The impact of in-situ leaching on the natural environment of ion-type RE mine
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摘要: 针对原地浸矿新工艺及池浸工艺生产稀土的不同环境影响, 进行了龙南、寻乌两试验矿块的水、土壤环境质量监测, 指出原地浸矿新工艺对水、土壤环境质量影响甚小。经测算, 原地浸矿新工艺的环境代价为每吨氧化稀土产品可创效益3 300~3 800元, 从环境经济效益角度, 提出原地浸矿工艺的可推广性。Abstract: Focus on the different environmental impact in the process of producing RE between in-situ leaching and pond leaching, the quality monitoring on water and soil were done in the experimented mineral field of Longnan and Xunwu.The monitoring results showed that the impact of in-situ leaching on natural environment was very little but the impact of pond leaching on environment was very greatly.In-situ leaching can bring good economic profits in producing RE oxides from preventing the loss of water and erosion of soil, so we must spread this leaching technology.
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Keywords:
- in-situ leaching /
- environment monitoring /
- economic profit
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0 引言
自20世纪80年代以来,我国电解铝产量有了突飞猛进的增长。2002年全国生产电解铝为436万t,较1985年增长了7.31倍,居世界第一位。但是,同期氧化铝的产量仅增长了4.31倍,供应缺口达37.6%,全部依靠进口解决。所以,氧化铝等资源性产品的供给严重不足已经成为制约我国铝工业发展的瓶颈。
1 中国铝资源性产品供需状况
1.1 我国铝土矿资源的供应能力
在我国国民经济的许多行业中,铝都有非常广泛的应用。其中主要应用的领域是航空、建筑、包装、交通、电力及消费品等行业。我国铝土矿资源比较丰富,且产量也比较大。截至2000年底,全国已查明铝土矿产地316处,保有铝土矿资源储量22.9l亿t,已利用矿产地7处,矿山占用资源储量3.86亿t,尚未利用资源储量16.7亿t,近期难以利用资源储量占34%;年产铝土矿931万t。按照这些数据。在不考虑采矿损失的情况下。从静态角度计算,我国现有的保有铝土矿资源储量可供开采数百年,所以仅从量上看,它的供应是有保障的。但是,我国铝土矿资源的内在品质较差,在现有储量中,铝土矿的98.4%为沉积型铝土矿,矿石为一水硬铝石,属于具高铝、高硅、低铁、难溶的中低品位铝土矿,且集中分布在山西、河南、贵州、广西,占资源储量的91%;堆积型铝土矿占1.6%,矿石为三水铝石,分布在广西和福建。因为我国铝土矿的铝硅比偏低(约在4~6之间),其溶出性差而致使生产成本高,而高铝硅比(Al/Si>8)的矿石很少,铝硅比大于9的矿石就更少了。出于经济的原因,现有氧化铝厂大多数只利用铝硅比大于7(三级品以上)的铝土矿。而我国三级品以上的铝土矿只占总储量的29.8%,此外还有一部分三水型铝土矿,因其品位低、规模小,尚不具备经济可采条件。因此,真正实际可采且具有竞争力的储量仅为13 544万t。据此再按上述生产能力从静态角度来计算,它仅能维持约20年的开采时间。所以综合起来考虑,我国铝土矿资源的供应已经处于高度紧张状态。
1.2 我国氧化铝的生产供应情况
铝土矿主要用于生产炼铝原料的氧化铝。随着我国生产与生活用铝的增加。近10年来我国氧化铝生产发展势头良好。目前,我国有氧化铝厂6家,生产能力530万t/a,年产量达548万t。由于受国内经济铝土矿供应的制约,加上国内电解铝投资新建及扩建过快而致使原铝生产发展得更快(见图 1),造成我国氧化铝这一资源性产品供应更加紧张。
1.3 我国铝资源性产品进口情况
我国氧化铝供应短缺由来已久,近年尤甚。尽管它的年生产能力逾500万t,但是由于电解铝生产发展过快(我国现有电解铝厂135家,生产能力500多万t/a,其中5万t/a以上的有30多家,10万t/a以上的有16家。目前在建、拟建的电解铝厂生产能力450万t/a),目前它的年需求量却达到880万t以上,所以其供需缺口依然很大。2002年我国原铝消费量414万t,而电解铝产量达435万t,进口氧化铝达457万t。已成为世界上最大的电解铝生产国。预计2005年,我国原铝年需求量大约600万t。按照这一趋势,因受资源供应的制约,我国发展过快的电解铝产业将会使得我国氧化铝这一资源性中间产品供应更加紧张,每年需要从国外大量进口氧化铝来满足国内的消费需求(见图 2)。
从图 2可知,尽管我国铝土矿年进口量不大,但是为了缓解国内的供需矛盾,氧化铝这一资源性产品的进口却在持续扩张。所以,在国内技术(即经济地利用一水硬铝石型铝土矿)没有取得重大突破的情况下,加大境外铝资源性产品的进口力度是现实的必然选择。
2 政策选择探讨
以上分析表明,我国铝资源性产品供应已经非常紧张,而境外铝资源性产品的供应又极为有限,所以,为了保障它的供应相对安全,保证铝资源性产品对国民经济发展的持续有效供给,亟待采取一定的政策措施。
2.1 加强优质铝土矿资源勘查
面对我国铝土矿资源供应保障程度低的现实和新世纪经济发展对铝资源的巨大需求形势,切实加强对有利成矿地区(如豫西、黔中及桂西南等地区)的找矿勘查工作是必然的选择。中央及地方政府要从资源补偿费或财政资金支出中安排一定的资金支出来保障该项工作的顺利运转;同时宜采用优惠政策鼓励铝企业与地勘单位联合进行富年份铝矿段的勘查与开发。鼓励实施综合勘查技术方法的试验应用工作。继续在我国南方地区进行红土型铝土矿的资源调查和评价工作,力争使我国富铝土矿可采储量及矿石的生产能力打破多年停滞不前的僵局。
2.2 加快对中低品位铝土矿的新工艺试验
我国中低品位铝土矿资源储量巨大,但是大多数都沉睡地下而成为呆矿,若能采用新的加工工艺而降低它们的使用成本则不仅可以缓解我国的铝土矿资源危机,而且可以节约相当的外汇支出,为国家经济安全做出贡献。目前长铝公司研究开发的以我国中低品位铝土矿为原料生产氧化铝的“选矿一拜尔法”新工艺已经完成了工业实验,但是因增加了选矿成本,铝企业难以接受。鉴于此,国家应采用优惠财税政策的办法,鼓励铝企业接受这一研究成果而逐步扩大对中低品位铝土矿的消费力度;同时进一步组织科技力量进行技术攻关,努力探索堆浸法脱硅等更加实用的低成本选矿工艺,并且尽快使之产业化,从而逐步扩大中低品位铝土矿的消费力度,为我国铝工业的可持续发展做出贡献。
2.3 加大境外铝资源的开发力度
由于受开采与加工条件的制约,我国铝工业生产成本居高不下,无法与国外铝业集团抗衡。要发展我国铝工业,就应充分利用国内外两个市场、两种资源,必须实施“走出去”的全球资源战略,按照经济效蠡最大化的原则积极利用好境外铝资源和产品市场。要依据对我国周边国家红土型铝土矿的成矿地质条件分析,优先考虑在东南亚地区的印尼、菲律宾及越南等邻近国家寻找并建立可靠的海外优质铝土矿供应基地,在我国南方沿海地区(如广西北海)建立以进口铝土矿为原料的氧化铝生产基地。鼓励我国相关企业到国外建立氧化铝厂或投资购股、收购氧化铝厂,以保证氧化铝的进口来源。目前,我国已成功地在澳大利亚投资2.4亿美元购买40万t/a氧化铝生产能力,以140美元/t购买氧化铝供应国内电解铝厂。要通过上述措施,使我国铝业所需要的原料(如铝土矿及氧化铝)来源构成由目前的自产为主逐步变成自产与进口并重,甚至以进口为主、自产为辅。
2.4 加大对二次铝资源的回收利用,适当限制下游产业发展
废铝也是一种宝贵的资源,它对降低我国铝工业的能耗、减少对铝土矿的消耗与环境污染等都具有重要的意义。所以,在我国铝资源性产品供应紧张的情况下,国家应鼓励废旧铝资源回收业的发展,鼓励对废铝资源的回收利用,以适度减少对我国有限铝资源性产品的消耗。与此同时,我国因下游产业投资过热而导致生产能力扩张,目前已成为原铝净出口国;而铝业所需要的原料(如铝土矿及氧化铝)来源又极为有限,所以需求的扩张与供应的紧张在一定程度上加速了对铝资源性产品的进口压力。为此,在能够满足国内原铝消费的情况下,适度限制铝下游产业的发展也是很有必要的。
2.5 加强综合治理整顿
要通过加强监控管理力度,补充完善法规,依法打击乱采滥挖和浪费破坏资源的行为,彻底摒弃私人承包等急功近利、事故频发的经营方式。各省、市、自治区政府和有关部门对所属铝资源性企业应进行清理整顿,对无证开采的矿山企业一律予以取缔,要采取有效措施来遏止乱采滥挖。要增加对铝产业的资金支持,促进该产业向新产品开发和应用研究方向转化,从而不断增加产品的技术含量,努力提高产品附加值。要按党的十六大的要求,“以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”,切实注重科技进步,改善铝工业质量和效益,加快在高新技术领域的创新,进一步提高国际竞争力;解放思想,与时俱进,搞好开发应用,让铝产业走上规模、上档次、上水平的集约化发展道路,以此促进我国铝产业的可持续发展。
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表 1 龙南矿区水质监测结果 mg/L
表 2 寻乌矿区水质监测结果 mg/L
表 3 龙南矿区稻田土壤监测结果 mg/kg
表 4 龙南试验矿块试验后土壤监测结果 mg/kg
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[1] 中国环境监测总站.土壤元素的近代分析方法〔M〕.北京:中国环境科学出版社, 1992.8-9. [2] 环境工作者实用手册组.环境工作者实用手册〔M〕.北京:冶金工业出版社, 1987.7
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