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一、周口蓝晶石族矿产资源及其选矿加工

赵军伟1张克仁2

(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,市废收附属资收企河南郑州 450006;2.国家非金属矿产资源综合利用工程技术研究中心,近电河南郑州 450006)

摘要我国蓝晶石族高铝“三石”资源丰富,话号矿种齐全,码周但是口金普遍品位较低,必须经过选矿加工处理才能利用。源回业目前它们的周口开发利用基本满足了国内对高级耐火材料的需求。阐述了我国开发利用“三石”选矿技术研究的市废收附属资收企进展,认为今后应加强其选矿试验研究,近电特别是话号浮选工艺的研究,重视专用选矿工艺、码周设备的口金研究和引进,注意选矿加工中的源回业综合利用,以保证“三石”产业的周口可持续发展[1~8]。

关键词蓝晶石;红柱石;夕线石;资源;选矿。

作者简介:赵军伟(1970—),男,河南省巩义市人,副研究员,硕士,从事矿业科技信息及矿物材料、矿物加工利用研究。

张克仁(1936—),男,河南开封市人,研究员,国家非金属矿工程技术研究中心名誉主任,《矿产保护与利用》期刊主编。长期从事矿产资源综合利用试验研究,国家矿产资源规划、科研和工程项目设计编制、论证工作。

蓝晶石、夕线石、红柱石(通称“三石”)属蓝晶石族高铝矿物,它们是有相同化学成分(Al2O3·SiO2)的同质多相变体,也称“夕线石类矿物”。蓝晶石族矿物在高温下分解为莫来石和熔融状游离二氧化硅,所需的转化温度较低,烧成时间短,转化率高;同时产生不同程度的体积膨胀,具有冷却后不收缩的永久膨胀性能,不仅耐火度高,还具有良好的热稳定性和耐磨性,对炉渣、天然气、窑炉内的蒸气均具有较强的抗化学侵蚀性和较高的强度。因而,这些矿物可用作冶金、玻璃和陶瓷工业中高级耐火材料的原料、陶瓷类耐火及耐酸制品。

一、我国蓝晶石族矿物的资源分布

我国的“三石”矿储量丰富。1934年即在吉林珲春地区发现了红柱石矿,1936年至1961年先后对山西的蓝晶石,鸡西、宽甸、莆田夕线石,北京、本溪的红柱石进行了地质调查和矿物工艺试验研究工作,其中北京周口店红柱石、莆田夕线石较早用于耐火材料工业中。1978年上海宝钢开工建设,其高温强化操作冶炼工艺对耐火原材料提出了更高的要求。为满足宝钢的需要并优化我国耐火原材料产品的结构,全国开始“三石”找矿和重点矿区的勘探工作,到目前为止,已在全国发现“三石”矿点183个,其中蓝晶石44个,夕线石50个,红柱石89个[1]。

中国“三石”主要分布于华北台地,包括秦岭北、华北、东北南部、鲁西、苏北等地。“三石”矿点102个,其中有河南南阳地区的红柱石、蓝晶石、夕线石,山东五莲山的红柱石、夕线石,江苏沭阳的蓝晶石。川西地区康定、道浮红柱石片岩等“三石”矿点30处。西北地区“三石”分布很广,1972年在库尔勒发现优质红柱石大型矿床,红柱石晶体较大,阿勒泰地区已发现“三石”矿点11处,蓝晶石、夕线石矿物晶体大、品位高、手选可用,甘肃的红柱石、蓝晶石,陕西的蓝晶石、夕线石、红柱石,青海的红柱石储量丰富。东北地区“三石”资源品种全,地质工作程度较高,辽东半岛至吉林东部是红柱石分布的矿区,矿点多,仅珲春地区就有4个矿点,其他矿区有本溪、凤城、岫岩、二道甸子、九台、黑山等,黑龙江鸡西、林口、双鸭山、内蒙古土贵乌拉及辽宁宽甸是大型夕线石矿区。中南、华东地区主要矿点有安仁、玉林、安庆、于都、泉州的红柱石,宜昌、莆田、郁南、海南的夕线石,凉亭河、霍邱的蓝晶石等[1]。

二、蓝晶石族矿的基本特性

(一)地质特性

我国“三石”潜在的资源极为可观,矿种齐全,一般品位多在8%~25%之间。有些矿床伴生石墨、石榴子石、堇青石等,可以综合回收利用。蓝晶石和夕线石是富含铝质、粘土质岩石经区域变质或动力变质作用形成的矿物,红柱石主要是接触变质作用形成的矿物。蓝晶石、夕线石和红柱石矿体均为层状、似层状或透镜状。矿体经常产于片麻岩、结晶片岩、云母片岩和石英片岩中[1]。蓝晶石族矿常见的伴生矿物有石英、云母、长石、石榴子石、黄玉、刚玉、堇青石、十字石、石墨、金红石、钛铁矿、铁矿物、炭质物等。

我国具有工业意义的蓝晶石族矿床类型,主要有区域变质型的石英岩、结晶片岩、片麻岩蓝晶石和夕线石矿床,其次有热液蚀变或接触交代型的矽卡岩或角岩化红柱石矿床。

(二)矿石性质

“三石”的结构不同,蓝晶石属三斜晶系,夕线石、红柱石属斜方晶系。“三石”的密度分别为:蓝晶石3.56~3.68g/cm3、夕线石3.23~3.27g/cm3、红柱石3.10~3.20g/cm3。蓝晶石的莫氏硬度为5.5~7,夕线石为7~7.5,红柱石为7~7.5。“三石”矿以斑状变晶结构、鳞片粒状变晶结构及柱状变晶结构为主。矿石的类型主要有石英岩、片岩、片麻岩、角岩等。

总体来说,我国蓝晶石族矿石有以下性质。

1)就当前我国已发现的蓝晶石族矿物矿床而言,虽具有一定储量的规模,但是普遍品位较低,蓝晶石族矿物含量不高,多为10%~25%,必须经过选矿处理。多数矿石的铁、钛有害杂质含量高,且其赋存矿物与蓝晶石族矿物共生密切,嵌布粒度细,在选别过程中为达到脱除Fe2O3、TiO2杂质的目的,易造成蓝晶石族矿物回收率的降低。

2)矿石中云母、长石、石榴子石、高岭石等其他含铝硅酸盐矿物普遍较多,需要作为脉石矿物除去,以确保精矿中蓝晶石族矿物的含量,精矿的Al2O3回收率将受到影响。

3)矿石大多矿物嵌布粒度不均匀,且多存在有包裹体,造成单体解离困难;红柱石多半还被炭质物包裹、污染,给分选带来困难。某些矿石蓝晶石族矿物表面的次生变化或被高岭土、云母等所交代,导致磨矿和选别过程中产生较多的次生矿泥,降低了分选的选择性。

三、蓝晶石族矿的选矿加工利用研究与实践

由于具有特殊的膨胀性能,蓝晶石族矿被主要用作高级耐火材料的原料。蓝晶石比另两种矿物膨胀性显著,因而常用于冶金高炉中作不定型的耐火材料,以抵消粘土矿物在高温下的体积收缩,使整个材料的体积稳定,从而延长冶金炉的使用寿命。夕线石具有能承受温度剧变的特征,被广泛用于各种温度剧变的部位,如炉门、出铁口、输送槽等处。红柱石则可直接用于制造红柱石耐火砖,具有在高温下不变形的特点。蓝晶石族矿还可用于生产硅铝合金、金属纤维及玻璃、陶瓷等行业。

我国蓝晶石族矿的规模开发利用是在上海宝钢引进项目工程建设之后才开始受到重视的,对蓝晶石族矿的选矿方法和新发现矿床(点)的矿石加工利用研究也陆续开展起来。

(一)蓝晶石族矿的选矿研究现状

根据蓝晶石族矿的矿石性质及其主要用作耐火材料原料的要求,选矿的主要目的是提高精矿中蓝晶石族矿物的含量(主要以Al2O3计),降低Fe2O3、TiO2及K2O、Na2O、CaO、MgO等杂质的含量,因为K2O、Na2O在高温下能分解莫来石生成富玻璃相,Fe2O3、TiO2超过一定量会造成耐火度下降并影响抗腐蚀性,CaO、MgO超标也会引起莫来石的分解,从而影响制品的高温性能。由于耐火材料骨料对蓝晶石族矿产品的粒度要求较粗,而有些应用领域则要求粒度超细,所以,在选矿加工中应尽量保护矿物的粗粒,同时要尽可能地回收细粒。

蓝晶石族矿物属难选的硅酸盐矿物。矿石的性质不同,采用的选矿方法也各不相同。一般来说,粗粒矿物采用手选、重选、磁选,其中重选以跳汰、重介质和摇床为主;细粒则主要采用浮选的选矿方法。重选主要利用蓝晶石族矿物与石英、长石、云母等的密度差,磁选主要利用其与黑云母、铁铝榴石、电气石、十字石等的磁性差异,从而将它们分离。

目前,鉴于我国已发现的蓝晶石族矿产资源有用矿物细粒嵌布的资源特征,多采用以浮选为主的联合选矿工艺,重选、磁选常用来进行预富集,以便为浮选提供较高品位的给矿,也可用于对浮选精矿除铁降钛。夕线石、红柱石、蓝晶石是Si/O比相同的多晶型铝硅酸盐矿物,它们的晶体结构中既有石英特有的硅氧四面体,又有刚玉特有的铝氧八面体。研究和实践表明,蓝晶石族矿的浮选可在酸性、碱性乃至中性条件下进行,最佳浮选pH值与捕收剂的种类和用量有关,且以酸性介质浮选的分选效率和选择性最佳。一般说来,在碱性介质(pH 8.5~9.5)中使用脂肪酸捕收剂;酸性介质(pH 3~4)中使用磺酸盐捕收剂;中性介质(pH 6.5~7.5)中使用混合捕收剂为宜[2]。为分散矿浆和抑制铁矿物,多加入六偏磷酸钠和焦磷酸钠,抑制云母多采用柠檬酸,抑制长石、石英等硅质矿物多采用水玻璃[3]。浮选前适量脱泥对浮选精矿品位和回收率的提高是有益的;也可在浮选前采用反浮选脱除云母、叶蜡石、磷铝钙石、白云石、含铁矿物等,反浮选捕收剂常采用氧化石蜡皂和羟肟酸等。

有些精矿中的极少量含铁矿物和云母、石英等杂质难以用物理分选方法脱除,为获得高纯精矿,有时需进行化学选矿,可加入氢氟酸和盐酸混合液并通蒸气加热,浸取一段时间后洗涤脱酸[3]。

(二)蓝晶石族矿的选矿实践

国家非金属矿综合利用工程技术研究中心、中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所及其前身原地矿部矿产综合利用研究所从20世纪80年代初就开始了对蓝晶石族矿的加工利用研究,先后对江苏沭阳蓝晶石矿、河北魏鲁蓝晶石矿、河南隐山蓝晶石矿、山西繁峙蓝晶石矿,黑龙江鸡西夕线石矿、河北平山夕线石矿、河南内乡夕线石矿、河南镇平夕线石矿、内蒙古土贵乌拉夕线石矿、福建莆田夕线石矿,河南西峡红柱石矿、吉林珲春红柱石矿、新疆库尔勒红柱石矿、新疆巴州霍拉沟红柱石矿等“三石”矿的开发利用进行过试验研究。

某中低品位蓝晶石矿为蓝晶石英型矿,岳铁兵等[4]经研究改进了原全浮选工艺流程,采用如图1所示的重浮联合工艺流程。矿石不需全部磨矿,提高了原矿处理能力,最大限度地减少了蓝晶石过磨,在尽可能粗的条件下回收蓝晶石,因此保证了蓝晶石的精矿品位和回收率。同时重选抛除一部分尾矿,减少了入浮选的矿量,且重选可得部分金红石精矿,达到综合回收有用矿物的目的,降低了蓝晶石精矿中铁含量,提高了蓝晶石精矿的质量。最终蓝晶石精矿Al2O3品位为54.19%,Al2O3总回收率达到55%,还可在浮选作业中进一步回收云母。

图1某中低品位蓝晶石矿选矿原则工艺流程

中国规模最大的红柱石矿床——新疆巴音郭楞红柱石矿床,远景资源量达2.13×108t。经研究,充分利用该矿石红柱石的原生粒度粗,明显大于石英、云母等脉石矿物的原生粒度,且红柱石与脉石矿物的嵌布紧密程度远不如脉石之间紧密的特点,提出了在较粗粒度下采用“集合体”抛尾和原矿直接破碎分级入选的新技术。试验确定了(-5+0.5)mm级别采用重选—干式磁选工艺流程,-0.5mm级别采用重选抛尾—湿式磁选—重选—干式强磁选工艺流程,中矿采用破碎—分级—干式磁选工艺流程。选矿扩大试验取得了红柱石精矿产率9.61%、Al2O357.03%、红柱石矿物量95.69%、回收率69.73%的优异工艺指标,工艺简单可靠。该工艺很好地解决了粗粒红柱石矿选矿提纯技术难题,属创新工艺。5~0.5mm粗粒红柱石产品填补了国内无粗粒红柱石骨料的空白。目前已建成年产5×104t红柱石精矿(1600 t/d原矿)的选矿厂。

对于属于石榴黑云夕线片岩的河南内乡夕线石矿,研究确定生产流程为破碎—磨矿—弱磁选—强磁选—脱泥质物浮选—夕线石浮选。原则工艺流程见图2。该工艺早已投入建厂生产[4]。

图2河南内乡某夕线石矿选矿工艺流程

四、蓝晶石族矿的选矿发展前景

长期开发使资源趋于贫化,以及应用部门对精矿质量要求趋于高纯、低含杂化,推动着蓝晶石族矿产选矿加工工艺不断向前发展,今后应进一步加强其选矿试验研究。

1)加强浮选工艺的研究。我国韩山蓝晶石矿最早采用酸性介质浮选—磁选—重选方法取得成功后,考虑到设备腐蚀、环保等因素,又研究制定了单一碱性介质浮选工艺,并以此为依据建设了我国第一座蓝晶石选矿厂[5]。但酸性介质浮选生产费用较低且精矿质量较高,国外多采用酸性浮选。随着我国防腐技术的不断成熟,酸性介质浮选的推广应用将更具优势。另外,应进一步加强高效浮选药剂的研究。如烷基硫酸盐具有洗涤作用,能清洗被污染的矿物表面,同时具有起泡性能和弱捕收性能,可明显提高夕线石精矿的质量[3]。

2)重视专用选矿工艺、设备的研究和引进。对内蒙古土贵乌拉和福建莆田夕线石矿的研究[6]表明,夕线石浮选需要均匀、弥散、稳定的泡沫,国内金属矿常用的浮选机搅拌过强、充气量大,对粒度细、气泡附着不够牢固的夕线石矿物浮选不利。多年非金属矿加工利用研究[7]也显示,非金属矿行业一直沿用金属矿破碎、磨矿、重选、浮选、磁选、电选等装备,忽视了金属矿和非金属矿分选过程、特点和要求的不一致性,造成非金属矿分选效率下降、产品质量档次难以提高的现象,必须研发专用的非金属矿选矿和加工装备,以提高非金属矿资源的利用效率[7]。粗粒精矿能很好地保留蓝晶石矿物的高温膨胀性,特别是作耐火材料骨料需要大颗粒的红柱石。

3)注意选矿加工中的综合利用。蓝晶石族矿常见的伴生矿物石英、云母、长石、石榴子石、金红石、石墨等应用广泛,在蓝晶石族矿选矿中已得到解离,并在中矿或尾矿中相对富集,它们的综合回收和利用,对于最大限度地发挥资源价值、减轻尾矿造成的环境影响有着重要意义。如美国佐治亚蓝晶石矿床属于贫矿床,蓝晶石含量只有8%左右,该矿除回收了蓝晶石外,还综合回收了商业云母、石墨和其他畅销产品[8]。

五、结语

我国高铝“三石”资源丰富,矿种齐全,但是普遍品位较低,必须经过选矿加工处理才能利用。目前它们的开发利用基本满足了国内对高级耐火材料的需求。由于技术和市场等方面的原因,前些年蓝晶石族矿生产企业大批倒闭,近几年随着我国钢铁工业的发展及玻璃、陶瓷、冶金、耐火材料等工业领域对高铝“三石”的需求强劲,加之近年来出口量逐年增长,高铝“三石”开发有所回升。随着资源长期开发趋于贫化和应用部门对精矿质量要求的提高,今后我国应加强浮选工艺的研究,重视专用选矿工艺、设备的研究和引进,注意选矿加工中的综合利用,以保证高铝“三石”产业的可持续发展。

参考文献

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[2]夏绍柱,等.红柱石、夕线石、蓝晶石矿物资源及其选矿.金属矿山,1994,(3):36-41,29

[3]李九鸣,等.夕线石族矿物选矿及应用研究现状.矿产保护与利用,1991,(4):42-47

[4]岳铁兵,等.蓝晶石英型矿石选矿提纯工艺探索.中国非金属矿工业导刊,2003,(4):61-62

[5]宋丹波.蓝晶石族矿物的选矿.四川建材学院学报,1991,6(4):31-39

[6]宋丹波.内蒙古土贵乌拉与福建莆田的夕线石矿石浮选研究.矿产综合利用,1983,(2):32-35,26

[7]冯安生,等.我国非金属矿业形势及加工技术进展(二).矿产保护与利用,2006,(1):48-54

[8]常大仁.蓝晶石类矿物可选性研究应注意的几个问题.矿产综合利用,1984,(2):60-63

Kyanite Group Minerals Resources in China and Their Processing

Zhao Junwei1,2,Zhang Keren1,2

(1.Zhengzhou Mineral Resources Multi-purpose Utilization Institute,CAGS;2.China National Engineering Center for the Multipurpose Utilization of Nonmetallic Mineral Resources,Zhengzhou 450006,Henan,China)

Abstract:China is rich in kyanite group minerals resources including kyanite,andalusite and sillimanite.Because of their low grade,they can be utilized after being processed.In China,domestic production of these three minerals can meet the need of quality refractory manufacturing.This article introduces the present situation of mineral processing for these minerals.And the article also gives some advices for these minerals industries’ sustainable development such as further studying their processing especially flotation technology,studying or introducing into appropriative processing technologies and equipment and making the full use of these resources in the mineral processing.

Key words:kyanite,andalusite,sillimanite,resources,mineral processing.

二、河南省矿产资源战略问题分析

1.能源矿产后备资源接替准备不足

(1)石油、天然气资源潜力不容乐观,资源形势严峻

石油、天然气是我省重要的矿产资源之一,全省已发现油气田28个,面积约1×104km2。经多年工作,东濮凹陷、泌阳、南阳凹陷地质勘查工作程度已较高,发现新的整装大油气田的可能性已不大,新增可采储量难以弥补采出量;在周口坳陷的舞阳凹陷、襄城凹陷、谭庄-沈丘凹陷以及洛阳-伊川盆地等地有多口井见油气显示,部分井试也获少量原油和天然气,虽已预测石油远景资源量约3亿 t,但多年来久攻不克。全省石油产量从1988年的979.07万t,逐年递减至2000年的562.18万t,年均递减5.34%,其中“九五”期间年均递减1.55%。

(2)煤炭资源开发强度大,储采比不足全国平均水平的1/4,资源有效供给明显不足

煤炭是河南的优势矿产,全省垂深2000 m以浅含煤面积约18900 km2,约占全省面积的11%,已勘查面积约3800 km2,约占含煤面积的20%。截止2000年底,全省范围内已发现18个煤田和5个含煤区,其中井田或勘查区283个,获得能利用煤炭资源量260亿t,约占全国资源量的2.8%;保有煤炭资源量居全国第九位。全省共有国有生产矿井113处,煤炭生产能力6,233万t/a;乡镇、集体及个体煤矿2000余处,年生产能力在3000万 t以上。从业人员45万,其中国有煤矿37.2万人。已形成了以平煤集团等六大国有重点煤矿区为主体,地方煤矿为骨干,乡村集体和个体煤矿星罗棋布的煤炭生产格局。

按照“效益规则”,对已勘查过的煤炭资源预期获利能力的综合技术经济评价表明,全省尚未利用的133.33亿t煤炭资源中,可以利用的经济类煤炭资源46.86亿t;可能利用的次经济类煤炭资源60.91亿t,暂难利用的欠经济类煤炭资源25.56亿t。目前地质勘查达到精查,能够规划建井的经济类井田仅3个,资源量8.53亿t;可能利用的次经济类井田8个,资源量11.47亿t。在我省现128处国有生产矿井和在建矿井占有的92亿t保有资源量中,经济可采储量仅为50亿t。六大国有煤炭矿业集团公司,除郑煤集团、永城煤电集团可供建井的储量较充裕外,义马、焦作、鹤壁3个集团(公司)能够建井的储量有限;平煤集团远景储量虽较乐观,但受深井建设和矿井热害的制约。故大部分国有重点矿业集团的后备资源有效供给已严重不足。

(3)煤炭资源储量结构不尽合理,河南省将成为煤炭的净调入省

河南省是产煤和耗煤大省,在煤炭持续关井压产的形势下,2000年原煤产量仍达到7578万t,连续20年居全国第二位,其中省内消费占70%以上。按照国家有关煤炭产业政策,结合我省各类性质的煤矿所占有的资源、井型、安全生产技术条件等综合分析,至2005年我省80%以上的乡镇、集体、个体煤矿将被取缔或自然关闭,国有煤矿将有15对矿井关闭,这两部分生产能力约为3000万t;到2010年,全省国有煤矿将有35对矿井相继报废,减少生产能力1139万t,还有15对矿井生产能力以每年714万t减少而进入衰老期。根据河南省经济发展对煤炭的需求预测,2005年我省消费量将达到9000万t以上,2010年将达到9600万t以上。为使河南在2010年煤炭保持目前生产规模,煤炭部门规划2010年以前需要新建矿井能力1392万t/a,但在这些规划矿井中,除3个精查井田外,其余均需进行地质勘查。一个煤田从勘探到建成投产约需10a以上的周期。因此,若不及早统筹考虑部分国有大矿的后备矿山接替问题,“十一五”期间随着大批的老井减产、报废,届时河南省将可能由煤炭净调出省变为净调入省。

2.有色金属矿山资源破坏严重

铝土矿、钼矿是河南省的优势矿产,氧化铝产量、钼矿资源储量均居全国第一,十种有色金属产量达到70.92万t,是我国重要的铝、钼等有色金属工业原料及加工基地。由于乱采滥挖,采富弃贫,资源破坏严重,问题十分突出。

(1)铝土矿资源浪费与破坏严重,铝工业的可持续发展面临挑战

近年来,河南省铝工业发展迅速,2000年仅氧化铝产量已达144.42万t,电解铝产量41.531万t,加上数量众多的各类铝材加工企业,铝工业已成为我省工业的重要支柱产业。全省铝土矿已探明资源储量的矿产地有39处,铝硅比(A/S)平均为5.5,储量表上保有资源储量为3.86亿t。应清楚认识到,由于过去十几年民采消耗的储量未能统计核减,目前实际保有资源储量约为2.8亿t。其中,富铝土矿(A/S>7)的基础储量为9 831万t,经济、次经济储量为6 000万t;特富铝土矿(A/S>10)的储量约3 000万t。2000年全省生产富铝土矿矿石约400万t,即消耗富铝土矿储量900万t左右。按照河南省铝工业发展计划,2005年氧化铝产量要达到280万t,考虑山东、山西两省铝厂的采购量及耐火材料和磨料业的发展,“十五”期间约需7000万t富铝土矿资源量。即全省已探明的富铝土矿在“十五”期间消耗殆尽还有一定的缺口,富铝土矿资源短缺问题迫在眉睫。

(2)企业收富拒贫、矿山采富弃贫与乱采滥挖造成铝土矿资源破坏严重

造成铝土矿资源紧缺的主要原因之一,是采富弃贫与乱采滥挖致使资源破坏严重。全省矿石的回收率只在40%左右,个别地区仅有30%。按照规定,拜尔法设计A/S入炉品位为7,联合烧结法设计A/S入炉品位为5.5,而现在氧化铝厂一味要求用富矿。如此收富拒贫的短期行为,直接诱导了民采铝土矿的采富弃贫与掠夺式开采,致使富矿储量迅速耗减,剩余的贫矿资源更难以利用,河南铝工业的可持续发展面临挑战。

(3)世界级钼矿未能发挥应有的作用

中国是世界第三大钼资源国,河南省的钼资源量接近全国资源总量的三分之一,钼产量占世界总产量的5%~6%。由于全球对钼年需求量仅13万t左右,市场需求有限,无计划的超限开采,加之众多个体小矿点的狂采乱挖,加剧了供大于求的矛盾,使栾川南泥湖这个世界级的钼矿田未能发挥应有的效益。

3.贵金属矿产资源已出现危机

(1)黄金资源即将消耗殆尽

河南2000年生产黄金62.4万两(19.5 t),黄金产量连续16年居全国第二位。目前全省金矿的保有基础储量仅为125 t,探明储量几乎全部开发利用,大部分国有矿山已出现不同程度的资源危机。依目前年消耗资源储量约40 t的开发速度,若不投入资金勘查寻找新的接替资源,则“十五”末期保有资源储量将消耗殆尽。

(2)银矿地质工作程度明显不足

河南全省预测白银资源量为39976.61 t,现矿探明资源储量仅为5 146 t,保有资源储量3 773 t。从长远看,白银矿可作为贵金属矿山的接替资源。

4.非金属矿产开发利用水平低

(1)非金属矿产资源十分丰富

河南高铝三石(蓝晶石、红柱石、矽线石)、天然碱、珍珠岩、各类黏土(伊利石黏土、耐火黏土、铁矾土、膨润土等)、冶金辅助用矿产、玻璃用矿产、水泥用矿产、石墨、玉石、含钾岩石、岩盐以及煤系高岭土、沸石、硅灰石、饰面用花岗岩等在全国有重要地位。非金属矿产资源开发利用水平很低,非金属矿采选业及加工制品业的产值与金属矿产之比为0.85:1,资源优势未能转化为经济优势。

(2)非金属矿产开发的问题

目前,省内开发的主要是效益差的传统非金属矿产类,而新兴矿物岩石原料及非传统矿产开采量很小;非金属矿产深加工技术水平低,产品无特色、效益差。同时,短期行为使部分有较高附加值的矿种如萤石、石墨、玉石等后备资源不足。

珍珠岩、膨润土、沸石矿。信阳上天梯非金属矿区的珍珠岩、膨润土、沸石储量巨大,矿石品质好、埋藏浅、配套全、易开采,是世界级的特大型综合非金属优质矿田,具备建设成为国家级非金属矿产品基地的条件。由于缺乏统一规划、管理,致使开采、加工企业数量多达370余家,而均规模甚小、效益差。

高铝三石与耐火黏土。耐火制品工业是河南出口创汇大户,现有各类企业600余家,年产耐火材料制品270万t,产量占全国总产量的13%。全省年产耐火材料中普通低档产品占60%~70%,产品竞争力差。目前实际保有储量不足2000万t,后备资源不足;而储量位居全国第一的“三石”高级耐火材料资源,又未得到充分的开发利用。

5.部分金属矿产和大宗农用矿产将长期短缺

(1)铁矿本省的自给率只能维持在20%~25%

河南10.43亿t铁矿保有储量中,矿石普遍品位低、开采技术条件复杂、选矿难度大,大多数铁矿床近期难以开发利用。因此,全省铁矿石将长期依赖从国内外市场,本省自给率只能维持在20%~25%。

(2)铜、铅、锌矿矿石产量难以满足加工业的需求

河南铜、铅、锌矿产有一定的储量和有较大的潜力,但由于矿床规模普遍较小,矿体变化较大,矿石产量难以满足本省选、冶、加工业的需求。本省铜、铅的自给能力在10%左右,锌的自给能力在70%左右,这种局面短期内不会改变。

(3)磷矿、硫铁矿、钾矿等重要农用矿产严重不足

河南磷矿由于矿石质量低劣而基本不能开发利用,所需磷矿将长期依赖从湖北、贵州等省调进。省内硫矿床规模小、品位低,全省硫酸生产量所需硫铁矿石有60%以上依赖从外省调入。河南尚未发现有钾盐矿床,所需钾盐及硫酸钾肥全部从外省或国外购进。含钾岩石资源十分丰富,利用钾长石生产绿色无公害缓效钾镁肥的工业化生产已获成功,但应用推广尚需较长过程。

6.矿产勘查投入不足,找矿成果下降趋势明显

河南现有地矿、有色、煤田、化工、建材、核工业、武警黄金部队和石油勘探局等多个从事地质矿产勘查的部门,有地勘职工2万余人,技术实力强,以往找矿业绩突出。但是,进入“九五”以来,由于国家投资的地勘经费相对下降幅度较大,有效投入地质勘查的经费较少,矿山企业普遍不景气,商业性地质勘查投入不足等,地质找矿成果呈明显的下降趋势。“八五”及以前探明矿产地898处,其中“七五”至“八五”探明矿产地110处;“九五”新增探明矿产地39处,主要是1998年前探明。

目前,国家安排开展的国土资源大调查项目主要是从国家角度考虑的公益性、基础性地质调查和战略性矿产调查项目,尚无法解决地域国民经济和社会发展对矿产资源勘查的需求。省内矿产资源勘查计划由于经费问题而不能安排,各地勘部门为自身发展而安排的很少量地质勘查工作,不能解决本省的资源问题。地质勘查有效投入的不足必将严重制约河南矿业的可持续发展。

三、河南省矿产资源可持续发展战略研究

河南是人口、农业大省,资源型产业在今后相当长时期内仍将占据重要地位。《河南省国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》已明确将“以建设全国重要铝工业基地为主的有色金属工业”、“以提高资源开发利用效率为主的煤化工和石油化学工业”等资源型产业列为我省重点培育壮大的五大支柱产业中的两项。因此,确立科学、合理的矿产资源可持续发展战略,满足我省国民经济和社会发展对矿产资源的需求,才能确保我省经济安全。

1.实施优势资源开发带动经济发展战略,调整和优化矿业结构

(1)确保老工业原材料基地的稳定

充分发挥石油、煤炭、黄金、有色、冶金、化工、建材等矿产资源的优势和比较优势,强化对支柱性、战略性矿产资源的资产管理,大力实施优势资源开发带动经济发展战略,调整和优化矿业结构。

(2)高度重视富矿资源不足问题

要制定限制省内外氧化铝厂收富拒贫的政策、法规;实现贫富兼采,综合利用。强化对铝土矿资源的保护,整顿民采铝土矿点,保护国家规划矿区,提高回采率。加强对贫矿选矿的技术攻关和成果应用,走人造富矿的道路;采取适当扶持和政策引导,加快对富铝土矿资源的地质勘查步伐。

(3)逐步调整各类煤矿的生产规模和结构,重点发展国有地方煤矿

国有大煤矿范围内及其周边地区的乡镇煤矿限定时期关闭,届时不再换发新的采矿许可证;通过“扶持、改造、整顿、联合、提高”,清理整顿乡镇煤矿、根据省内煤炭资源条件,煤炭矿井报废关闭计划,制订接替煤田地质勘查计划。

(4)加强石油、黄金、有色金属老矿山深部及外围的普查找矿工作

鼓励矿山企业开展探边摸底,达到均衡生产。鼓励投资勘查和开发我省潜在的优势矿产资源如银矿、优质非金属矿等,支持和引导开发非传统矿产资源。

(5)发挥我省资源潜在优势,集中力量兴建几处国家级工业原材料基地

a.采用国家扶持、多渠道融资相结合,将信阳上天梯建成我国重要的珍珠岩、膨润土、沸石矿原料和深加工产品的生产、供应和出口基地;

b.将南阳逐步建设成为以“高铝三石”为主的高级耐火材料原料基地;

c.开发利用丰富的不溶性钾矿资源,将我省建设成为绿色无公害缓效钾肥生产和出口基地;

d.统筹规划、合理开发利用新安—陕县一带的铝土矿资源,建设我省铝土矿专供、专管的一级市场;

e.建设以花岗石材为主的建筑材料和陶瓷工业基地。

2.坚持总量控制,调整矿业布局

(1)调控各类矿产的开采总量

为了保持矿山开采与社会和经济发展水平相适应。鼓励开采市场短缺的矿产资源,限制开采供过于求的矿产,保护性开采我省支柱性、战略性、名优稀少的矿产资源。实施集约型矿产资源开发战略

根据资源特点,按照“统筹规划、因地制宜、发挥优势、规模开采、集约利用”的原则,划定矿产资源的鼓励开采区、限制开采区、禁止开采区,将钼、耐火粘土、高铝粘土、萤石、独山玉、虎睛石、密玉等作为重点保护性限采矿种进行开采总量、开采规模和开采水平的宏观控制。积极引导和促进小矿山的联合,关闭浪费资源、破坏环境的小矿山。坚持大矿大开、综合利用的原则,尽快出台我省矿区的最小开采规模。对开采规模与矿床储量规模显著不协调的矿山,限期按照现代企业制度的要求,走集约化生产之路。对我省支柱性、战略性矿产设置相对较高的进入壁垒、降低退出门坎,提高资源的配置效率。

(2)适度控制优质富矿和粗、初级矿产品的出境

根据比较利益原则,适度控制优质富矿和粗、初级矿产品的出境;鼓励发展矿产品深、精、细加工行业。围绕能源、有色、非金属等优势矿产资源,大力发展煤、石油、盐化工,铝及各种金属加工制造业和优质非金属矿产的超细粉碎、超细提纯、矿物改性及功能材料制备等深加工业,提高矿业综合效益

优化能源消费结构,提高优质能源比重。加大煤炭洗选力度,发展型煤、动力配煤、水煤浆等洁净煤产品,增加块煤产量;加大煤层气勘查力度,有效利用煤制气;进一步发展坑口大机组火电,推进煤、电、铝、建材等联营。加强石油、天然气勘探开发,争取在周口等有关凹陷盆地获得油气勘查的重大突破。在重要城市和豫东地区部署开展2000 m以深的地热勘查工作,提高地热利用水平。

(3)开展矿产勘查技术方法研究,推动地质找矿重大突破

河南省地质工作程度较高,深部矿产资源潜力大。应致力于贵金属信息提取与分析,尤其是金、铂、钯联测分析方法的突破。应用地球物理、地球化学、遥感地质等地面及地下探测技术、分析测试与实验新技术、信息综合提取技术等技术体系,结合地质找矿的新理论、新方法,推动地质找矿的重大突破。

(4)依靠科技进步,提高采选冶回收率

采用自主开发、技术引进和产学研联合等多种形式,提高我省矿产资源的采选冶水平。濮阳油田、河南油田要采用大斜度定向井、热采吞吐和微凝胶驱技术等先进的“三采”技术,将采收率提高到国内先进水平。进行选冶技术攻关,开发利用我省中低品位矿和难选冶矿石;加强矿山企业的技术改造和技术更新步伐,如淘汰拜尔法中落后的溶出工艺,采用选矿拜耳法、高温强化溶出和石灰-拜尔法、串联法等新技术、新工艺,达到降耗增产之效果;重视金属、贵金属矿产中多种元素的综合收回,提高经济效益。

(5)以科技为先导,提高矿产品深加工水平

加大科技投入,重点开展煤炭洁净技术的攻关并及时推广应用;着手开展、引进和消化煤炭的直接和间接液化技术与工艺,做好前期论证。依托我省在非金属开发应用研究方面的优势,致力于非金属矿产品的深加工、精加工技术、工艺和设备的研究开发,带动我省非金属加工业迈上一个新的台阶。

3.实施开放型资源利用战略,对重要矿产资源实行储备制度

(1)充分利用两种资源,鼓励企业在国内外建立稳定的优质矿产供应基地

着眼于“两种资源、两个市场”,鼓励企业和地勘单位采用独资或合作方式到省外、国外勘查开发我省短缺的重要矿产,如富铁矿,铜、铅、锌矿,金、银矿,特富铝土矿,钾盐矿,石油、天然气等,建立稳定的优质矿产供应基地。

(2)实行重要矿产资源储备制度

对我省支柱性矿业如煤矿、铝土矿等,建立后备资源储备制度,规划一定数量的可接替矿区暂不开发。对某些资源条件一般、国内用量不大、国际市场价格暂时较低的矿产如钼矿、锑矿等,“十五”期内不开发新的矿产地。对主要矿产品位较低、共伴生矿产品位高而目前又难以回收利用的矿产地,如含镓、锂很高的中低品位的铝粘土矿床,实施就地封存。鼓励企业进行战略性矿产品和国际市场价格暂时低迷的重要矿产品的储备。

(3)统一矿业权资产监管,建立矿业良性循环体系

从办理两证入手,统一矿业权资产监管,大力启动和启动矿业权市场。加强对矿业权市场的管理,促进矿业权市场的流通尤其是勘查权的商业性流转,创建矿业的良性循环体系。强化对矿产资源勘查、开发工作的督察与执法检查,尽快实现全省矿业秩序的根本好转。

(4)多渠道筹措勘查资金,增加资源后备储量

积极申报国家地质大调查项目,调整资源补偿费省级留成比例、争取各级财政列专项资金和核定地勘经费投入地质工作的最小限额等,切实加大我省对公益性、基础性地质工作和战略性矿产勘查工作的投入。制定投资矿产资源勘查政策,鼓励和引导社会、企业、个人和外资多渠道、多形式、多元化投资开展商业性矿产勘查工作,改善地勘有效投资不足、矿产勘查萎缩的局面,逐步形成政府宏观引导、多渠道投入的矿产资源风险勘查良性循环机制。重点加强对经济建设急需的富铝土矿、金、银、铜、铅、锌和部分重要非金属、深层地热资源等矿种的前期风险勘查评价,增加资源后备储量。

遥感·河南省国土资源综合调查与评价

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参考资料:冶炼自动化