风化壳淋积型稀土矿开采决策模型研究

风化壳淋积型稀土矿开采决策模型研究
风化壳淋积型稀土矿(也称“离子型稀土矿”)作为我国的战略性资源,具有广泛的应用价值,被誉为“工业维生素”。

风化壳淋积型稀土矿的稀土以离子态存在,不能用传统选矿方法提取稀土,我国科技人员发明了离子交换浸取开采方法,即：池浸、堆浸和原地浸矿工艺,其中池浸工艺现已淘汰。

风化壳淋积型稀土矿开采无论采用堆浸工艺还是原地浸矿工艺均会造成一定的资源损失和生态环境破坏。

在生态文明建设及“稀土案”败诉的背景下,科学选择稀土开采工艺及把握矿山开采时机有助于保护资源和生态环境。

本研究综合运用采矿学、矿物加工学、地质学、工程岩土学、生态学、经济学、管理学及环境学等学科理论。

基于外部性理论,分析了风化壳淋积型稀土矿开采工艺的政策依据,并分别构建了矿床底板基岩完整度和矿山资源储量确定性条件下矿山开采工艺选择的净现值率决策模型以及不确定性条件下矿山开采工艺选择的云决策模型,同时,推导出矿山开采时机的决策模型。

主要研究结论如下：(1)将风化壳淋积型稀土矿开采造成的资源环境破坏形式分为显性破坏和隐形破坏,将资源损失分为暂时性损失和永久性损失,并从资源损失和生态环境破坏的可控性角度对堆浸工艺和原地浸矿工艺进行了比较。

同时,构建了风化壳淋积型稀土矿开采负外部性的“冰山模型”。

(2)基于外部性理论提出了风化壳淋积型稀土矿开采的实际边际外部成本、名义边际外部成本以及实际边际社会成本、名义社会边际成本等概念。

研究表明：堆浸工艺容易被过度限制,而原地浸矿工艺容易被过度推广。

此外,对于矿床底板基岩完整度好的稀土矿来说,征收排污费好于限制污染排放量；否则,限制污染排放量好于征收排污费。

(3)构建了矿床底板基岩完整度
和矿山资源储量确定性条件下矿山开采工艺选择的净现值率决策模型。

该模型结合风化壳淋积型稀土矿开采实际的一般情况,系统考虑了资源采选综合回收率、森林生态系统服务功能价值补偿及其他生态环境成本等因素。

分别构建了原地浸矿工艺开采矿山生态自我修复和人工修复以及堆浸矿工艺开采等三种情况下稀土矿山开采工艺选择的净现值率决策模型。

(4)构建了矿床底板基岩完整度和资源储量确定性条件下风化壳淋积型稀土矿开采时机的混合稀土氧化物影子价格计算模型。

通过对A矿山实例分析,在目前混合稀土氧化物影子价格为16.05万元/吨的的条件下,堆浸工艺好于原地浸矿工艺。

另外,分析了赣南A风化壳淋积型稀土矿堆浸、原地浸矿开采工艺的适用条件：以λ=2.29为临界条件,当λ>2.29时,堆浸工艺好于原地浸矿工艺；当λ<2.29时,原地浸矿工艺好于堆浸工艺。

此外,A矿山开采时机为混合稀土氧化物影子价格大于等于15.79万元/吨之时。

(5)构建了矿床底板发育完整度及资源储量情况不确定性条件下风化壳淋积型稀土矿开采工艺选择的云决策模型。

研究表明,矿床底板发育完整度和资源储量情况不确定条件下堆浸工艺好于原地浸矿工艺。