我國非金屬礦科技發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

譚 琦，馮安生，劉新海，李一波，劉玉林

（1.中國地質科學院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術研究中心，河南 鄭州 450006）

我國是世界上非金屬礦產(chǎn)資源豐富和品種齊全的國家之一。在已探明儲量的92種非金屬礦產(chǎn)資源中，石墨、石膏、石灰石、菱鎂礦、膨潤土和重晶石等居世界首位；滑石、螢石、硅灰石、石棉和芒硝等居第二位；珍珠巖、沸石、硼石等居第三位[1]；另外，高嶺土、鋁土礦、天青石等儲量居世界前列；凹凸棒石、海泡石、硅藻土、藍晶石族礦物、葉蠟石等潛在儲量較大；大理石、花崗石資源也很豐富。儲量豐富和品種齊全的資源為我國非金屬礦工業(yè)的發(fā)展提供了必要的基礎條件。

盡管我國非金屬礦資源豐富，但我國人口眾多，資源人均占有量偏低。另外，我國部分優(yōu)質非金屬礦資源消耗迅速，某些重要產(chǎn)區(qū)的資源量快速減少，優(yōu)質資源保障程度不足已經(jīng)顯現(xiàn)[2-6]。同時，我國非金屬礦工業(yè)還面臨著礦產(chǎn)開發(fā)缺乏科學指導和法律監(jiān)督，對礦產(chǎn)利用及資源保護缺乏指標評價體系，資源破壞嚴重和環(huán)境保護等共性問題。因此，急需非金屬礦科技的發(fā)展來解決我國非金屬礦工業(yè)存在的問題。

1 我國非金屬礦科技發(fā)展現(xiàn)狀及問題

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

由于非金屬礦產(chǎn)品獨特的物理化學性質，使其應用領域幾乎滲透到整個工業(yè)部門，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著重要的作用。非金屬礦工業(yè)的發(fā)展狀況是衡量國家科技進步以及工業(yè)發(fā)達程度的重要標志之一。近20年來，我國非金屬礦工業(yè)科技事業(yè)取得了較快的發(fā)展，在重大項目的科技攻關、引進技術消化吸收與創(chuàng)新、科技成果的推廣與應用、利用先進技術提升和改造產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)等方面都取得了一定的進步。據(jù)不完全統(tǒng)計，在“七·五”至“十一·五”的20多年間，非金屬礦行業(yè)共取得科技成果500多項，其中獲得省、部級科技進步獎近100項，并先后成功開發(fā)了一批行業(yè)發(fā)展急需和對行業(yè)技術進步帶動性較大的新技術、新工藝，以及市場急需的非金屬礦精細加工新產(chǎn)品。

(1) 科技開發(fā)和技術創(chuàng)新取得重大進展。

非金屬礦物粉體的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量顯著增長，如重質碳酸鈣的生產(chǎn)能力由10年前的300萬t左右發(fā)展到超過1000萬t，滿足了國內市場的需求；開發(fā)了一批非金屬礦精細加工新產(chǎn)品，如利用硅藻土的吸附特性，制備成不同產(chǎn)品應用于油田廢水處理[7]和空氣凈化[8]等方面，擴大了非金屬礦的應用領域；此外，非金屬礦物材料加工技術與裝備水平快速提升，如以煤系硬質高嶺巖為原料的煅燒高嶺土成套生產(chǎn)技術與裝備、大型無機粉體表面改性技術與裝備、硅灰石礦物纖維制備與表面改性技術與裝備等，既促進了非金屬礦行業(yè)的發(fā)展，又提高了行業(yè)裝備水平。

(2) 企業(yè)技術創(chuàng)新能力明顯增強。

長期以來，非金屬礦行業(yè)企業(yè)規(guī)模小、數(shù)量大、技術創(chuàng)新能力薄弱。近年來，通過貫徹落實科學發(fā)展觀，非金屬礦企業(yè)，特別是大、中型企業(yè)技術創(chuàng)新能力逐步增強，有力地推動了行業(yè)的技術創(chuàng)新工作。

(3) 行業(yè)科技體制改革繼續(xù)深入。

以企業(yè)為主體，產(chǎn)、學、研緊密結合的技術創(chuàng)新局面正在形成。產(chǎn)、學、研結合是科技成果轉化和技術創(chuàng)新的重要手段?！笆弧の濉逼陂g，隨著行業(yè)科技體制改革的不斷深化,非金屬礦行業(yè)通過科技攻關、新產(chǎn)品開發(fā)，有力地推動了產(chǎn)、學、研結合，加快了科技成果轉化的步伐，增強了企業(yè)的實力，同時也為高校和研究院所科技成果的轉化提供了平臺。

1.2 存在的問題

我國非金屬礦工業(yè)科技創(chuàng)新經(jīng)過60年的發(fā)展，在科技體制改革、科技興國戰(zhàn)略實施等方面都取得了顯著進步，促進了行業(yè)整體技術水平的提高。然而非金屬礦行業(yè)的科技創(chuàng)新工作遠不能滿足行業(yè)發(fā)展的需求，非金屬礦行業(yè)的技術發(fā)展水平與金屬和煤炭業(yè)相比，仍然較低，特別是與發(fā)達國家存在較大的差距。主要表現(xiàn)在如下幾方面。

(1) 行業(yè)整體工藝技術、裝備落后。

在采礦方面，采礦工藝技術落后、設備陳舊、許多礦山仍處于半機械化和手工開采狀態(tài)，勞動強度大，采礦回收率低，生態(tài)破壞和環(huán)境污染嚴重，礦山的開采技術水平落后；在選礦方面，缺乏針對性強、性能可靠的專有適用設備，工藝過程控制仍處在初級水平；在超細粉碎、分級、提純、改性和復合等精細加工方面，存在設備規(guī)格小，穩(wěn)定性、可靠性較差，自動控制水平低，表面改性劑品種少，產(chǎn)品規(guī)格少，質量不穩(wěn)定，加工技術未過關；加工能耗、材耗差距大等，高檔涂料級高嶺土、高檔石墨、高純石英砂許多精細加工產(chǎn)品，至今仍依賴進口，進口價格較我國出口的同類產(chǎn)品價格高數(shù)倍、數(shù)十倍乃至100多倍；在環(huán)保方面，缺乏嚴格的法規(guī)，完善的監(jiān)督執(zhí)行機制，良好的環(huán)保意識和有效的措施和方法。

(2) 科技開發(fā)投入不足，技術創(chuàng)新能力薄弱，科技成果轉化率較低。

造成這些問題的主要原因是我國非金屬礦科技發(fā)展起步較晚、企業(yè)規(guī)模小，技術開發(fā)和創(chuàng)新能力較差、科研開發(fā)經(jīng)費支持力度不足以及研究隊伍分散和重復研究等。

(3) 尚未形成以企業(yè)為主體的技術創(chuàng)新體系。

國外一般是大型企業(yè)集團擔負起主要的技術研發(fā)責任，組成跨學科的攻關團隊，容易實現(xiàn)技術產(chǎn)業(yè)化，而我國過去都是一些專業(yè)化的科研院所或高校獨立進行研究，缺乏國外大型企業(yè)的跨學科集成創(chuàng)新體制。

2 我國非金屬礦科技發(fā)展趨勢

我國是一個經(jīng)濟和社會正在迅速發(fā)展的世界大國，高新技術產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術進步與結構調整、環(huán)保國策的全面落實，以及全面建設小康社會發(fā)展目標的實施，將給我國非金屬礦產(chǎn)業(yè)帶來前所未有的挑戰(zhàn)和發(fā)展機遇。緊緊抓住這一難得的歷史機遇，加速非金屬礦物材料的研發(fā)和生產(chǎn)，不僅可以滿足我國經(jīng)濟、科技和社會發(fā)展對非金屬礦物材料日益增長的需求，促進非金屬礦產(chǎn)資源的綜合利用，全面提升我國非金屬礦物加工應用的水平，而且還將成為國民經(jīng)濟發(fā)展的新增長點，促進我國高新技術產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及環(huán)保產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展和進步。今后，我國非金屬礦科技發(fā)展重點圍繞以下幾個方面。

(1) 重視非金屬礦研究與經(jīng)濟發(fā)展緊密結合。

基于非金屬礦物的天然稟賦，緊密結合國家經(jīng)濟建設、社會建設、生態(tài)文明建設對健康(食品和飲水安全)、環(huán)保、節(jié)能低碳等非金屬礦物材料以及高新技術等方面的重大需求，安排具有良好應用前景的高性能非金屬礦物材料及相應技術與裝備的共性或重大關鍵技術創(chuàng)新項目，以促進我國非金屬礦物資源的高效利用和非金屬礦產(chǎn)業(yè)的結構調整與產(chǎn)業(yè)升級。

(2) 重視非金屬礦基礎理論與礦物特性研究。

加強對非金屬礦工藝礦物學特性的認識和探討，從而能深入了解非金屬礦的稟賦特征，充分利用非金屬礦物的天然特性，采用先進加工技術和創(chuàng)新技術手段制備的非金屬礦物材料能更好地發(fā)揮作用，實現(xiàn)其應用價值。

(3) 加強多種非金屬礦綜合開發(fā)利用。

加強對各種低品位非金屬礦、多種非金屬礦共生型重要非金屬礦、非金屬礦與金屬礦共生礦，以及金屬礦選礦尾礦的選礦與綜合利用。加大對低品位非金屬礦以及伴生礦物的開發(fā)，對于非金屬礦產(chǎn)資源的節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展，滿足我國經(jīng)濟建設、社會建設、生態(tài)文明建設對非金屬礦物原料和材料日益增長的需求具有重要意義。

(4) 重視產(chǎn)品精細加工與應用技術的研究。

材料化、功能化、精細化、產(chǎn)業(yè)化是非金屬礦科技發(fā)展的方向。非金屬礦物的應用價值不僅與礦物的種類有關，而且還取決于其礦物的純度，顆粒的細度、級配，顆粒的結構(形狀、晶體形態(tài))以及顆粒的表面性能。大多數(shù)情況下必須經(jīng)過超細粉碎、精細分級、晶體保護和表面改性等精細加工后，才能充分發(fā)揮其功能作用和滿足各個領域的要求。作為高附加值、高技術含量的新型非金屬礦物材料的發(fā)展和應用水平是代表一個國家材料科學技術水平的重要標志。

(5) 重視非金屬礦專有設備與工藝技術的研究。

加快開發(fā)大型、高效、節(jié)能且保護非金屬礦物晶體結構，滿足非金屬礦開采和加工特殊要求的專業(yè)化設備和成套裝備。同時，發(fā)揮骨干企業(yè)帶動科技創(chuàng)新的作用。在非金屬礦資源地及產(chǎn)業(yè)集聚地建立專業(yè)化研發(fā)中心，著力突破非金屬礦物制品關鍵制備及應用技術，開發(fā)適應下游產(chǎn)業(yè)需要的精細化產(chǎn)品。

(6) 強化綜合利用，提高資源的利用效率。

礦產(chǎn)資源的不可再生性決定了唯有綜合利用才能支撐可持續(xù)發(fā)展。資源綜合利用重在綜合利用率，要盡可能高的綜合利用資源，最好是“完全利用”，而且是具有經(jīng)濟效益的完全利用。

3 結語

近年來我國非金屬礦科技發(fā)展迅速，對國民經(jīng)濟和社會就業(yè)的貢獻和影響不斷提高。非金屬礦產(chǎn)品已基本能滿足我國非金屬礦發(fā)展的需要和相關領域對非金屬礦物原料的質量要求，但仍存在諸多問題。

今后我國非金屬礦科技應重點圍繞以下幾個方面發(fā)展：充分利用非金屬礦物的天然特性，制備高性能非金屬礦物材料，實現(xiàn)其應用價值；研究產(chǎn)品精細加工與應用技術；研究非金屬礦專有設備與工藝技術；加強非金屬礦的綜合利用，提高資源的利用效率。

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