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献礼十九大——绝不能让20亿吨的铁矿资源糟蹋掉!

来源:地调局成都综合利用所 作者:地调局成都综合利用所 发布时间:2017-10-18

  川南地区是我国重要的煤系硫铁矿基地,硫铁矿资源总量达65亿吨,其中资源储量折合纯硫储量,占全国纯硫总量的20%;而其中铁的资源量,如果按照品位30%的铁矿折算的话,相当于一个20亿吨以上的超大型铁矿。”

  然而,由于技术上的原因,该地区的硫铁矿并没有得到综合利用,许多铁矿资源被白白浪费掉,还严重污染了生态环境,20亿吨的铁矿资源亟待合理利用。

  近年来,中国地质科学院矿产综合利用研究所在国土资源部和中国地调局的关心支持下,经过两年的连续攻关、创新,终于开发出了一套可对该类资源进行全面综合利用的清洁生产工艺路线。但是,由于多种原因,该项技术尽管经济指标和技术指标均合理,具有良好的经济效益、生态效益和环保效益,但却很难得到推广应用,致使20亿吨的铁矿富矿发挥不了应有的作用。

  “富矿”带来负效应

  “长江上游煤系硫铁矿资源中的铁没有得到合理利用,真是太可惜了。”张渊点了一支烟,狠狠吸了两口,眉头紧锁地说。张渊是中国地质科学院矿产综合利用研究所研究员、“长江上游煤系硫铁矿的综合利用技术研究”项目负责人。他所说的长江上游煤系硫铁矿,主要是指川南地区的煤系硫铁矿。

  川南地区埋藏着含量居全国之首的硫铁矿,是我国重要的煤系硫铁矿基地。川南硫铁矿分布于兴文县、江安县、叙永县、古蔺县等地煤矿的顶底板,硫品位16%左右, 其硫铁矿资源总量达65亿吨,折合纯硫储量约占全国纯硫总量的20%,占国内5大硫铁矿基地纯硫总量的32%。

  至于其中铁的资源量,同样不可小觑。张渊给记者算了一笔账:“长江上游的煤系硫铁矿,3吨原矿出1吨硫铁矿精矿和2吨尾矿,而1吨硫铁矿精矿中铁和硫基本各占50%,这就意味着,在长江上游65亿吨的煤系硫铁矿中,将有10亿吨以上的铁精矿。如果按照品位30%的铁矿折算,那长江上游煤系硫铁矿相当于一个20亿吨以上的超大型铁矿!”

  然而,由于技术上的原因,该地区的煤系硫铁矿并没有得到综合利用,许多铁矿资源被白白浪费掉了。据张渊介绍,这些伴生的铁矿资源,一部分被水泥厂用作了填料,一部分被混在铁精矿中得到了利用,而大部分则被当成了废弃物。

  事实上,通过充分回收利用煤系硫铁矿,可以彻底解决川南煤矿开发所造成的环境问题。当地政府和有关企业曾做过许多工作,但由于选矿工艺技术问题,目前,仅能得到硫品位35%~40%的硫精矿,硫回收率不超过60%,重选选硫尾矿含硫仍然在6%左右,硫对环境的污染并未得到根本解决。同时,由于硫精矿品位不高,产品价格低,硫铁矿选厂经济效益低下甚至亏本,生产难以为继,致使大部分煤系硫铁矿并未得到有效回收。

  谈到深层次原因时,张渊表示,就矿石性质本身而言,许多硫铁矿是可以通过选矿获得高纯硫精矿的,但长期以来,我国对硫铁矿精矿含硫要求在35%左右,硫精矿的销售也只对硫进行计价,造成了对硫铁矿的研究仅仅在达到硫精矿品位要求的前提下进行试验,没有从根本上全面考虑综合利用硫铁矿中的硫和铁,以及该类尾矿的全面利用问题,这就导致了许多企业在开发该类硫铁矿时只从自身利益出发,只重视硫而忽略了铁。

  “这样选矿后的尾矿由于含硫高,烧制时容易导致变形,因此不能作为建筑用砖原料。”张渊分析说,“同时,采用低品位硫精矿制取硫酸后的硫酸烧渣含铁仅在40%左右,无法作为铁精矿利用而成为废弃物,既浪费了宝贵的铁资源,又形成了新的污染源。当地小硫磺厂、硫酸厂排出的硫酸渣堆成小山,每到下雨天,夹杂着大量烧渣的‘红水’四处流淌,在当地形成了遍地‘红田、红河’的‘奇观’,对当地农田土质和河流水系造成了严重破坏,当地人民群众苦不堪言。”

  对此,当地政府也头痛不已,一方面为了保发展、惠民生,解决能源资源问题,必须开采川南煤矿,但开采煤矿又必然产生大量含有硫铁矿、高岭土的固体废弃物,这些废弃物不仅占用大量耕地,而且污染河流、农田。另一方面,处理这些含有硫铁矿、高岭土的固体废弃物的经济效益十分低下,企业积极性不高。在两难的境地下,当地政府曾被迫使用了最后的“杀手锏”——在没有解决选矿尾矿的利用技术之前,禁止开采煤系硫铁矿。

   

  新技术带来新机遇 

  对川南煤矿开发所造成的环境污染,以及硫铁矿的综合利用问题,四川省矿业协会的一批老专家早就看在眼里,急在心里,曾邀请有关技术人员一同到川南地区进行考察、走访,希望研究出一个切实可行的工艺技术解决这一难题,为政府和人民排忧解难。2004年年底,四川省矿业协会牵线,由当地企业委托中国地质科学院矿产综合利用研究所先后开展了对叙永五角山、江安煤系硫铁矿的综合利用研究,但由于研究经费有限,未能从根本上解决川南煤矿固体废弃物的整体利用问题。

  “研究解决川南煤矿固体废弃物的利用技术是一个资源开发与环境保护相结合的典型,具有重要的示范意义,所以,我们一直在寻找机会启动该项目。”中国地质科学院矿产综合利用研究所所长刘亚川,不仅为煤系硫铁矿中的铁资源因技术制约被白白浪费掉而寝食难安,也为落后的生产方式造成的生态环境破坏而万分焦虑。近年来,随着铁矿石价格的飙升,这一课题再次被该所纳入了议事日程。他们及时提出了“长江上游煤系硫铁矿的综合利用技术研究”项目,并得到了国土资源部、中国地质调查局的大力支持,被列入了国土资源大调查项目,自2008年初开始执行。

  “在工业生产中,尽可能地回收利用硫、铁,以减少环境污染,显得越来越重要,因此,世界各国对硫铁矿精矿的品位要求也正在日益提高,如前苏联将硫铁矿精矿的含硫量定为48%,日本和韩国将硫铁矿精矿含硫量定在48%以上,美国则定为50%。”谈到该项目的科学性和重要性,刘亚川旁征博引地说,“各国之所以不断提高硫铁矿含硫量,就是为了节省燃料,使烧渣含铁超过60%,硅铝总杂质含量低于5%,直接为高炉炼铁提供优质原料,从而提高企业的经济效益,减少环境污染。”

  谈到该项目的主要路径,张渊说:“要通过选矿尽力抛除脉石矿物,大幅提高硫精矿品位,形成高纯度硫精矿,尽量避免人造矿物硫酸烧渣的再选,降低选矿难度,提高铁矿物回收率。同时,要最大限度地回收硫铁矿,降低选矿尾矿中硫的含量,使选硫尾矿达到制砖原料的要求,从而实现整体利用川南煤矿固体废弃物的目的,从根本上解决环境污染问题。”

  有志者事竟成。人才济济的中国地质科学院矿产综合利用研究所经过两年的攻关,终于开发出了一套可对该类资源进行全面综合利用的清洁生产工艺路线。该工艺可获得硫品位49.63%,回收95.5%的优质硫精矿,硫精矿采用沸腾焙烧工艺进行焙烧后,可获得全铁含量为62%~65%、硫含量仅为0.2%的烧渣,完全符合炼铁原料的质量要求。据悉,采用该项技术,以选硫尾矿为原料,已在成都市某砖厂生产出强度等级达到MU12-MU20级的烧结多孔砖、烧结建筑材料和烧结保温空心砌块。另外,选矿尾水水质分析及循环利用研究实验结果表明,选矿尾水可全部循环利用,实现全工艺流程吃干榨净、无废排放。

  “研究获得的技术指标与现场生产指标相比,令人振奋,硫精矿品位可提高10%~15%,回收率可提高近30%。”张渊兴奋地说,“采用该项技术仅用于开发我国川南地区的煤系硫铁矿资源,即可获得10亿吨硫和9亿吨金属铁,相当于同时获得了一座特大型硫矿山和一座特大型铁矿山。”

  而该工艺产生的经济效益、社会效益和生态效益同样令人振奋。以年处理150万吨原矿的生产规模测算,利用该技术每年可生产品位为50%左右的硫精矿43.425万吨,当硫铁矿烧渣作为铁精矿销售产生效益后,每年生产的硫酸可获得19471.77万元的经济效益。如果再加上尾矿制作建筑材料产生的效益,不仅每年可盈利2亿元以上,而且还可以从根本上解决开发利用过程中尾矿造成的环境污染问题,实现变一矿为多矿、变废为宝、化害为利的目标。

  这项技术得到了国内专家的一致赞同。中国地质调查局于2010年7月27日,在北京组织有关专家对“长江上游煤系硫铁矿的综合利用技术研究”成果进行了研讨,他们一致认为,研究成果在煤系硫铁矿利用方面取得了突破,为合理利用资源、建立清洁生产成套技术奠定了基础,提供了同类资源开发利用的可行途径。

  工艺虽好推广难 

  这项煤系硫铁矿资源清洁生产技术体系,实现了煤矿资源的全面综合利用,达到了从根本上解决环境污染的目的,是资源-环境-经济可持续与和谐发展的典范,对我国其它地区的同类资源开发利用、资源环境协调发展,以及促进地方经济发展都具有典型的示范意义。然而,这样一个堪称完美、又可谓是打造绿色矿山典范的工艺却是叫好不叫座,并未被及时推广应用。

  “该工艺是一个完整的产业链,不仅需要建设选矿厂,还要建设与之匹配的硫酸厂、建材厂,门槛比较高,按年选矿150万吨原矿能力测算,预计投资在3亿元左右,许多没有远见的企业是舍不得这么大的投资的。”张渊忧心忡忡地说。

  而深层次原因还在于当地选矿企业的“小”、“散”造成的产业集中度偏低,没有形成真正的优势龙头企业。据了解,当地许多硫铁矿选矿厂都是年选矿能力在30万吨~70万吨的中小型企业,企业规模小,工艺落后,经济效益差,缺乏竞争优势和发展优势。同时,加之企业短期行为严重,缺乏战略眼光,致使该工艺迟迟未能落地。

  事实上,该工艺在研发伊始,曾得到了当地一家企业的青睐。但汶川大地震发生后,该企业因采场坑道受损严重而元气大伤,已没有更多的资金来投入建设。

  “守着这么好的‘富矿’,却因工艺落后致使许多选矿企业生产经营困难,这不是端着金碗去讨饭吗?”张渊感慨地说。

  该工艺不能及时得到推广和应用,除了污染环境外,还将直接影响到我国铁矿石资源的保障能力。据了解,我国与煤共伴生的硫铁矿资源十分丰富,在山东、四川、山西、陕西、河北、贵州、辽宁、河南等省均有分布,其保有资源储量约数百亿吨。经测算,我国煤系硫铁矿中的硫占世界硫资源储量的12%左右,而其中铁的资源储量也颇为惊人,很有可能蕴藏着一座座超大型铁矿。

  与此同时,国内铁矿石资源相对紧缺,对外依存度由2008年的55.6%上升到了2009年的61.8%。值得关注的是,虽然我国是铁矿石消费大国,但是却常常受制于人,没有国际话语权。今年前5个月,我国铁矿石总进口量达到了2.83亿吨,同比增加了8.1%,增幅虽有所回落,但价格涨幅却达到了59.6%。据有关统计显示,截至2009年年底,我国查明铁矿石资源储量646亿吨,但98%为贫矿,而且其中多组分共(伴)生矿约占总储量的30%,这也决定了我国铁矿资源必须走综合利用开发之路。

  “在当前铁矿石供求矛盾日益突出,对外依存度居高不下的严峻形势下,如果能把这部分铁矿资源进行合理利用,对于缓解我国铁矿石紧缺矛盾,提高资源的经济价值都具有十分重要的意义。”刘亚川表示。

  所以,站在国家战略高度,从又好又快和可持续发展大局出发,坚持资源效益、生态效益、经济效益并举的原则,加大资源整合力度,推进示范基地建设,扶持一批骨干硫铁矿选矿企业,才是推广该工艺的当务之急。

  煤系硫铁矿,真的到了该重视的时候了。

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