生態鐵礦山建設的思路與對策研究

朱曉林　聞然

[摘要]針對我國礦山開采過度、環境保護破壞嚴重的問題，國家相關部門近幾年也加強了對綠色生態礦山的建設。本文圍繞鐵礦山的生態問題，研究了其生態礦山建設主模式，從開發前的生態規劃，開發期的生態建設以及開發后的生態恢復三個方面分別進行研究和探討，從而對生態鐵礦山建設提供方向性的指導。

[關鍵詞]生態鐵礦山；生態模式；績效評價

[DOI]1013939/jcnkizgsc201552190

多年來，采礦產業的發展多是以犧牲環境為代價換取一時的豐厚回報，經過多年的采礦作業，自然環境的承受已經到了底線，人為因素引起的地質和環境災害頻繁發生，比如泥石流、滑坡、三廢污染等問題屢見不鮮，不僅影響了當前居民的正常生活，也嚴重威脅著人們長期的生存。從時代的不斷進步來看，礦山企業要獲得長期可持續的發展，必須調整自身的經營管理，將環境資源納入企業發展戰略之中，實現礦山企業的生態文明的新型工業之路。本文圍繞礦山企業的生態化建設，以鐵礦山為研究對象，探討了生態鐵礦山建設的主要模式，從而為我國中小鐵礦企業的生態化建設提供借鑒。

1鐵礦山開采現狀

伴隨著礦山加大開采力度的同時，我國的鐵礦開采呈現出開采程度比較低，開采率不足1/3的問題，而且我國的鐵礦資源利用的方式仍舊比較粗放，鐵礦石的回采率低，尤其是廢石尾礦的綜合利用程度低，固廢綜合使用率一直徘徊在7%～9%，而且利用方式粗放、單一，基本上也只是簡單的物理使用。根據統計顯示，我國目前開展固廢綜合利用的礦山企業占總數的55%左右，而其中將近70%是國有礦山，其他30%的個人礦山只是在保證自身經濟利益的基礎上開展部分固廢的綜合利用，完全沒有開展固廢綜合利用的礦山企業占總數的45%，從數量上來看，基本上沒有開展固廢綜合利用的企業有20多萬個。與此同時，我國的鐵礦石開采存在著采富棄貧、一礦多開、大礦小開等現象，伴隨著鐵礦石的開采，造成資源大量浪費的同時也對我國的自然生態環境造成了巨大的破壞。對此我們高度重視鐵礦山開采過程中造成的環境問題，在政府相關部門的號召之下，各個礦業企業也積極投入到綠色礦山的建設當中，國家級綠色礦山試點已經批準到第三批，參與的企業也在環境保護上取得了顯著的成績。鐵礦山企業作為重污染行業的典型企業，在構建生態礦山的過程中各個企業缺乏統一的模式，對于眾多小型礦山企業也存在無處下手的情況，對此本文將根據鐵礦山開采的特點，研究其生態建設的主模式，從而為眾多鐵礦山企業的生態建設提供指導和幫助。

2生態鐵礦山建設原則和思路

生態鐵礦山建設應該本著系統化原則、循環經濟3R原則、可持續發展原則、科技進步原則來進行，基本思路是：將礦山建設、生態環境、自然資源與人文技術進行科學結合的過程，通過不斷提升改造礦山運作模式，實現經濟效益、社會效益與生態效益最大化的礦山工業系統。在礦山工業系統中，要以最小的生態擾動進行資源開采，以最大化的循環利用率進行資源的使用，以源頭治理理念為指導思想，并在開采后期還原和補償礦區的生態環境。

生態礦山建設的主要工作集中在“兩個方面一個技術”，所謂兩個方面是指一方面要不斷地對礦山開采已經造成的生態破壞進行及時的修復和環境重塑，另一方面也要從源頭上控制礦山開采過程中產生環境破壞和污染。而一個技術是指在構建過程中要充分使用先進的清潔生產技術，不斷提高代謝物質的循環利用和深化利用。在生態礦山構建的整個價值體現在礦山企業通過提高資源利用率獲得的經濟價值的增加；生態環境重塑帶來的環境價值的增值以及降低生產過程對外界產生的負面影響帶來的社會價值增加。

3生態鐵礦山模式構建

31開采前生態規劃

生態鐵礦山建設工作應該從地質勘探就開始，要提前做好資源環境、生態條件、共生伴生礦資源的調查和勘察，做好保護、利用的評價和安排。在對礦山開發的規劃和設計階段，首先要判斷如果進行資源開采是否能夠對環境造成不可逆的破壞，對當前的環境承載力作出合理的評估，從而確定已有技術條件下進行開采是否可取。在進行礦山開采規劃時不能只是考慮礦山自身的生態也要將其與當地的生態建設規劃銜接，根據當地的生態建設規劃制訂礦山建設的目標和方案，在進行方案制訂時要選取對生態環境擾動影響最小的措施。對于新建礦山來說，其基本設施建設階段就是生態礦山建設的開始，要充分利用已有的基礎設施條件，也要為周邊環境提供必要的基礎設施，務必要克服追求經濟利益最大化的觀念。生態礦山開采前期的規劃工作除了對開采方案進行精心籌劃以外，也要對產業鏈的延伸、人居環境建設等作出規劃，產業鏈的延伸工作要充分考慮地域條件，根據3R原則，提高資源的利用率，降低污染物的排放量，實現產業的增值。人居環境建設也應該充分考慮區域的環境承載能力，以人為本，加強長期規劃，制定合理可持續的礦區商業、醫療、衛生建設。

32開采期生態建設

生態礦山的建設不僅要實現礦山環境的生態化，同時也要實現開采行為的生態化，依靠生態修復和整治的礦山建設并不能從根本上解決問題，而是要從礦山開采的生產工藝入手，建立滲透全過程的生態化工藝體系。傳統的礦山開采目標是降低成本提高收益，這使得生態因素完全融入不到礦山開采活動中去，而生態礦山的構建不是單純的以經濟利益為目標而是將生態效益納入企業的經營目標之中，從礦山開采的工藝、技術、設備、管理活動等各個方面均能夠體現礦山的生態化轉向。

321水處理生態模式

目前我國礦井水和選廢洗水的處理和利用主要有兩個方向，一個是轉化為生活用水，一個則是處理為工業用水，但是由于礦井水水量變化比較大，水質也不穩定，現實中只是小部分的礦井水和洗選用水被處理加以利用，大量的水只是經過粗略的沉淀過濾進行排放。針對礦井水以及鐵礦石生產過程中產生的廢水要加強綜合利用處理，充分做到資源不浪費，廢水不污染，處理好礦井水、廢水和生產使用的關系，真正實現化害為利，變廢為寶。對此，鐵礦石開采中產生的礦井水和洗選廢水可以按照以下途徑加以充分利用。

對于開采產生的礦井水要進行充分的利用，首先可以利用這些水進行礦區的降塵處理和消防用水使用。用于這些用途時不需要進行太復雜的技術處理，只要簡單的混凝、沉淀、消毒等就可以直接使用。其次，礦井水的回灌也是一項重要的用途，補充了地下的水資源，降低了采石造成的地表塌陷。

322固廢生態處理模式

在鐵礦石開采過程中，人們習慣性地把尾礦、固體肥料、廢液以及有待改善的土地等稱之為二次資源，所謂的二次資源就是能夠重新作為資源進行使用，所以二次資源是實現生態礦山可持續發展的物質保障，而鐵礦山最重要的二次資源就是尾礦和廢石。作為鐵礦山主要的固體廢棄物，生態礦山的建設要求能夠最大限度地降低其排放量，最大限度地增加對其綜合利用。根據鐵礦山廢石和尾礦的特點，可以將其作為重要的二次礦產資源進行開發和利用，主要包括以下幾個方面。

（1）有價金屬再選。要實現“一礦變兩礦、一礦變多礦”就要實現對尾礦廢石的再選，采用有效的手段和技術實現對其中蘊含的有價元素的提取回收。比如馬鞍山鐵礦尾礦中含有豐富的磷和硫，每年馬鋼從尾礦中再選回收的磷鐵礦和硫鐵礦都相當于一個中型礦場的年產量。攀枝花鐵礦尾礦中有價金屬含量相對較高，每年攀鋼從尾礦中回收的V、Ti、Co等金屬的價值占到礦石總價值的60%以上。已有的實踐成果證明，實現對尾礦廢石的有價金屬再選在提高了資源利用回收率的同時也給企業帶來可觀的經濟效益。

（2）生產建筑材料。鐵礦山尾礦的主要成分是二氧化硅、一氧化鈣等，這些成分和建筑材料的主成分接近，所以在鐵尾礦中添加少量其他原料就可以進行加工，從而制成建筑材料。目前基本可以實現的建筑用途包括以下四種。

①尾礦廢石在用作筑路材料時對其成分要求低，只要硬度和粒度達到即可，所以在礦山周邊地區有筑路需求的地方可以實現對尾礦廢石的利用，筑路一般用量大，從而可以很好地解決尾礦堆存占地的問題。②墻體材料生產。建筑業用量最大的建材之一就是墻體磚，所以這也是實現對尾礦綜合利用的有效途徑之一。傳統的黏土實心磚需要耗費大量的表土資源，所以利用鐵礦石尾礦進行墻體材料的研制具有非常大的現實意義，目前我國已經利用尾礦生產了建筑用磚、地面磚、裝飾面磚等，并通過進一步的工藝生產了各種彩色磚品，在墻體材料領域，尾礦的用途將不斷擴大，從而實現資源的充分利用。③水泥生產。鐵尾礦在水泥生產中主要在兩個方面實現了其使用，一方面是尾礦中鐵成分替代鐵粉的使用，另一個方面是尾礦代替水泥原料的主要成分。具體生產過程需要根據生產水泥的品種進行成分原料的搭配。當前我國的唐山協興水泥有限公司實現了用鐵尾礦代替黏土和鐵礦石生產水泥熟料，該利用不僅降低了水泥的生產成本，提高了水泥的抗壓強度，更有意義的是實現了對尾礦的綜合利用。④微晶玻璃生產。微晶玻璃作為一個新興產品，逐漸呈現供不應求的現象。我國多個科研院所在利用鐵尾礦作為微晶玻璃原料的研究中均取得了一定的成果。比如北京通州開發區生產微晶玻璃實驗基地，尾礦加入量超過50%生產了大量的微晶玻璃。大廟鐵礦、歪頭山鐵礦等也都與科研院所合作實現了使用鐵尾礦進行微晶玻璃的產業化。隨著關鍵技術、生產工藝的不斷精進，微晶玻璃將會成為大宗利用鐵尾礦的有效技術項目。

（3）礦山回填。利用尾礦廢石進行礦山采空區的回填也是一種有效的途徑，一方面利用尾礦進行回填不僅降低了回填成本，而且也解決了尾礦堆存問題，減少環境污染。與此同時尾礦回填能夠在很大程度上避免地面塌陷的問題，取得了良好的社會效益。

（4）土壤改良。馬鋼在我國率先研究了利用磁化鐵尾礦作為土壤改良劑的項目，研究結果表明，磁化鐵尾礦確實能夠提高土壤質地。與此同時，將磁鐵礦和化肥按比例混合生產的磁化化肥對于提高農產品產量具有很明顯的作用。對鐵尾礦的深度開發和利用，推翻了已有的鐵尾礦污染土地資源的一切結論，進一步推動了相關領域對鐵尾礦的開發利用。

323粉塵處理模式

粉塵處理首先可以在礦區粉塵產生主要區域設立灑水設施，對地面進行滋潤避免天氣干燥產生揚塵，另外也要在礦區的制高點上設立噴水槍，對于飄浮在空氣中的粉塵產生抑制。在進行粉塵用水上，礦山企業可以充分利用礦井水和生產廢水，既能降低廢水排放量也能有效控制粉塵問題。此外，也可以通過建立隔離圍墻，將鐵礦石生產的不同區域進行分割，盡量避免粉塵的有效擴散。

324噪聲生態處理

鐵礦山開采過程中爆破、運輸以及粉碎等環節產生了大量的噪聲，為了能夠針對性消除這些噪聲，需要根據噪聲產生和傳播的原理分別進行處理，當前應用比較多的除噪技術主要包括墻面吸音板、隔聲墻體、隔音罩、共振吸聲機構等，各大礦山要根據自身的情況，選擇應用新技術，使得礦山的噪聲控制在國家標準之內。

33開采后生態恢復

礦山生態系統的恢復是指通過人為的手段使得被破壞的或已經退化的生態環境能夠恢復到原有或者能夠自我維持的狀態。礦山生態系統恢復是一項系統的工程，需要按照生態學對生物和非生物的環境部分進行整體的重建和修復。在進行鐵礦山的生態恢復的過程中不僅要有理論的指導，更要具有現實的可行性。

鐵礦山土地復墾是進行生態恢復工作的核心，要本著恢復被破壞土地原有第一性生產能力為出發點，兼顧自然地理條件、土地損壞形式和程度，進行分門別類的土地復墾工作。在進行土地復墾時需要根據礦區土表破壞程度的不同采取不同的復墾手段，對于破壞比較小，土壤成分結構未發生明顯變化的區域只需要進行簡單的修復平整即可，使其成為具有正常生態功效的土地。

34生態鐵礦山建設主模式

生態鐵礦山的建設將會使得鐵礦區徹底擺脫原有的“資源—產品—廢物排放”的粗放型發展模式，形成“以科學發展觀和生態工業理論為指導，以鐵礦石“綠色開采”、多聯產技術集成等高新技術為依托，以鐵礦石及鐵礦工業相關副產品的精深加工為核心，以提高礦區資源自我再生能力和環境自我調控能力為手段的循環經濟生態工業體系，實現“資源→粗產品→潔凈能源，廢物排放‘零排放”，建設環境友好型、效益主導型，人與自然協調發展的和諧礦區。對鐵礦生產過程中的主要排放物，按照各盡其用的原則實行資源化利用，不僅可以改善礦山的生態環境，同時還可以帶來較好的經濟效益，有利于實現礦山經濟的又好又快發展。

生態礦山建設是礦山企業長期發展的一大趨勢，為積極響應國家綠色生態化礦山建設的號召，主動建設資源節約型、環境友好型企業，一套完善的生態建設模式是必不可少的，本文的研究以鐵礦山為例，對其生態化建設模式進行了初步的構建，由于缺乏對鐵礦山生產流程的了解仍不夠深入，所以構建的模式仍有不足之處，筆者將在后期的研究中不斷改進。

參考文獻：

[1]董秀艷，許雁超實現礦山可持續發展對策與實踐[J].礦山工程，2011（6）：1-3

[2]李志華，吳丹，蔡永旺，等淺談廟溝鐵礦綠色礦山建設[J].礦山工程，2012（8）：61-62

[3]劉欣生態文明建設背景下礦山環境保護與治理[J].環境保護，2013（19）

[4]尹建平，許進池，尹雙飛平朔礦區生態重建及生態產業鏈構建[J].露天采礦技術，2015（3）