尾矿规模化利用经济分析与实例

王海军 刘秋晓 徐 鹏

(1.中国国土资源经济研究院，北京 101149；2.中国地质调查局成都地质调查中心，四川 成都 610081；3.万宝矿产有限公司，北京 100054)

尾矿规模化利用经济分析与实例

王海军1刘秋晓2徐 鹏3

(1.中国国土资源经济研究院，北京 101149；2.中国地质调查局成都地质调查中心，四川 成都 610081；3.万宝矿产有限公司，北京 100054)

矿产资源高强度开发带来了尾矿的大量排放。目前，国内尾矿堆存量已超过百亿t。尾矿中含有许多有用组分，特别是早年开采回收的水平低，大量有用组分被视为废物进入了尾矿库。随着经济社会快速发展，采选技术进步和矿产品价格高位运行使尾矿规模化利用成为可能。当前，尾矿规模化利用的关键点集中体现在经济性，需要加强经济分析，为企业开发利用尾矿资源提供参考。为此，通过构建尾矿规模化利用的经济分析模型，验算了国家首批示范基地铜陵有色集团公司尾矿综合利用项目因价格变动，生产由盈利转为亏损的实际情况；得出了当前矿产品价格是影响尾矿规模化利用的决定因素这一结论，建议国家应继续加大对尾矿综合利用的税收和财政政策支持，帮助企业渡过难关，实现尾矿利用的资源效益、经济效益、环境效益和社会效益的有效统一。

尾矿 规模化利用 经济分析 实例

尾矿是指选矿厂在特定的经济技术条件下，将矿石磨细，选取“有用成分”后排放的废弃物，也就是矿石经选别出精矿后剩余的固体废料。尾矿常堆存于尾矿库。随着矿产资源开发利用技术的进步，大量的尾矿可以重新利用。

1 我国尾矿堆存及利用概况

1.1 尾矿堆存情况

改革开放30多a来，矿产资源高强度开发利用在支撑国民经济持续快速发展的同时，也带来了前所未有的资源和环境双重压力。加之受国内低品位、共伴生、难选冶矿产资源较多的特点影响，尾矿作为排放量最多的矿山固体废弃物，近年引发了诸多的环境和安全问题。

据《中国资源综合利用年报(2012)》资料显示，截止2011年底，我国尾矿累计堆存量为120亿t[1]。 2007—2011年，全国共排放尾矿约63亿t，且连续5 a产出量在10亿t以上。其中铁尾矿排放约29亿t，占全国尾矿排放总量的46%；铜尾矿排放约13.6亿t，占22%；黄金尾矿排放约8.7亿t，占14%；其他金属尾矿排放约6亿t，占10%；非金属尾矿排放约5.7亿t，占8%。尾矿含有多种有价元素，回收利用潜力巨大。

1.2 尾矿利用情况

尾矿利用呈逐年增长趋势。2011年我国尾矿产量达15.81亿t，同比增长13.5%；利用量为2.69亿t，同比增长23.1%，有17%的尾矿得到利用，利用增幅高于堆存增幅近10个百分点，说明综合利用在消化当年增量的同时，还在消化减少存量。2012年尾矿产量估计将达16亿t，尾矿综合利用率将比2011年提高约1个百分点，达到18%以上，有望实现《金属尾矿综合利用专项规划(2010—2015年)》提出的到2015年全国尾矿综合利用率到达20%的目标。

尾矿利用潜力巨大。2011年，全国利用尾矿总量为26 877万t，同比增长23.1%；综合利用率为17%，同比提高1.3%。尾矿的用途主要有下列形式：尾矿再选回收有用矿物，用于生产建筑材料，用作充填材料，用作土壤改良剂及微量元素肥料，进行土壤复垦和生态恢复。矿山空场充填是尾矿利用的重要方式，约占尾矿利用总量的53%。金矿山、铜矿山及其他有色和稀贵金属矿山、铁矿山是尾矿充填利用的主力军，分别占尾矿利用总量的18.0%、23.6%和11.4%。其次是尾矿生产建材，占尾矿利用总量的43%。尾矿再选回收占尾矿利用总量的3%(见图1)[2]。未来尾矿利用将继续呈增长态势。尾矿综合利用持续提高的主要驱动力：一是胶结充填采矿技术的推广，产量增长需要充填材料增加；二是新建尾矿库征地越来越困难，成本越来越高。

1.3 尾矿利用存在问题

多年来，我国矿产资源回收利用总体水平比较落后，特别是一些老矿山，早期回收利用水平更低，有大量有用组分进入了尾矿库。但从尾矿综合利用方式占比情况看，尾矿再选回收占比较低，仅为3%(远远小于尾矿生产建材和尾矿充填的比例)。这说明许多有用资源没有得到较好回收利用。为了回收这些宝贵资源，必须加强尾矿再选回收工作(规模化利用)，将有用组分“吃干榨净”后再进行整体利用。

图1 我国尾矿综合利用主要方式及占比情况

2 尾矿规模化利用的涵义及条件

2.1 尾矿规模化利用的涵义

尾矿资源规模化利用，就是将堆存的尾矿资源视为“人工矿床”，利用先进的采、选技术手段，再次回收其中的主成分和共伴生有用组分。

2.2 尾矿规模化利用的条件

2.2.1 自然条件

东方宇轩精研此阵阵法，与侠客岛若归阵互相参详，将偌大的军阵改成三人协作的进攻阵法，前面一人用万花秘笈《武经》中的拳法，中间一个用掌法，后面一个用腿法，三人一体，共同进退，克柔攻坚，遂有无穷的妙用。东方宇轩见三人落落大方，毫无惧意，袁安矮身冲拳如风，上官星雨长身挥掌如雨，李离左右出腿快如闪电，就知道他们过去半年的修习出过汗流过血，能闯过六试绝非侥幸，心下快慰，右手不自觉地就捋上了黑漆漆的长须。

尾矿的大量堆放为尾矿规模化利用提供了基础条件。我国矿产资源的突出特点是低品位、难选冶矿多，再加上受选矿工艺、操作技能等因素的影响，各矿种实际排放的尾矿量总体上都比较大。据《中国资源综合利用年度报告(2012)》数据，2007—2011年，我国尾矿排放量约63亿t。其中，铁矿尾矿排放量近29亿t，铜尾矿排放13.55亿t，其他有色金属尾矿排放近6亿t。

2.2.2 技术条件

采选技术进步是尾矿资源规模化利用的原动力。几十年来，围绕我国选矿及综合利用等方面的问题，中央、地方和企业加大资金投入，开展复杂难利用资源的采选冶技术攻关，不断在铁、铜、铅、锌等矿产选矿与综合利用方面取得新进展，使得大量的低品位、难选冶及尾矿等非传统矿产正由潜在的资源转化为现实的可利用的经济资源。如细磨—细筛—磁选、粗粒抛尾、细筛—磁选—反浮选等工艺技术的应用，使铁矿的精矿品位和回收率达到了较高水平；采用高效浮选新药剂、分支串流浮选、电化学控制浮选技术以及闪速浮选工艺等，提高了有色金属矿分选效率；选矿-拜耳法的工业应用，使我国大量铝硅比小于5的铝土矿资源获得充分利用；黄金堆浸技术的采用，大大降低了金矿工业品位和生产成本。

2.2.3 经济条件

矿产品价格高位运行为尾矿规模化利用提供经济可能。10多a来，全球经济快速发展带动各国对矿产资源的需求大幅增加，矿产品价格也随之攀升。特别是新兴经济体和发展中国家对资源需求依然高涨，一度推动原材料价格不断走高，这为尾矿规模化开发提供了良好的历史机遇。如我国铁尾矿中一般仍含铁8%～12%，如按全国现有铁尾矿30亿t估算，铁资源量仍有2亿t～4亿t，如果能回收其中的50%，则可获得1亿t～2亿t铁金属。以铁精矿价格1 000元/t计算，开展尾矿资源回收利用可以带来1 000亿元～2 000亿元的经济收益，此外，还将有效解决社会投资、就业和环境等问题，带来巨大的社会效益。

3 尾矿规模化利用的地位

尾矿规模化利用是资源循环利用的关键环节(见图2我国尾矿综合利用流程)。它集中体现了循环经济“减量化、再利用”的原则。20世纪70年代以来，前苏联和东欧等国家针对尾矿资源的特点，开展选冶新工艺和新设备的研究，建立了一批二次选矿厂，从尾矿中再选了大量有用组分。2012年，我国也出台《“十二五”节能环保产业发展规划》，资源综合利用被明确列为除节能和环保产业之外的3大重点支持板块之一。规划提出，到2015年，国内大宗工业固废平均综合利用率将达50%，比2010年提高10个百分点；同时，将出台示范项目政策，推动产业规模化发展。尾矿和赤泥利用率到“十二五”均达20%以上。这将为尾矿规模化利用提供广泛前景和巨大的发展空间。

图2 我国尾矿综合利用流程

特别指出的是，尾矿规模化利用不是尾矿利用的最终目标，尽管可以从尾矿中回选有用组分，但这些组分总还是少数，剩下的无再选价值的尾矿还是占很大的比例，因此整体利用这些体积庞大的最终尾矿是尾矿开发利用的重要方向，也将是尾矿综合利用未来发展的主要方向。

4 尾矿规模化利用的模型构建及实例

随着选矿技术不断提高及尾矿资源利用针对性技术获得破解之后，尤其是在矿产品价格高位运行的时候，尾矿资源开发利用的关键点就集中体现到经济问题上。为此，在尾矿库资源利用的采、选、冶技术已解决的前提下，构建尾矿规模化开发的经济分析模型，为企业开发利用尾矿资源提供一定的借鉴。

4.1 构建模型

通过实地调研等方式收集和整理矿山的精矿价格、尾矿的品位和尾矿资源堆存量等相关数据，从经济的角度分析得出尾矿规模化开发利用的最低资源存量必须满足下述2个条件。

(1)开发利用尾矿资源的总费用应不高于利用相应储量自然矿床的总费用：

(1)

其中，Qm为尾矿资源存量，t；εm为尾矿采矿回收率，%；ρ为尾矿采矿贫化率，%；cP为利用自然矿床入选矿石每吨平均总费用(从开采至选矿的费用)，元/t；∑cW为回收尾矿中有用组分的总费用，元。

当上式为等号时即为最低尾矿资源存量，令其为Q0，则：

(2)

(2)每吨尾矿资源的产值不低于自然矿床开发每吨平均费用：

(3)

其中，α为尾矿资源有用组分平均品位(即平均入选品位)，%；β为精矿品位，%；εp为选矿回收率，%；λ为精矿售价，元/t；其他符号同(2)式。

显然，当上式取等号时，可算出尾矿最低平均入选品位，令其为α0，则：

(4)

根据盈亏平衡原理，即保证开采尾矿资源不亏本，建立尾矿资源存量最小规模关系式：

(5)

其中，q0为尾矿资源最小工业储量。

尾矿进入选矿厂回选，其过程可以简单模型化理解为将矿石从堆矿厂搬运到选矿厂进行选矿，认为尾矿资源全部回收，基本不存在贫化问题，取ρ=0,εm=100%。所以将(5)式简化为

(6)

在实际工作中，以α0来确定最小开采品位，并计算出尾矿中有用组分储量q，当q>q0，则该尾矿库具有可采的经济性，否则不具有开采的经济性。

4.2 铜尾矿规模化利用的实例

铜陵有色金属集团公司是以有色金属采选、冶炼、加工为主业的上市公司。部分矿山是新中国成立后第一批恢复开采的铜矿山。经过多年的发展，形成响水冲尾矿库、章家谷尾矿库、林冲尾矿库、相思谷尾矿库、水木冲尾矿库、禅冲尾矿库、刘家洼尾矿库、铜牛井尾矿库等8座尾矿库，共堆存尾矿2 230万m3，长期以来对安全和生态环境构成威胁。其中响水冲尾矿库、章家谷尾矿库、林冲尾矿库(3座尾矿库总共堆存尾矿910万m3)尾砂中含有铜、铁、硫等有用元素未得到充分利用(见表1)，回收利用潜力巨大。

表1 铜陵有色公司尾矿库中有用组分含量分布情况

注：资料来源为安徽省铜陵有色金属资源综合利用示范基地建设总体规划。

2011年，铜陵有色集团为推进有色金属综合利用的规模化、产业化发展，成为国家首批40个示范基地之一。该公司针对矿山产生大量尾砂，设立了铜陵有色金属集团股份有限公司尾矿资源综合利用项目。即采用磁选、化学浸出和再磨浮选技术进行选别，综合回收尾矿库中有价金属，选别后的二次尾砂进行井下空区和露天采坑充填；对于过量尾砂，则制成建材；对不再开采矿山，全部实现全尾充填。2015年规划的总体目标是：共采出尾矿1 183.5万t，生产出铁精矿(60%)66.62万t，硫精矿(32%～35%)51.8万t，充填井下空区和和露天采坑710万m3，复垦土地50.9 hm2(763亩)；生产含铜20%的铜精矿约2.8万t/a，铜金属量约0.56万t/a。

该项目分2个阶段进行。第一阶段(2011—2015年)：对尾矿中含有有价元素的响水冲、章家谷和林冲3座尾矿库进行水力采砂，采出的尾矿砂经再选后最大限度地回收其中有价元素，再选后的尾砂用于充填井下采空区，以治理井下空区和露天采坑安全隐患；采砂结束后，推平基础坝，拆除溢流井，并修建库区的排水系统和进行库区复垦，基本恢复原始地形地貌。第二阶段(2016—2020年)：对尾矿中含有价元素较少的相思谷尾矿库、水木冲尾矿库、禅冲尾矿库、刘家洼尾矿库、铜牛井尾矿库进行水力采砂，采出的尾砂采用新技术加工后，生产建筑材料、有机肥料和金属、非金属制品。

根据铜陵有色尾矿综合利用项目的生产实际，以铜金属存量对构建模型进行验算。选取铜精矿品位为20%，选矿回收率为80%，2012年铜精矿价格约为40 000元/t，项目总费用为28 185万元，计算最小有用组分存量q0≈2万t。铜陵有色公司的响水冲尾矿库、章家谷尾矿库、林冲尾矿库3座尾矿库有用组分铜的存量合计达到2.7万t>2万t，加之同时回收铁精矿和硫精矿，所以开发利用的经济性比较明显(见表2)。通过示范基地建设，截止2012年底共采出尾矿157.5万t，生产粗铁精矿(60%)8.4万t，硫精矿(32%～35%)3.89万t，充填井下空区和露天采矿37.3万m3，生产含铜20%的铜精矿约7 125 t/a，铜金属量约1 425 t/a。通过尾砂再利用，使资源得到最大程度利用，消除了矿山采空区和尾矿库的安全隐患，矿区生态环境得以恢复。到目前为止，已恢复133.3 hm2(2 000亩)的土地。第一阶段的目标顺利开展，复垦土地目标已超额完成。

表2 铜陵有色公司铜尾矿经济分析

然而，受国内外宏观经济影响，当前铜精矿价格大幅回落至15 000元/t，该项目开发利用的经济性发生了变化。计算q0≈5万t，远远大于现在尾矿库有用组分存量2.7万t。所以在当前15 000元/t的价格水平下铜陵有色公司的尾矿综合利用项目是不经济的。

5 结 论

(1)矿产品价格是影响尾矿规模化利用的决定因素。2013年以来，随着铜精矿价格大幅回落，铜陵有色集团公司尾矿综合利用项目的开发已从盈利转为亏损，项目的工程进度受到很大影响。

(2)建议尾矿规模化利用产品销售增值税减免50%～70%。我国尾矿综合利用潜力巨大，应参照《关于再生资源增值税政策的通知》(财税[2008]157号)规定(先征后退50%或70%)，特别要在经济不景气或价格回落时加大对企业的税收支持力度，帮助企业度过难关。建议对销售尾矿规模化利用(再选回收)产品的增值税减免50%～70%，同时继续给予或加大对示范基地此类项目的支持力度，提高企业利用尾矿的积极性，实现尾矿利用的资源效益、经济效益、环境效益和社会效益的统一。

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(责任编辑 徐志宏)

Economic Analysis and Cases of Large-scale Utilization of Tailings

Wang Haijun1Liu Qiuxiao2Xu Peng3

(1.ChineseAcademyofLandandResourceEconomics，Beijing101149，China；2.ChengduCenterofChinaGedogicalSurvey,Chengdu610081,China;3.WanbaoMiningLtd.，Beijing100054，China)

Huge exploitation of mineral resources results in amounts of discharged tailings.At present，the stock tailings are over ten billion tons in quantity.There are many useful compositions in tailings.Especially in the early years，large quantity of useful tailings were treated as wastes and flowed into tailings pond due to the lower recovery.With the rapid development of economic society，technical progress on mining and concentration process and high price level running of mineral products make large-scale utilization of tailings possible.Now，the key point of large-scale utilization of tailings is the economical efficiency，and more attention should be paid on economic analysis in order to provide a reference for utilization of tailings resources for mining companies.Therefore，an economic model for large scale utilization of tailings was built to testify the conversion of profit-loss of the tailings comprehensive utilization project，which belongs to Tongling Non-ferrous Metals Group Co.，Ltd.，one of Chinese first batch demonstration base，due to the price falling of mineral product.The conclusion is that present price of mineral products is the critical factor of determining large-scale utilization of tailings.It is suggested that Chinese government should continue to give support on taxes and fiscal policy concerned to tailings utilization，to help companies to overcome the difficulties and to realize the effective integration of natural benefit，economic benefit，environmental benefit，and social benefit in the industry of tailings utilization.

Tailings，Large-scale utilization，Economic analysis，Case

2014-04-26

国土资源部2011年地质大调查项目(编号：1212011120359)。

王海军(1974—)，女，硕士，副研究员。

F407.1

A

1001-1250(2014)-097-147-05