中國(guó)磷礦大型資源基地開發(fā)利用現(xiàn)狀分析

周文雅，呂振福，曹進(jìn)成，武秋杰，丁國(guó)峰

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州 450006； 2.國(guó)家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心， 河南 鄭州 450006； 3.自然資源部多金屬礦綜合利用評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450006)

《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016—2020年)》明確指出：要綜合考慮資源稟賦、開發(fā)利用條件、環(huán)境承載力和區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局等因素，建設(shè)103個(gè)能源資源基地，作為保障國(guó)家資源安全供應(yīng)的戰(zhàn)略核心區(qū)域，大力推進(jìn)資源規(guī)模開發(fā)和產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展?；丶缲?fù)著保障國(guó)家資源安全的重要使命，對(duì)優(yōu)化礦產(chǎn)資源空間開發(fā)格局、轉(zhuǎn)變礦業(yè)發(fā)展方式、推動(dòng)礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義[1-2]。

磷是地球上所有生命體所必需的有益元素，而磷礦是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中磷元素的主要來源，磷礦的最主要用途是制取磷肥(約占總消費(fèi)量的66%)[3]。磷礦資源的功用及固有的天性，自然而然地就使其具有了顯著的“戰(zhàn)略屬性”。近年來，習(xí)近平總書記和黨中央把糧食安全問題提到了新的高度，在確保糧食安全的鏈條上，磷礦資源的開發(fā)利用和保護(hù)是其關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[4]。同時(shí)全球磷礦分布呈高度集中態(tài)勢(shì)，主要集中在少數(shù)幾個(gè)國(guó)家，摩洛哥和西撒哈拉就有500億t儲(chǔ)量，約占全球總量的74%，中國(guó)磷礦儲(chǔ)量號(hào)稱世界第二，但占全球總量不足5%[5-6]。在此背景下，加強(qiáng)我國(guó)磷礦大型資源基地的研究，穩(wěn)定磷礦資源的供給，對(duì)服務(wù)糧食安全戰(zhàn)略具有重要現(xiàn)實(shí)意義[7]。

本文以《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016—2020年)》中規(guī)劃的磷礦資源基地為研究對(duì)象，對(duì)全國(guó)磷礦2018年開發(fā)利用數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，對(duì)基地內(nèi)磷礦礦權(quán)分布、產(chǎn)能結(jié)構(gòu)、開發(fā)利用指標(biāo)、礦業(yè)固廢循環(huán)利用指標(biāo)等進(jìn)行了探討。

1 我國(guó)磷礦能源資源基地分布及礦山數(shù)量

我國(guó)磷礦能源資源基地有3個(gè)，分別為滇中基地、貴州開陽—甕?；?、湖北宜興?；兀瑥膮^(qū)域分布來看，集中在云貴鄂三省。

2018年全國(guó)共有磷礦采礦權(quán)證272個(gè)，其中在產(chǎn)礦山149座；3個(gè)大型磷礦資源基地有采礦權(quán)141個(gè)，其中在產(chǎn)礦山105座?；貎?nèi)磷礦采礦權(quán)數(shù)占到全國(guó)的51.83%，在產(chǎn)礦山占比更是高達(dá)70.47%，磷礦資源基地開發(fā)利用對(duì)我國(guó)磷礦發(fā)展具有舉足輕重的作用。我國(guó)磷礦資源基地分布及礦山數(shù)量見表1。

2 我國(guó)磷礦大型資源礦山產(chǎn)能結(jié)構(gòu)

能源資源基地的功能定位是在國(guó)家宏觀尺度上，引導(dǎo)各類生產(chǎn)要素集聚，促進(jìn)整體開采，提高資源開發(fā)規(guī)模化、集約化和規(guī)范化水平，形成保障國(guó)家礦產(chǎn)資源安全供應(yīng)的戰(zhàn)略核心區(qū)域。磷礦能源資源基地的作用是要發(fā)展先進(jìn)采選技術(shù)，加強(qiáng)中低品位礦利用，磷礦開采總量保持在1.5億t/a左右，保障磷復(fù)肥供應(yīng)能力。

表1 大型磷礦資源基地分布及礦山數(shù)量情況Tab.1 Distribution of large-scale phosphate resource bases and number of mines

大型磷礦資源基地內(nèi)礦業(yè)集中度及產(chǎn)能利用率見表2。由表2可知，我國(guó)磷礦大型磷礦資源基地內(nèi)礦山總設(shè)計(jì)產(chǎn)能為9 855.50萬t。其中，大型礦山設(shè)計(jì)產(chǎn)能4 910.00萬t，礦業(yè)集中度為51.65%，高于全國(guó)磷礦的礦業(yè)集中度50.14%；基地內(nèi)礦山實(shí)際產(chǎn)能為5 316.24萬t，其中大型礦山實(shí)際產(chǎn)能為3 000.98萬t，實(shí)際產(chǎn)能占比為56.94%，產(chǎn)能利用率為56.45%，高于全國(guó)磷礦41.33%的產(chǎn)能利用率。這表明磷礦資源基地產(chǎn)能占比高、開發(fā)情況優(yōu)于全國(guó)平均水平，實(shí)現(xiàn)基地磷礦資源的高質(zhì)量發(fā)展，才可保障國(guó)家磷礦資源安全，實(shí)現(xiàn)國(guó)家對(duì)磷礦資源的宏觀調(diào)控。

表2 大型磷礦資源基地內(nèi)礦山集中度及產(chǎn)能利用率Tab.2 Mine concentration and capacity utilization rate in the large-scale phosphate resource base

3個(gè)磷礦基地中，貴州開陽—甕?；氐牡V石儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量上乘[8]，利于大規(guī)模開采，礦業(yè)集中度為70.59%，遠(yuǎn)超全國(guó)礦業(yè)集中度50.14%，同時(shí)產(chǎn)能利用率為80.45%，也超過全國(guó)產(chǎn)能利用率41.33%。湖北宜興?；赜捎陂L(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要[9]，磷礦停產(chǎn)、限產(chǎn)較為普遍，因此宜興保磷礦基地產(chǎn)能利用率為41.07%，低于全國(guó)平均水平?；乜偟V業(yè)集中度(51.65%)和產(chǎn)能利用率(56.45%)優(yōu)于全國(guó)平均值。

3 我國(guó)磷礦大型資源基地開發(fā)利用指標(biāo)

3.1 開采情況

我國(guó)磷礦大型資源基地內(nèi)礦山平均開采回采率為86.33%，高于全國(guó)的84.55%。其中，基地露天磷礦開采回采率為95.83%，略優(yōu)于全國(guó)的95.00%；基地地下開采的磷礦開采回采率為79.52%，高于全國(guó)的77.95%；基地聯(lián)合開采的磷礦開采回采率為95.17%，略高于全國(guó)平均值94.14%?；貎?nèi)礦山開采技術(shù)水平優(yōu)于全國(guó)平均水平。

宜興保磷礦基地內(nèi)均為地下開采，由于湖北磷礦典型的夾層結(jié)構(gòu)，即中層富礦、上下兩層貧礦的結(jié)構(gòu)，小型礦山多數(shù)只采中部富礦，基地平均開采回采率(74.73%)，低于全國(guó)磷礦開采回采率(84.55%)。大型磷礦資源基地磷礦開采情況見表3。

表3 大型磷礦資源基地磷礦采情況Tab.3 Phosphate mining situation in large-scale phosphate resource base %

3.2 選礦情況

全國(guó)磷礦資源選礦產(chǎn)能利用率為26.66%，其中滇中基地為43.80%、湖北宜興?；貫?9.54%，均高于全國(guó)平均水平； 貴州開陽—甕?；氐倪x礦產(chǎn)能利用率僅15.96%，低于全國(guó)平均水平，這與該基地內(nèi)采礦的產(chǎn)能利用率80.45%相差較大，表明貴州開陽—甕?；貎?nèi)礦石入選率較低。各基地磷礦選礦廠產(chǎn)能利用情況見表4。

表4 大型磷礦資源基地內(nèi)磷礦選礦廠產(chǎn)能利用情況Tab.4 Capacity utilization of phosphate ore dressing plant in large phosphate rock resource base

我國(guó)磷礦大型資源基地內(nèi)礦山平均選礦回收率為87.30%，高于全國(guó)平均值82.37%。其中，大型礦山磷礦選礦回采率為87.36%，高于全國(guó)大型磷礦的82.02%；中小型礦山及小礦磷礦選礦回收率為87.04%，高于全國(guó)的83.56%。各基地磷礦選礦回收率情況見表5。

表5 大型磷礦資源基地內(nèi)磷礦選礦回收率情況Tab.5 Recovery rate of phosphate ore beneficiation in large phosphate rock resource base

依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)指標(biāo)及其計(jì)算方法》(DZ/T 0272—2015)[10-11]，計(jì)算礦產(chǎn)資源新“三率”指標(biāo)，得出全國(guó)磷礦綜合利用率69.64%，大型資源基地磷礦綜合利用率為75.36%。

4 我國(guó)磷礦大型資源基地礦業(yè)固廢循環(huán)利用指標(biāo)

4.1 廢石循環(huán)利用指標(biāo)

2018年，我國(guó)磷礦山共排放廢石554.90萬t，年利用廢石315.80萬t，平均年廢石利用率為56.91%；大型資源基地內(nèi)共排放廢石369.66萬t，年利用廢石258.74萬t，平均年廢石利用率為69.99%，基地內(nèi)廢石利用情況優(yōu)于全國(guó)平均水平。磷礦大型資源基地廢石利用情況見表6。滇中基地年廢石利用率為18.76%，低于全國(guó)平均水平；貴州開陽—甕?；?、湖北宜興保磷礦基地年廢石利用率分別為94.61%、100%，高于全國(guó)平均水平。原因在于貴州開陽—甕?；貎H有一家露天開采，其余均為地下開采，湖北宜興?；鼐鶠榈叵麻_采，廢石用于采空區(qū)的填充，故廢石利用率較高；而滇中基地以露天開采為主，故廢石利用率較低[12-13]。

表6 我國(guó)磷礦大型資源基地固廢循環(huán)利用情況Tab.6 Recycling of solid waste in a large-scale phosphate resource base in China

我國(guó)磷礦大型資源基地廢石排放強(qiáng)度為0.38 t/t，即每生產(chǎn)1 t磷精礦排出廢石0.38 t，優(yōu)于全國(guó)磷礦廢石排放強(qiáng)度0.46 t/t。其中，滇中基地和宜興保基地的廢石排放強(qiáng)度分別為0.27、0.29 t/t，優(yōu)于全國(guó)平均值。

4.2 尾礦循環(huán)利用指標(biāo)

2018年，我國(guó)磷礦山共排放尾礦10 063.49萬t，年利用尾礦849.35萬t，平均年尾礦利用率為8.44%。其中，大型資源基地中磷礦山排放尾礦為9 705.55萬t，年利用尾礦536.47萬t，平均年尾礦利用率為5.53%，低于全國(guó)平均尾礦利用率8.44%(表6)。

宜興?；匚驳V充填采空區(qū)技術(shù)應(yīng)用較多，年尾礦利用率為135.14%，減少了尾礦堆積量，此技術(shù)值得推廣。滇中基地磷礦露天開采為主，尾礦利用率僅為0.48%。

我國(guó)磷礦山尾礦排放強(qiáng)度8.41 t/t，即每生產(chǎn)1 t磷精礦排出尾礦8.41 t。大型資源基地中磷礦山尾礦排放強(qiáng)度為10.03 t/t，高于全國(guó)平均值。其中貴州滇中基地尾礦排放強(qiáng)度為18.73 t/t，貴州開陽—甕福基地尾礦排放強(qiáng)度為3.17 t/t，宜興?；匚驳V排放強(qiáng)度為0.55 t/t。

5 結(jié)論

(1)2018年，我國(guó)3個(gè)磷礦大型基地中在產(chǎn)礦山占全國(guó)的70.47%，實(shí)際產(chǎn)能卻占全國(guó)的56.94%；磷礦大型基地礦業(yè)集中度和產(chǎn)能利用率分別為51.65%和56.45%，而全國(guó)的產(chǎn)業(yè)集中度和產(chǎn)能利用率分別為50.14%和41.33%，優(yōu)于全國(guó)平均水平；基地內(nèi)平均開采回采率為86.33%，與全國(guó)平均值84.55%基本持平；基地內(nèi)選礦產(chǎn)能利用率為25.88%，略低于全國(guó)平均值29.89%；基地內(nèi)平均選礦回收率為87.30%，優(yōu)于全國(guó)平均值82.37%；基地內(nèi)磷礦綜合利用率75.36%，優(yōu)于全國(guó)平均值69.64%；基地內(nèi)年廢石利用率為69.99%，優(yōu)于全國(guó)平均值56.91%；基地內(nèi)年尾礦利用率為5.53%，略低于全國(guó)平均值8.44%。整體來看，基地內(nèi)磷礦礦產(chǎn)開發(fā)利用技術(shù)水平優(yōu)于全國(guó)平均值。

(2)基于磷礦資源的重要性，國(guó)家加強(qiáng)對(duì)磷礦資源的保護(hù)性利用[14]?！笆濉钡V產(chǎn)資源規(guī)劃提出的磷礦開采總量保持1.5億t/a左右，2018年全國(guó)磷礦設(shè)計(jì)產(chǎn)能1.38億t，實(shí)際產(chǎn)能9 335萬t。表明對(duì)磷礦開發(fā)強(qiáng)度的控制工作已有成效，這將大大延長(zhǎng)我國(guó)磷礦資源開采使用年限，保障磷礦資源的供應(yīng)安全。

(3)我國(guó)磷礦礦石的入選率還較低，磷礦選礦技術(shù)有待提高。目前低品位礦石選礦技術(shù)難度和經(jīng)濟(jì)成本明顯提高，磷礦價(jià)格大幅下跌，又?jǐn)D壓了中低品位難選磷礦綜合利用微薄的利潤(rùn)空間，企業(yè)減少了對(duì)低品位礦石的加工處理，更放棄了對(duì)磷礦伴生資源碘、氟、稀土的回收[15]。企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步加大技術(shù)開發(fā)，破解中低品位及其共伴生資源開發(fā)利用的瓶頸，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)均可行的目標(biāo)，滿足礦產(chǎn)資源的節(jié)約集約利用和可持續(xù)發(fā)展的要求，推動(dòng)綠色礦業(yè)發(fā)展[16]。