西北地区矿产资源开发的用水和可持续发展对策研究

发表日期:2006-02-21 浏览人数: 作者:李东英院士 来源:《中国水利》2003-5A刊  评论

我国西北地区蕴藏着丰富的矿产资源,在我国已探明储量的157种矿产资源中,有43种矿产储量超过全国的一半,其中优势矿产资源有稀土,镍、钴、铍、铂族金属,盐湖钾盐、镁盐和锂盐等8种。这些资源对促进我国经济发展具有重要战略意义。

从宏观看,西北地区干旱缺水,水是制约矿产资源开发的重要因素,但西北地区矿产资源的开发用水所占比例并不大,水资源对加快西北地区矿产资源开发的保证程度比较高,不会构成压力。2000年,西北地区矿业用水量约8.44亿m3,占西北地区工业用水量的15.92%,占西北地区总用水量的0.97%。预计到2010年,矿业用水量将增长到12.50亿m3,但仍然仅占全部用水量的0.93%。

一、西北地区矿产资源开发、用水及防污治污的现状

1.西北地区矿产资源开发现状

西北地区矿产资源的开发已经形成了相当的生产规模,并在经济发展中占有一定地位,其中规模以上的钢铁、有色金属、建材及其他矿产企业的工业总产值为782.34亿元,占西北地区工业总产值的19.26%。

目前矿产开发已经成为青海、甘肃、内蒙古等省、自治区经济的支柱之一。

2.西北地区矿业工艺技术水平现状

西北大型矿业企业普遍拥有先进工艺技术,但是中小型企业的技术装备水平多数比较落后,严重破坏资源,污染环境。

因此,西北地区矿产的开发应以现有大型企业为依托,进行规模化生产,逐步淘汰采用落后工艺技术的中小企业。

3.西北地区矿产资源开发用水情况

(1)西北地区工业用水概况

2000年西北地区工业用水量为53亿m3,占西北地区用水量的6.1%,而西北地区工业增加值为1928.83 亿元,占西北地区国内生产总值的32.48%。西北地区工业用水量占全国工业用水量的4.65%,与其工业总产值占全国工业总产值4.74%的水平相当。

2000年西北地区每万元工业总产值用水量143m3,几乎比全国平均水平78m3高一倍。这表明西北地区工业企业的技术进步缓慢,在工业用水方面存在不合理的地方。

(2)西北地区矿业用水情况

2000年矿业用水量为8.44亿m3,占当年西北工业用水量的15.92%,占用水总量的0.97%。其中:钢铁工业耗水量为3.46亿m3,占工业用水量的6.53%;有色金属工业用水量为3.80亿m3,占工业用水量的7.17%;建筑材料工业用水量约0.78亿m3,占工业用水量的1.47%;其他矿产资源开发工业耗水量约0.40亿m3,占工业用水量的0.75%。

4.西北地区矿产资源开发对生态环境影响概况

2000年西北各省、自治区的工业废水总排放量为10.68亿t,占全国工业废水总排放量的5.5%。

西北地区各省、自治区工业废水排放达标率大多低于全国平均水平76.8%,只有青海的工业废水排放达标率为81.5%,高于全国平均水平。

西北工业企业“三废”排放达标率也普遍低于全国的平均水平,这是由于西北地区企业规模较小,经济效益差,污染防治技术落后。

(1)西北地区钢铁工业对生态环境影响

2000年钢铁工业废水排放量约1.37亿t,占工业废水排放总量的12.83%,是西北地区工业废水排放量最多的行业。

钢铁工业排放废水主要是炼钢和轧钢冷却水,以及矿山选矿废水。经处理后可以循环使用,对生态环境不会造成严重危害。

尽管水的重复利用率市场已经超过80%,但有些钢厂水的重复利用率仅70%,吨钢排废水高达23.19t,钢铁工业生产废水排放量大,工业废水治理的任务仍比较重。

(2)西北地区有色金属工业对生态环境的影响

我国有色金属工业的废水排放达标率、废气排放处理率均低于全国工业的平均水平。西北地区有色金属工业面临同样的严峻形势,不容忽视。

有色金属工业(电解铝工业除外)排放废水中重金属及其他有害物质较多,如果不能得到有效治理,将对河流、湖泊造成污染。

大型有色企业治理相对较好,但一些小型民采矿山和民营冶炼厂生产工艺落后,对生态环境造成的破坏还比较严重。

(3)西北地区建筑材料工业对生态环境的影响

建材工业对环境的影响主要是工业粉尘污染,由于其废水排放总量不大,所以对水污染影响相对较小。

西北地区建材工业2000年废水排放量约1500万t,占西北地区工业废水排放量的1.4%。

(4)青海盐湖工业对生态环境的影响

柴达木盐湖含钾、镁、锂、硼等多种元素,具有较高的综合开发利用价值。但是,如果仅主要开发利用一种或几种元素,就将使盐湖资源环境失去平衡,形成对盐湖资源环境的污染。

例如,钾肥主要生产单位察尔汗盐湖,当前仅开发钾资源,而将含镁、锂的残液重新排向盐湖,致使盐湖资源品位发生重大变化,最终将导致盐湖钾资源难以利用。因此应考虑将提取钾盐后的余水另行排放的问题。

二、西北地区矿产资源开发用水及对环境影响趋势分析

1.2001~2010年西北地区矿产资源开发展望

预计2000~2010年西北的工业增长速度将达到9.67%,矿业产值也将同步增长。到2010年,西北地区的工业产值将达到12665亿元,矿产业产值将达到959.7亿元(占7.58%),分别比2000年增加151.7%、132.9%。

(1)钢铁工业

西北地区的钢铁工业规模不大,“十五”期间内蒙古、陕西、宁夏基本维持现有能力,新疆、甘肃、青海略有增长。至2005年西北地区的钢产量将由2000年的860万t增加至987万t,增加127万t,增幅为14.7%。

西北地区的几大钢铁工业基地的产量将增加60%。至2005年西北地区的铁矿石产量将达到2350万t。其中新疆300万t、甘肃600万t、陕西150万t、内蒙古1300万t。

(2)有色金属工业

预计在2000~2010年期间西北有色金属工业仍然将会有较大发展。

新疆将建设阿舍勒铜矿;将尽早建设可可托海水电铝联营项目;2005年和2010年锂盐总产量保持在目前年产量5000~5500t的水平;将迅速发展黄金开采,其中富蕴县沙尔布拉克金矿黄金产量3.77t,阿希金矿黄金产量1.44t。

甘肃金川公司2010年镍产量将达到6万t。

青海的赛什塘、铜峪沟、德尔尼三大铜矿到2010年将形成5万t铜生产能力。柴达木盐湖到2010年将形成年产钾盐150万t、镁10.7万t、锂盐3万t的生产能力。

内蒙古已能生产稀土精矿10万t,具有雄厚潜力,可随时满足国内外市场需要。其他,铝铅锌到2010年将分别达到40万t、2.5万t、7.5万t。

陕西金堆城的钼,宁夏的铝镁钽铌铍也都将有大发展。

(3)非金属矿产工业

2000年西北6省、自治区产水泥3641万t,预计至2005年将增加40%~50%,至2010年将增加1倍左右。

2.2001~2010年西北地区矿产资源开发与用水情况分析

(1)矿产资源开发对西北地区水的承载能力分析

2000、2010年工业需水量分别为53亿、60.9亿m3,分别占相应水平年西北地区总用水量的6.0%、6.54%。

2000、2010年矿产业需水量分别为8.44亿、12.50亿m3,分别占相应水平年工业需水量的16%、20.5%;占西北总需水量的0.97%、1.34%。

(2)对西北矿产业用水的分析

①西北地区2010年的矿产业需水将比2000年增加3.92亿m3,这一期间总需水量将增加61.3亿m3,矿产业需水量的增加值仅占总需水量增加值的6.4%。

②2010年矿产业需水量仅占总需水量的1.34%。因此,矿产业需水量不会对西北地区水的供给造成压力,西北地区水资源是有能力承担此任务的。

③2010年矿产业用水大于3亿m3的有内蒙古、新疆、甘肃。

(3)矿产业发展与用水的关系分析

西北地区2010年的矿产业总产值将是2000年的2.33倍,但需水量仅增加48%,万元产值需水量从2000年的205m3下降至130m3。这种良性发展趋势是随着矿产业技术水平不断提高,先进和清洁生产工艺的采用,耗水大的工艺陆续被淘汰;有关企业注重节水,力度加大,水的重复利用率提高;高科技、高产值的产业和产品增加所致。

3.2001~2010年西北地区矿产资源开发对环境影响趋势的分析

西北地区各省、自治区正在加大对环境的治理力度,并已取得一定成绩。在今后10年内,西北地区在发展工业中贯彻《清洁生产促进法》,加强技术改造,淘汰落后工艺,进行环境治理,将会有一个大的变化。

(1)钢铁工业

2000~2010年期间,各钢铁企业均以提高水的重复利用率,减少排放,提高废水排放达标率为目标。因此,西北地区钢铁工业发展对水的污染不会造成大的影响。

(2)有色金属工业

大型企业工业废水治理有很大潜力,今后只要能加大力度进行治理,是可以解决环境污染问题的。

关键是西北地区的小型矿山和小型冶炼厂,如陕西、甘肃、内蒙古的小铅锌矿、小铅锌冶炼厂和小金矿的乱采滥挖,生产工艺落后,特别是黄金采选矿采用剧毒氰化物及汞齐炼金法,都对环境造成严重污染,亟待治理,治理不善者,应予淘汰。

(3)非金属工业

建材工业对环境的影响主要是工业粉尘污染,其工业废水排放总量不大,对水污染影响相对较小。经过今后10年的环境治理,西北地区的建材工业对环境不会造成大的影响。

青海柴达木盐湖资源开发,在开发钾资源的同时,不能将含镁、锂、硼的残液重新排向盐湖,应解决它们的回收、利用与贮存问题。

三、西北地区矿产资源开发与可持续发展存在的问题

1.矿产资源开发的水的重复利用率普遍较低,节水潜力大

大型钢铁企业包钢和酒钢生产用水的重复利用率分别达到91%和87%,均超过全国平均83%的水平。但中小型钢铁企业水的重复利用率都低于83%。

西北的有色金属工业的水的重复利用率为50%~68%,与全国有色金属工业平均82%的水的重复利用率差距较大。

全国水泥企业的平均水的重复利用率仅为54%,西北大型现代化水泥厂,如秦岭和青海水泥公司水的重复利用率均为65%,问题出在中小型水泥厂,水的重复利用率普遍较低。

柴达木盐湖公司水的重复利用率虽已达到了79%,但在节水上仍有潜力。其周围的小钾肥厂水的重复利用率很低。

2.局部地区矿产资源开发对环境的影响较为严重

新疆八一钢铁公司的矿石供应基地雅满苏铁矿,位于哈密东南100多km的戈壁滩深处。“雅满苏”维吾尔语是多水之意,由于多年开采等原因,现在没有水了,绿洲消亡了,变成了黄沙延绵的戈壁瀚海。

青海盐湖的钾的提取,将提钾后的含有大量镁、锂废液排回盐湖,将对盐湖资源造成严重污染。

包头钢铁公司氟的污染较为突出。

小型电解铝厂的自焙槽工艺落后,含氟废气污染严重。

甘肃金川公司、白银有色公司的冶炼SO2烟气排放对周围地区影响较重。

青海湟水河的一些小冶炼厂基本无环境治理措施,废水中铜、铅、锌、镉、砷、汞等有毒重金属离子将会对水域造成污染。

陕西、甘肃、新疆的小型黄金企业,特别是一些滥采乱挖的个体业主,对生态的危害更是严重。

非金属(建材)矿业污染主要是粉尘,小水泥企业对周围局部地区污染严重。

3.西部地区矿产资源开发与水资源承载能力不尽协调

从西北地区水资源状况和近期安排的水利工程看,矿产资源的开发对水的需求并不构成重大压力,是可以承受的。但在局部地区矿业开发将受缺水的威胁。

4.西北地区矿产资源开发中一些亟待解决的问题

(1)地质勘探相对滞后制约矿山的开发

西部地区矿山地质工作欠账较多。在西部地区探明铜储量中,可采储量仅占1/3,2/3属于资源量,满足不了大规模开发建设的需要。目前西部地区虽然拥有铜矿资源前景,但地质工作的深度却远远不够,真正可用于大规模开发建设的仅少数几个地处偏远地区的铜矿。

(2)部分矿山开采秩序混乱

西北地区部分铅锌、黄金等矿山开采秩序混乱,影响正规开采,造成资源不同程度的破坏和浪费。甘肃厂坝铅锌矿自1986年起,就饱受滥采乱挖之害,非法民采矿点将露天矿下部矿体挖空,造成露天矿采场底部大面积塌陷,矿山被迫停产。1998年经整顿矿区秩序,只好将露天开采改为地下开采,产量大幅度下降。

(3)矿产资源税费较重,制约资源开发

铁矿、有色金属矿的矿产资源税费较重,尤以国有大型矿山企业为甚。例如,金川有色金属公司,不管企业是否盈利,每年都要按规定交纳巨额矿产资源税和矿产资源补偿费,2000年交纳矿产资源税2409万元,矿产资源补偿费527万元,合计近3000万元,平均每吨铜镍精矿金属含量交纳资源税费468元,削弱了企业的自我发展能力,使投资者对开发西部地区矿产资源缺乏积极性。

四、关于西北地区矿产资源开发与可持续发展的几点建议

1.应将矿业作为第一产业,与农业放在同等位置对待

矿产资源是国力的基础,对于经济发展和国家安全具有重要的战略意义。目前我国矿业发展滞后于国民经济的发展,提供资源保障能力下降。2001年我国国内生产总值增长率为7.3%,而矿业产值的增长率为6.9%;矿业产值在国内生产总值中所占比重从过去的6%下降到4.9%。据测算,矿业产值每下降1%,将影响下游产业5%的产值。应将矿业应作为第一产业来看待,将其放在与农牧业发展相同的重要位置。

2.加大西北地区优势矿产资源的开发力度

西北地区的镍、钴、铂族金属、钾盐和稀土、锂、铍、钼等稀有金属资源在国内占有重要地位,是目前我国这些战略性资源产品的重要供应基地。随着经济的发展,国内对上述资源产品的需求还将不断增加,为满足市场需要,应进一步加大西北地区优势矿产资源的开发力度。

国内市场对铜的需求年年上升,而国内铜产量不能满足需求,缺口主要靠进口弥补。2000年进口已经接近国内消费量的60%。目前,内蒙古西部、新疆北部和青藏高原等西部地区,已经发现了铜矿资源的良好前景,形成了发展铜业的坚实基础。所以有必要加快西北地区铜矿资源的勘查和开发准备工作。

3.矿产资源开发要因地制宜,因矿制宜,走规模化道路。

要开发利用西北地区的矿产资源只能依靠科学技术,因地制宜,因矿制宜,创造性地开发适合其资源特点的节水、清洁生产工艺技术,才能取得较好的投资效益,实现合理利用资源。

从西北地区资源开发的实践看,大型骨干企业的节水、防污成效明显优于中小型企业。例如,包头钢铁公司等骨干企业已实现了规模化生产,具有很强的实力,取得节水、防污的成效十分突出,这是小规模开发根本无法做到的。因此,应加强引导,依托西北地区现有骨干企业,联合东部地区有实力的企业组建大型矿业开发企业集团,对西北地区的优势矿产资源进行规模化开发,以达到降低节水、防污投资的目的。

4.有关矿业开发的几项具体政策建议

(1)对矿业应采取低赋税扶植政策

建设矿山投资大、周期长、达产慢,资金难回收、不确定因素多,对开发矿山按现行经济政策执行,存在困难不少,国家对矿业实行低税赋的扶植政策是必要的。建议国家合理下调矿产资源税和矿产资源补偿费税率,并将两者合一。

(2)支持企业加强技术改造,开发节水工艺

利用“国债贴息”、“双高一优”等优惠政策,在财政上支持重点工业企业,如包头钢铁公司、酒泉钢铁公司、新疆八一钢铁公司、甘肃的金川和白银有色金属公司等,以节水和环境治理为目标的进行技术改造。这样一方面可以促进企业发展,另一方面也可以提升水资源利用效率,减少污染,改善环境。

(3)需要立项研究的几项重要环境问题

①甘肃金川有色金属公司的硫资源回收利用问题。

②内蒙古包头钢铁公司的氟污染问题。

③柴达木盐湖提钾后的含镁卤水排回盐湖问题。

④盐湖锂资源的利用技术问题。

⑤新疆雅满苏铁矿是否继续开发的问题。

⑥关于对采用落后工艺的企业关、停、并、转问题。

注:“矿产资源开发”课题全称“西北地区工矿资源开发的用水对策研究”。

课题组组长:李东英(中国工程院院士、原中国有色金属公司常务董事兼科技部主任)。

课题组副组长:胡见义(中国工程院院士、中国石油勘探开发研究院原院长)、邱定蕃(中国工程院院士、北京矿冶研究总院副院长)。

课题组顾问:卢耀如(中国工程院院士、中国地质科学研究院研究员)。

本文根据李东英院士2003年4月11日在中国工程院工程科技论坛上代表“矿产资源开发”课题组就矿产资源部分所作的报告整理而成。

[责任编辑:tuzhi]

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