我國稀土礦產(chǎn)資源開采利用現(xiàn)狀及發(fā)展策略淺析

［關鍵詞］稀土礦產(chǎn)；資源開采利用；發(fā)展策略

2012年以來，我國相繼頒布政策法規(guī)來保護稀土礦產(chǎn)資源，地方政府為了積極配合中央稀土調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策，推動稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展，紛紛對稀土礦產(chǎn)資源進行詳盡勘探和保護。作為我國的優(yōu)勢性產(chǎn)業(yè)，稀土行業(yè)的全面治理將推動稀土礦產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在軍事、冶金、石油化工等領域都有極大的推進作用。

1. 世界稀土礦產(chǎn)的類別和分布

在地球深層存在大量的稀土礦產(chǎn)資源，人們根據(jù)字面理解，普遍認為稀土資源應該非常稀有，但在勘測中發(fā)現(xiàn)稀土資源的含量要遠超過人類熟悉的常規(guī)金屬資源。盡管稀土資源的含量較為豐富，但由于其在地球內(nèi)部的分布較為分散，且多與其他常規(guī)金屬資源共伴生，開采十分不便。目前已知的稀土礦床主要集中在中國、美國、印度、澳大利亞、獨聯(lián)體國家以及南非等少數(shù)國家。中國是世界第一稀土資源賦存國和產(chǎn)出國，在全球稀土總資源量中占比約為48％，截至2010年，中國稀土礦床（點）共計447處[1]，開發(fā)利用以離子型礦床為主。

2. 國內(nèi)離子型稀土資源概況

2.1礦體地質(zhì)

礦體的巖性都是似斑狀的二長型花崗巖，礦物組成基本相似，斑晶主要由條紋狀的長石組成，大小基本一致，只是基質(zhì)結構不同，有的呈細粒狀變晶結構，有的呈中粒狀變晶結構。礦體產(chǎn)在斑點狀的二長花崗巖風化層的強風化帶內(nèi)[2]。礦物較為疏松，呈砂狀，斑晶含量為30%±，斑晶與基質(zhì)分離后可形成鉀長石礦體，稀土礦體產(chǎn)于似斑狀的二長花崗巖風化層。礦體較為疏松，呈砂狀，稀土元素經(jīng)風化淋濾，被礦石中的黏土礦物吸附，形成與鉀長石礦共（伴）生的離子吸附稀土礦[3]。

2.2鉀長石資源情況

鉀長石是地殼中儲量最豐富的礦物之一，但尋找鐵含量較低、云母含量較少、白度較高的長石礦并非易事。據(jù)悉，中國餐具占世界陶瓷用量的一半，每年需要1500×104 t鉀長石原料。有專家建議，鉀長石將成為亞洲陶瓷和玻璃工業(yè)的重要原料。長江三角洲地區(qū)是我國經(jīng)濟最活躍的地區(qū)之一，陶瓷玻璃工業(yè)發(fā)展迅速，規(guī)模巨大，對鉀長石的需求逐年增長，且速度較快。據(jù)介紹，為滿足長江三角洲地區(qū)制造業(yè)的需要，特別是滿足外資企業(yè)的需要，每年都有數(shù)十萬噸優(yōu)質(zhì)鉀長石從國外進口。據(jù)市場調(diào)查，鉀長石質(zhì)地不同價格差異較大，普通陶瓷胚料鉀長石到廠價約180元/噸，而白陶瓷胚料鉀長石到廠價約450元/噸[4]。

2.3礦石特征

鉀長石和稀土礦母巖均為細粒型和中粒型似斑狀二長花崗巖型。巖體為肉色，形似斑點狀，塊狀結構。斜長石含量28%，鉀長石含量42%，石英含量25%，黑云母含量5%。斑晶為鉀長石，粗粒結構，5～10 mm，見片丁狀鈉長石包體或條紋，部分板狀外形，卡式雙晶；斜長石半自形粒狀，板狀，多具細密雙晶，多具條紋，部分晶鈉長石包體，后期有微弱的絹云母化；基質(zhì)鉀長石他形粒狀，多見鈉長石條紋或微晶；石英他形粒狀，外形平直，但因后期動力作用，內(nèi)部有重結晶，見緊密鑲嵌的鋸齒狀邊；黑云母半自形片狀，被綠泥石和不透明礦物交代，呈殘留或假象；黃云母較自形，呈楔形，有集中分布特征；不透明礦物他形粒狀，多與黑云母密切共生[5]。

鉀長石礦石：在地表經(jīng)過一定程度的風化淋濾作用，巖石中的暗色礦物和微粒較小的斜長石、鉀長石礦物首先變成高嶺土、絹云母、綠泥石等，而斜長石、鉀長石斑晶和石英顆粒則基本保持不變。原礦區(qū)風化型鉀長石礦為松散半固結砂狀，褐灰、灰黃色，礦物成分以煙灰色石英為主，粒徑5～30 mm，呈淡紅色，顆粒較大，呈灰白色。經(jīng)5目篩分，粗精礦的篩取率在30%左右。脈石礦物主要為中細粒、細粒狀二長花崗巖基質(zhì)部分和少量斑晶碎屑，主要礦物成分有斜長石、鉀長石、石英、高嶺土、絹云母、綠泥石等，少量暗礦物（角閃石、黑云母）、磁鐵礦和鐵質(zhì)，粒徑一般為0.2～5.0 mm，呈砂土狀。用5目直徑的篩子對其進行篩分，篩下物約有70度[6]。

3. 國內(nèi)部分稀土資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

3.1安徽岳西

鉀長石和稀土礦母巖均為細粒型和中粒型似斑狀二長花崗巖型。巖體為肉色，以中細顆粒似斑結構為主，構造以疏松—半固結砂狀構造為主，以土為主。該區(qū)鉀長石礦工業(yè)類型為松散—半固結砂狀二長花崗巖砂礦，礦區(qū)主礦體Ⅸ礦體長度3760 m，寬400～1700 m，礦體規(guī)模較大。初步估算，全區(qū)333類鉀長石礦礦石量為7370.02×10⁴ t，礦物量為2689.06×10⁴ t，平均含礦率為36.49%。地質(zhì)勘查工作中，探礦權內(nèi)鉀礦石礦物量6675.75×10⁴ t，礦物量2437.75×10⁴ t，平均含礦率36.52%；探礦權外鉀礦石礦物量694.27×10⁴ t，礦物量251.31×10⁴ t，平均含礦率36.20%?？偟膩碚f，礦區(qū)含水層地下水以基巖裂隙水為主，富水性中等-弱。該礦區(qū)的主礦體一般在山脊處。將來露天采礦，多數(shù)地方不進行凹陷開采，采坑內(nèi)的地下水和雨水可通過宕口，利用自然地形排水；局部進行凹陷開采，一般可挖排水溝，將其排入附近河流；采礦后期，很少部分采坑底標高可能低于附近河流水位，需要機械抽排[7]。

3.2云南保山

云南省擁有全國最大的保山市石花崗稀土礦和文山州、紅河州金馬礦床。紅河州金馬礦床擁有獨居石礦面積1505.89 km²，總資源儲量121.9×10⁸ t，保山地區(qū)獨居石礦的保有儲量約10×10⁸ t，金馬礦床的地質(zhì)儲量約7.5×10⁸ t。云南保山地區(qū)為云南省最大單一的稀土礦產(chǎn)產(chǎn)地。文山州金馬礦床位于文山州金馬鎮(zhèn)中北部山區(qū)，距云南省會昆明330 km。開采難度大，具有儲量大、品位高、開發(fā)價值大、經(jīng)濟效益好等特點。近年來，文山州加大力度推進礦區(qū)土地、林地的報批及林地使用手續(xù)辦理工作，取得了較好的效果。在此基礎上，開展小規(guī)模探礦權出讓工作，初步查明了文山州金馬礦床稀土資源量為22.07×10⁸ t左右[8]。

3.3四川巴中

四川省巴中市是中國西南地區(qū)稀土資源基地，也是世界上最大的稀土生產(chǎn)基地之一。巴中市現(xiàn)有探明稀土儲量9.08×104 t，稀土礦品位9.04%，稀土礦探明儲量10.05×104 t。南江露天礦是世界最大的離子型稀土礦，總開采量3×104 t，平均品位3.86%，礦體厚度10～30 m，2007 年開始實施開采工作，2010年達到開采能力[9]。

3.4新疆昌吉

新疆地區(qū)是中國重要的稀土資源儲備基地。新疆地處中國西部邊陲，與巴基斯坦等國家接壤，是中國西北唯一與周邊國家接壤的省份。目前新疆主要使用獨居石礦山和加工廠的方式生產(chǎn)稀土，主要產(chǎn)地是在昌吉地區(qū)的西格瑪爾峰礦區(qū)，那里儲量豐富、工藝成熟。我國稀土產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的90%以上，全球稀土出口量卻占世界總量的50% 以上。我國的西格瑪爾峰稀土礦儲量高達300×108 t左右，但該礦開采技術相對落后，礦石中的部分雜質(zhì)已經(jīng)難以提取，只能采用人工抽取提純方式處理，同時由于采選技術落后，生產(chǎn)成本較高等因素影響，造成該礦至今沒有形成規(guī)模加工生產(chǎn)基地。目前中國西格瑪爾峰稀土礦采礦權已被韓國的新山集團（KC）以4.3 億美元收購。

4. 我國稀土礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的發(fā)展策略淺析

在開發(fā)利用過程中，我國稀土資源的保護和發(fā)展受到了越來越多的重視，但部分稀土礦山安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻，部分地區(qū)還存在“亂挖、濫采”等現(xiàn)象，仍未得到有效遏制，同時稀土資源的利用率較低以及開發(fā)產(chǎn)生的環(huán)境污染問題不容忽視。因此，在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標的背景下，為促進我國稀土工業(yè)發(fā)展及社會經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護平衡，應該繼續(xù)加強對生態(tài)環(huán)境保護的重視。例如在高污染、高耗能行業(yè)對天然可再生綠色資源要求較高以及環(huán)境保護要求不斷提高等情況下，為解決稀土開采和利用過程中對環(huán)境與生態(tài)的影響進行合理開發(fā)利用提供基礎條件。

4.1稀土金屬分離利用

稀土金屬分離技術是稀土工業(yè)中最基礎、最重要的技術之一，包括稀土選礦、稀土冶金和稀土復合材料技術以及其他高新技術。稀土金屬分離是指利用稀土元素進行分離并獲得符合產(chǎn)品要求的產(chǎn)品及其方法。稀土分離技術可以分為物理分離和化學分離技術。物理分離技術是稀土分離行業(yè)中最為基礎的一類方法?；瘜W分離技術是利用化學反應等物理現(xiàn)象將具有不同化學性質(zhì)的稀土元素分離出來并達到產(chǎn)品目的的一種方法。通常來說，在稀土材料中稀土元素的種類多數(shù)量少，但是分布比較廣泛，而且使用范圍很廣泛。因此，將一些不常用但具有較大儲量并且對環(huán)境污染較小、經(jīng)濟價值較高的稀土金屬進行分離加工成為一種必要而又經(jīng)濟的分離方法。

4.2其他領域的利用

目前，稀土元素的化學性質(zhì)和用途存在許多特征。不同類型的稀土元素，具有不同的物理化學性質(zhì)，同時具有不同的利用價值和開發(fā)潛力。例如：稀土元素的氧化物的功能和用途較為廣闊且價格較低。根據(jù)其化學性質(zhì)來看，在軍事、電子、冶金、核工業(yè)等方面具有廣泛應用前景；此外，稀土元素還可作為一種優(yōu)良的導電材料、光觸媒材料以及磁性材料等；而在農(nóng)業(yè)方面，人們通過稀土元素化肥對土壤進行改良以減少化肥對土壤污染具有良好前景。隨著科學技術的不斷發(fā)展與進步以及科學技術在工業(yè)方面對綠色、環(huán)保、安全及可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮越來越重要優(yōu)勢，而對于上述稀土礦產(chǎn)利用領域來說，既要重視開采回收率又要關注可持續(xù)發(fā)展問題，這就需要我們研究其新的使用價值、利用方向及關鍵技術。

4.3回收原料及資源新技術應用

稀土回收主要包括尾礦的綜合回收和中低品位稀土資源的回收利用。尾礦綜合回收是指將被污染或已變質(zhì)的尾礦（特別是含鐵、銅、鋅等元素的尾礦）與可利用的稀土、鎢、鉬等礦物產(chǎn)品（包括稀土礦及礦產(chǎn)品、鎢精礦、磷酸鹽礦、稀土金屬礦、鈦、錫、砷、鎳等元素的尾礦）進行綜合處理加工后應用于下游產(chǎn)品或生產(chǎn)新產(chǎn)品對稀土資源進行再利用或再回收的過程。如通過回收中重稀土與鎢、鉬、錫、砷等稀土元素可以用于冶煉分離進一步回收利用或再回收利用的中低品位稀土資源進行中重稀土金屬、氧化物以及稀有金屬等混合物料的精制。例如通過在稀土精礦添加富稀土元素（例如TiO₂）可以有效提高中重稀土和輕稀土金屬含量，從而降低生產(chǎn)成本；再如在精加工過程中添加富Na₂CO₃則能夠使中重稀土和輕稀土資源得到充分利用。在尾礦綜合利用上也是要采用先進的浮選技術并結合不同組分采用多種回收方法對含鐵、磷元素的尾礦進行綜合應用，從而實現(xiàn)高附加值回收利用，減少污染物排放及對環(huán)境造成影響。

4.4加強與國際接軌，開發(fā)海外市場

稀土產(chǎn)業(yè)作為一個新興產(chǎn)業(yè)，行業(yè)特性決定了我國的發(fā)展前景非常廣闊。但是，由于長期遭受西方國家制裁，我國企業(yè)在國際市場競爭能力下降。同時，對稀土資源出口受到很大限制。因此，應該加強對國際標準的研究和把握，積極探索與國際標準接軌的途徑和方法。除此之外也要注意在國內(nèi)市場保持競爭優(yōu)勢并努力開發(fā)海外市場。針對目前世界稀土工業(yè)競爭格局的發(fā)展趨勢，我國需要積極推動稀土產(chǎn)業(yè)與跨國礦業(yè)集團及大型企業(yè)合作，在共同開發(fā)稀土資源的同時不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量與品牌競爭力?？梢越柚袠I(yè)協(xié)會推動制定稀土企業(yè)及生產(chǎn)技術評價標準或者發(fā)布團體標準等措施為企業(yè)“走出去”提供平臺和契機。

5. 結語

稀土資源是一種重要的戰(zhàn)略資源，不僅在國家經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用，而且在林業(yè)生態(tài)建設中起著推動作用。必須對其進行保護，在合理開發(fā)稀土資源的同時，確保稀土礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。