磷礦：尋找“脫貧”之路
——關(guān)注中國(guó)磷礦開發(fā)問題

□《中國(guó)國(guó)土資源報(bào)》記者 丁全利

磷礦：尋找“脫貧”之路
——關(guān)注中國(guó)磷礦開發(fā)問題

□《中國(guó)國(guó)土資源報(bào)》記者 丁全利

作為磷肥的主要原料，磷礦是經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的重要資源。不久前，以推動(dòng)磷礦行業(yè)技術(shù)進(jìn)步為宗旨的全球性專業(yè)會(huì)議——第六屆世界磷礦加工大會(huì)在云南省昆明市召開，傳遞出諸多有關(guān)中國(guó)磷礦開發(fā)的新信息和新思路。期間，記者深入會(huì)場(chǎng)，傾聽、感受著來自世界各國(guó)專家學(xué)者、企業(yè)家的激越心聲……

糧食增產(chǎn)的“功臣”

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)是世界上最大的磷礦消費(fèi)國(guó)之一，2009年磷礦石產(chǎn)量超過6000萬噸。

或許有人會(huì)問：埋藏在地下的那些灰色、黃色、褐色的磷礦石，與我們的生活有什么關(guān)系？

國(guó)土資源部信息中心的一位專家告訴記者，在世界上，磷礦有四大用途：制造磷肥，生產(chǎn)動(dòng)物飼料，用于食品工業(yè)以及用于工業(yè)生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上68%的磷礦石用于生產(chǎn)固體磷肥，8%用于生產(chǎn)動(dòng)物飼料，8%用于食品工業(yè)，其余16%則用于工業(yè)生產(chǎn)如洗滌劑、金屬表面處理。而在中國(guó)，絕大部分的磷礦石都用來制造磷肥。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，中國(guó)磷礦資源80%以上用做磷肥，糧食增產(chǎn)量的35%～40%由施用化肥獲得，中國(guó)糧食的穩(wěn)定增長(zhǎng)使占世界9%的耕地養(yǎng)活了世界上20%多的人口。

“中國(guó)是人口大國(guó)，土地特別是可耕地有限。主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)像長(zhǎng)江中下游平原、黃河、珠三角平原是沖積平原，其地質(zhì)背景是磷、鉀元素少。用這樣的土地養(yǎng)育13億人口，必然需要大量的磷礦資源來發(fā)展農(nóng)業(yè)?！敝袊?guó)礦業(yè)聯(lián)合會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)曾紹金說，“可以說，磷礦資源是國(guó)家重要的戰(zhàn)略資源，在磷化學(xué)工業(yè)和國(guó)家糧食生產(chǎn)安全中占有極其重要的地位和作用?！?/p>

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)已成為世界磷礦、磷肥、磷化工的生產(chǎn)大國(guó)，磷礦資源消費(fèi)量位居世界第一。截至2009年年底，中國(guó)磷肥產(chǎn)能達(dá)2000萬噸五氧化二磷左右，其中，高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量達(dá)到1450萬噸五氧化二磷，居世界第一。

“貧窮”的磷礦大國(guó)

世界磷礦資源分布廣泛，幾乎所有國(guó)家都有，但分布不平衡，70%的磷礦資源集中在摩洛哥和西撒哈拉、中國(guó)、南非、美國(guó)。截至2009年年底，我國(guó)磷資源儲(chǔ)量為178.6億噸，僅次于摩洛哥，居世界第二位，共有磷礦產(chǎn)地530多處。

憑借著豐富的磷礦資源，目前中國(guó)磷肥供應(yīng)市場(chǎng)比較充足，基本不需要進(jìn)口。但問題是，中國(guó)的磷礦開發(fā)并不樂觀，因?yàn)?，我?guó)磷資源有兩個(gè)明顯的“缺陷”，讓磷礦開發(fā)利用一直并不順暢。

第一個(gè)特點(diǎn)是分布相對(duì)集中。我國(guó)磷礦保有儲(chǔ)量主要分布在云南、貴州、湖北、湖南、四川五省的8個(gè)區(qū)域內(nèi)，其中，云南查明磷礦資源儲(chǔ)量42.4億噸，居全國(guó)第一。

第二個(gè)特點(diǎn)是中低品位的磷礦多，富礦少。在我國(guó)的磷礦中，五氧化二磷大于30%的富礦只占8.5%，不能直接利用的中低品位磷資源占90%以上。

我國(guó)著名的選礦工程專家、中國(guó)工程院院士余永富告訴記者，近百年來，磷礦資源的開采大都優(yōu)先開發(fā)和使用五氧化二磷大于30%的富礦，導(dǎo)致中高品位的磷礦石富礦越來越少，貧礦所占比例越來越高。而中低品位磷礦石需經(jīng)過選礦富集，才能生產(chǎn)出合格的磷精礦，以供使用。其實(shí)，對(duì)于世界而言，磷礦也并沒有富足到可以“采富棄貧”。由于磷礦資源缺乏相應(yīng)的替代品種，目前世界上可供經(jīng)濟(jì)開采的磷礦資源僅夠使用50年，所以現(xiàn)在不論是富礦多的摩洛哥還是貧礦多的中國(guó)、美國(guó)等國(guó)都非常關(guān)注磷礦選礦。

特殊的“中國(guó)磷礦”

中國(guó)磷礦是世界上難選的磷礦石！

對(duì)此，一位專家是這樣詮釋的：中國(guó)磷礦與世界其他產(chǎn)磷國(guó)相比，在礦石性質(zhì)、類型、品質(zhì)和可選性等方面都存在著較大的差異，普遍含有較高的氧化鎂、三氧化二鋁和三氧化二鐵等有害雜質(zhì)。磷礦物和脈石礦物共生緊密，嵌布粒度細(xì)，絕大部分磷礦必須經(jīng)過選礦富集才能為后續(xù)深加工所利用。

當(dāng)然，“中國(guó)磷礦”最突出的特點(diǎn)是易選的礦少，難選的礦多。磷礦石按地質(zhì)成因主要可分為磷灰石礦、磷灰?guī)r礦、磷塊巖礦三種。我國(guó)磷礦以難選的沉積型磷塊巖（即膠磷礦）為主。專家介紹，在中國(guó)磷礦探明儲(chǔ)量中，沉積型磷塊巖（膠磷礦）多，占全國(guó)總儲(chǔ)量的80%以上，其大部分為中低品位礦，同時(shí)中國(guó)磷礦90%是高鎂磷礦，其礦石中有用礦物的粒度細(xì)，和脈石結(jié)合緊密，不易解離，一般需要磨細(xì)到200目顆粒占90%以上才能單體解離。

此外，由于中國(guó)磷礦床大部分成礦時(shí)代久遠(yuǎn)，埋藏深，巖化作用強(qiáng)，礦石膠結(jié)致密，且有75%以上的礦層為薄至中厚層分布，通過傾斜至緩傾斜方式采出。這種特征給磷礦開采帶來一系列技術(shù)難題，往往造成開采損失率高、貧化率高和資源回收率低等問題。

中國(guó)磷礦開采分為露天和地下開采兩種，其中，地下開采約占60%，露天開采約占40%。目前，大型露天磷礦回采率可達(dá)到95%～98%，部分中小型露天磷礦回采率為70%左右。地下開采的回采率一般在60%～70%之間，貴州開磷集團(tuán)的回采率可達(dá)到80%左右，大部分小型磷礦山的回采率僅為50%左右。

中國(guó)磷礦開發(fā)的“主癥候”

目前，中國(guó)磷礦開采企業(yè)有300多家，年開采總規(guī)模達(dá)6600多萬噸。隨著大型關(guān)鍵設(shè)備的研制與應(yīng)用，中國(guó)磷肥裝置的國(guó)產(chǎn)化、大型化取得突破性進(jìn)展，年產(chǎn)30萬噸磷酸、60萬噸磷銨、配套的80萬噸硫磺制酸裝置全部實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。濕法磷酸生產(chǎn)的磷收率一般可達(dá)到96%以上。

在磷礦開采方面，磷礦開采的小型礦山比較多，大中型礦山較少，采選技術(shù)、管理和裝備水平參差不齊，直接影響到規(guī)?；_采、集約化經(jīng)營(yíng)的整體效益發(fā)揮；受市場(chǎng)和開采條件的限制，還存在著采易棄難、采富棄貧等現(xiàn)象；對(duì)磷資源可持續(xù)開發(fā)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、有序接替等，需要進(jìn)一步做好統(tǒng)籌考慮。

在提高磷資源回采率方面，除大中型磷礦采選企業(yè)外，小型磷礦采礦企業(yè)缺乏選礦加工技術(shù)和能力，致使大量中低品位磷礦石未能得到選礦加工利用，造成磷礦資源的浪費(fèi)。

在選礦方面，資源綜合開發(fā)利用水平有待進(jìn)一步提高。磷礦伴生和共生的砷、鐵、鈦、稀土、銦、鍺等高附加價(jià)值的元素，由于技術(shù)研究開發(fā)不夠，這些共、伴生資源還沒有得到綜合利用；磷礦石產(chǎn)品的合理利用有待改善。

此外，在磷肥、磷化工方面，濕法磷酸凈化技術(shù)和精細(xì)磷化工加工技術(shù)相對(duì)薄弱，難生產(chǎn)高端、高精細(xì)的磷化工產(chǎn)品；磷化工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理，低附加值的無機(jī)磷化工產(chǎn)品比例過大，高附加值的有機(jī)磷化工產(chǎn)品比例較小；磷化工企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和原料路線較落后，精、深加工能力差，機(jī)械化和自動(dòng)化程度較低。

攻堅(jiān)克難“技術(shù)為王”

“隨著高品位磷礦資源的急劇減少和資源的日益貧化，我國(guó)正逐步從以富礦開發(fā)為主轉(zhuǎn)向中低品位磷礦開發(fā)為主的時(shí)代?！绷椎V加工專家張文學(xué)說。

磷礦年采選能力1200萬噸，亞洲第一、世界第二的磷礦企業(yè)云天化集團(tuán)總經(jīng)理他盛華說：“中低品位磷礦資源的綜合利用是我們亟待攻克的難題，近年來雖然進(jìn)行了大量探索，中低品位膠磷礦浮選技術(shù)取得重大進(jìn)展，但相關(guān)技術(shù)的開發(fā)還需要進(jìn)一步突破?！?/p>

這些亟待開發(fā)的技術(shù)具體有哪些呢？

比如，準(zhǔn)確采礦。據(jù)介紹，美國(guó)磷礦采礦是根據(jù)巖性了解磷礦賦存狀態(tài)，打鉆、布孔。一旦知道成礦情況，就能更好地采礦。在美國(guó)，準(zhǔn)確采礦的話，可增產(chǎn)9%。

再比如，用新技術(shù)新方法更好地了解磷礦物，為提高資源回收率奠定技術(shù)基礎(chǔ)。來自美國(guó)猶他大學(xué)的米勒教授告訴記者，要維持現(xiàn)在的磷礦消費(fèi)速度，必須解決許多技術(shù)問題。傳統(tǒng)的成熟的礦物離解度分析是二維的分析。可以嘗試不同的方法，用X光顯微全息三維分析可獲得許多數(shù)據(jù)：可以了解礦物顆粒的圖像、了解其空間信息，達(dá)到微米級(jí)的分析。通過浮選前后顆粒離解度的分析，能較好地了解回收率的情況。

全速駛?cè)肓椎V開發(fā)新時(shí)代

據(jù)介紹，中國(guó)磷礦資源開發(fā)利用的未來趨勢(shì)是：資源綜合高效利用；發(fā)展礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)；礦業(yè)開發(fā)與環(huán)境更加和諧；高效、清潔的采選工藝技術(shù)得到廣泛應(yīng)用；企業(yè)自主創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)。

從政府層面上講，通過方針、政策、措施的推進(jìn)，實(shí)施磷資源開發(fā)加工行業(yè)整合重組，構(gòu)建“有序有償、供需平衡、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、集約高效”的磷資源開發(fā)利用的新格局。國(guó)家已將磷礦資源高效開發(fā)利用列為《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》優(yōu)先發(fā)展，通過建設(shè)“國(guó)家工程技術(shù)研究中心”、“技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”推進(jìn)磷資源開發(fā)利用?！度珖?guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃》提出了建立磷資源綜合開發(fā)利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范工程的規(guī)劃，加強(qiáng)地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)性、先行性工作。

從企業(yè)層面上講，遵照優(yōu)勢(shì)資源向優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)聚集、優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)要素向優(yōu)勢(shì)企業(yè)聚集的原則，發(fā)展壯大生產(chǎn)規(guī)?；?、經(jīng)營(yíng)集約化、技術(shù)集成化的大型磷礦、磷復(fù)肥、磷化工企業(yè)集團(tuán)。推行安全高效的磷礦開采技術(shù)，將傳統(tǒng)、粗放、集中度低的“采富棄貧，采易棄難”逐步轉(zhuǎn)向“貧富兼采，全層開采”，不斷提高資源回采率和開發(fā)利用率。磷礦資源將逐步從以富礦開采為主轉(zhuǎn)向以中低品位磷礦開發(fā)為主的時(shí)代，中低品位磷礦采選開發(fā)利用將成為主流。

別讓環(huán)境因磷而“受傷”

從整個(gè)自然環(huán)境系統(tǒng)來看，磷礦資源開發(fā)的未來面臨著更深層次的新挑戰(zhàn)。

可以說，今后世界磷礦選礦將面臨來自環(huán)境的新挑戰(zhàn)：第一，磷的浮選是復(fù)雜的，它具有非常高的溶解度，因而磷礦選礦要做大量的實(shí)驗(yàn)室工作和現(xiàn)場(chǎng)工作；第二，磷加工后的廢渣廢水對(duì)土地造成污染，不會(huì)在短期消退，可保留50年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，所以，磷的加工中水的回收是一個(gè)非常重要的問題。

一位中國(guó)專家指出，在自然生態(tài)系統(tǒng)中，磷的循環(huán)過程是最慢的物質(zhì)循環(huán)過程之一，磷是一種難以再生的稀缺資源，對(duì)磷資源開發(fā)利用應(yīng)有憂患意識(shí)，要切實(shí)加強(qiáng)宏觀調(diào)控、行業(yè)自律，建立全國(guó)磷礦資源信息系統(tǒng)，完善超大型礦床采選與合理開發(fā)新技術(shù)，提高磷礦資源的回采率和綜合利用率。

隨著國(guó)家“循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)”的發(fā)展，人們期待著，新技術(shù)、新思路將開啟磷礦資源利用又一個(gè)光明的新時(shí)代。