湘西州釩礦綠色發展探討

肖丹，宋澤友，譚勇，宋維國

(1.湖南省國土資源規劃院，湖南 長沙 410007；2.湖南軌道礦業發展有限公司，湖南 長沙 410004)

0 引言

湘西州作為湖南省進入國家“西部大開發”戰略覆蓋范圍的唯一地區，自然資源豐富，生態地位重要。釩礦是湘西州的優勢和特色礦產，已探明的資源儲量居全省第一，同時具有開采技術條件較好、選冶精深加工技術較成熟、產業鏈建設初具規模等優勢，擁有極高的開發價值(陳明輝等，2012；華駿等，2018)。但是，區內釩礦資源總體開發利用程度低、資源綜合利用效率不高、歷史遺留地質環境問題等因素，已成為制約該地區礦業持續發展的最大瓶頸，總體經濟效益偏低，產業轉型增效升級的任務迫在眉睫。國民經濟發展進入綠色經濟新時代，礦業綠色轉型發展是新時期統籌生態安全和資源安全的必由之路(鞠建華和強海洋，2017；王瑞廷等，2020)。黨和國家高度重視，各級政府也出臺了相關文件，《湖南省人民政府辦公廳關于全面推動礦業綠色發展的若干意見》(湘政辦發〔2019〕71號)(湖南省人民政府辦公廳，2020)要求推動礦業綠色轉型和高質量發展；《湘西自治州人民政府關于印發〈湘西自治州推動礦業綠色發展實施方案〉的通知》(州政發〔2020〕15號)(湘西自治州人民政府，2020)要求到2022年全面建成綠色礦山；新一輪礦產資源規劃更加突出了生態優先原則，對礦業經濟發展提出了更高的要求(任輝，2020)，湘西州釩礦發展急需采取合理手段確定綠色發展方向。

1 釩礦資源概況及現狀

1.1 釩礦資源概況

湘西州釩礦資源均屬沉積型，成礦物質來源有陸源、熱水沉積、生物和洋流(胡能勇等，2010)。釩礦體呈層狀賦存于古丈復式背斜下寒武統牛蹄塘組下部碳硅泥質黑色巖系頁巖中，含釩巖系為富含有機質的碳、磷、硅質巖石(游先軍等，2008；陳明輝等，2014)。礦體厚度一般在1～4 m，少數可達8 m。釩礦品位一般在0.8%～1.0%，局部高達2.5%；并存在與石煤、頁巖氣、磷、錳、鎳、鉬、汞、鐵等礦共伴生情況。礦石自然類型可分為硅質巖—頁巖互層型和頁巖型，工業類型為石煤型。湘西州釩礦資源總量居全省第一，區內已發現釩礦床(點)39處，分布在除龍山外的7個縣市，其中以古丈、永順、吉首、保靖、鳳凰蘊藏較豐富。大型礦區有古丈巖頭寨礦區，中型礦區有永順縣朗溪礦區、吉首市古者礦區、古丈白巖礦區、保靖夯沙礦區、鳳凰塘坨礦區；小型礦區有鳳凰東方紅礦區、永順鄭家灣礦區；其中古丈巖頭寨礦區、永順縣朗溪礦區、吉首市古者礦區三個礦山生產規模排在全國前十位(曾凌云，2020)。釩礦保有資源量能夠充分保證釩礦產業發展的需求，區內配套交通、電力、水資源等外部條件良好，具備吸引國內外大型企業投資合作及實現產業可持續發展的良好資源條件。

1.2 釩礦產業發展現狀

湘西州經過兩次歷時四年(2005—2008年)的“禁釩”行動后(周天頌和樊永安，2005)，州域內粗釩加工已完全停止。由于釩礦開發對促進地方經濟發展意義重大，加之釩產品精深加工新技術新工藝一直在不斷發展，擁有從粗釩到精釩、粉釩到片釩、50釩鐵、80釩鐵、釩氮合金、高純釩的釩產業鏈條企業。釩鋁合金、釩電解液、釩電池、釩酸鉍涂料、納米級五氧化二釩等產品研發也取得突破，如漢瑞公司生產的釩酸鉍，填補了國內多項科技的空白，且產品多項指標均優于世界最大的化工企業——德國巴斯夫產品指標；眾鑫公司生產的釩氮合金遠銷歐洲，出口創匯，產品享譽世界；匯峰公司生產的99.7%以上的高純釩、釩電解液，其應用市場廣闊，且技術國內領先。但精深加工企業少、產能低，且比較分散，沒有形成集群，其產業鏈條向上下游發展協同態勢較慢，還未有規模投產企業。

1.3 礦山環境保護恢復治理現狀

湘西州現有正規采礦許可證的3個礦區至今尚未進行開采與洗選、冶煉與深加工，對地質環境與生態環境未造成影響。古丈縣巖頭寨礦區土溪礦段釩礦與白巖礦區南礦段正在建廠房和籌建建廠，占用及破壞土地資源對土壤環境的影響，修建礦山公路產生的一些斜坡也都得到有效治理與修復。對于以前非法濫采亂挖，土法洗選、冶煉及加工引起的土壤環境變化已經自然修復。

2 釩礦資源開發利用存在的問題

2.1 資源開發利用程度低

區內釩礦以往開采主要為民采，全州目前僅設置有3個采礦權，設計產能435萬噸礦石量/年，且3個礦山因環境準入負面清單、基建推進緩慢等原因均未生產。全州突出的資源優勢未轉化為經濟效益，未達到州委州政府的產業預期。

2.2 選礦技術水平停留在實驗室階段

湘西州釩礦開采早期主要采用傳統的鈉化焙燒—水浸提釩法。近年來，雖通過技術攻關，釩礦的選礦取得了一定的突破，但對環境影響較小的酸浸提釩技術目前依然停留在實驗室階段，尚未運用到量選階段，其他選礦技術要么對環境影響較大，要么不具備相關條件，制約了釩礦的利用。

2.3 資源綜合利用效率低

釩礦開采存在的重大問題之一是會產生大量的尾砂，其堆放會占用大面積土地，也會形成一定的水土污染問題。目前尾砂綜合利用的用途并不廣泛或不具條件、不經濟，因此大量的尾砂將擇地堆放。此外，礦體內有用組分的回收尚未被重視，有用組分主要是SiO2和Al2O3，前者用途廣泛，可以用于制造玻璃、水泥等，后者可以用于制造陶瓷等耐高溫材料；礦石中有害組分主要是238U和As，前者存在一定的放射性，后者存在毒性，可能通過污染土壤、大氣和水源，威脅到人類的基本生存和健康。

2.4 歷史遺留地質環境問題包袱重

上世紀末，受“大礦小開，小礦放開、有水快流”思想的影響，礦業無序發展，特別是釩價飆升時期，域內非法開采、掠奪式開采、不規范開采盛行，產生了較大的礦山地質環境問題。部分非法采礦廠因為廢氣處理工藝及設備落后或處理措施不恰當，廢水、廢氣、廢渣處理能力弱。更甚者，部分企業為了追逐利潤、節約投資，沒有建設處理裝置或為了節約運行成本有裝置也不運行。廢氣中的氯化氫、二氧化硫，廢水中的六價鉻、鎘、砷等隨意排放，使得釩廠周圍植被遭受較嚴重損壞，土壤、水體遭受污染，造成了較嚴重的地質環境問題。

3 釩礦資源綠色發展主要對策

3.1 提高資源綜合利用水平

在釩礦資源開發中，堅定高效利用就是節約資源的理念：一是不斷提高釩礦資源開發利用水平。按照自然資源部關于含鉀巖石等礦產資源合理開發利用“三率”最低指標要求(自然資源部，2020)，提高資源開采回采率和選礦回收率，減少設計和開采損失的資源量消耗和礦山廢棄物排放。二是加強選、冶技術研究和應用。推廣先進適用的資源綜合回收工藝及選礦技術；采用高效節能、環保的先進設備，提高釩礦產的選礦回收率。三是加強共伴生礦的綜合開發利用。湘西州釩礦中含量多種伴生礦產，如鎳、鉬、鈾等，但整體含量較低。應加強礦產資源伴生元素的綜合利用研究，增加礦產品種。四是加強廢石、廢渣、尾礦等廢棄物的綜合利用。加大“三廢”利用先進技術的研究并引進和推廣，加強礦山企業“三廢”排放的監管，強化減排措施，將減排指標列入考核和準入條件；制定優惠政策，加大支持以廢石、尾砂、冶煉廢渣的利用為重點，引導并促進企業對其進行綜合利用的力度，減排增效。五是加快礦產資源的循環利用。加強對釩生產廢棄物的綜合利用，推廣尾礦中殘余有價金屬元素高效分離回收的產業化技術，鼓勵企業對廢釩催化劑等二次釩資源、廢石、廢酸、廢渣、廢氣等進行治理與回收利用，對綜合利用率較高的企業給予鼓勵；對暫不具備回收技術、經濟成本高的尾礦和廢棄物做好安全存放，嚴禁作為普通尾礦和廢棄物處理。

3.2 調整礦業產業結構

推動礦業規模化、集約化、基地化發展，引導形成以大型集團為主體，大中小型礦山、上下游產業協調發展的資源開發新格局，延伸釩產業鏈，提高產品附加值。一是推動釩礦綠色化智能化全產業鏈發展，促進智慧礦山、數字化車間、智能工廠建設。二是開展釩電池開發、高品質釩鋼和海洋工程、大飛機制造、醫療器械用釩及釩合金材料等關鍵技術研究(白瑞國，2019)。加強釩系合金、釩液電池等產業鏈下游深加工研究；加強釩采選冶煉深加工發展前沿技術的研究；拓展國內釩產品市場空間。三是建立以企業為主體的釩資源綜合利用技術研發和創新體系，積極開發高附加值應用新產品(蔣紹平等，2010；賀令邦等，2021)。支持企業加大研發投入；鼓勵企業與科研院所、高等院校合作，實現優勢互補，實現重大技術突破。

3.3 加強礦山生態保護修復

堅持礦產資源開發與環境協調發展，加強礦山生態保護修復。礦山生態保護修復要遵循“制度嚴執行、源頭嚴管控、過程嚴監管”的原則。一是制度嚴執行，生產礦山必須全面落實綠色礦山建設要求，嚴格貫徹“邊開采、邊治理、邊修復”要求，按照主管部門審核通過的礦山生態保護修復方案開展礦區環境治理和生態保護修復工作。對開采形成的塌陷區、地裂縫、滑坡、崩塌、所有露采場、廢石堆場、廢工業廣場、廢房進行隨采隨修復；對礦山占用及破壞土地資源，包括露采場、廢石場、尾砂庫及礦山工程建設占用土地資源進行修復治理。二是堅持源頭嚴防，科學規劃、合理設置礦權，加強礦山生態問題診斷、資源高效綜合利用、礦山開采全過程資源節約管理，優化開采工藝。三是過程嚴監管，壓實礦山企業主體責任，嚴格落實礦山生態修復基金制度，礦山企業切實履行“邊生產，邊修復”的礦山生態保護修復義務。定期將監測工作臺賬錄入全省礦山生態保護修復監測信息系統，實行礦山生態保護修復年度驗收工作的動態監管。定期監測地下開采釩礦可能造成地下水資源枯竭、地表水漏失、塌陷、滑坡等地質災害，實時監測廢渣、廢水、廢氣排放和水土保持。對未完成年度生態修復任務的礦山企業，責令限期整改，督促礦山企業切實履行礦山生態保護修復義務。對采礦行為造成生態環境損害嚴重的，追究采礦權人違法責任。

由于釩元素主要是以殘渣態形式存在于土壤中，必須引導礦山企業做好生產過程中酸浸渣、化學除雜渣、廢水凈化渣等“三渣”處理。其中，酸浸渣放射性含量在允許范圍時，可以作為生產水泥的配料。化學除雜渣(主要成分是硫酸鈣，其次是硫酸鋁、硫酸鎂及微量重金屬元素的混合物)和廢水凈化渣因含有一定量的重金屬元素，應由有危險廢物處理資質的單位進行處理。選冶廠生產污水必須經廠區生產污水排水管網排至污水處理站進行處理后，由回水泵揚送至回水高位水池，用于選冶工藝及除塵、道路澆灑、地面沖洗等，實現廢水零排放。含塵含硫含氨等廢氣，采用布袋收塵、脫硫除塵塔、噴淋吸收塔等除塵、脫硫、回收氨，符合環保要求后達標排放。最后充分利用植物修復釩礦重金屬污染，有研究表明叢枝菌根真菌能夠改善植物養分吸收和生理代謝，增強植物耐重金屬毒害能力，促進重金屬污染土壤的生物修復(趙昕等，2018；李信茹等，2021；朱漢斌和裘浪，2021)。

3.4 制定礦產資源支持政策

加快構建湘西州釩礦資源節約、環境友好、綠色發展的產業政策體系，制訂和完善相關管理措施，為釩礦綠色發展提供有力支持。一是堅持生態優先、綠色發展理念。牢固樹立綠水青山就是金山銀山的理念，在釩礦資源的開發利用過程中，把綠色發展要求落實到資源開發利用各個環節，始終把生態環境保護放在首位，以綠色礦山標準為指導，開展礦產資源開發利用和礦山環境治理保護(韓寶富等，2020)。二是堅持問題導向、分類施策。針對不同區域、不同規模、不同選冶加工生產線分類施策，“一礦一基地”布局發展循環經濟，提高企業效益。積極推動礦山升級改造，逐步達到綠色礦山建設要求，推進全州釩礦綠色礦山建設工作，構建綠色礦業發展長效機制。同時采用“礦山+工業園”的產業鏈模式，選擇在釩礦山周邊交通便利、通迅發達、能源供應等基礎設施比較齊全的地帶建立工業園區，進行釩礦產品深加工業務，延伸產業鏈，將資源優勢轉化為經濟優勢，帶動區域經濟發展。三是實行源頭管控，系統治理。探索完善準入條件，嚴格按照綠色標準建設新設礦山。突出加強過程監管，督促礦山、礦企在每一個環節都落實綠色發展要求；科學規劃，強化空間規劃管控，統籌推進布局優化、技術創新、產業升級、生態修復等各方面工作。四是堅持目標導向，有序推進。以2022年底前生產礦山全面完成全州釩礦綠色礦山建設為目標，有計劃、分步驟實施，重點打造古丈縣“古丈釩礦生態修復模式”，引領全州釩礦綠色礦山建設工作。五是倡導政府主導、礦山主建。落實地方政府監管責任和礦山主體責任，統籌協調，形成合力推進轄區內釩礦綠色礦山建設。突出礦山企業主體地位，增強綠色發展意識，加大資金投入，注重經濟和環境協調發展。

4 結論

本文通過詳細了解湘西州釩礦資源概況、釩礦產業發展現狀和礦山環境保護修復治理現狀，針對湘西州釩礦開發利用中存在的問題，提出釩礦資源綠色發展主要對策。認為釩礦開采區域內人民生活環境與安全保障是礦產開發的基本底線，將逐步倒逼企業轉變發展方式，提高資源綜合利用水平、調整礦業產業結構、加強礦山生態保護修復，制定礦產資源支持政策，同時因地制宜、因勢利導，充分發揮釩礦資源優勢，助推全州社會經濟發展和產業結構優化，走綠色環保的發展道路，全面提升釩礦產業發展質量和效益，以早日實現礦山礦區環境生態化、資源利用高效化、開采方式科學化、管理信息數字化及礦地關系和諧化。