锰尾矿资源循环利用分析与环境评价

锰尾矿资源循环利用分析与环境 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 1 ,3 1 1 2 王星敏,李 虹,夏 蓉,徐龙君(1 . 重庆工商大学 ,重庆 400067 ;2 . 重庆大学 西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室 ,重庆 400033 ; )3 . 重庆高校催化理论与应用技术市级重点实验室 ,重庆 400067 摘要 :通过分析我国锰资源分布及锰矿产业发展现状 ,预测未来 10 年我国锰尾矿排放量 。通过分析评价重庆市秀山 、城口锰尾矿对区域生态环境的影响 ,提出锰尾矿循环利用途径及可产生的效益 ,归纳出锰资源可持续发展的三点建议 。 关键词 :锰尾矿资源 ;循环利用 ;环境评价 () 中图分类号 : P618. 32 ; X757 ,X820. 3文献标志码 :A文章编号 :1005 - 8141 201207 - 0616 - 03 Recycling Analysis and Environmental Assessment with Manganese Ta ilings 1 ,2 1 1 2WANG Xing - min,L I Hong,XIA Rong,XU long - jun (1. College of Environmental and Biological Engineering ,Chongqing Technology and Business University ,Chongqing 400067 ,China ; 2. College of Resources and Environmental Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400033 ,China ; )3. Key Laboratory of Catalysis Science and Technology of Chongqing Education Commission ,Chongqing 400067 ,China Abstract :Analyzing manganese ore resources distribution and its industry development ,the emissions of manganese tailings in the next 10 years were forecast . And assessing the effects of regional eco - environment in Xiushan and Chengkou of Chongqing ,the recycling way and benefit on man2 ganese tailings were point out . In addition ,it summarized the three suggestions about manganese resources sustainable development . Key words :manganese tailings resources ; recycling ;environmental assessment 1 锰尾矿是锰矸石和锰废渣的统称 。锰尾矿的资1 我国锰资源分布及锰矿产业发展源循环利用不仅涉及锰资源的可持续开发 ,还与生产 我国锰资源丰富 ,总量占世界第四位 。截止 2007企业环保减排有关 ,现已逐步成为锰产业健康发展 、降 年 ,己累计查明我国锰矿资源储量为 79293 . 5 万 t ,其 低成本的重要环节 。目前 ,大多数国家 ,如德国至少已 ( ) 中基础储量 22443 . 7 万 t 储量为 12714 . 1 万 t,资源 完成新一轮重点矿山尾矿资源和环境的综合勘查评价 3 量为 56849 . 8 万 t ,占全世界锰矿的 5 %。重庆锰矿 工作 ,并对尾矿的物理性质和化学性质进行了分析 。 资源储量居全国第二位 ,主要分布在秀山 、城口等县 。 我国锰矿山虽多 ,但目前开展尾矿综合利用的矿山数 目甚少 ,且往往是单一元素回收 ,没有达到综合利用的 锰和锰的化合物是冶金 、航天 、化工 、建材等工业2 4 目标 。乐毅通过对我国锰矿资源可持续开发利用能 部门的关键基础材料,在我国经济建设中用途广泛 。力的综合评价 ,指出当前我国锰矿资源开发利用处于 约 90 % —95 %用于钢铁工业领域 , 约 10 % —5 %用于可持续发展较弱状态 ,形势严峻 。锰矿资源安全及可 化学工业 、轻工业 、建材工业 、国防工业 、电子工业 ,以 持续开发利用成为目前社会高度关注的热点问题之 及环境保护和农牧业等 。随着我国钢铁行业的快速发 一 。 展 ,国内对锰资源的需求不断增加 ,加速了锰产业的迅锰矿资源循环利用既有技术瓶颈制约的原因 ,也 存在经济效益等因素的限制 。通过资源评价和综合循 猛发展 。2008 年我国进口锰矿达到 758 . 1 万 t ,比 2007环利用 ,既可有效延长矿产资源保有量 ,又可减轻环境 年增长了 14 . 3 % 。我国已成为世界上最大锰矿进口压力 ,维护生态平衡 ,还可提高矿产资源副产品的经济 5 国,而矿产经济也成为区域经济发展支柱产业之一 。附加值 。基于此 ,从资源可持续发展角度出发 ,合理开 如重庆市城口县 2004 年锰产业总产值占全县工业总发利用矿产资源 ,实现矿产资源的最优耗竭具有重要 产值的 88 % ;锰产品出口创汇 1560 万美元 ,从业人员 而深远的现实意义 。 近 2 万人 。 2 锰矿产业发展与环境评价 2 . 1 锰矿产业快速发展引发锰尾矿资源囤积 我国锰 收稿日期 :2012 - 05 - 27 ;修订日期 :2012 - 06 - 13消费量与钢产量之比约为 316 % —4 % ,略 ( 基金项目 :教育部 2009 人文社会科学研究项目编号 : 高于世界平均水平 ,锰尾矿随着成品矿的消耗随之增) 09 YJAZH108。 2 6 () 第一作者简介 :王星敏1975 - ,女 ,重庆市人 ,博士 ,副教授 ,主要 ( ) 多 。乐毅 采用灰色模型 GM预测未来 10 年我国从事固体废弃物资源化开发与资源化利用研究。 钢铁产量 :如按当前锰矿平均品位 22 %推算 , 每吨钢 9 采用多级加权求和方法分析计算锰矿产业发展效47 . 0kg 。按公式锰尾矿量 = 原矿生产至少消耗成品矿 - 1益 ,获得锰矿产业经济效益 、生态环境质量等方面的发 () 处理量 ×1 - 实际选矿比 推算我国未来 10 年锰矿 7展指数 ,见图 1 。 石需求及锰尾矿排放量 。式中 ,实际选矿比按2 . 04 () 近似代替 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。由表 1 可知 ,在 GM 模型下 ,预测我 ( 国未来 10 年锰矿石需求量为 3617 万 t/ a 折合金属锰 ) 795 万 t/ a,锰尾矿产生量为 18446 . 898 万 t/ a 。 锰矿 产业快速发展促进了经济的快速增长 ,但锰 尾矿的囤积也加大了锰资源的闲置和丢损 ,造成工业 原料的浪费 。如在电解锰生产过程中 ,每生产 1t 电解 8 1 重庆市秀山 、城口县锰矿产业发展效益指数图 金属锰需消耗锰矿石 7 —8t , 产生电解锰渣 5 —6t 。 由图 1 评价指数可知 ,秀山县 、城口县锰矿产业发 目前 ,仅电解锰废渣全国就囤积了约 2000 万 t ,如按电 展效益指数偏高 ,均处于较高的发展水平 ,这符合当地 解锰渣中可利用锰含量为 1 % —3 %计算 ,被丢弃或流支柱产业的实际情况 。而在生态环境质量指数逐渐减 损的锰资源约为 20 —60 万 t 。如不提高锰矿石的选矿 少的同时 ,锰矿产业协调度逐渐提高 ,说明重庆市锰矿 产业发展对生态环境的依赖性呈逐渐下降趋势 。发展 技术 ,加强锰尾矿的开发利用 ,随着锰尾矿量的增加 , 循环经济 、建设生态园区 、推行绿色产业 ,可逐渐降低 引发的环境和生态问题将会越来越多 。 对生态环境的破坏 ,但还需关注资源存量与锰矿产业 表 1 未来 10 年我国锰矿石需求量和锰尾矿产生量 可持续发展的后续问题 。 钢铁产量 锰金属含量 锰矿石需求量 锰尾矿产生量 年份(((())))预测值预测值预测值预测值亿 t 万 t 万 t 万 t 2012 5. 808 601. 11 82732 35.5 1393 50.1 2013 6. 019 623. 00 82831 85.5 1444 24.6 2014 6. 239 64568. 5 2934 93.2 1496 81.5 3 锰尾矿全量化利用途径及效益分析2015 6. 466 66919. 0 3041 77.3 1551 30.4 2016 6. 701 693. 55 43152 51.8 1607 78.4 3 . 1 锰尾矿中主要化学元素组成 分析检测锰尾矿中2017 6. 945 718. 80 83267 30.9 1666 32.8 主要化学元素 ,其中电解锰渣 2018 7. 198 74497. 2 3386 23.6 1726 98.1 2019 7. 460 77208. 9 3509 49.5 1789 84.3 取自重庆市秀山某电解锰厂 ,低品位锰矿石样采于重 2020 7. 731 800. 20 03637 27.3 1855 00.9 庆市秀山某锰矿 。经检测 ,锰尾矿含有 SiO、Fe 、Al 、Ca 2021 8. 013 829. 33 53769 70.5 1922 54.9 2 2022 8. 305 859. 52 63906 93.6 1992 53.8 以及微量 P 、Mg 、Sr 、Ni 、Zn 、Cu 、Co 、Rb 等 ,部分主要元素 锰尾矿囤积导致矿区生态环境不断恶化2 . 2 含量见表 2 。 随着矿产资源的大规模开采与利用 ,矿区环境系 表 2 锰尾矿化学组成 统受到影响和破坏 ,大量锰尾矿引发的生态环境问题 ( ) ( )( )( )( )SiO% %%%来源Mn Fe Al P% 2 也日益严重 。主要表现在 : ?锰尾矿中有害元素污染 电解锰渣3. 60 42 .30 2. 81 2. 00 0. 24 16 .04 39 .73 3. 99 7. 80 0. 20 锰矸石环境 。由于废渣的长期囤积 ,一些有害元素通过土层 渗透 ,进入地表水和地下水 ,形成难降解和难以处理的 3 . 2 锰尾矿全量化利用助推区域经济良性发展污染源 ,可使河流生物绝迹 ,地下水资源报废 ,危害人 由表 2 可知 ,随着我国电解锰行业生产技术的提 体健康 。 ?破坏区域生态 。由于矿土缺乏营养物质 , 升 ,增强利用电解锰渣中的锰 ,但锰尾矿中还有可开发 且锰 、铁等重金属含量过高会对植物根系产生毒害 ,延 高附加值产品的原料 。如回收锰可制备软磁铁氧体材 长废弃地的植被自然恢复时间 ,同时造成生物迁徙受 料 MnO、高磁导率锌锰铁氧体 、新型层状锰酸锂材料 34 阻隔 ,生物多样性降低 。 ?破坏土地资源 。大量锰尾 矿锰渣堆积在田野山间无法处理 ,不仅占用农业耕地 , 和新型 AlMnSi 、AlMnTiSi 合金等 。软磁铁氧体材料是 还诱发泥石流等地质灾害 。 ?引发其他社会问题 。矿 电子工业及信息产业的一种重要基础材料 ,也是衡量 废渣的囤积 ,增加企业征用土地和场地处置等费用而 10 一个国家经济发达程度的标志之一。尾矿中 Ni 、增加生产成本 ,并大量占用农业耕地 ,激化企业与居民 Cu 、Co 等重金属离子可通过湿法冶炼等方式进行资源之间的矛盾 。 化回收和全量化利用 。回收的硫酸盐还可制备成硫酸 2 . 3 锰矿产业发展的生态环境能力评析 利用锰资源镍 、硫酸镁等 ,剩余锰渣可制成建材产品 。这些产品广 促进经济快速发展的同时 ,除锰资源 泛应用于化工 、高新技术产业 、机械 、新材料等领域 ,并利用效率与产业效益之间的关系外 ,还存在资源存量 发挥重要作用 。目前 ,部分锰产品市场售价见表 3 。对环境的胁迫博弈关系 。以重庆秀山县 、城口县为例 , ( )表 3 回收锰制备部分产品市场售价 万元/ t MnOAlMnS i 电解锰锰铁氧体硫化锰硫酸镍34 1. 3 1. 2 - 1. 7 0. 7 - 1. 0 2. 0 10 4. 2 用可提高矿产资源的经济价值 ,减少废弃物对环境容展 ,在合理开发利用矿产资源的同时 ,还需开展锰矿产 量的负荷 ,促进社区生态 、环境和社会的和谐发展 。如,扩大可利用尾矿资源范围 ,资源综合性实验研究工作 按每年消减 20 万 t 锰尾矿计算 ,可节约废渣排放费用提升回收率和开发度 。这对锰矿产资源循环利用和优 2 2300 万元 ,节约土地 15 . 33hm。锰尾矿全量化利用还 化配置具有深远而重要的现实意义 。 可延长矿区锰产业链 ,解决矿区的剩余劳动力 ,提高矿 参考文献 :区居民的收入 。此外 ,在降低锰矿废水中的氨氮 、锰 、 1 周正国. 锰尾矿对环境的影响及其资源化利用研究D . 重庆 : 重庆汞 、砷对地下水资源等生态环境污染的同时 ,还能减少 大学 ,2009 . 因锰资源开发引起的企业与居民之间的矛盾 。乐毅. 锰资源经济利用与安全保障评价体系研究D . 武汉 : 武汉理 2 工大学 ,2009 . 李赋屏 ,朱国才 ,田君. 锰尾矿中锰的浸出条件优化及机理研究J . 4 锰资源可持续发展建议3 () 矿产与地质 ,2005 ,19 1?93 - 96 . 严旺生. 中国锰矿资源与富锰渣产业的发展 J . 中国锰业 , 2008 , 2 4 . 1 合理 、适度开采锰矿资源 为了提高锰资源对我() 1?7 - 11 . 4 国经济快速发展的战略支 国土资源部矿产开发管理司. 中国矿产资源主要矿种开发利用水平 撑 ,依据资源状况和市场需求 ,以可持续发展的战略眼 与政策建议M. 北京 :冶金工业出版社 ,2002?25 - 45 . 5 刘思峰 ,郭天榜 ,党耀国. 灰色系统理论及其应用M . 北京 : 科学出 光控制好发展速度 ,实施总量控制 。在矿产开发企业 版社 ,1999?102 - 134 . 布局时 ,既考虑资源和电力供应能力 ,还要考虑环境承 6 翁启浩. 利用 ShP - 2000 磁选机优化选别碳酸锰矿的实践J . 中国 () 锰业 ,2000 ,18 2?25 - 27 . 载能力 ,加快改进锰选矿技术 ,提高可利用锰品位 。 宋静静 ,张萍. 低品位氧化锰矿中锰的还原回收J . 河北化工 ,2010 , 7 4 . 2 开展锰尾矿综合利用和环境勘查评价() 33 5?44 - 46 . 矿产资源可持续利用是社会经济可持续发展的重 刘法宪 ,重庆市锰矿产业发展研究D . 北京 :中国地质大学 ,2011 . 8 要组成和前提条件 ,也是矿区经济 、生态环境可持续发 展的核心问题 。在现有国内外研究基础上 ,兼顾废弃 9 10 Pathak T K ,Vasoya N H ,Lakhani V K. Structural and Magnetic Phase Evo2 资源对生态环境的影响 ,开展锰尾矿综合利用和环境 lution Study on Needle - shaped Nanoparticles of Magnesium Ferrite J . Ce 2 综合勘查评价 ,分析尾矿物理性质和化学性质 ,并建立 () ram Int ,2010 , 36?275 - 281 . 相关数据库 ,为各部门提供资料支撑 。 () 上接第 595 页的能源利用效率和余热回收利用技术 ,实现生产过程 ( ) 中的减量化 。CF槽类型 i 的缺省排放因子 0 . 4kg CF/ tAl ; EF4 4C F ,i2 6 ( 为 CF槽技术类型 i 的缺省排放因子 0 . 04kg CF/ 2 6 2 6 参考文献 :) ( ) tAl;MP为槽技术类型 i 的金属产量 tAl 。由上可 i 1 中华人民共和国气候变化初始国家信息通报R . 北京 : 中国 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 出知 ,2007 年我国电解铝生产产生的温室气体排放量为 版社 ,2004?11 . 22543 万 t CO。国家发展和改革委员会. 中国应对气候变化国家 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 R . 2007 ?6 . 2 2 美国橡树岭国家实验室 CO信息分析中心EB . http :/ / cdiac . ornl . 2 3 gov/ . 2007 - 05 - 01/ 2007 - 06 - 01 . 4 讨论与建议 范顺科 ,赵永善. 有效实施能耗限额标准 ,推动有色金属工业节能工4 我国温室气体减排任重而道远 ,低碳技术发展亟 () 作J . 中国环保频道 ,2008 , 3?15 - 17 . 中国能源网EB/ OL . http :/ / www. china5e . com/ kb/ kbshow. aspx ? kbid 需提高 。具体到各个行业的温室气体核算 ,又有不同 5 = e5db81cc - 1ab3 - 4e3 - a16a - 9b458b9b1a68 . 中国科学院可持续发的节能减排重点 。各行业在遵守国家节能减排政策方 展战略研究组. 2009 中国可持续发展战略 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 M. 北京 :科学出版针时 ,要根据本行业的生产和销售情况制定有特色的 社 ,2009 . 6 WangYanjia ,William Chandler . The Chinese Nonferrous Metals Industry ——— 措施 。在计算方法上 ,实测法是最为准确的方法 ,规模 () Energy Use and COEmissionsJ . Energy Policy ,2009 , 34?2 - 12 . 国家2 7 较小时可采用 。在一般情况下 ,根据各个国家和地区 发展和改革委员会气候变化对策协调小组办公室. 2007 中国区 域电 网基准线排放因子R . 中国清洁发展机制网 ,2007 . 统计数据的不同 ,采用不同的方法 。同时 ,该方面的差 8 异对我国现阶段数据的统计提出了一定的要求 。面临 节能减排压力 ,有色金属行业应根据自身特点降低原 料开采和运输过程中的燃料消耗 ,提高各个生产环节