■ 張亞明/王雪峰/李文超

（中國自然資源經(jīng)濟研究院，北京 101149）

鐵礦資源是鋼鐵行業(yè)發(fā)展的基本條件、基礎支撐和重要保障，被列為我國戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，對保障國家資源經(jīng)濟安全、國防安全和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。我國鐵礦資源儲量巨大，共伴生、低品位、復雜難利用礦多，廢石尾礦產(chǎn)出高、利用水平低，綜合利用潛力巨大。由于對鐵礦資源綜合利用重視不足，導致資源開發(fā)利用粗放、有用礦物回收率低、固體廢棄物利用程度低、綜合利用附加產(chǎn)值低等問題。因此，以習近平生態(tài)文明思想為指導，踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，開展鐵礦資源綜合利用評價體系指標研究，以期實現(xiàn)鐵礦資源綜合利用評價定量化，為礦政管理部門綜合利用規(guī)劃、管理和經(jīng)濟政策制定提供支撐，實現(xiàn)鐵礦資源的綜合利用和循環(huán)利用，促進生態(tài)文明建設。

1 礦產(chǎn)資源綜合利用內涵

1.1 礦產(chǎn)資源綜合利用內涵

礦產(chǎn)資源綜合利用是地質、經(jīng)濟、采礦、選礦、環(huán)境、管理等多學科交叉的領域。從狹義上講，礦產(chǎn)資源綜合利用是在礦產(chǎn)開發(fā)過程中，對共生、伴生礦產(chǎn)進行綜合勘探、開采和利用；對礦山生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物、廢液、廢氣等進行再利用[1-3]。廣義的礦產(chǎn)資源綜合利用是指對礦產(chǎn)資源全面、充分和合理利用的過程，主要包括：一是在勘查、采選、冶煉過程中對共伴生資源的開發(fā)利用；二是在勘查、采選、冶煉過程中對主礦物、低品位礦和難采選（冶）礦物的充分利用；三是對礦山生產(chǎn)過程中的廢棄物資源化利用和社會沉淀的廢舊資源等的再利用。本文的研究對象是礦山企業(yè)，涉及的綜合利用主要是礦山企業(yè)采選以及礦山治理等環(huán)節(jié)的綜合利用情況，對冶煉及消費環(huán)節(jié)不做研究。

1.2 礦產(chǎn)資源綜合利用效益內涵

礦產(chǎn)資源綜合利用效益，是指在采選及恢復治理等環(huán)節(jié)對主礦物、共伴生礦物、低品位礦物、難選礦物以及廢棄物等綜合利用產(chǎn)生直接和間接效益。其中，直接效益是指通過綜合利用為企業(yè)帶來的資源增量和經(jīng)濟增量，主要包括資源效益和經(jīng)濟效益；間接效益是指通過綜合利用對周圍環(huán)境的改善和為社會帶來的貢獻，包括環(huán)境效益和社會效益。因此，資源效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益共同構成了礦山企業(yè)礦產(chǎn)資源綜合利用效益。

2 我國鐵礦資源開發(fā)利用概況

2.1 資源狀況

我國鐵礦資源儲量豐富，分布廣泛，主要有以下特點：

(1)貧礦多富礦少。從資源儲量看，2017年，我國查明鐵礦資源儲量為848.88億噸，其中富鐵礦僅10.06億噸，占比1.2%；鐵礦基礎儲量為196.92億噸，其中富鐵礦基礎儲量為1.89億噸，占比不足1%，查明鐵礦區(qū)數(shù)量為4790個。從資源分布看，鐵礦資源主要分布在遼寧、四川、河北三個地區(qū)，占全國查明資源儲量的48%，富鐵礦主要分布在貴州、新疆、云南三個地區(qū)，占全國富鐵礦查明資源儲量的63%。

(2)共伴生組分多。我國鐵礦石資源按共伴生組分情況可分為五種類型：一是單一鐵礦石，基本不含有共伴生組分，主要為磁鐵礦；二是鐵多金屬礦，常共生Cu、S、Co、Zn、Mo、Sn、石膏，伴生有Cu、S、Pb、Zn、Co、Au等組分；三是釩鈦磁鐵礦，礦石成分復雜，共生有V、Ti，伴生有Cu、Ni、Co、S、Cr等組分；四是多金屬—稀土—鐵礦石，白云鄂博鐵礦即屬于此類，鐵礦石中共生有稀土、鈮鉭、螢石，共生資源儲量巨大；五是鈾—硼—鐵礦石，其中硼鐵共生，伴生鎂、鈾等有用資源的多元素。

2.2 開發(fā)利用現(xiàn)狀

鐵礦石大規(guī)模開發(fā)推動了礦山企業(yè)的技術進步，在采出品位逐年降低的情況下開采回采率呈上升趨勢。2017年，地采礦山采出品位為33.2%，同比降低0.6個百分點，開采回采率為87.6%，同比提高了1.5個百分點；露采礦山采出品位為27.5%，開采回采率為96.6%，二者基本保持穩(wěn)定。(參見圖1)

2017年，鐵礦平均入選品位為27.7%，選礦回收率為79.0%，精礦品位為63.7%，隨著選礦工藝的不斷改進和創(chuàng)新，在入選品位降低的情況下，選礦回收率逐年提高，精礦品位相比2016年基本持平。從礦石性質來看，我國鐵礦石主要分為磁鐵礦、赤鐵礦和鐵多金屬礦。其中，磁鐵礦選礦回收率為80.9%，赤鐵礦選礦回收率為75.7%，鐵多金屬礦選礦回收率為71.4%。（參見圖1）

2.3 綜合利用現(xiàn)狀

近年來，我國鐵礦行業(yè)全面貫徹節(jié)約優(yōu)先戰(zhàn)略，推動礦業(yè)高質量發(fā)展，加強鐵礦資源綜合利用，主要集中在低品位礦、難選冶礦、殘留礦的利用，共伴生礦綜合利用，廢石、尾礦、廢水等廢棄物的綜合利用，促進了產(chǎn)業(yè)轉型升級和生態(tài)文明建設。

(1)通過對低品位、難采殘礦、難選礦技術攻關，盤活鐵礦資源100億噸以上。

(2)共伴生資源綜合回收利用，特別是釩鈦磁鐵礦、鐵稀土多金屬礦、硼鐵礦等的綜合回收利用技術取得新突破。2017年，鐵礦行業(yè)綜合利用產(chǎn)值為95.1億元，綜合利用產(chǎn)值在總產(chǎn)值的占比為8.3%，礦石價格的升高帶動了企業(yè)綜合利用的積極性(圖2)。

(3)鐵礦企業(yè)廢水循環(huán)利用率達到90%以上，固體廢棄物資源化利用率超過20%、安全處置和貯存率達82.8%。

圖1 2017年我國鐵礦石開發(fā)利用水平

圖2 2006—2017年我國鐵礦資源綜合利用年產(chǎn)值

3 鐵礦資源綜合利用效益評價體系構建

3.1 評價指標選取

通過礦產(chǎn)資源綜合利用效益內涵分析可知，綜合利用效益主要包括資源效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益，因此，構建鐵礦資源綜合效益評價指標體系，要從這四個方面選取能夠反映礦山企業(yè)綜合利用情況的指標。同時，由于礦山企業(yè)環(huán)境復雜多變，影響綜合利用的因素較多，不同因素之間可能存在關聯(lián)，選擇因素過多或不足，都會難以對綜合利用效益進行全面、準確的評價。因此，通過咨詢相關領域專家進行指標初選，并采用層次分析法對指標進一步篩選，選取了15個指標，如表1所示。

3.2 主成分分析原理

主成分分析法是霍特林提出的一種將多個指標化為少數(shù)幾個主要指標的多元統(tǒng)計分析方法，基本思想是在盡可能多地反映原指標所包含信息的情況下，突出主要因素，排除次要因素，將多指標問題轉化為幾個核心指標問題，簡化問題分析，提高分析效率[4-6]。主成分分析法的步驟如下[7]：

(1)將原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，求得標準化矩陣：

標準化矩陣為：

式（2）中，n為樣本量，m為指標數(shù)，zij為第i個樣本第j個指標標準化值。

(2)根據(jù)標準化矩陣求解相關系數(shù)矩陣：

表1 鐵礦資源綜合利用效益評價指標含義

相關系數(shù)矩陣為：

(3)求解特征根與特征向量。

根據(jù)相關系數(shù)矩陣得到特征方程：

將計算的特征根由大到小排序：λ1≥λ2≥…≥λm，并求出與特征值λi對應的特征向量。

(4)計算貢獻率和累計貢獻率，選取主成分。第i個成分的貢獻率：

累計貢獻率：

(5)計算主成分載荷：

式（8）中，L表示主成分的個數(shù)；eLj表示第L個主成分特征向量的第j個分量。

(6)根據(jù)各指標荷載值和各主成分的貢獻率計算各指標分值，將各指標分值進行歸一化處理，計算各指標權重：

3.3 計算指標權重

(1)按照礦山的生產(chǎn)規(guī)模和技術水平，選取了7座大中型礦山。對于定量數(shù)據(jù)，通過實地調研獲取7座礦山基礎數(shù)據(jù)；對于定性數(shù)據(jù)，采用專家意見法對7座礦山進行評分，獲得基礎數(shù)據(jù)。對選取的7座礦山的指標數(shù)據(jù)進行標準化，得到標準化矩陣，如表2所示。

表2 標準化矩陣

(2)由表2的標準化數(shù)據(jù)計算相關系數(shù)矩陣，如表3所示。

(3)由表3計算特征根、貢獻率和累計貢獻率（表4），根據(jù)提取主成分包含原始變量信息的80%以上、特征根大于1的原則，選取4個主成分。

(4)計算主成分荷載，結果見表5。

(5)計算各指標權重。根據(jù)式（9）、式（10）計算各指標權重，將效益層包含的各指標的權值求和，即為資源效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的權重（表6）。

表3 相關系數(shù)矩陣

表4 主成分貢獻率和累計貢獻率

表5 主成分荷載

從效益層看，資源效益和環(huán)境效益是影響鐵礦資源綜合利用效益的關鍵因素，符合資源高效利用和清潔利用的發(fā)展方向。其中，資源效益要求對鐵礦資源進行高效、充分利用，符合國家堅持“節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先”的方針政策，環(huán)境效益要求在資源開發(fā)過程中盡量減少對生態(tài)環(huán)境的擾動和破壞，滿足生態(tài)文明建設的基本要求。同時，還要兼顧企業(yè)在綜合利用過程中的自身效益，保證礦山企業(yè)對資源綜合利用的積極性和主動性。從指標層看，共伴生礦利用率和盤活的低品位礦資源量的權重最高，表明共伴生資源和低品位資源對綜合利用效益影響巨大，符合我國鐵礦資源共伴生組分多、低品位礦多的特點。其次是綠化及復墾率和固廢利用率，這兩個指標反映的是礦山生產(chǎn)過程中對環(huán)境的恢復和治理，以減少礦山生產(chǎn)對環(huán)境造成的影響。綜上所述，計算得出的指標權重符合我國鐵礦資源現(xiàn)狀和國家政策要求，能夠客觀地評價我國鐵礦企業(yè)資源綜合利用情況。

表6 指標權重

4 建議

資源綜合利用是充分利用礦產(chǎn)資源、提高綜合效益、實現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展的必然要求，是實現(xiàn)綠色礦山建設的必要條件，更是落實“節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先”、建設生態(tài)文明、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要抓手。結合鐵礦資源綜合利用效益評價指標，提出以下建議：

(1)突破鐵礦資源綜合利用技術瓶頸，搭建技術推廣平臺。一是以礦山企業(yè)為主體，搭建產(chǎn)、學、研、用的科技創(chuàng)新平臺，著力解決鐵礦資源中共伴生、低品位、難選冶資源的開發(fā)利用難題，形成一批技術成熟、適用性強的先進技術和經(jīng)驗。二是搭建跨行業(yè)、跨地區(qū)的技術交流推廣平臺，開辟鐵礦資源綜合利用信息的交流渠道，加速科技成果的轉化。

(2)完善資源綜合利用激勵約束政策，促進企業(yè)開展綜合利用。一是建立健全綜合利用稅費優(yōu)惠政策，對綜合利用低品位礦、伴生礦、固體廢棄物的礦山企業(yè)給與稅費優(yōu)惠支持，提高企業(yè)綜合利用的積極性。二是建立資源環(huán)境保護制度，要求企業(yè)充分、高效利用資源，避免資源浪費，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的環(huán)境問題負主體責任，負責周邊環(huán)境的恢復治理。

(3)創(chuàng)新鐵礦資源綜合利用模式，提升綜合利用整體水平。圍繞企業(yè)綜合利用和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展規(guī)劃，開展大型綜合利用項目，實現(xiàn)資源的綜合性開發(fā)、規(guī)?；茫瑢Σ蛇x過程中產(chǎn)生的固體廢棄物進行二次開發(fā)，實現(xiàn)固廢的深度加工和綜合利用，拓寬資源綜合利用領域，擴大綜合利用規(guī)模，建立可持續(xù)發(fā)展的鐵礦資源開發(fā)利用模式。