我國(guó)錳礦資源開采現(xiàn)狀與可持續(xù)發(fā)展的研究

洪世琨

(云南冶金集團(tuán)投資有限公司,云南 昆明 630051)

錳是一種重要的金屬元素,主要用作金屬材料的合金元素和脫氧劑、脫硫劑,是鋼中除鐵以外用量最大的元素,有“無(wú)錳不成鋼”之稱。在現(xiàn)代工業(yè)中,錳及其化合物作為重要的工業(yè)原料,不僅應(yīng)用于鋼鐵工業(yè),還應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)、建材行業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。錳礦資源是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要戰(zhàn)略物資。錳礦資源的大量開采促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)。但由于我國(guó)技術(shù)落后、環(huán)保意識(shí)薄弱、約束和監(jiān)督機(jī)制缺乏等多方面原因,開采引發(fā)的資源、環(huán)境、生態(tài)問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。錳礦資源開發(fā)利用可持續(xù)性發(fā)展面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。因此,正確把握當(dāng)前錳礦資源開采現(xiàn)狀,有針對(duì)性地采取相應(yīng)措施,揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短,是社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展的保障。

1 錳礦資源的現(xiàn)狀

1.1 錳礦資源的分布

我國(guó)錳礦資源分布很廣,但不平衡。截至2007年底保有錳礦資源量7.93億t,廣西、湖南、貴州、重慶、湖北、云南6省(市、自治區(qū))的錳礦資源儲(chǔ)量占到了全國(guó)資源儲(chǔ)量84.2%,尤其以廣西和湖南兩省(自治區(qū))為最多,錳礦基礎(chǔ)儲(chǔ)量占全國(guó)55.5%,因而在錳礦資源開采方面形成了以廣西和湖南為主的格局。值得關(guān)注的是湖北近2年基礎(chǔ)儲(chǔ)量、資源量增長(zhǎng)很快,替代了四川成為了錳礦資源的主要省份。就廣西而言,目前錳礦保有儲(chǔ)量主要集中在桂西南,廣西大新縣錳礦就占全區(qū)資源儲(chǔ)量51.19%,其次為靖西縣10.96%,天等縣6.4%,桂平市4.49%。全國(guó)錳礦資源分布見(jiàn)表1[1]。

表1 我國(guó)主要錳礦資源的分布 萬(wàn)t

1.2 錳礦資源的特點(diǎn)

中國(guó)錳礦資源的特點(diǎn)可以概括為“貧、薄、雜、細(xì)”。

我國(guó)錳礦資源以貧礦為主,富礦很少,全國(guó)錳礦石錳品位平均只有21.4%。富錳礦(含Mn大于30%的氧化錳礦和含Mn大于25%的碳酸錳礦石)的資源儲(chǔ)量已非常稀少,只占6.4%。由于錳礦石品位低、含雜質(zhì)(磷、硫及重金屬)高、粒度細(xì)帶來(lái)技術(shù)加工性能差,大部分富錳礦石在利用時(shí)仍需經(jīng)選礦加工。碳酸錳礦石由于含磷偏高,不適合直接冶煉錳系合金。多數(shù)只適合于生產(chǎn)電解金屬錳和電解二氧化錳。

目前,錳礦資源中碳酸錳礦資源占全國(guó)錳礦資源55.9%。氧化錳礦占25.2%,其他類型礦石占18.9%。云南鶴慶錳礦、廣西大新錳礦、福建連城錳礦、廣西靖西錳礦等是我國(guó)富錳礦的主要產(chǎn)地[1]。

我國(guó)錳礦大部分是薄礦層(床),平均厚度在0.8～3m之間,少數(shù)較厚的礦床也只有4～6 m,如云南斗南錳礦、廣西龍頭錳礦、湖南桃江錳礦等均屬此類。錳礦體以緩傾斜產(chǎn)出居多,采場(chǎng)直接底板和直接頂板大部分由0.1～2.5 m不等的泥巖或粘土頁(yè)巖組成,頂?shù)装鍢O不穩(wěn)固,對(duì)這類礦體的回采,一般要采取支護(hù)或加固措施來(lái)加以控制。如貴州的遵義錳礦和團(tuán)溪錳礦、云南斗南錳礦和鶴慶錳礦等。由于礦層薄,錳礦開采成本高,開采難度大。

我國(guó)錳礦石另一特征是礦石物質(zhì)組分復(fù)雜,高磷、高鐵、高硅。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)錳礦石 P/Mn＞0.005,Mn/Fe＜3的儲(chǔ)量約占總量的50%,SiO2＞10%的錳礦石占全國(guó)總量的68%。礦石粒度大多數(shù)屬微粒,一般是幾微米,大的幾十微米。結(jié)構(gòu)呈隱晶質(zhì),嵌布粒度極細(xì),給選礦帶來(lái)較大的困難,如貴州遵義錳礦、湖南花垣錳礦、重慶城口錳礦等都屬難選錳礦類型[2]。如南方震旦紀(jì)“湘潭式”錳礦約有1億t以上的儲(chǔ)量屬于高磷難用錳礦。在已勘查的礦床中,磷含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的占 49.6%(P≤0.003%),鐵含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的占73%(Mn/Fe≥6)。在一些錳礦中經(jīng)常伴生一些有用成分,如銀、鉛、鋅、鈷等。因此在選擇選礦工藝時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮伴生資源的回收[3]。

1.3 錳礦石的開采

由于我國(guó)錳礦資源不足,而且礦床賦存條件復(fù)雜,以及經(jīng)濟(jì)地理等因素,致使部份勘探儲(chǔ)量不能開發(fā)利用。以淺部露天開采為主的有廣西大新、云南建水、廣東小帶、福建連城、廣西平樂(lè)和荔蒲等錳礦;以地下開采為主的有湖南湘潭、貴州遵義、云南鶴慶和斗南等錳礦。但也有露天和地下聯(lián)合開采,如四川漢源錳礦。

采用露天轉(zhuǎn)地下開采的錳礦山主要有廣西的大新錳礦、木圭錳礦;湖南的瑪瑙山錳礦、天字號(hào)錳礦、道縣錳礦和東安縣錳礦;云南的建水錳礦;福建的連城錳礦等,其露天開采的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的 60%左右[4]。

特別值得提出的是我國(guó)地下開采的錳礦,多數(shù)為傾斜和緩傾斜薄礦體,厚度和傾角不論沿走向還是傾向方面,變化都較大,往往還有分枝復(fù)合現(xiàn)象,夾層較多。斷層、節(jié)理、裂隙發(fā)育,頂?shù)装鍑鷰r也不穩(wěn)固,有少數(shù)錳礦頂?shù)装鍨樘抠|(zhì)頁(yè)巖,含硫高,開采后會(huì)引起自燃,給礦山開采帶來(lái)較大的困難。對(duì)于這類礦床的開采,國(guó)內(nèi)緩傾斜多用壁式崩落法、房柱法開采,急傾斜多用削壁充填法、留礦法和全面法開采,但普遍存在礦石回采率低,采場(chǎng)生產(chǎn)能力小,采場(chǎng)頂板管理不善和機(jī)械化程度低等缺點(diǎn),制約了錳礦山的發(fā)展,坑采效益低,錳礦利用率只有39%,有3 141億t錳礦資源尚未利用[2]5。

1.4 錳礦石的消耗

我國(guó)已經(jīng)是全球硅錳鐵合金、碳素錳鐵、電解金屬錳、電解二氧化錳、硫酸錳等錳礦深加工產(chǎn)品的最大生產(chǎn)國(guó),2007-2008年錳礦石主要深加產(chǎn)品產(chǎn)量見(jiàn)表2,各種產(chǎn)品消耗的錳礦石比例見(jiàn)表3[1]。

表2 2007-2008年錳礦石主要深加產(chǎn)品產(chǎn)量 萬(wàn)t/a

表3 各種產(chǎn)品消耗的錳礦石比例 %

由此可見(jiàn),錳系鐵合金是最大的錳礦消耗領(lǐng)域,2007年我國(guó)錳系鐵合金的產(chǎn)量686萬(wàn)t,若全部用國(guó)產(chǎn)含Mn30%的礦石生產(chǎn),每年需要錳礦石2 000萬(wàn)t左右。這樣做既不經(jīng)濟(jì)又不可能,我國(guó)根本不可能生產(chǎn)這么多含Mn30%的錳礦石,必須搭配進(jìn)口富錳礦生產(chǎn),目前每生產(chǎn)1t錳系鐵合金接近消耗1 t的進(jìn)口富錳礦,2007年我國(guó)消耗國(guó)產(chǎn)錳礦石2 089萬(wàn)t,進(jìn)口錳礦石663萬(wàn)t,共計(jì)2 752萬(wàn)t。

2 錳礦產(chǎn)業(yè)面臨的問(wèn)題

我國(guó)現(xiàn)有錳礦資源的開發(fā)利用中存在的問(wèn)題是多方面的,既有社會(huì)的原因,也可能有經(jīng)濟(jì)、政治、管理等因素的作用,本文主要從以下4個(gè)方面來(lái)分析我國(guó)錳礦產(chǎn)業(yè)面臨的問(wèn)題。

2.1 資源問(wèn)題

我國(guó)錳礦資源不多、品位低、開發(fā)利用成本高。截至2009年底,我國(guó)錳礦區(qū)423處,礦石儲(chǔ)量0.9億t,錳金屬量4 000萬(wàn)t,占世界總量的7.4%,人均儲(chǔ)量只有世界人均的37%,靜態(tài)保證年限僅6.9年。全國(guó)平均錳礦石平均品位20%左右。我國(guó)錳礦資源地理分布不均、礦床規(guī)模小(儲(chǔ)量在2 000萬(wàn)t以上僅7處)、貧礦多、雜質(zhì)含量高、開發(fā)利用難度大[5];另一方面,電解金屬錳的不斷增長(zhǎng),引發(fā)資源開采過(guò)度,資源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。

2.2 開采問(wèn)題

我國(guó)錳礦企業(yè)中,除了擁有享譽(yù)全國(guó)的、能夠較合理地開發(fā)利用和保護(hù)錳礦產(chǎn)資源的企業(yè)外,還普遍存在著“多、小、散”的狀況。由于這些小型礦山企業(yè)缺少雄厚的資金、先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備,缺乏有效的規(guī)劃管理,難以吸引高精尖的人才,因而采易棄難、采富棄貧、采厚棄薄、采大棄小、棄采漏采現(xiàn)象突出,導(dǎo)致礦石損失率和貧化率高、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、資源儲(chǔ)量消耗過(guò)快的局面,同時(shí)又因?yàn)橥顿Y少、見(jiàn)效快、安全環(huán)保意識(shí)薄弱,在給當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)暫時(shí)的繁榮之后留下的是千年的禍害,殃及子孫后代,對(duì)錳礦資源的合理開發(fā)利用和錳業(yè)的可持續(xù)發(fā)展極為不利。

2.3 進(jìn)口問(wèn)題

我國(guó)錳礦石的特點(diǎn)決定了我國(guó)必須大量進(jìn)口錳礦石來(lái)生產(chǎn)鐵合金,尤其在錳礦缺乏地區(qū),進(jìn)口錳礦石配入比例都非常大,在中低碳錳鐵的生產(chǎn)中幾乎100%的依賴進(jìn)口,而其他錳礦深加工產(chǎn)品基本上利用國(guó)內(nèi)低品位礦石生產(chǎn),電解二氧化錳全部采用低品位的碳酸錳礦石生產(chǎn),95%的電解金屬錳采用碳酸錳礦石生產(chǎn),硫酸錳則用含Mn35%的氧化錳礦石生產(chǎn)。因此電解金屬錳和電解二氧化錳成為了國(guó)產(chǎn)錳礦石重要的消耗領(lǐng)域。歷年我們進(jìn)口錳礦石情況見(jiàn)表4。

表4 2000-2010年我國(guó)進(jìn)口錳礦石情況 萬(wàn)t

2.4 污染問(wèn)題

全國(guó)小錳礦床多,保有儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量9%,還有許多未經(jīng)查清地質(zhì)條件的小礦點(diǎn),這些小礦床,大都埋藏淺,品位高,易采易選,尤其南方地表風(fēng)化的小氧化錳礦點(diǎn),大都建有小錳礦山和群采礦山。這些小礦山缺乏管理,濫采亂挖,采富棄貧,與大礦山爭(zhēng)奪礦山資源而破壞礦體,尤其南方地表風(fēng)化氧化錳礦床未經(jīng)查明就被采空,不僅浪費(fèi)了資源,而且造成環(huán)境污染和破壞生態(tài)平衡。民采礦山常常在資源不清,設(shè)備簡(jiǎn)陋,無(wú)正規(guī)的開采設(shè)計(jì)等條件下開采,多數(shù)破壞了地表礦體,而使深部礦體無(wú)法繼續(xù)開采,特別是在大中礦床的邊部和地表的小礦山,對(duì)礦床的破壞尤為嚴(yán)重。

3 可持續(xù)開發(fā)利用途徑

1)加大地質(zhì)找礦投入,加強(qiáng)地質(zhì)找礦和勘查工作,不斷補(bǔ)充新的礦產(chǎn)地、增加錳礦資源儲(chǔ)量,是我國(guó)錳業(yè)可持續(xù)開發(fā)利用的前提和基礎(chǔ)。

2)堅(jiān)決關(guān)閉小礦山實(shí)施規(guī)?；?、集約式經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略,提高我國(guó)礦產(chǎn)資源的綜合利用效率,提升我國(guó)礦業(yè)集團(tuán)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

3)面對(duì)我國(guó)“貧、雜、細(xì)、薄”難采礦體(層),應(yīng)該通過(guò)采礦方法的試驗(yàn)研究,在采用合理、經(jīng)濟(jì)的采礦方法的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)采場(chǎng)管理,降低采礦損失率和貧化率;此外,應(yīng)該積極研究回采邊角礦及殘礦的方法和措施,最大限度地減少錳礦資源儲(chǔ)量的損失和消失,改變浪費(fèi)資源和資源消耗過(guò)快的狀況,充分利用有限的錳礦資源。

4)通過(guò)改進(jìn)選礦工藝和設(shè)備,能夠解決全國(guó)數(shù)億噸低品質(zhì)錳礦資源的選別和脫磷問(wèn)題,達(dá)到“高磷錳礦變低磷錳礦、貧錳礦變富錳礦”的目的,則可以從錳礦資源的源頭上徹底解決優(yōu)質(zhì)錳礦、富錳礦資源短缺的問(wèn)題,在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)從根本上解決我國(guó)錳礦資源的可持續(xù)開發(fā)利用與錳業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。

5)加快社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的建設(shè),完善各種法律、法規(guī)和規(guī)章制度,依法治礦,使礦業(yè)資源的探測(cè)、開采和使用有序化、制度化。

6)開源節(jié)流,實(shí)施全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略,充分利用好國(guó)內(nèi)外2種資源。在經(jīng)濟(jì)全球化,資源全球化的今天,我們應(yīng)該考慮利用全球資源能源,把一些能源資源消耗較大的行業(yè)轉(zhuǎn)移到那些資源能源豐富的國(guó)家去,在全球范圍內(nèi)購(gòu)買國(guó)內(nèi)短缺的礦產(chǎn)資源或走出國(guó)門勘查開發(fā)我國(guó)所需要的礦產(chǎn)資源,樹立“全球礦產(chǎn)我可用”的戰(zhàn)略思想,在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,優(yōu)化國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),使我們有限的資源能源用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)最需要的部門。同時(shí)做好國(guó)家的資源能源儲(chǔ)備工作,以備在戰(zhàn)爭(zhēng)或緊急狀態(tài)下供應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。

[1]譚柱中.中國(guó)錳礦石資源開采利用狀況及展望[EB/OL].http://www.cnfeol.com/flashplayer.aspx?flash =http://meeting.cnfeol.com/2009-mn/files/tanzhuzhong.swf,2009-05-20.

[2]周柳霞.我國(guó)錳礦山的開采現(xiàn)狀及問(wèn)題與建議[J].中國(guó)錳業(yè),2000,18(1):4-7.

[3]邱俊,呂憲俊,王桂芳.中國(guó)錳礦資源的分布及礦物學(xué)特征[J].現(xiàn)代礦業(yè),2009(9):6-7.

[4]郭金峰.淺析錳礦露天轉(zhuǎn)地下開采的市場(chǎng)需求和技術(shù)問(wèn)題[J].中國(guó)錳業(yè),2001,19(2):4-6.

[5]胡德文,馮丹丹.我國(guó)錳礦產(chǎn)業(yè)問(wèn)題分析[J].中國(guó)礦業(yè),2011,20(6):1-8.