清洁生产_矿山清洁生产理论与评价方法研究论文

分类号V D C 硕士学位论文 1 0 8 3 9 3 4 密级 矿山清洁生产理论与评价方法研究 作者姓名： 学科专业： 学院( 系、所) ： 指导教师： 王斌 人口、资源与环境经济学 资源与安全工程学院 陈建宏 论文答辩日期答辩委员会主席 中南大学 2 0 0 7 年5 月 中南大学硕士学位论文A B S T R A C T A B S T R A C T F a c e dw i t ht h eg r a d u a ls e r i o u se n v i r o n m e n tp o l l u t i o na n dt h e s i t u a t i o no fs h o r to fr e s o u r c e ，e v e r yc o u n t r yi nt h ew o r l dh a si n t r o s p e c t e d t h ep r o c e s so ft r a d i t i o n a le c o n o m yd e v e l o p m e n ta n dr e a l i z e dt h a tt h e e x t e n s i v ep r o d u c t i o nm o d ew i t hc h a r a c t e ro fm a s sp r o d u c t i o n ，m a s s c o n s u m p t i o na n dm a s sp o l l u t i o ns h o u l db ec h a n g e da n da d o p t e dak i n do f i n t e n s i v ep r o d u c t i o nm o d e - c l e a n e rp r o d u c t i o nw h i c hi Sa ni m p o r t a n t m e a n st oc o n t r o le n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n I ti sav a l i da p p r o a c ht o p r o m o t ec i r c u l a t i o ne c o n o m yt om a k eu s eo fr e s o u r c ee f f i c i e n t l ya n dt o r e c y c l et h er e s o u r c e s F r o mt h es t a t eo fc l e a n e rp r o d u c t i o nd e v e l o p m e n t t h ec l e a n e rp r o d u c t i o nd e v e l o p m e n to fm i n eo b v i o u s l yl a g sb e h i n do t h e r i n d u s t r i e s H e n c et h eo v e r a l la n ds y n t h e t i cr e s e a r c ho nm i n es y s t e mb a s e d o nc l e a n e rp r o d u c t i o ni Sv e r ye s s e n t i a l G u i d e db yt h et h e o r yo fc l e a n e r p r o d u c t i o n ，t h et h e o r yo fs y s t e me n g i n e e r i n ga n dt h em e t h o do fi n d u s t r y e n g i n e e r i n g ，c o m b i n i n go r g a n i c a l l yt h ec l e a n e rp r o d u c t i o nw i t ht h e d e v e l o p m e n t o fm i n e i n d u s t r y , t h i sp a p e rc o m p r e h e n s i v e l ya n d p r o f o u n d l ys t u d i e st h et h e o r i e s ，o p e r a t i n gm o d e l sa n dt h ee v a l u a t i o no f m i n ec l e a n e r p r o d u c t i o n I tc a nb eo u t l i n e da sf o l l o w s ： 1 B yl i s t i n gal a r g eq u a n t i t yo fd a t a ，t h ep a p e rs h o w st h a tm i n e i n d u s t r ys t i l lp l a y sa ni m p o r t a n tp a r t i no u rn a t i o n a la n ds o c i a l d e v e l o p m e n t I ta l s oa n a l y s e st h a tt h em i n ei n d u s t r y , i nt h ep r o c e s so fi t s d e v e l o p m e n t ，n o to n l yh a sm a d ea b u n d a n tm a t e d a lw e a l t hf o rm a n k i n d ， b u ta l s oh a ss e r i o u s l ye n d a n g e r e dt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fu s 。T h e p a p e ra l s oc o n d u c t sp r o f i ta n dl o s sa n a l y s e sa i m e da tt h ed e v e l o p m e n to f C h i n a Sm i n ei n d u s t r ya n dp o i n t so u tt h em a i np r o b l e m st h a td e m a n d p r o m p ts o l u t i o ni nt h er e s e a r c ho fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ta n dg r e e n m i n es y s t e m 2 T h et h e o r i e so fc l e a n e rp r o d u c t i o nr e l a t e dt om i n ei n d u s t r ya r e r e v i e w e d ；t h ec o n c e p t s 。c o n n o t a t i o na n dp r i n c i p l e so fm i n ec l e a n e r p r o d u c t i o na r ep u tf o r w a r d ；t h em e a n i n g so fm i n ec l e a n e rp r o d u c t i o na r e e x p o u n d e d T h em o d e l so fm i n ec l e a n e rp r o d u c t i o nb a s e do nd i f f e r e n t p u r p o s ea r ep r e s e n t e d 中南大学硕士学位论文A B s l l I A C T 3 T h eb e n e f i t st om i n ei n d u s t r yb r o u g h tb yc l e a n e rp r o d u c t i o na r e e x p o u n d e d T h eb e n e f i t si n c l u d ee c o n o m yb e n e f i t ，e n v i r o n m e n tb e n e f i t ， i m m a t e r i a l i t yc a p i t a l ，d e v e l o p m e n t o ft e c h n i q u e ，a m e l i o r a t i o no f m a n a g e m e n ta n dS Oo n 4 T h ep r o c e d u r e sa n da p p r o a c h e so fi m p l e m e n t i n gm i n ec l e a n e r p r o d u c t i o na r ep r e s e n t e d ；t h ek e yp r o b l e m sn e e dt o n o t i c ea n ds o l v e d u r i n gi m p l e m e n t i n gc l e a n e rp r o d u c t i o na r ee x p o u n d e dd e t a i l e d l y 5 T h em e a n i n g so fe s t a b l i s h i n ga s s e s s m e n ti n d e xs y s t e mo fm i n e c l e a n e rp r o d u c t i o na r ee x p o u n d e d ；t h ep r i n c i p l e sa n dm e t h o d so f e s t a b l i s h i n gt h ei n d e xs y s t e ma r es t u d i e d A tt h es a m et i m et h i sp a p e r s y s t e m a t i c a l l ys t u d i e st h es t r u c t u r eo f t h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e ma n di t s b u i l d i n gt e n e t sa n da p p r o a c h e s T h es t r u c t u r em o d e lo ft h ee v a l u a t i o n i n d e xs y s t e ma n dg e n e r a le v a l u a t i o ni n d e x e sa r ec o n s t r u c t e d 6 T h ep r o c e s sa n dm e t h o d so fm i n ec l e a n e rp r o d u c t i o ne v a l u a t i o n a r es u m m a r i z e da n da n a l y z e d T h e n ，ae v a l u a t i o nm e t h o db a s e do n S L C A - F U Z Z Y - A 肿i sp r o p o s e da n di t se v a l u a t i o n p r o c e s s a r e i l l u s t r a t e d 7 T h ek e yp r o b l e m st h a tf a c eo u rm i n ei n d u s t r yw h i l ec a r r y i n go u t c l e a n e rp r o d u c t i o na r ea n a l y z e d ，a n ds o m em a i nm e a s u r e sw es h o u l dt a k e i nt h ef u t u r ea st ot h es t r a t e g yi nm i n ec l e a n e rp r o d u c t i o nd e v e l o p m e n ti n C h i n aa r ep r o p o s e d T h em a i ni n n o v a t i v ep o i n t si nt h ep a p e r ： 1 P u t t i n gf o r w a r dt h ec o n c e p t ，p r i n c i p l e sa n db a s a lp r o d u c t i o n m o d e l so f m i n ec l e a n e rp r o d u c t i o n 2 C o n s t r u c t i n gs t r u c t u r em o d e la n dg e n e r a le v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m o f c l e a n e rp r o d u c t i o ne v a l u a t i o no f m i n e 3 P r o p o s i n gs y s t e m e v a l u a t i o nm e t h o d ，b a s e do n S L C A F u z z ) “一A H P K e y w o r d s ：M i n e ，C l e a n e rP r o d u c t i o n ，I n d e xS y s t e m ，E v a l u a t i o n M o d e l ，D e v e l o p i n gM e a s u r e s 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或 其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作 的贡献均已在在论文中作了明确的说明。 作者签名： 日期：二竺生年月厶日 ， 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部 分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国家或 湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名：当丝趣导师签名：期：墨显峰月么日 中南大学硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 在过去的一个世纪里，人类物质文明得到了巨大发展，但也是地球生态环境 和自然资源遭到破坏最严重的时期。不可持续的经济畸增的生产和消费模式使人 类生存与发展正在面临严峻挑战。为了兼顾当代和后代利益，人类提出了可持续 发展的新思路。它强调既能满足当前的需要，又不危及子孙后代的前程；既能长 期造福于人类，又不会耗尽资源、给环境造成无法忍受的结果。很多思想家、科 学家和工业家已经提出了一系列的新理论，并进行了卓有成效的实践。如工业生 态学、绿色化学、清洁生产、循环经济等等。其中清洁生产是工业实现可持续发 展的重要手段。它是消除和避免工业经济恶性发展的后果而寻求的新的发展战略 和实用的技术和管理规范”。 进入2 l 世纪以来，我国越来越重视人口、资源与环境的和谐发展，在发展 规划中强调要继续淘汰落后的、对环境造成严重影响的企业、产品和方法，采用 技术改造、清洁生产等措施，从源头上控制工业污染。建国以来一直作为我国支 柱产业的矿山业，一方面在国民经济发展中起着举足轻重的作用，另一方面又对 环境造成了严重影响。因此当前开展面向矿山( 企业层) 的清洁生产发展问题研 究，对于我国从微观角度落实可持续发展战略具有重要的理论和现实意义。 本学位论文的选题和研究正是基于上述背景开展的。 1 1 问题的提出 近年来，清洁生产理念的提出引起了人们对传统生产模式的深刻反思，同时 也给传统的环境污染治理方式带来了巨大的冲击。如何在可持续发展的前提下， 发展工业生产促进社会经济的发展已经成为政府、企业、学术界关注的焦点和热 点问题。 作为基础工业的矿山业为人类提供了各种各样宝贵的矿产资源和丰富的能 源，对于促进社会经济的可持续发展以及确保国家经济安全运行都起着至关重要 的作用。然而矿山业的发展在极大地改善人类生活质量，提高人类战胜自然、主 宰地球能力的同时，由于长期采用粗方式经营生产和污染物末端治理的模式，对 环境也产生了很大的影响。首先是对大地的破坏，然后是对水、大气、和土地的 污染。矿山企业不像一般加工企业可以随意选择厂址，以避开人多地少的区域或 躲开良田沃土，它的显著特点是“一切决定于矿藏的赋存条件”，往往占地面积 大，又难免破坏耕地和森林等宝贵资源。在采选过程中大量固体废弃物以及废水、 中南丈学硕士学位论文 第一章绪论 废气的产生也对周围的生态环境造成了巨大的破坏。为了改变这一令人担忧的局 势，从根本上解决矿山发展过程中所带来的环境问题，就必须将污染物消除在生 产、生活过程中，实现污染物的零排放和废物的循环与综合利用。清洁生产作为 一种全新的生产模式，通过对企业生产全过程控制，从源头上减少甚至消除污染 物的产生和排放，是对污染防治末端治理和传统发展模式的根本变革，是走新型 工业化道路，实现企业经济效益和环境保护双赢的可行办法，是发展循环经济的 基础和切入点，是实现可持续发展战略的有效途径。因此，推行矿山清洁生产已 经，使我国矿山走可持续发展的道路，已经成为各个矿山企业的共识 2 3 】。 自2 0 世纪9 0 年代初以来，国家先后采取一系列措施推动清洁生产，在企业 示范、人员培训、机构建设、法制建设和国际合作等方面取得了巨大的进展，积 累了丰富的经验。很多行业在清洁生产的具体实施上也取得了相当的成果。但就 清洁生产发展的状况来看，矿山清洁生产的发展明显滞后于其他行业。如何积极 地引导矿山企业实施清洁生产，并使之成为一种经营理念，是目前急需研究和解 决的问题。本文将清洁生产与矿山发展有机地结合起来进行研究，从矿山系统的 发展性、持续性、协调性和公正性的角度出发，研究矿山清洁生产理论、运行模 式与评价方法。因此，本项研究对清洁生产理论，促进矿山发展具有重要的理论 和现实意义。 1 2 矿山业在国民经济与社会发展中的地位和作用 矿产资源是国民经济和社会发展的重要物资基础，我国9 5 以上的能源、 8 0 以上的工业原材料和7 0 以上的农业生产资料都来自于矿产资源，我国是世 界上重要的矿产资源生产国和出口国，2 0 0 3 年矿产开采量近5 0 亿吨，占世界的 1 1 0 。矿山业为我国创造年产值约达4 1 0 0 亿元，提供了1 4 0 0 多万人的就业，矿 产品出口年创汇2 0 0 亿美元以上。矿产资源还为我国提供和创造出大量延伸、附 加的就业机会和社会财富，矿产资源已是我国社会经济发展和居民生存的重要组 成部分。 我国是一个矿产资源大国，在目前已知的1 7 0 余种矿产资源中，截止到2 0 0 3 年我国有查明储量的矿产1 5 8 种，按4 5 种主要矿产的价值计算，我国矿产资源 储量总值占全世界的1 4 6 4 ，居世界第三位，并且我国已成为世界第二大矿产 品生产国和第三大矿产品进口国。矿产品作为能源和矿物原料在经济发展与人民 生活中具有的极其重要而又无可替代的作用，因而矿山业的发展对推动经济增长 具有十分重要的意义。两者之间的关系是，经济发展对矿产品的大量需求推动了 矿山业的发展，而矿山业的发展对经济增长起到了支持和保证作用，同时也对其 他相关经济部门起到了拉动作用，进一步刺激和推动了整个经济的增长。 2 中南大学硕士学位论文 第章绪论 工业化是一个国家、地区经济社会发展水平的综合体现，也是社会文明进步 的重要标志。十八世纪末的工业革命使人类开始步入工业文明，也揭开了人类大 规模开发、利用矿产资源的新纪元。工业革命以来短短2 0 0 年，科学技术的飞速 进步、生产力的大幅提高和人类财富的快速积累，均是以矿产资源的大规模开采 和创造性利用为基础的。国民经济的发展和人类生活水平的提高与矿产资源的开 发和利用有着密切的正比关系，人均矿产品消耗水平已成为衡量一个国家发达程 度及其居民生活水平的重要指标。发达国家经济发展的历程表明，工业化初期一 般要消耗大量能源和各种矿物原料，工业化是建立在矿产品的大量消耗基础之上 的。可以看出国民经济和居民生活水平与矿石消费量均呈正相关关系，相关系数 均为O 9 7 。这是由工业化初期阶段对铁矿产品的大量需求同经济结构的转换有 关，一是国民经济由农业为主转向以工业生产为主，即由以农业生产和以农产品 原料加1 - , , 1 造为主转向以工业为主和以矿物原料的加工制造为主；二是在工业结 构中一般以冶金、采矿等重要工业为主，这些部门都要消耗大量的能源和矿物原 料，要求矿山有较快的发展以支持经济的持续增长。 一般两言，矿产资源对经济发展具有重要的推动作用，其消费强度和消费特 征取决于一个国家所处的工业化阶段和社会经济发展水平。根据矿产资源消费生 命周期理论，在工业化初期( 人均G D P 2 0 0 0 美元) ，矿产资源消耗强度呈下降趋势。这种由增长到成熟再到衰落的过程形成 了矿产资源消费生命周期的倒U ，字型曲线。 如果将矿产资源划分为三种类型，即传统类型( 主导矿种有铁、铜、铅、锌、 锡、煤等) 、现代类型( 主导矿种有铝、铬、锰、镍、钒、石油，天然气等) 和 新兴类型( 主导矿种有钴、锗、铂、稀土、钛、铀等) ，则传统类型矿种是工业 化初期阶段的主导矿产资源：现代类型矿种是进入工业化成熟期及技术较发达阶 段后广泛使用的矿产资源。新兴类型矿种则是在经济结构多样化及技术先进的发 达国家( 处于后工业化时期) 得到初步应用的矿产资源。 根据我国长远发展规划目标，在2 l 世纪中叶将达到中等发达国家的水平。 根据矿产资源消耗生命周期理论，在未来的5 0 年中，我国社会与经济发展对矿 石的消耗强度将是各个发展时期最高的，而且在达到消耗强度高峰后，降到较低 的水平是一个相对漫长的过程。因此，矿产资源仍然是我国重要的工业原料之一。 保证矿资源的充足供给，在未来相当长的一个时期是国民经济持续发展的重要条 件之一。 3 中南大学硕+ 学位论文第一章绪论 1 3 中国矿山业发展的损益分析 我国是矿产大国，长期大规模和超强度的矿产资源开发，为国家的建设和发 展做出了巨大的贡献，但由于传统的粗放式经营生产和污染物末端治理模式，造 成了许多地区生态环境的严重破坏甚至失衡，也因此付出了巨大的环境代价。 据矿山开发对生态环境影响资料统计显示，全国因采矿塌陷毁地面积达2 0 0 万h m 2 ，现每年仍以2 5 万h m 2 的速度发展。发生采矿塌陷灾害的城市近4 0 个， 造成严重灾害的有2 5 个之多。各类废渣、废石、尾矿的年排放量达3 亿t ，直接 破坏与侵占的土地达1 4 - 2 0 万h m 2 ，并以每年2 0 0 h m 2 的速度增加。矿山废水、 废液总量1 4 亿t ，大量排入江河，污染严重。每年矿山产生排放的废液占全国工 业废水总量的1 6 ，采选煤、铁和有色金属所排放的固体废弃物约占全国工业固 体废弃物总量的8 5 。据统计，全国矿山尾矿堆存总量约5 6 - 4 5 0 亿t ，其中黑色 矿山尾矿3 6 亿t ，有色矿山尾矿1 5 亿t ，以及黄金化工矿山的尾矿等。目前矿山 尾矿年排放量约为5 亿t ，其中黑色金属矿山1 5 亿t ，有色金属矿山0 7 1 0 亿t ， 黄金矿山0 2 - 4 ) 3 亿t 。全国矿山采掘和玻璃的废石总堆存量1 4 0 亿t ，其中黑色 金属矿山8 9 亿t ，有色金属矿山2 1 5 亿t 。目前矿山采矿废石年排放量4 亿t ， 其中黑色金属矿山3 2 亿t ，有色金属矿山0 4 亿t 。全国煤矿开采积存煤矸石约 为3 0 亿t ，粉煤灰约为1 2 亿t ，且每年产山煤矸石和粉煤灰各约l 亿t 1 4 3 8 1 。 随着土地和水资源在很大程度上遭到破坏，空气质量也严重下降，我国有6 个城市被列入世界1 0 个大气污染最严重的城市行列。2 0 0 3 年，我国二氧化硫排 放量达到2 1 2 0 万t ，居世界第一；酸雨影响地区占全国面积的3 0 ，酸雨污染 有加重趋势，P H 值最低的江西萍乡地区达3 6 7 。煤炭燃烧和水泥产生的碳排放 量超过亿吨，仅次于美国居世界第二。以当前的速度，中国社科院专家预计，中 国净化环境所需的资金高达4 5 0 0 亿美元。换而言之，如果算上环境和自然资源 损耗的增长，国民经济9 5 的增长率就要减去两个百分点。环境状况的恶化不 仅使我们在经济上付出了巨大的代价，还严重影响了我们的生活质量，而且有可 能威胁到人们的生存。据国家环保总局统计，每年中国大陆超过1 5 0 0 万人患呼 吸道疾病，另有2 0 0 万人死于癌症。健康和生存所付出的代价则是用金钱所无法 计算的。 总之，我国传统矿山发展付出的环境代价是巨大的，如果不改变目前高消耗、 高污染的增长方式，中国将没有足够的资源和环境容量来支持今后的发展。在这 样的形势下，摆脱传统发展模式，发展循环经济，推行清洁生产，成为当前中国 矿山发展的必然选择。 4 中南大学硕士学位论文第一章绪论 1 4 我国矿山业现状、存在问韪与发展趋势 1 4 1 中国矿山业现状及存在问题 经过5 0 多年的努力，我国的矿山得到了很大的发展，已建立起比较完整的 矿山体系，形成了以国有矿山为主，集体、个体矿山共存，大、中、小矿山并举 的格局，截止2 0 0 2 年底，我国共有各类矿山企业1 6 5 万个，其中大型矿山5 0 3 个，中型矿山1 8 3 6 个，小型及小型以下矿山1 6 3 万个，全国矿山从业人数达 1 0 6 1 4 万人【3 8 1 。目前全国矿石总产量超过5 7 亿t ，总规模居世界第二位，已成 为矿产平的生产和消费大国。然而，我国矿山仍存在着一些突出的问题。 1 粗放经营，资源利用率低 我国的经济仍是一种高资源消耗的粗放型和外延型的落后的增长方式，矿产 资源利用率非常低。目前，我国能源消耗总量已经位居世界第二，约占世界能源 消耗总量的1 1 ，而然创造出的国内生产总值尚不足全球的4 。新中国成立5 0 多年来，我国G D P 增长了l O 多倍，但矿产资源消耗增长了5 0 多倍。 我国现阶段的矿山开采多是以一种矿物为主，矿产资源中共生、伴生有益元 素多，而生产加工设备技术含量低，导致矿产资源利用程度不高，因此就造成“顾 此失彼”的局面，使大量的共生、伴生矿物流失；对选矿过程中产生的尾矿，煤 矸石等缺乏认识，没有进行加工利用，直接堆弃在矿山周围，占据了大量土地； 对矿石加工过程中产生的废渣等不能综合利用，这些都是矿产资源开发中存在的 浪费现象。在众多乡镇矿山和个体矿山中资源浪费，环境破坏的问题十分严重。 2 环境破坏污染严重 环境的破坏和污染已经成为矿山不容忽视的严重问题。矿山业是全社会物质 资源流动的最大产业，也是固体废弃物和工业废水排放最多的行业。我国每年因 采矿产生的废水、废液的排放总量约占全国工业废水排放总量的1 0 以上，处 理率仅为4 2 3 ，大量未经处理的废水排入江河湖海，污染严重。我国每年工 业固体废物排放量中，8 5 以上来自矿山开采。全国国有煤矿现有矸石山1 5 0 0 余座，历年堆积量达3 0 亿t ，占地5 0 0 0 h a 。各矿山尾矿累计约2 5 亿t ，并以 每年3 亿t 的速度增加，不仅占用大量土地，而且对土壤和水资源造成了污染。 3 企业规模小，工艺装备落后，技术水平低 矿产资源开发是资本、技术密集型产业，是较典型的大规模现代化生产，而 我国目前9 5 以上的矿山企业是劳动密集型的小型矿山。9 0 年代初，我国工业 技术中，有2 0 0 , 5 的具有世界六、七十年代的水平，另有2 0 0 4 2 5 的早已落后， 但还能维持，剩余5 0 0 , 4 多的是应该更新淘汰的。矿山作为投资大、见效慢的产业 5 中南大学硕士学位论文第一章绪论 就更落后了。这种粗放经营的矿山企业不仅造成资源的大量消耗，而且加剧了对 生态环境的破坏。例如，2 0 0 2 年底，云南省共有各类矿山企业6 5 4 2 家，其中国 有矿山企业2 6 7 家，集体矿山企业2 3 7 3 家，私营矿山企业2 2 5 0 家，外资矿山 企业l l 家，各类股份制公司及联营矿山企业1 6 4 1 家。矿山企业中，有4 6 户大 中型企业，6 4 9 6 户小型企业，规模小，生产工艺、技术装备和管理水平低，缺 乏规模效益，缺乏竞争力，必将带来大量消耗资源和破坏性开采。除骨干矿山建 有较正规的尾矿坝外，有相当一部分乡镇和个体私营企业没有尾矿坝、尾矿、废 水随意排放，造成成片森林、植被被毁，表土流失，河道淤塞，环境恶化。 我国目前还有相当多的小矿在采用最原始的手工挖矿的采矿方法。在国有企 业中，工艺落后的现象也很严重，生产技术的落后直接导致了废物产出多，且综 合利用困难。据统计，全国金属矿山尾矿存量己超过5 0 亿t ，每年新增尾矿排放 量约3 亿t ，而尾矿的综合利用率仅为7 1 4 ，远低于国外6 0 的利用率。 4 地矿法制建设尚不能完全适应矿山发展的要求 自1 9 8 6 年矿产资源法公布实施以来，地矿法制建设取得了长足发展， 有力促进了矿山发展。但是，随着社会经济的发展，地矿法制建设有待进一步加 强。第一，矿产资源规划、矿山权出租与抵押、矿产资源储量管理、矿产资源保 护和合理利用的监督以及强化宏观调控手段等方面的法律制度有待完善；第二， 矿产资源储量评审、认定，矿业权评估管理，公益性地质勘查成果管理，矿山地 质环境保护及外商投资矿山等方面急需制定相关管理办法；第三，国土资源部成 立以前，我国矿产资源实行分散管理，不可避免地带来了相关法律法规的重复、 交叉等问题，需要及时清理；第四，矿产资源法及有关的行政法规中不同程 度地存在着一些带有计划经济色彩的规定，有的已经明显不能适应市场经济的要 求，需要及时修改【1 4 1 。 5 矿产资源管理混乱，工人队伍素质低 主要表现为：矿产资源信息不完善，不公开，缺乏统一管理，使大量的信息不 能为广大用户使用；缺乏矿山经济供需形势的分析预测，整体上缺乏宏观指导； 非法采矿、越权发证的情况依然存在。目前矿山企业效益低下，事业萎缩，近十 多年来，矿山职工队伍的素质下降很快。面临着“矿山系统外的人才很少再进入 矿山；矿山系统内的人才大量流失”的不利局面。大部分矿工只读过小学和初中， 无论从技术水平上还是从理论知识上都缺乏必要的培训，难以适应现代化高速运 转的矿山经济的需要。 1 4 2 中国矿山发展趋势分析 当今，“资源”和。环境”已经成为全球最为关注的重大问题，在这种背景 6 中南大学硕士学位论文 第一章绪论 下，中国矿山的发展也已经呈现出全新的趋势。 1 走可持续性发展的道路 在人类传统的工业文明受到了资源与环境双重困境严峻挑战的今天，人类已 经意识到，我们所生存的地球，已经无法再支撑着我们按传统的发展模式来发展 经济了。展望2 l 世纪我国矿山的发展，一些有识之士先后提出了“绿色矿山”、 “生态矿山”等发展矿山的新途径，为矿山可持续发展注入了新的内容。因此， 探讨并倡导生态矿山，实现矿山自身的可持续发展，无疑对我们整个国家实施可 持续发展战略具有积极的意义。 2 行业向集约化、集团化方向发展 我国矿山企业在规模上与国外大型企业差距较大，因此组建企业集团是提高 我国矿山企业竞争力的重要途径，也是矿山企业发展的方向。在“十五”发展规 划中就明确指出，“矿山要通过联合重组，培育1 2 个具有国际竞争力的大型企 业集团，组建8 1 0 家具有比较优势的区域性集团。” 3 积极发展海外矿山投资 企业在海外投资办矿将成为获得稳定充足原料供应的重要途径。目前看来， 资源不平衡、部分金属原料相对短缺已经成为制约我国有色金属工业发展的不利 因素之一。因此在开发国内新矿山的同时，国家也鼓励通过与国外矿山签订长期 购买协议、海外投资办矿等多种方式建立稳定的原料基地。参股或控股海外矿山， 一方面可以弥补国内原料的不足，另一方面也可以减轻原料价格波动给公司经营 成本带来的不利影响。入世以后，在世界经济一体化的背景下，预计会有越来越 多的企业走出国门，放眼世界，在全球范围内考虑自己韵原料供应、生产、科研 和市场销售问题。相信走在前面的企业将比其它企业更具有发展优势，投资价值 将更为突出。 4 高新技术在矿山中得到广泛应用 利用高新技术发展矿山是当前世界矿山发展的一个重要趋势，也将是2 l 世 纪矿山发展的关键驱动力。从矿产地质勘察到开采、选冶、直至矿产品加工利用， 无不渗透着现代高新技术的应用。 从以上的分析来看，我国矿山的发展即将进入一个全新的时期，传统粗放的 经营不会再有市场，树立可持续发展理念，开展集约型经营已是大势所趋。实施 清洁生产则是我国矿山迈向可持学发展道路的重要一步，对于我国矿山的发展具 有非常重要的意义。 1 5 国内外矿山清洁生产研究现状及局限性 在国际上，清洁生产概念的提出最早可追溯到1 9 7 6 年，2 0 多年后的今天， 7 中南大学硕士学位论文第一章绪论 “大力推进清洁生产，积极实现可持续发展”已经成为当今全球工业界的普遍共 识。目前国际上对清洁生产并未形成统一定义，清洁生产在不同的地区和国家使 用不同而相近的术语。例如，欧洲国家称之为“少废无废工艺”、“无废生产”： 美国则称为“废料最少化”、“污染预防”、“减废技术”等；日本引进清洁生产概 念较晚，在日本常将其称作“无公害工艺”。此外，还有“绿色工艺”、“生态工 艺”、“环境友好工艺”、“生产过程与环境一体化工艺”、“循环工艺”、“源削减 工艺”、“污染削减工艺”、“再循环”等。这些提法从不同的角度诠释了清洁生产 的内涵。 我国清洁生产发展始于9 0 年代初期。1 9 9 3 年l O 月在上海召歼的第二次全国 工业污染防治会议上，国务院、国家经贸委及国家环保总局的领导提出清洁生产 的重要意义和作用，明确了清洁生产在我国工业污染防治中的地位。1 9 9 9 年5 月，国家经贸委发布了关于实施清洁生产示范试点的通知，在部分省市和行 业开展了试点工作。在此基础上，陆续成立了各级清洁生产推广行政主管部门。 截至2 0 0 0 年末，全国已建立了2 1 个行业或地方的清洁生产中心。它们包括1 个国家级中心、4 个工业行业中心和1 6 个地方中心。2 0 0 3 年1 月1 日，中华人 民共和国清洁生产促进法开始实施，这部法律使清洁生产推广工作进入了法制 化、规范化发展的轨道，将极大的促进清洁生产在我国的开展。 矿山开发与其它的工业企业之间有明显的差异，由于矿产资源储量的有限 性，任何一个具体的矿山都存在从开始到消亡的过程，即从矿山勘探规划设 计开发闭矿后续土低利用与监测的矿山生命周期。矿山开发阶段是 矿山生命周期的主体，有着同一般企业一样的生产过程，即从采矿选矿 冶炼产品的使用产品的循环利用产品的处置的产品生命周期。因 此，对于矿山清洁生产，不但要关注工艺和产品的清洁性，也就是矿山开发阶段 的清洁生产，更要关注矿山本身的生命周期和与此相关的环境问题，也就是说， 矿山的清洁生产不但要将一体化环境预防战略持续运用于生产工艺和产品，更要 将一体化环境预防战略持续应用于从资源勘探到矿山闭矿的矿山生命周期的全 过程。加拿大m R c ，1 9 9 7 ) 的生命周期管理中将矿物和金属的生命周期分为两个 部分：一是过程生命周期，包括勘探、开采、加工、冶炼几个阶段；二是产品周 期管理，包括产品的生产、利用、再利用、回收和处置例。 欧美发达国家的采矿公司在清洁生产方面积累了较为丰富的经验和技术，值 得分析、吸收和借鉴。例如，美国是提出并落实清洁生产最早的国家之一，美国 采矿工业强调从源头控制污染的原则，提倡清洁生产，主要作法有两方面：一是 在生产过程中，尽可能消灭和减少污染物的产生；二是如果在生产过程中仍防止 不了废料的产生，应当将这些废料当作原料，尽可能回用。 中南大学硕士学位论文 第一章绪论 目前国内外对于矿山清洁生产的研究主要有以下几个方面： 1 无污染、少污染的矿山生产工艺与设备。 2 选择无污染、少污染的矿山生产工艺与设备。 3 工艺、设备、矿产品、原材料的储运管理和生产组织过程的管理，减少 物流损失和泄漏事故的发生。 4 积极开展矿山生产过程中水资源和矿山二次资源的循环套用和回收利用， 提高资源和能源的综合利用水平。 5 结合矿山改扩建工程，更新落后、高能耗、污染重的工艺和设备。 6 对必须排放的少量矿山工业污染物要进行高效的、低费用的处理和处置。 7 建立矿山清洁生产评价指标体系，进行定性的分析。 目前国内外对矿山的清洁生产的研究多局限于生产过程中某个环节的技术 改进，比如说工艺流程的改进，浮选药物的筛选和尾矿的资源化等，而对勘探与 开发过程对地表的干扰和生态环境的影响以及闭矿对地方的影响等缺乏应有的 重视。矿山的清洁生产是一个系统，必须要开展综合研究，系统地解决矿山开发 中的环境问题。在对于矿山清洁生产评价的研究上，多数也止步于清洁生产评价 指标体系的建立，对于具体应用于矿山企业的评价方法和评价模式的研究就涉及 更少。 1 6 本文主要研究内容及框架 本文的研究思路是：从清洁生产的角度出发，以矿山企业( 系统) 为研究对 象，应用清洁生产的相关理论，结合矿山的特点，提出科学、系统、适用的矿山 清洁生产发展理论、模式及其评价体系与方法，为我国矿山实施清洁生产提供参 考。全文共分8 章： 第1 章：通过列举大量数据，说明矿山业在我国国民经济与社会发展中占有 重要地位；剖析矿山业在其发展过程中一方面为社会的发展做出了巨大的贡献， 另一方面又在严重威胁者人类的可持续发展，并针对我国矿山业的发展进行了损 益分析。然后指出目前清洁生产研究中存在的主要问题及有待研究的关键问题。 第2 章：阐述与矿山相关的清洁生产理论；给出矿山清洁生产的涵义及原则； 对矿山清洁生产的层次体系、能力要素和发展战略进行了分析；提出基于三个循 环层次( 企业层，贡生层，社会层) 的矿山清洁生产发展模式。 第3 章：矿山企业推行并坚持实施清洁生产的动力是效益。本章阐述实施矿 山企业清洁生产所带来的效益，包括经济效益、环境效益、无形资产、技术进步 和管理改进等五个方面的效益。 第4 章：提出了矿山清洁生产的实施程序与具体的实施步骤；详细阐述了矿 9 中南大学硕士学位论文第一章绪论 山企业在实施清洁生产过程中所应该注意和解决的关键问题。 第五章：阐述了构建矿山清洁生产指标体系的重要意义：对构建指标体系的 原理和方法进行了研究，提出了指标体系的构建原则以及指标的筛选方法；根据 矿山的特点建立了指标的层次结构模型，并提出了相应的指标。 第六章：对矿山清洁生产评价过程和方法进行了阐述和分析，提出了一种基 于生命周期的模糊层次分析( S L C A - F u z z y - A H P ) 评价方法，并对评价方法做了 举例说明。 第七章：对当前我国矿山实施清洁生产面临的主要问题进行分析，提出了今 后我国矿山实施清洁生产应采取的主要措施。 中南大学硕士学位论文第二章矿山清洁生产的方法原理 第二章矿山清洁生产方法原理 2 。1 矿山清洁生产的理论基础 2 1 1 物质平衡理论 人与自然之间全面的物质变换过程，不应仅仅是产生使用价值的物质变换过 程，而且也应是产生废弃物的物质变换过程，尽管后者并不是人类进行生产劳动 的目的。完整的物质变换过程应同时包含这两部分的物质变换。无数个这样同时 发生两方面物质变换的劳动过程构成我们所依赖的经济系统。物质平衡理论即是 清洁生产的物流基础【2 一。在生产过程中，生产资料通过人类的具体劳动，一部 分转变为具有价值的商品，一部分转变为废弃物，产生的废物越多，则生产资料 的消耗越大。事实上，废物只是不符合生产目的，不具有价值的非产品产出，是 放错了位置的资源，若合理利用，则废物不废。非产品产出的存在是客观的，因 为任意生产工艺的生产率( 转化率) 都不可能是百分之百；同样，经济活动中产 生废弃物的现象也是客观的。但是，并不能据此而无视非产品产出的产生，因为 人类无限制的向环境排放废物，超过自然界的自净力，自然界不仅无力全部同化 废物，并且将遭受这些废弃物带来的危害。对废弃物的错误处置行为导致了环境 污染与生态破坏，而且从废物中提取可用的资源( 假定技术条件允许，需要消 耗更多的资源，这在经济上是不合算的。所以减少废物，一方面可以提高生产资 料的利用效率，使企业获利，另一方面可以减少环境污染。传统的末端治理主张 在末端处置已经产生的废弃物，而不是注意在生产过程中减少废弃物的产生，由 于处理技术有限，末端治理往往导致严重的二次污染。而清洁生产主张利用先进 技术对废物进行调整和控制，以使其继续在经济系统内参与物质变化，直至成为 自然界可以接受的形式；清洁生产致力于源削减，全过程控制，即在生产过程的 每一阶段都要尽力减少废弃物的产生。根据物质平衡定律，在生产过程的任何一 个阶段，废物的减少都对企业提高生产资料利用率有促进作用。所以清洁生产最 好的体现了生产资料利用最大化、废物产生最小化，环境污染无害化，是实现环 境效益和经济效益的最佳模式。 2 1 2 最优化理论 在实际的生产过程中，一种产品的生产必定有一个产品质量最好、产率 最高、能量消耗最少的最优生产条件。清洁生产实际上是如何满足生产特定条件 中南大学硕士学位论文 第二章矿山清洁生产的方法原理 下使其物料消耗最少而使产品产出效率最高的问题，这一问题的理论基础是数学 上的最优化理论，废物最少量化可表示为目标函数，求它的各种约束条件下的最 优解。 1 目标函数 废物最小量这一目标函数是动态的、相对的。一个生产过程、一个生产环节、 一种设备、一种产品，在不经过末端处理设施而能达到相应的废物排放标准、能 耗标准、产品质量标准等，可以认为目标函数值也是不同的；而且即使在一个国 家，随着技术进步和社会发展，这些标准发生变化，目标函数值也会发生变化。 因此