周边地区有筑路需求的地方可以实现对尾矿废石的利用，筑路一般用量大，从而可以很好地解决尾矿堆存占地的问题。②墙体材料生产。建筑业用量最大的建材之一就是墙体砖，所以这也是实现对尾矿综合利用的有效途径之一。传统的黏土实心砖需要耗费大量的表土资源，所以利用铁矿石尾矿进行墙体材料的研制具有非常大的现实意义，目前我国已经利用尾矿生产了建筑用砖、地面砖、装饰面砖等，并通过进一步的工艺生产了各种彩色砖品，在墙体材料领域，尾矿的用途将不断扩大，从而实现资源的充分利用。③水泥生产。铁尾矿在水泥生产中主要在两个方面实现了其使用，一方面是尾矿中铁成分替代铁粉的使用，另一个方面是尾矿代替水泥原料的主要成分。具体生产过程需要根据生产水泥的品种进行成分原料的搭配。当前我国的唐山协兴水泥有限公司实现了用铁尾矿代替黏土和铁矿石生产水泥熟料，该利用不仅降低了水泥的生产成本，提高了水泥的抗压强度，更有意义的是实现了对尾矿的综合利用。④微晶玻璃生产。微晶玻璃作为一个新兴产品，逐渐呈现供不应求的现象。我国多个科研院所在利用铁尾矿作为微晶玻璃原料的研究中均取得了一定的成果。比如北京通州开发区生产微晶玻璃实验基地，尾矿加入量超过50%生产了大量的微晶玻璃。大庙铁矿、歪头山铁矿等也都与科研院所合作实现了使用铁尾矿进行微晶玻璃的产业化。随着关键技术、生产工艺的不断精进，微晶玻璃将会成为大宗利用铁尾矿的有效技术项目。

（3）矿山回填。利用尾矿废石进行矿山采空区的回填也是一种有效的途径，一方面利用尾矿进行回填不仅降低了回填成本，而且也解决了尾矿堆存问题，减少环境污染。与此同时尾矿回填能够在很大程度上避免地面塌陷的问题，取得了良好的社会效益。

（4）土壤改良。马钢在我国率先研究了利用磁化铁尾矿作为土壤改良剂的项目，研究结果表明，磁化铁尾矿确实能够提高土壤质地。与此同时，将磁铁矿和化肥按比例混合生产的磁化化肥对于提高农产品产量具有很明显的作用。对铁尾矿的深度开发和利用，推翻了已有的铁尾矿污染土地资源的一切结论，进一步推动了相关领域对铁尾矿的开发利用。

323粉尘处理模式

粉尘处理首先可以在矿区粉尘产生主要区域设立洒水设施，对地面进行滋润避免天气干燥产生扬尘，另外也要在矿区的制高点上设立喷水枪，对于飘浮在空气中的粉尘产生抑制。在进行粉尘用水上，矿山企业可以充分利用矿井水和生产废水，既能降低废水排放量也能有效控制粉尘问题。此外，也可以通过建立隔离围墙，将铁矿石生产的不同区域进行分割，尽量避免粉尘的有效扩散。

324噪声生态处理

铁矿山开采过程中爆破、运输以及粉碎等环节产生了大量的噪声，为了能够针对性消除这些噪声，需要根据噪声产生和传播的原理分别进行处理，当前应用比较多的除噪技术主要包括墙面吸音板、隔声墙体、隔音罩、共振吸声机构等，各大矿山要根据自身的情况，选择应用新技术，使得矿山的噪声控制在国家标准之内。

33开采后生态恢复

矿山生态系统的恢复是指通过人为的手段使得被破坏的或已经退化的生态环境能够恢复到原有或者能够自我维持的状态。矿山生态系统恢复是一项系统的工程，需要按照生态学对生物和非生物的环境部分进行整体的重建和修复。在进行铁矿山的生态恢复的过程中不仅要有理论的指导，更要具有现实的可行性。

铁矿山土地复垦是进行生态恢复工作的核心，要本着恢复被破坏土地原有第一性生产能力为出发点，兼顾自然地理条件、土地损坏形式和程度，进行分门别类的土地复垦工作。在进行土地复垦时需要根据矿区土表破坏程度的不同采取不同的复垦手段，对于破坏比较小，土壤成分结构未发生明显变化的区域只需要进行简单的修复平整即可，使其成为具有正常生态功效的土地。

34生态铁矿山建设主模式

生态铁矿山的建设将会使得铁矿区彻底摆脱原有的“资源—产品—废物排放”的粗放型发展模式，形成“以科学发展观和生态工业理論为指导，以铁矿石“绿色开采”、多联产技术集成等高新技术为依托，以铁矿石及铁矿工业相关副产品的精深加工为核心，以提高矿区资源自我再生能力和环境自我调控能力为手段的循环经济生态工业体系，实现“资源→粗产品→洁净能源，废物排放‘零排放”，建设环境友好型、效益主导型，人与自然协调发展的和谐矿区。对铁矿生产过程中的主要排放物，按照各尽其用的原则实行资源化利用，不仅可以改善矿山的生态环境，同时还可以带来较好的经济效益，有利于实现矿山经济的又好又快发展。

生态矿山建设是矿山企业长期发展的一大趋势，为积极响应国家绿色生态化矿山建设的号召，主动建设资源节约型、环境友好型企业，一套完善的生态建设模式是必不可少的，本文的研究以铁矿山为例，对其生态化建设模式进行了初步的构建，由于缺乏对铁矿山生产流程的了解仍不够深入，所以构建的模式仍有不足之处，笔者将在后期的研究中不断改进。

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