作者简介：董卫宏，男，工程师，1975年出生，地质矿产勘查专业，主要从事矿产勘查与评价工作。。 摘要：将耗散结构理论应用于矿产资源循环利用系统，矿产资源循环利用系统是复杂的开放系统，具有非线性有序结构，矿产资源循环利用系统内部各子系统之间的作用是非线性的，外部和内部的涨落对矿产资源循环利用系统的稳定性影响是显著的。耗散结构理论对矿产资源循环利用有重要的启示，力图从理论上把耗散结构系统扩大到矿产资源循环利用系统，从而为实现人类社会与自然和谐发展的崇高追求进行有益的思考和探索。
关键词：耗散结构理论；矿产资源；循环利用；对策
Abstract: the dissipative structure theory applied in mineral resources recycling system, mineral resources recycling system is a complicated open system with nonlinear and orderly structure, mineral resources recycling within the system of action between each subsystem is nonlinear, external and internal fluctuation of the mineral resources recycling system stability influence is significant. The dissipative structure theory of mineral resources recycling is an important inspiration, from theory to the dissipative structure system expanded to mineral resources recycling system, so as to realize the harmonious development of human society and nature is lofty pursuit of thought and exploration.
Keywords: dissipative structure theory; Mineral resources; Recycling; countermeasures
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
我国疆域辽阔、成矿地质条件优越、矿种齐全配套、资源总量丰富，是具有自己资源特色的一个矿产大国。改革开放以来，中国经济的快速发展是以资源的高消耗、环境的严重破坏为代价的。随着我国经济的进一步发展，这种粗放的经济运行方式已不能保证经济的持续健康发展，能源对经济良性发展已构成严重制约[1]。面对这些问题，矿产资源利用迫切需要新的理论作为指导。耗散结构理论[2]对于目前解决矿产资源利用中遇到的各种问题，提供了理论基础和现实可能性，对构建矿产资源循环利用系统具有重要的现实意义。
1．矿产资源开发存在的问题
矿产资源的开发，有利于促进经济的发展和社会的进步，但是目前矿产资源开发中存在的一些问题也相当严重，我国长期以来矿产沿用的是大量消耗资源和传统的粗放式经营模式。重速度、数量，轻效益和质量；重外延扩大再生产，轻内涵挖潜；对矿产资源重开发，轻保护，造成了资源的过度破坏和巨大浪费，自然资源面临枯竭，导致了矿业的可持续发展面临巨大的挑战。目前，我国矿产资源在开发过程中存在的问题如下[3-4]：
（1）矿产资源枯竭，后备资源储备不足。随着我国经济的高速发展，对于各种矿产资源的消耗也随之增加，加之我国矿业秩序混乱，投资环境差，地质勘探投入严重不足，导致新发现的矿产数目急剧减少，矿产资源探明储量每年呈现下降趋势，出现了后备矿产资源储量增长速度严重滞后于消耗速度。我国矿产资源对经济社会的支持力度不断减弱，可以预见，在未来的几十年内，随着我国工业化进程的加快，对于矿业资源的消费需求还将面临严峻的挑战。
（2）矿产资源有用矿物的回收率低。目前我国选矿工艺及其装备相当落后，技术水平低，使许多有用的矿物得不到有效的回收，导致矿物资源回收率低。目前我国铁矿和有色金属矿有用矿物回收率为50%～60%；非金属矿有用矿物回收率为20%～60%；煤矿有用矿物回收率为30%～50%。由于选矿和冶金水平与国外有较大差距，导致我国矿产资源总回收率只有30%～40%，远远低于国际矿产资源总回收率的平均水平。
（3）矿产资源的综合利用率低，矿产资源经营粗放。我国的共生、伴生矿较多，但是对共生、伴生矿产进行综合开发的只占总数的1/3，其综合回收率不及20%，造成大量矿产资源的浪费。以我国有色金属矿产的综合利用而言，国外先进矿山综合利用率可以达到80%～90%，而国内有色金属矿产的综合利用的平均水平为50%。
（4）非金属矿产资源开发利用落后。国内外非常重视非金属矿产资源的开发利用，我国有丰富的非金属矿产资源，种类繁多，性质各异，被广泛应用于各行各业。但是我国非金属矿选矿技术落后，造成非金属矿回收率低，精矿品味低，超级精品少，直接导致非金属矿产品质量不高。
（5）二次资源的回收利用率低。目前，我国矿山排放的尾矿堆存量巨大，并且每年以2.0×108～3.0×108t的速度增长，尤其是矿山剥离废石的堆存量达数百亿吨。由于我国综合利用率低，尾矿中存在的大量有价值元素及可利用的非金属矿遗留在固体废弃物中，每年矿产资源开发损失总值高达1000亿元，特别是建造较早的尾矿，由于受到当时技术条件等方面的限制，尾矿中有价值元素及可利用的非金属矿损失更大。
矿产资源所面临的上述问题，如果不能尽快妥善解决，势必威胁到矿业的可持续发展，而且也会动摇钢铁工业的基础，进而威胁到我国的社会、经济、政治安全和稳定。面对如此严峻的形势，运用耗散结构理论，使得矿产资源可持续发展，从而实现我国资源、经济、环境的可持续发展。
2．矿产资源可持续发展的耗散结构
2.1耗散结构理论
普里戈金在非平衡热力学系统的线性区的研究的基础上，探索非平衡热力学系统在非线性区的演化特征。在研究偏离平衡态热力学系统时发现，当系统离开平衡态的参数达到一定阈值时，系统将会出现“行为临界点”，在越过这种临界点后系统将离开原来的热力学无序分支，发生突变而进入到一个全新的稳定有序状态；若将系统推向离平衡态更远的地方，系统可能演化出更多新的稳定有序结构。普里戈金将这类稳定的有序结构称作“耗散结构”。从而提出了关于远离平衡状态的非平衡热力学系统的耗散结构理论。
耗散结构理论指出，系统从无序状态过渡到这种耗散结构有几个必要条件[5]，一是系统必须是开放的，即系统必须与外界进行物质、能量的交换；二是系统必须是远离平衡状态的，系统中物质、能量流和热力学力的关系是非线性的；三是系统内部不同元素之间存在着非线性相互作用，并且需要不断输入能量来维持。
2.2矿产资源可持续发展的耗散结构特性
目前我国矿产资源可持续发展面临来自两方面的巨大压力[6]，一是国民经济持续、快速的增长要求矿业提供更多的矿产资源；二是矿山开发过程中环境保护的任务艰巨。矿产资源可持续发展是传统发展的内容与非传统发展内容的有机结合，改变了传统上关于矿产资源发展关系的认识，运用市场机制、依靠科技进步和发现可替代资源的基础上，规划与协调矿产资源的最佳耗竭率，使得矿产资源的发展既能满足当代人的需要，同时不会对后代人的需要构成威胁，从而实现矿产资源可持续发展和人类代际之间的公正。