有色金属行业生态低碳实现途径.pdf

第23卷第l2期 2014年12月 中 国 矿 业 CHINA MINING MAGAZINE VoI．23，No．12 Dec． 2O14 有色金属行业生态低碳实现途径 张建玲，彭 频，刘怡君 (江西理工大学经济管理学院，江西赣州341000) 摘 要：应用生态经济学中生态产业链的规划设计方法，探讨我国有色金属行业生态化低碳经济的 实现途径。通过分析我国有色金属产业链上采矿、选矿、冶炼与加工环节在生态化低碳经济发展中存在的 主要问题，提出了生态低碳改造与规划设计相结合，采矿与选矿企业生态低碳化，冶炼与加工企业生态低 碳化，提升自主科技创新能力，建立生态低碳技术支撑体系的生态低碳实现途径，以保障有色金属资源安 全，保护自然生态环境，实现我国有色金属行业生态化低碳发展。 关键词：生态；低碳；有色金属；行业 中图分类号：F407．3 文献标识码：A 文章编号：1004—4051(2014)12-0047—04 Realization approach towards ecOl0gicalizatiOn and low—carbon in non—ferrous metal industry ZHANG Jian—ling，PENG Pin，LIU Yi-jun (School of Economics and Management，Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou 341000，China) 生态低碳发展，要求在传统工业经济的“资源一 产品一废弃物”线性范式基础上增加反馈机制，倡导 “资源一产品一再生资源”的反馈式循环运行的产业模 式。通过“物质流、能量流和信息流”的“循环”与“梯 级”高效利用，提高资源和能源的利用效率，减少废 弃物和二氧化碳的排放。对于有色金属产业，生态 收稿日期：2013-12—02 基金项目：教育部人文社会科学研究规划基金项目“有色金属行业 生态化低碳经济发展模式研究”资助(编号：10YJAZH117)；江西理 工大学重点科研基金项目计划资助(编号：jxxjzdl0006) 作者简介：张建玲(1966一)，女，汉族，江西南康人，副教授，博士，主 要研究有色金属产业生态与循环经济。 低碳的产业模式是“矿产资源一采矿一选矿一冶炼一加 工一消费一回收一再生利用一再生资源”。尽管我国有色 金属工业在生态化与低碳经济方面已经取得了显著 成绩，但是，我国有色金属产业链各节点企业在生态 化低碳经济转型过程中仍然存在一些突出的问题。 本文根据自然界生物遵循的食物链网规律，提 出通过两种途径实现有色金属行业生态低碳发展： 一是对有色金属产业链上的现有矿山、冶炼、加工节 点企业进行生态化低碳改造，二是对于拟新建的有 色金属企业或者产业，严格按照生态低碳原理规划 设计，构建生态低碳的“资源一产品一再生资源”反馈 式有色金属产业链网，并且按照生态规律运行，以保 障有色金属资源安全，保护自然生态环境，实现我国 ～一～一～～一一一～一 ～一一～一一～一一一～ 一一～一一一一一一一一 一 一一一一～一一一一一一 一 一～一一一～一一一一一 一 ～一～一～一一一一一一一～～ 48 中国矿业 第23卷 有色金属行业生态化低碳发展。 1 有色金属采矿与选矿、冶炼与加工环节在生态低 碳发展中存在的主要问题 1．1矿山存在的主要问题 有色金属原生矿产资源约束不断加剧，我国重要 有色金属矿产重要资源对外依存度逐年攀升。当前， 铜资源严重不足，铜对外依存度为70 以上，铝、铅、 锌、镍资源保证程度不高，钨、锡、锑开采过度。 我国有色金属产业链的采矿与选矿节点上，有 色金属矿山数量多且分布广，因矿产资源开发造成 的矿山环境、地质、生态问题几乎遍及全国，采矿与 选矿节点的主要污染物为废石、工业粉尘、酸性废 水、尾矿，对生态环境污染的途径包括地表水体、土 壤、大气、植被、生物、地下水、采空区地面塌陷，由此 引发地质灾害。矿山废水中的主要污染成分包括有 机和油类污染物、氰化物、酸和重金属污染、氟化物 和可溶性盐类[1]。还有热污染、水的浊度污染以及 固体悬浮物和颜色变化等污染形式。我国井下开采 的矿山约占总开采矿山的7O％以上，全国采矿业累 计引发各类地质灾害2万多处，其中采空区地面塌 陷超过4500处，造成直接经济损失约335亿元。截 至2010年底，全国各类矿山累计破坏土地面积达 386万hm。。自2005年以来，全国采矿活动平均每 年抽排地下水超过60亿t，影响矿区地下含水层的 面积约5万km 。据初步统计，全国矿山平均每年 排放废水超过47亿t，采矿产生的固体废弃物累计 积存量达400多亿t_2]。 我国《矿山地质环境保护规定》中规定，矿山开 采前应当编制矿山地质环境保护与治理恢复方案， 缴纳保证金_3 用于矿山地质环境治理、修复已经被 破坏的矿山地质环境。《全国矿产资源规划(2008~ 2015年)》提出了发展绿色矿业_4]的明确要求，大力 推进绿色矿山建设，强调矿山生产过程中贯穿生态 环保理念，采取先进开采工艺，边开采边治理，将采 矿活动对地质环境的负面影响减小到最低。但是， 矿山环境、地质、生态问题多，矿山地质环境历史遗 留问题严重，治理难度很大。 1．2冶炼与加工环节存在的主要问题 我国有色金属产业链冶炼节点的产业结构不尽 合理，部分产品产业布局亟待优化。电解铝、镁冶炼 等高能耗产能严重过剩l5]。企业数量多，实力弱。 尚有部分落后冶炼产能没有被淘汰。 有色金属产业的能源结构以高碳排放的煤炭为 主，能耗较高，能源效率偏低，节能减排任务艰巨，特 别是电解铝、金属镁等行业，高能耗必然产生高碳排 放和高污染。 环境污染问题突出。长期的矿产资源开采、冶 炼生产累积的重金属污染问题近年来开始逐渐显 露_5]，如，土壤和水体的重金属环境污染，血铅污染。 根据中国工程院2010年报告数据显示，燃煤排放二 氧化硫占二氧化硫总排放量的9O ，此外，燃煤所 产生的烟尘、氮氧化物、二氧化碳等污染物所占比例 分别为排放总量的7O 、67 9／6和7O 9，6。在每年燃煤 所产生的数亿吨烟尘排放量中，重金属污染物已超 过2万t，并且仅煤燃烧排放的人为源汞就占到汞 排放总量的4O [6]。此外，金属冶炼工艺、汞矿开 采、电池生产与废弃、垃圾焚烧也是重要的汞排放 源，对人体危害很大。 自主创新能力不强。冶炼和深加工高新技术和 先进装备还依赖进口，在高端产品和资源综合利用、 低碳技术方面缺乏核心技术，关键有色金属新材料 的自主开发能力滞后于战略性新兴产业发展需求。 2有色金属行业生态低碳实现途径 2．1 生态化低碳改造与生态规划设计相结合 生态化低碳改造与生态规划设计相结合，通过 对现有企业进行生态化低碳改造，对拟新建的企业 或者产业园区严格按照生态低碳原理规划设计建 设，建立有色金属“采矿一选矿一冶炼一深加工一消费一回 收一再生资源利用一终极废弃物”的生态低碳产业链 网。对于现有的采矿一选矿链接点企业的生态低碳 改造，主要是做好矿山地质环境治理与生态恢复、制 度约束、管理引导；对于现有的冶炼一深加工链接点 企业的生态低碳改造，主要是通过产业结构和组织 的生态化优化配置，生态低碳的技术体系的支撑以 及政策制度保障、废旧有色金属回收利用和供应链 协同管理等，使物质集成、能源和废弃物梯级循环利 用、信息、技术、管理集成。 对于拟新建有色金属采、选、冶以及深加工企业 或者产业园区，则应该充分运用延链、补链、耦链的生 态产业链规划设计方法，按照生态低碳的要求严格把 关，规划设计实施兴建，形成“资源一产品一再生资源”的 反馈式循环运行模式。有色金属行业生态低碳发展 途径如图1所示，其中，虚线框中的论点为本项目研 究的系列成果，本文仅从实线框中产业链网运行的角 度研究有色金属行业生态低碳实现途径。 2．2有色金属采矿与选矿企业的生态低碳化 矿山地质环境治理与生态恢复方面，可以通过 多渠道资金投入，构建多元化的资金投入机制，以及 技术研发激励机制，开展矿山地质环境治理恢复工 作。各级政府应该加大财政投入，同时也鼓励、引导 第12期 张建玲，等：有色金属行业生态低碳实现途径 49 删 l 废旧金属回 供应链协 l l 生态低碳价 政策制 l 值体系和行为 度保障 收与循环利用 同管理 l ● l ●_-一一--一一_-一___-一 ’。一一一一 一一一一一 ， l 蝉 锻雌 勃旺越 藩 降 掇 i l 实现有色金属行业生态低碳发展 图1 有色金属行业生态低碳实现途径 社会资金投入矿山地质环境治理，如制定优惠政策， 鼓励矿山企业从利润中拿出更多资金投入矿山地质 环境保护与治理 。 ；加强矿山地质环境恢复治理技 术和矿山废物循环利用实用技术研究，如矿山地质 环境动态调查与实时监测新技术方法、矿山生态环 境修复技术、矿区水土环境污染控制技术、矿区土地 复垦潜力及适宜性，推广行之有效、造价低廉的矿山 地质环境治理方法。 新建矿山必须以法律和制度约束，严格按照低 碳生态的要求规划设计实施。规定矿山企业在产品 方案设计时即考虑方便回收和循环利用，强制性节 约资源，强制淘汰落后技术和生产方法，以免再次犯 “先污染破坏，再治理恢复”的错误，做到从规划开始 就严把“低碳生态”关，把环境影响评价环节落到实 处。做到废石和尾矿固体废弃物、酸性废液和粉尘 废弃物、能源梯级循环利用。采空区要做到边开采 边回填，避免造成采空区地面塌陷及引致其它地质 灾害，中矿和尾矿要循环利用，摒弃从前“先采富矿， 丢弃难处理的高品位尾矿”的做法，从政府立法的角 度，禁止开采目前技术水平难以富集到特定品位、尾 矿品位高于某一特定值的矿种；尾矿中的有价金属 含量达到可以废弃的含量后回填或者堆存于指定区 域，不能堆存于河流等影响生态环境的地方；中水循 环利用，废水处理后梯级利用，终极废水无害化排 放；固体和液体选矿药剂妥善保管，特别是用过以后 废弃的含选矿药剂的废水必须经过处理达标后排 放，禁止对当地的生态环境构成威胁。 管理引导与政策激励方面，加强地质勘探、矿山 兼：并重组，治理整顿，加强监管。建立健全法律法 规，整顿矿业秩序，遏制无证勘察、无证开采、越界开 采现象。出台相关政策，鼓励矿业开发主体多元化， 大力开发海外矿产资源，寻求国外合作、并购、就地 开采，多种方式运作矿权，形成长期、稳定的矿产资 源基地，提高资源保障能力，缓解国内有色金属原料 供给短缺，保障金属矿产资源安全。 2．3有色金属冶炼加工企业的生态低碳化 对于现有的有色金属冶炼加工链接点，可以通 过宏观调控、政策引导、并购重组、产业转移等多种 方式调整产业结构；改进工艺和设备以增加可再生 能源的使用比例，节能减排，以改变能源结构，降低 煤碳在有色金属行业能源结构中的比例，采取节能 工艺与技术提高资源和能源效率 ]；在运营管理方 面，采取集成管理模式，尽量做到使物质集成、能量 集成、水集成、技术集成、信息集成，综合回收生产过 程中产生的固体、液体和气体废弃物，循环梯级利用 余热余能，同时吸纳静脉产业回收的废旧有色金属， 节约资源能源；运用供应链协同管理，实现有色金属 冶炼加工节点企业生态低碳运行。 2．4提升自主科技创新能力，建立生态低碳的技术 支撑体系 有色金属行业低碳经济的发展需要有坚实的先 进技术做支撑。低碳经济的支撑技术体系由冶金高 新技术、低碳技术、替代技术、减量技术、再利用技 术、资源化技术、系统优化技术和共生链接技术八类 技术构成。目前，我国低碳技术体系的研发能力较 弱，要加强对国家级低碳经济及技术研究机构的长 期投入；整合国内现有的技术资源，充分发挥科技创 新战略联盟作用，为从事低碳经济的相关机构和企 5O 中国矿业 第23卷 业提供技术指导、研发资金等方面的支持，从国家层 面上统一组织协调低碳技术研发和产业化推进工 作；加大能源有效利用的技术创新，碳收集存储技术 的开发利用；大力发展清洁煤技术、先进燃烧、烟气 净化技术，国家推动，形成生态低碳技术支撑体系， 通过低碳能源的核心技术改变能源结构。 企业层面，提高自主科技创新能力，建立生态低 碳的核心技术支撑、攻克关键冶炼加工工艺和设备 难关，生态恢复与生态链接技术，提高企业的能源使 用效率和投入产出效率。首先，发展新材料技术，低 碳能源应用在有色冶金方面的技术。如，铅酸型或 者锂电型电动汽车核心部件动力电池，其能量密度 的提高皆有赖于具有特殊结构和功能的材料；其次， 通过创新有色金属采矿、选矿、冶炼加工工艺和技术 及相关设备，梯级和循环利用水及余热余能，减少废 弃物料和二氧化碳的排放量。具体而言，采用先进 适用工艺技术，开发利用铜、铅锌低品位矿、共伴生 矿、难选冶矿、尾矿和熔炼渣等，提高资源综合利用 效率；制定煤铝共生资源利用专项规划，抓好高铝粉 煤灰利用示范工程；搞好铜、铅、锌冶炼余热利用l8]； 推广废渣、赤泥等固体废弃物的应用，实现生产“零 排放”，整体提升我国有色金属冶炼加工环节关键核 心技术水平，实现低碳发展；第三，突破生态恢复、有 色金属产业生态链接的关键共性技术，比如，供应链 的协同技术，前后节点必须协同，才能实现生态化， 供应链上前一节点的废弃物的产生量与后一节点的 废弃物的吸纳量相协同，前后节点生产与供应时间 的协同，前后节点产生的废弃物的性质与处理技术 的协同，等等。 3 结论 我国有色金属产业链各节点在向生态化低碳经 济转型过程中还存在着一些问题，在产业生态低碳 原理的框架指导下，通过对现有的有色金属产业链 节点企业进行生态化低碳改造，对于拟新建的有色 金属企业或者产业园区，严格按照生态低碳的要求 规划兴建，严格把关实施，形成反馈运行的“采矿一 选矿一冶炼一深加工一消费一回收一再生一终极废弃物无害 化处理一废弃”有色金属生态产业链网。通过采选、 冶炼加工产业链节点的生态低碳化，产业结构和能 源结构低碳化，管理模式集成化，科技创新能力自主 化，建立国家、行业和企业各层面生态低碳的技术支 撑体系，实现有色金属行业生态化低碳发展。 有色金属行业向生态化低碳经济转型是一项系 统工程，还面临许多困难和挑战，将是一个漫长的动 态过程，需要有全社会生态低碳的消费价值观和行 为、相关的政策和制度保障、废旧有色金属的回收和 循环利用系统、供应链的协同管理，以及相关主体的 共同支持。 ■■■ 参考文献 杨高英．有色金属矿山废水管理研究[J]．中国矿业，2010，19 (12)：39-41． 操秀英．抚平矿山“伤口”：技术哪儿找，钱从哪儿来?[N]．科 技日报，2012-08 14． 国土资源部．矿山地质环境保护规定[EB／OL]．http：／／ www．gov．cn／gzdt／2009一O3／O5／c0ntent一1251042．htm． 国土资源部．全国矿产资源规划(2008～2015年)[EB／OL]． http：／／WWW．mlr．gov．cn／zwgk／zytz／200901／t20090107— 683776．htm． 工业和信息化部．有色金属工业“十二五”发展规划[EB／ OL]．http：／／www．miit．gov．cn／n11293472／n11293832／ nl1293907／nl1368223／14447635．htm1． 谢克昌．煤利用：高碳能源的低碳化之路[N]．国家电网报， 2O11～O4一O9． Jianling Zhang，Guoshun Wang，Energy saving technologies and productive efficiency in the Chinese iron and steel sector EJ]．Energy—The international Journal，2008，33(4)；525—537． 国务院办公厅．有色金属产业调整和振兴规划[EB／OI ]． httpt{} ．gov．cn／zwgk／2009—05／11／content一1310436． htm．