河南能源四个一发展思路研究论文

能源未来的发展之路 能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。“能源”这一术语，过去人们谈论得很少，正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天，国际能源安全已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。 能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型。按来源分为3类：地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。 ①来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）。除直接辐射外，并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。 中国目前的能源利用困难主要表现为：能源资源总量比较丰富但人均能源资源拥有量较低；能源资源赋存分布不均衡；能源资源开发难度较大；资源约束突出，能源效率偏低；能源消费以煤为主，环境压力加大；市场体系不完善，应急能力有待加强等。 因此开发新能源是能源发展的必要途径，而在我看来在开发新能源当中，核能应重点开发；理由如下： 一，由人类研究核的发展历程来看，核由难以被人发现的不可再分粒子演变成可以释放巨大能量的核反应堆，这说明每一个阶段的科学家都在埋头于发现核的秘密，从另一个角度看，核能越来越重要了。 二，核能之所以受到科学家的关注，不仅是因为人类的能源缺乏，更重要的是核能本身的巨大能量，如我们看到的太阳就是通过核聚变释放能量的，甚至我们现在利用的化石能源都是来自太阳内部的核聚变！ 三，核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。 四，核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 五，核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。 六，核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。 七，核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。 基于以上的优点，在当下每一个国家都在大学设立了相关的课题研究核能；在我国，几所著名大学如北大，清华，浙大，中大等大学都设立了和工程与核技术专业；这再一次证明了核能就是能源未来的发展！ 然而，我认为使核能不能成为目前的主要能源的原因主要是： 1.核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。 2.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。 3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。 7.核能的释放主要通过裂核反应和热核反应（即核反应堆），但是热核反应是要利用裂核反应来实现的，而裂核反应是需要不稳定的重核，不稳定的重核主要是铀-235，这是一种很稀小资源！所以在资源方面也造成了一定的困难。 8.核技术的难度极高，所以需要尖端的技术人才，这也是一个困难。 总的来说，能源未来的发展之路即使很模糊，但这就像法拉第当年发现电磁感应定律一样，核能的未来将是不可估计的巨大！

摘要：矿产资源是不可再生资源，具有消耗不可逆性。传统矿产资源开发利用是高消耗、高能耗、高污染的粗放型开发利用方式，对资源和生态环境造成巨大的浪费和破坏。矿业开发必须尽快告别传统的利用模式，走循环经济之路。本文从循环经济的基本原则出发，结合河南省矿产资源的实际，从矿产资源勘查、开采、选冶、废弃物利用及矿业产品循环等方面，探讨了实现河南省矿业循环经济的技术思路。

关键词：矿产资源；河南矿业；循环经济

一、引 言

矿产资源是不可再生资源，具有消耗不可逆性。近年来，随着我国经济发展的持续快速增长，资源的快速消耗致使查明可利用矿产资源日益减少，资源已成为制约经济可持续发展的瓶颈。有关研究表明，已探明储量的45种主要矿产到2010年只有23种可以保证需求，到2020年下降为6种，国民经济发展赖以支撑的铁、铜、铬、铂、钴、镍、铅、锌等矿的查明资源储量严重不足，没有新增储量的情况下，这些有限的资源远远不能满足未来20年国民经济发展的需求。

如何合理有效地利用这些有限的资源，是关系到我国国民经济可持续发展的重要问题。然而，目前的资源利用情况令人堪忧。据统计，我国共伴生矿产资源综合利用率不到20%，矿产资源总回收率只有30%，而国外先进水平平均在50%以上，差距分别为30和20个百分点。如果矿产资源开发利用继续沿用传统高消耗、高能耗、高污染的粗放型开发利用方式，必然对我国现有的资源和生态环境造成更大的浪费和破坏，严重阻碍我国国民经济的健康发展。为从根本上解决这一深层次矛盾，矿业开发必须尽快告别传统的利用模式，走循环经济之路，实现矿业循环经济。矿业循环经济不仅可以充分利用和有效保护矿产资源，实现矿业经济的可持续发展，同时也有利于保护环境，维护生态平衡，对促进我国经济增长由粗放型向集约型转变，实现资源优化配置和可持续发展都具有重要意义，具有很高的社会效益、生态环境效益。

既然矿产资源是不可再生资源，其开发利用具有不可逆性，怎样才能实现矿业开发的循环经济之路?作为矿产资源开发利用大省的河南如何在矿产资源勘查、开发、利用过程中贯穿循环经济的思想?基于这些问题的思考，本文从循环经济的基本原则出发，结合河南省矿产资源的实际，探讨实现河南省矿业循环经济的技术思路。

二、循环经济

“循环经济”是由美国经济学家K.鲍尔丁在20世纪60年代提出的，指在人、自然资源和科学技术的大系统内，在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中，把传统的依赖资源消耗的经济增长方式，转变为生态型资源循环的经济发展方式。传统工业社会的经济发展是一种物质单向流动的线性经济，即“资源——生产——消费——废弃物排放”，经济增长主要依靠高强度地消耗资源以及破坏生态环境为代价。循环经济则依据生态学规律，将人类经济活动组织成为“资源——生产——消费——再生资源”的反馈循环式流程，实现“低开采、高利用、低排放”，最大限度地利用进入生产和消费系统的物质和能量，提高经济运行的质量和效益，达到经济发展与节约资源、保护环境相协调并且符合可持续发展战略的目标。

循环经济的核心是要求资源利用全过程中遵循“3R”原则：减量化（Reduce）原则，在生产的投入端尽可能少地输入资源；再使用（Reuse）原则，最大限度地减少废弃物排放，使废弃物资源化、无害化；再循环（Recycle）原则，实现资源产品再循环，尽可能提高资源产品的循环使用效率。

三、矿产资源勘查、开发过程中的循环经济

根据循环经济的“3R”原则，实现矿业开发循环经济需要从减量、再使用、再循环三个方面入手。如何实现矿产资源的减量、再使用、再循环?实现矿业开发循环经济，必须从矿产资源的勘查、开发及后开发阶段全面执行循环经济思想。即矿业的起始开始至矿产品形成的全过程贯彻循环经济的“3R”原则。

矿业经济是矿产资源的勘查、开发过程中形成的经济。矿产资源的勘查、开发既是一个复杂的有风险的投资的过程，又是一个消耗资源的过程。勘查阶段是发现、认知矿产资源阶段，需要有大量的人力资源、物质资源及资金的投入，同时也极具风险性，因此，应力求投入减量化。勘查过程中对共伴生矿产或赋存关系密切的矿产进行多目标综合勘查，可以避免同一地域的勘查多次重复投入。因此，减量化原则在这一阶段对勘查投入的减量化有着重要意义；开发阶段是消耗矿产资源的主要阶段，为实现减量化目标，从提高开采及利用的技术水平入手，提高开采回采率、选矿回收率和综合利用率，充分利用低品位矿产和伴生的有益组分，实现开采减量而利用量并未降低的目标，从而实现开发阶段的循环经济。

四、矿业循环经济的技术思路

（一）矿产资源勘查的减量化

矿产资源勘查是发现矿床并查明其中的矿体分布、矿产种类、质量、数量、开采利用条件、技术经济评价及应用前景等，满足国家建设或矿山企业需要的全部地质勘查工作。矿产资源埋藏于地下，具有稀少、隐蔽、复杂等特点，其勘查过程常常需要采用地质填图、物探、化探、遥感地质等方法，应用钻探、坑探等技术手段，需要进行测量、编录、取样、化验、实验、储量计算、技术经济评价和可行性研究等工作，需要大量的人力、物力和资金投入，且一个矿产资源地的发现、查明到开发需要经过很长的周期。因而，矿产资源勘查是一项极具风险的工作。由此可见，在矿产资源勘查阶段就开始贯彻循环经济的原则十分重要。

为遵循减量化原则，首先，应减少不必要的投入，根据矿种稀缺程度的不同，优先安排社会经济中长期发展中急需的稀缺程度高的矿种进行勘查。其次，根据河南省矿产资源共伴生矿产较多的赋存特点，在勘查过程中应遵循循环经济的减量化原则，同一探矿权范围内应力求多目标立体勘查。如金矿权分布范围内，除赋存金矿外，还可能有其他矿种，如铅锌矿、银矿、钼矿等共生。根据目前的探矿权设置政策，探矿权人在勘查过程中主要是针对勘查矿种的勘查，这种勘查行为不符合循环经济的减量化原则。应制定相关政策允许其他矿种的勘查，做到事半功倍的效果。

（二）矿产资源开发利用的减量化

矿产资源开发利用主要是对查明矿产资源的开发利用，因而，对查明矿产资源的最大化利用实际上是实现开发利用过程中消耗资源储量减量化，矿产资源的最大化利用的主要技术途径是提高开采技术、选冶技术和综合利用技术。

1.开采过程的减量化

目前，我省矿产资源开发利用过程中，普遍存在采矿回采率较低的现象。提高采矿回采率是消耗查明资源储量减量化、提高资源利用率的首要前提。提高采矿回采率途径，除通过政府加强管理解决外，通过提高采矿技术水平解决提高采矿回采率的科学途径。

煤矿、铝土矿的开发利用在河南省的矿业开发中占有非常重要的地位，提高煤矿、铝土矿的采矿回采率，提高查明煤矿、铝土矿资源储量的利用程度是实现河南省矿业循环经济的重要内容。

河南省铝土矿回采率低，造成了查明铝土矿资源的极大浪费。资源浪费的根本原因，在于矿床是多矿种多品级共生的综合矿床，而开采时都只要某一品级的矿石，而将其余作为围岩看待，即使是大型企业也只要铝硅比大于5的矿石，低于此标准的矿石都不开采，所以回采率只有40%左右。如将铝土矿以外的其他矿石统一计算，回采率恐怕在20%以下，因此，建立综合矿山是提高铝土矿回采率的根本出路；提高煤炭开采水平关键是技术进步，技术主要体现在设备和工艺上。主要体现在两方面：一是设备大型化。目前美国已广泛应用大型液压铲作为铲装设备，实现了各工作面间的快速移位。一是工艺装备高新化。随着数控计算、全球卫星定位、高速高频双向无限数据通信以及平面显示等新技术和新设备的应用，通过遥控中心监控和监视采矿设备，装载和运输和卸载操作将全部实现自动化或远距离遥控，无人化开采系统、智能矿山已经成为发达国家采矿工业的发展方向。

2.选冶过程的减量化

河南省矿产资源存在富矿少、贫矿多的特点，尤其是近年来经济快速发展，使少量的富矿资源受到了极大的消耗。加强低品位矿产资源的选冶技术研究，推广新技术的应用，是解决查明低品位矿产资源利用程度的前提。

河南铝土矿为一水硬铝石型，具有高铝高硅低铁的特点。矿区铝硅比在7以上的铝土矿资源大多分布于豫西三门峡市和洛阳市，两市铝硅比在7以上的富铝土矿共占全省的83%。近年来两市新上氧化铝生产项目渑池东方希望、三门峡开曼、新安铝电、义马义翔的产能释放，将加剧我省富铝土矿的供应形势。推广能够利用低品位铝土矿的选矿拜尔法等先进实用的技术，既可以缓解铝土矿的供应压力，同时也符合循环经济的原则；我省为铁矿资源相对短缺省份，特别是富铁矿资源尤为短缺。历史上在我省富铁矿资源分布占有重要地位的安林地区也因多年开发利用，所剩铁矿保有资源储量已经不多，仅占全省的。铁矿资源问题已成为制约我省钢铁工业发展的瓶颈。针对目前河南省铁矿主要是低品位、难选磁铁矿的铁矿资源状况，应引入先进的选矿技术。郑州矿产综合研究所发明的磁团聚新技术，对难选铁矿有良好的选矿效果。该技术可以在连生体存在的情况下，将解离的磁铁矿及早转入精矿，对河南省难选磁铁矿的应用提供了一个先进的技术。此外，马钢的磁滑轮技术对低品位磁铁矿有较好的选矿效果；铜、铅、锌多金属硫化矿属难处理矿石，近年来，江西工业大学在铜铅锌多金属硫化物矿石选矿研究方面取得了一些成果，其科研成果“铜铅锌多金属硫化矿电位调控优先浮选分离新工艺”已在四川会理锌矿有限责任公司、南京栖霞山锌阳矿业有限公司与安徽泾县臻鼎矿业有限公司得到工业应用，取得显著的经济效益，该项技术对我省铜、铅、锌多金属硫化矿利用有着重要的借鉴意义。这些选冶技术的推广应用对河南省实现循环矿业，节约利用资源，具有十分重要的技术经济意义。

3.综合开采和综合回收

河南省矿产资源的另一个特点是共伴生矿产资源多，因而，加强共伴生矿产资源的综合开采和综合回收对节约与综合利用矿产资源有十分重要的意义。

河南省本溪组有广泛的分布。本溪组是一个宝库，其中赋存有各种矿产。自下而上为含铁层，深部原生带为硫铁矿，浅部氧化带为山西式铁矿。其上为含钾的粘土岩。再上为铝土矿的主矿层，在不同地区可以是铝土矿、硬质粘土（由水铝石和高岭石组成）、软质粘土（高岭土）。在铝土矿特别发育的地方，整个本溪组可以全部演变成铝土矿。主矿层之上为锂矿层，由纯的锂绿泥石组成。在锂富集的地方，下层粘土岩可以演变成锂绿泥石层，铝土矿和硬质粘土也完全由水铝石和锂绿泥石组成。有的地方这一层位为优质的高岭土，含铁在左右，能加工成白度大于95 的高岭土，可与山西的“黑砂石”媲美。再上为木节土，由高岭石与蒙脱石组成，最上为石灰岩，可作熔剂灰岩。对本溪组矿产的开采，建立起对这一系列矿石统一销售或调配的开发模式，实现综合开采，分别利用，统一销售，可以大幅度地提高采矿回收率，充分利用资源，降低“三废”的数量，做到开采过程中的“零”排放。

（三）矿产资源的再利用——矿山固体废弃物利用

1.能源矿产矿山固体废弃物利用

能源矿产矿山固体废弃物主要是煤矸石。煤矸石的综合利用不仅可以解决环境危害问题，还可以促进资源的再利用程度。煤矸石的综合利用包括：利用煤矸石发电、生产建筑材料、回收有益矿产品、制取化工产品、改良土壤、生产肥料、回填（包括建筑回填、填低洼地和荒地、充填矿井采空区、煤矿塌陷区复垦）、筑路等。煤矸石的综合利用研究方面已经取得了一些成果和专利，为煤矸石的综合利用提供了较好的技术支持。目前我省在利用煤矸石生产建筑材料和煤矸石发电方面已有一定的进展，但在利用深度和广度方面有待进一步提高。因而，应制定相应的政策措施，提高我省煤矸石综合利用水平。

2.非煤固体矿产矿山固体废弃物利用

非煤固体矿产矿山固体废弃物包括金属矿产矿山固体废弃物和非金属矿山固体废弃物，是非煤固体矿产开采过程中形成相应的矿山废石堆积，选冶过程中形成相应的尾矿、矿渣堆积等。随着资源的日益紧缺和回收技术的逐渐进步，非煤固体矿产固体废弃物的综合利用已逐步开展，并取得了大量的技术专利和研究成果。但由于产品成本和缺乏政策支持等问题，这些技术并未全面推广。

目前，我省非煤固体矿产固体废弃物的综合利用主要是一些尾矿的再利用上，矿山废石的综合利用尚为空白。因而，应加强这一领域的研究工作，促进我省金属矿产和非金属矿产矿山固体废弃物的综合利用。

（四）矿业产品的再循环

矿产资源为非再生资源，是不可以再循环的，但由矿产资源开发形成的部分矿业产品可以循环再利用。依据矿业的可循环与否，可进一步分为可回收资源和不可回收资源。前者主要包括金属矿产，如铁、铝、铜、铅、锌等矿产，后者主要包括石油、煤、天然气等。

根据对于矿业产品的可循环与否，可以采取不同的循环策略，以实现矿业循环经济。可回收资源可以进入一个可循环产业圈，如铁矿资源，其产品形成以后可以进入一个闭合的产业圈：铁——钢铁——机械——废铁——钢铁——机械；不可回收资源可以进入一个部分循环产业圈，如煤炭资源，其主要成分和伴生组分可进入一个部分循环产业圈：煤炭（碳氢化合物、伴生硫）——高分子化合物、硫酸——化学工业——农业。

对于可回收矿产资源，建立可回收矿产资源的产品流向、追踪与回收体系，可确保这些矿业资源的再循环利用，提高资源的利用率。这样不仅可以减轻资源需求压力，而且还可以减少资源的勘查开发成本，从另一个层面上实现资源消耗的减量化目标。因此，加强矿业产品资源的再循环，也是矿业开发走循环经济之路的一条重要途径。

对于不可回收矿产资源，建立相关的产业链条，提高资源产业的延伸度，提高矿业开发的经济效益。针对河南省矿业开发实际，重点发展煤化工产业链条和铝工业产业链条的循环经济，使河南省矿业经济发展进入一个新高度。