王雪峰,李文超,朱欣然
(中国自然资源经济研究院,北京 101149)
“十二五”以来,自然资源部制定发布了矿产资源全面节约和高效利用意见,开展了矿产资源开发利用水平调查评估试点和制度探索,先进适用技术遴选推广,“三率”准研建与跟踪评估,绿色矿山和绿色矿业示范区建设、储量标准改革,矿业权勘查开采信息公示等一系列工作,矿产资源节约集约利用管理得到了进一步规范,矿产资源节约集约利用水平得到了进一步提升。矿山企业按照节约资源和综合利用的基本要求,应用先进生产工艺和设备,加强全过程节约集约利用,使矿山劳动生产率大幅提升,采选技术水平提高明显,尾矿、矸石等矿山废弃物综合利用产业得到快速增长。
自2011年以来,受国家优化产业结构政策影响,小型矿山和小矿数量大幅减少。《全国非油气矿产资源开发利用统计年报》数据显示,全国非油气矿山数量从2011年的10多万个逐年下降至2020年的4.6万个,下降幅度达54%,落后的小型矿山或小矿被淘汰。矿山从业人数也从692万人下降至358万人,下降48.3%。相比之下,大中型矿山占比从2011年的8.4%提高到了2020年的34.7%。2011—2016年,年产矿石量逐年下降,从90.68亿吨下降至76.01亿吨。2017年开始逐年增长,2020年的年产矿石量为98.38亿t。
“十三五”期间,全国非油气矿山数量继续保持下降态势,2020年全国共有矿山45 989座,比上年减少7 600座,同比减少14.2%,与2016年相比下降了40.7%。同期,年产矿石量不减反增,从76.01亿t增加至98.38亿t,产量增长29.4%,年均增长6.7%(见图1)。
图1 2011—2020年我国非油气矿山年产矿量及矿山数量变化情况Fig.1 Changes in annual output and number of non oil and gas mines in China from 2011 to 2020
从劳动效率看,全国非油气矿山从业人员劳动生产率与人均矿业产值均呈逐年增长趋势。2011—2020年,从业人员劳动生产率从1 310.45t/人大幅上升至 2 751.59t/人,增长110%,年均增长8.6%;从业人员人均矿业产值也从28.0万元/人上升至55.4万元/人,增长97.9%,年均增长7.9%。这表明矿业领域技术进步支撑矿山规模开发效果显著,先进工艺装备的应用使矿山劳动生产率大幅提高(见图2)。
图2 2011—2020年我国非油气矿山从业人员劳动生产率和人均矿业产值变化情况Fig.2 Changes in labor productivity and per capita mining output value of employees in China's non oil and gas mines from 2011 to 2020
“十二五”以来,持续大规模高强度开采使得矿产资源采出品位下降明显,但随着采矿技术水平提高,铁矿开采回采率处于历史高位,铜、铅、锌等主要有色金属开采回采率提高明显,磷矿的开采水平也有所提升。
2020年,全国地采铁矿回采率为87.6%,露采铁矿回采率为98%,同比小幅升高。随着铁矿开采难度增大,采出品位大体呈逐年下降趋势。与“十二五”末相比,地采和露采铁矿的采出品位分别下降了4.2%和1.1%;开采回采率分别提高了2.9%和4.2%(见图3)。
图3 2011—2020年我国铁矿山开采指标变化情况Fig.3 Changes in mining indicators of iron mines in China from 2011 to 2020
2020年,我国铜矿地采回采率86.9%,同比降低0.4%;露采回采率98.3%,提高0.3%;地采采出品位和露采采出品位分别为0.69%和0.48%,基本稳定。“十三五”时期,铜矿采出品位基本保持稳定,平均地采回采率上升1.1%,露采回采率上升0.17%,整体开采水平进一步提升。
2020年,全国钨矿地采平均回采率为90.4%,同比提高1.2%;露采回采率95.4%,与上年度基本持平;地采采出品位和露采采出品位分别为0.31和0.15,同比略有下降。“十二五”以来,露采钨矿采出品位连年下降,但开采回采率随着开采技术进步快速提升至96%以上,近年来有所下降。
2020年,全国地采锡矿平均开采回采率为92.5%,同比提高1.4%;出矿品位为0.67%,基本保持稳定。“十三五”时期,地采锡矿平均开采回采率91.3%,相比“十二五”提高1.2%;平均出矿品位0.6%,与“十二五”持平。
2020年我国地采锑矿回采率为92.8%,同比有所下降;锑矿采出品位为3.15%,为近10年来最高值。2012年以来我国地采锑矿回采率基本稳定在92%~94%。“十三五”时期,我国地采锑矿平均回采率为93.2%,平均采出品位2.7%,较“十二五”均提高了约1%。
2020年,全国露采钼矿平均开采回采率98.8%,采出品位0.1%。“十三五”时期,我国钼矿露采采出品位呈下降趋势,由0.12%下降至0.10%;露采回采率连续6年提高并稳定在98%以上(见表1)。
表1 我国主要金属矿山采矿指标情况Table 1 Mining indicators of major metal mines in China
2020年,全国金矿平均回采率为92.6%,同比下降0.3%。其中,露采回采率94.1%,地采回采率90.1%。“十二五”以来,我国金矿露采回采率保持94%以上水平,地采回采率超过90%。“十三五”期间,平均开采回采率较“十二五”下降0.47%,其中,露采回采率和地采回采率分别下降0.8%和0.3%,具体见图4。
图4 2011—2020年金矿开采回采率变化情况Fig.4 Variation of gold mining recovery rate from 2011 to 2020
2020年,全国磷矿平均开采回采率86.8%,同比提高0.5%。其中露采回采率96.2%,地采回采率78.8%。“十三五”期间,磷矿平均开采回采率85.2%,较“十二五”提高1.4%;露采平均回采率为96%,与“十二五”基本持平;地采平均回采率为79.1%,较“十二五”提高2.1%(见图5)。
图5 2013—2020年我国磷矿资源采选利用情况Fig.5 Mining, beneficiation and utilization of phosphate rock resources in China from 2013 to 2020
随着金属矿产大规模开发利用,原矿采出品位和入选品位逐渐降低,但多数矿种选矿回收率表现为稳步提高。铁矿选矿回收率多年维持在75%~80%的较高水平,主要有色金属资源选矿回收率大多超过85%(见图6)。
图6 2011—2020年我国重点铁矿选矿回收率变化情况Fig.6 Variation of beneficiation recovery rate of key iron ores in China from 2011 to 2020
2020年,铁矿选矿回收率为76.4%,同比提高0.6%;铁矿原矿入选品位为27.8%,精矿品位为64.4%,尾矿品位为10.3%。选矿水平总体处于高位。“十三五”期间,全国铁矿平均选矿回收率为76.9%,各类型铁矿选矿回收率总体保持稳定。与“十二五”末相比,铁矿原矿品位降低了7.9%,精矿品位提高了1.1%,尾矿品位基本保持不变(见表2)。
表2 我国铁矿选矿技术经济指标变化Table 2 Changes of technical and economic indicators of iron ore beneficiation in China
2020年,我国铜矿入选品位为0.56%、尾矿品位为0.07%,同比变化不大;选矿回收率连续4年维持在86%以上水平。“十三五”时期,国内铜矿入选品位、尾矿品位和选矿回收率平均值分别是0.55%,0.07%和86%,相比“十二五”时期,国内铜矿平均入选品位和尾矿品位基本保持不变,选矿回收率上升0.9%,总体实现增长。
2020年,全国钨矿平均选矿回收率80.1%,首次达到80%以上水平;入选品位和尾矿品位分别为0.28%和0.04%,两项指标保持稳定。2011年以来,我国钨矿选矿回收率总体上呈现上升态势。“十三五”时期,钨矿平均选矿回收率为79.2%,相比“十二五”期间提升3.6%,选矿水平进步显著。
2020年,我国锡矿平均选矿回收率68.6%,较去年有所回落;入选品位和尾矿品位分别为0.52%和0.15%。“十三五”时期,国内锡矿平均选矿回收率68.8%,相比“十二五”提高2.4%,选矿水平进步明显;平均入选品位和尾矿品位基本保持不变。
2020年,全国锑矿平均选矿回收率为87.1%,同比提高0.2%;入选品位和尾矿品位分别为1.92%和0.13%,同比稍有下降。“十二五”以来,锑矿选矿回收率总体保持小幅提高趋势,2015年来均在86%以上。“十三五”时期,锑矿平均选矿回收率87%,较“十二五”提高1.35%;入选品位和尾矿品位均小幅提高。
2020年,全国钼矿平均选矿回收率85.8%,相比“十二五”期间提高了0.6%;入选品位和尾矿品位分别为0.10%和0.02%,变化不大。近年来,钼矿选矿水平基本稳定,各项数据变动幅度相对较小。
2020年,我国金矿选矿回收率88.2%,首次降至89%以下;选冶回收率为83.20%,同比提高0.55%。“十二五”期间,金矿选矿回收率和选冶回收率基本保持在90%和84%以上水平。受金矿入选品位降低、选冶难易程度加大等因素影响,“十三五”期间选矿回收率、选冶回收率较“十二五”都有所下降(图7)。
图7 2011—2020年全国金矿选矿回收率和选冶回收率变化情况Fig.7 Changes in Beneficiation recovery rate and beneficiation and metallurgy recovery rate of gold mines in China from 2011 to 2020
我国磷资源平均品位偏低,并普遍含有较高的MgO、Al2O3和Fe2O3等杂质成分,多数必须通过选矿提高品位。国内磷矿选矿工艺主要是浮选、擦洗和重选工艺。近年来随着资源的日益贫化,矿石品位随之降低,选矿回收率近2年有所提升。2020年选矿平均回收率86.71%。“十三五”期间,磷矿平均选矿回收率86.2%左右,比“十二五”期间提高了1%(图8)。
图8 2011—2020年我国磷矿资源选矿回收率情况Fig.8 Beneficiation recovery rate of phosphate rock resources in China from 2011 to 2020
表3 我国主要金属矿山选矿指标情况Table 3 Changes of technical and economic indicators of iron ore beneficiation in China
国家能源局统计数据显示,2020年,全国煤矿矿井水涌水量54亿m3,综合利用量42.5亿m3,综合利用率78.9%。目前矿井水利用的主要方向:一是矿区主要工业生产用水,主要用于煤炭生产、煤炭洗选加工、焦化厂、矸石电厂、煤化工等用水;二是环境绿化、农业用水;三是生活饮用水。
2020年,全国煤矸石产生量约为6.93亿t,利用量5.07亿t,利用率72.2%。“十三五”期间,全国煤矸石平均利用率70.6%,较“十二五”提高了4.9%。煤矸石综合利用主要有发电、生产建材等,但多属于低值利用,且存在自燃风险、环境污染和碳排放量大等问题。我国煤矸石累计堆存量为50亿~60亿t,占用土地约1.5万hm2,而且堆积量每年还以1.5亿~2.0亿t的速度逐年上升(图9)。
图9 2011—2020年煤矸石产生情况Fig.9 Production of coal gangue from 2011 to 2020
2020年,我国尾矿产生量为12.95亿吨,利用量4.41亿t,利用率34.1%。产生量最大的分别为铁尾矿、铜尾矿和黄金尾矿,三者总量占比超过82%。随着钢铁产业去产能、砂石骨料价格上涨、尾矿库用地限制等因素影响,全国尾矿产生量逐步回落,尾矿综合利用能力稳步提升。与“十二五”相比,“十三五”期间尾矿利用率提高了9%(图10)。
图10 2011—2020年尾矿产生和利用情况Fig.10 Production and utilization of tailings from 2011 to 2020
当然,我国矿产资源节约集约利用还存在区域、矿种水平差异大,节约集约利用基础工作薄弱,先进技术研发推广面临挑战,矿山废物产业化利用难度大,标准和政策的规范引导作用不足等问题。下一步,以服务矿产资源安全和环境保护为目标,以提升矿产品质量和综合效益为核心任务,健全完善调查评估指标体系,动态调查监测矿产资源节约集约利用现状,研发推广先进技术,构建激励约束机制,推动矿产资源利用方式根本转变。到2035年,构建形成“调查监测数字化、梯级利用标准化、技术推广常态化、监管服务信息化、配套政策系统化”的矿产资源节约集约利用新格局,提升我国矿产资源节约集约利用综合效益。