兩種采礦方法下離子型稀土礦山生態環境成本量化對比研究

通鋼板石礦業有限責任公司 吉林白山 134300

1 生態環境破壞和主要產污環節

1.1 池浸、堆浸工藝

池浸工藝，砍伐地表植被、剝離礦體覆蓋表土，然后采掘礦石，搬入溶浸液，浸出稀土，浸礦后的尾礦被搬至堆砌地。堆浸工藝，是放大的池浸工藝，兩種工藝都是搬山運動，造成大面積的地表土層剝離和植被破壞，下泄尾砂造成河道堵塞，帶來嚴重的水土流失問題。同時，堆池浸工藝尾礦中的污染物，會通過滲濾作用進入土壤和地下水體，雨水沖刷和地表徑流作用下，直接流入附近河流，使得周邊河流發生污染。

1.2 原地浸礦工藝

原地浸礦工藝，浸礦液通過注液孔注入原地浸礦采場中，使得浸礦液與采場中的稀土進行交換，然后通過收液工程收集母液。在此過程中，地表開挖小孔，破壞約1/3 植被。浸礦液硫酸銨濃度為1%-2%，浸礦劑側滲和毛細管作用會對土壤、植物帶來一定的影響，造成土壤酸化和土壤板結現象，進而導致產品品質下降。對于周邊地表水環境，主要產生兩類廢水：①采場滲漏廢水。原地浸礦采場均在山頂或山坡地帶，母液在生產過程中無法全部回收，可能會沿局部裂隙滲入地下，然后部分再出露至地表水。②采場殘留浸礦劑淋溶廢水。生產期完成后，土壤中會殘留大量的浸礦劑，在自然界雨水的淋溶下，會慢慢滲出，形成面源污染。可以采取清水清洗措施，加速自然界雨水淋溶作用[1]。

2 離子型稀土礦山生態環境成本核算框架建立

2.1 成本核算方法

環境成本核算方法有很多，本核算框架主要包括以下幾種：①市場價值法。用市場價格計算因環境質量變化帶來的經濟損失；②機會成本法。利用資源的機會成本計算環境質量變化所造成的環境損失。③防護費用法。用保護環境或恢復已損害環境所需要的費用，來估算環境價值的防護費用。④影子工程法。當環境破壞后，用人工方法建造新工程，來替代原有環境系統，建造新工程需要的費用來表示環境價值損失。

2.2 池堆浸工藝生態環境成本框架

（1）土壤生態環境成本。土壤及其生態系統是維持人類賴以生存的自然環境條件，其功能包括保育土壤、積累營養物質、固碳釋氧、森林防護等多方面。堆、池浸是搬山運動，開采后礦山周邊生態環境的服務功能受損主要體現在三方面：①土地廢棄價值損失。②植物廢棄價值損失。③尾礦帶來的泥沙淤積價值損失。計算公式如下：Es=Eg+Ep+Et 式中：Es 為土壤生態環境價值損失；Eg：土地廢棄價值損失。可應用市場價值法計算土地廢棄帶來的土壤肥力損失價值。也就是計算土壤中氮、磷、鉀、有機質等營養元素損失的市場價格。

（2）水環境治理成本。堆池浸工藝礦山廢水的主要污染物是氨氮、硫酸根等。治理廢水需要在小流域的出口建造污水處理站，對堆池浸工藝產生的廢水進行治理。應用防護費用法，以水環境治理成本表示污水排放損失價值，水環境治理污染損失公式如下：Ew=P×Q 式中：Ew 為水環境治理成本運行費用；P 為污水處理站單位處理費用，元/立方米；Q 為廢水量。

3 核算框架應用

3.1 參數確定

（1）土壤方面。損失面積和泥沙淤積量。離子稀土，對于一個標準礦塊，每開采1t 稀土，對應地表面積約200m2，產生2000m3尾砂。土壤養分含量。根據周彩云等人的研究，原地浸礦后土壤養分含量為堿解氮63.67mg/kg，速效磷1.52mg/kg，速效鉀30.82mg/kg，有機質2.51mg/kg。對照土壤養分含量為堿解氮32.66mg/kg，速效磷3.95mg/kg，速效鉀35.51mg/kg，有機質28.45mg/kg。土壤酸化。曾勇軍等（2014）[14]研究表明，隨著土壤pH 的下降，雙季早晚稻生育期延長，產量降低，當土壤pH 下降至4.0 左右時，早晚稻產量分別下降30.09%和19.15%。2017 年，稻谷單位面積產量6916.92kg/hm2[8]。周彩云等研究，離子稀土原地浸礦后pH 為4.15，取稻谷產量平均下降25%的價值。

（2）水環境方面。廢水產生量。堆池浸工藝，每生產1 噸稀土，將會產生浸礦廢液1000m3-1200m3。原地浸礦工藝淋溶廢水產生量為0.544噸/噸原礦。污水處理站單位處理費用，取5.7元/立方米。

截獲井布設。參考《五礦稀土江華有限公司江華縣稀土礦環境影響報告書》，一個礦塊，面積約13162m2，大約需布置16口截獲井，每口井深度約10m，每米的建設費用200 元左右。取南方地區年降雨量1.7m，入滲系數0.12，則礦區年降雨入滲量為34m3/d。在山腳布置截獲井，地下水超標才運行，水量較難估算。經預測，約設置清水清洗+水力截獲井措施10 年后，污染面積可控制在礦區范圍內[2]。

4 結語

原地浸礦工藝環境成本（25430 元/噸稀土）略低于池浸工藝（26683 元/噸稀土），但二者相差不大。原地浸礦工藝有其特殊性，采場滲漏水量和地下水的污染程度、滑坡塌方風險等問題，都與礦山的地質條件緊密相關。因此，建議離子稀土礦山實際生產中，應根據當地實際地質環境條件，考慮堆浸工藝與原地浸礦工藝兩種工藝的共生共贏，而不是把原地浸礦工藝作為唯一的必選采礦方法[3]。