硅礦石資源勘查評價(jià)與可持續(xù)發(fā)展策略

摘要：我國的硅礦石資源儲量居世界第一，且產(chǎn)量居世界前列。隨著多年的勘查與開發(fā)，硅礦石的開發(fā)利用已由傳統(tǒng)領(lǐng)域向新的應(yīng)用領(lǐng)域拓展。結(jié)合谷城縣的硅礦石資源開發(fā)現(xiàn)狀，首先分析對硅礦石資源進(jìn)行勘查評價(jià)的必要性，其次分析資源勘查的技術(shù)和方法，以及評價(jià)硅礦石資源潛力的指標(biāo)體系，最后闡述可持續(xù)發(fā)展策略，包括節(jié)約利用、循環(huán)利用、提高資源利用率等。

關(guān)鍵詞：硅礦石資源；勘查評價(jià)；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：TF122.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）08-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.08.030

Evaluation of Silicon Ore Resource Exploration and Sustainable Development Strategy

ZHU Bixi

（The Eighth Geological Brigade of Hubei Provincial Geological Bureau， Xiangyang 441000， China）

Abstract： China has the world’s largest reserves of silicon ore resources and ranks among the top in terms of production. With years of exploration and development， the development and utilization of silicon ore have expanded from traditional fields to new application areas. Based on the current development status of silicon ore resources in Gucheng county， this paper first analyzes the necessity of exploration and evaluation of silicon ore resources. Secondly， analyzes the technology and methods of resource exploration， as well as the indicator system for evaluating the potential of silicon ore resources. Finally， elaborates on sustainable development strategies， including conservation and utilization， recycling， and improving resource utilization efficiency.

Keywords： silicon ore resources; exploration and evaluation; sustainable development

硅礦是指能夠進(jìn)行開采的硅的礦石實(shí)體，而不是指自然界廣泛存在的硅化合物。元素硅在地殼中的含量約占地殼總重量的25.7%，是僅次于氧的元素。二氧化硅是玻璃生產(chǎn)的主要原料，砂和黏土是建筑工業(yè)原料，硅酸鹽是制造搪瓷和陶器的主要原料，硅是鋼和鋁合金的重要添加劑，有機(jī)硅和單晶硅是高科技產(chǎn)品的主要材料，因此天然硅礦的開采和加工是重要的工業(yè)領(lǐng)域之一。硅礦石作為一種重要的非金屬礦產(chǎn)資源，在冶金、化工、建筑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。湖北省谷城縣的硅礦資源儲量豐富，已探明硅石礦資源量為6 228萬t，潛在資源量達(dá)2億t，居湖北省第一位，品位在99.6%以上。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化的加速，硅礦石資源的需求不斷增加[1]。然而，不合理的開采和利用方式通常會浪費(fèi)資源和破壞環(huán)境。因此，對硅礦石資源進(jìn)行科學(xué)的勘查評價(jià)，并制定相應(yīng)的可持續(xù)發(fā)展策略，對于實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

1 硅礦石資源勘查評價(jià)要點(diǎn)

1.1 明確評價(jià)對象和目的

硅礦石作為勘查評價(jià)的主體，其特性、分布、規(guī)模及潛在價(jià)值等都是評價(jià)過程中需要重點(diǎn)考慮的因素。具體來說，評價(jià)對象可以是一個(gè)具體的硅礦石礦床，也可以是一個(gè)更廣泛的硅礦石資源區(qū)域。谷城縣以其豐富的硅礦石資源聞名，特別是盛康鎮(zhèn)、南河鎮(zhèn)、廟灘鎮(zhèn)和茨河鎮(zhèn)等地的硅石礦，不但儲量大，而且品位高，為當(dāng)?shù)啬酥寥珖墓I(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。在谷城縣硅礦產(chǎn)資源產(chǎn)區(qū)中，評價(jià)對象便是這些位于中部和東南部的優(yōu)質(zhì)硅石礦，這些硅石礦資源不僅數(shù)量龐大，而且品位超過60%，是極具開發(fā)價(jià)值的礦產(chǎn)資源。因此，評價(jià)對象應(yīng)聚焦于這些硅石礦的地質(zhì)特征、分布規(guī)律、資源儲量、礦石質(zhì)量等方面，為后續(xù)的勘查工作提供科學(xué)指導(dǎo)。

明確評價(jià)目的是確保硅礦石資源勘查評價(jià)工作有效性和針對性的關(guān)鍵，在谷城縣的硅礦石資源勘查評價(jià)中，評價(jià)目的應(yīng)涵蓋3個(gè)方面：一是了解硅石礦的賦存狀態(tài)、空間分布及資源潛力，為資源開發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)；二是分析硅石礦的礦石質(zhì)量、選礦性能及加工利用價(jià)值，為礦石的合理利用提供技術(shù)支持；三是評估硅石礦開發(fā)可能帶來的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益及環(huán)境影響，為制定科學(xué)的開發(fā)方案提供參考。

1.2 收集、整理和分析資料

收集資料是整個(gè)評價(jià)過程的基礎(chǔ)，需要從各種渠道獲取與硅礦石資源相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息。數(shù)據(jù)來源包括地質(zhì)調(diào)查報(bào)告、礦產(chǎn)勘查報(bào)告、地球物理和地球化學(xué)勘查數(shù)據(jù)、鉆探及地下試驗(yàn)資料等[2]。在谷城縣硅礦產(chǎn)資源產(chǎn)區(qū)，需要廣泛搜集地質(zhì)勘查資料、礦產(chǎn)開發(fā)歷史數(shù)據(jù)、相關(guān)研究成果以及當(dāng)?shù)卣块T的規(guī)劃文件等，這些資料含有硅礦石資源的空間分布、賦存狀態(tài)、地質(zhì)背景等重要信息，為后續(xù)的勘查評價(jià)工作提供有力支撐。對于收集到的資料，需要進(jìn)行分類整理，剔除冗余信息，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。在谷城縣的硅礦石資源勘查評價(jià)中，可以根據(jù)地理位置、資源類型、開發(fā)歷史等因素，將資料劃分為不同的類別，形成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。這樣不僅可以方便查詢和分析，還可以為后續(xù)的研究工作提供有力保障。在谷城縣的硅礦石資源勘查評價(jià)中，需要對整理好的資料進(jìn)行深入分析。具體而言，可以通過地質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析方法，對硅礦石資源的空間分布、品位特征、資源潛力等進(jìn)行定量評價(jià)；通過比較分析方法，對比不同區(qū)域、不同類型硅礦石資源的特征和優(yōu)劣，為資源的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1.3 構(gòu)建評價(jià)體系模型

在硅礦石資源勘查評價(jià)中，構(gòu)建評價(jià)體系模型通過系統(tǒng)地整合各種信息、數(shù)據(jù)和技術(shù)，為資源的準(zhǔn)確評價(jià)奠定基礎(chǔ)。

首先，構(gòu)建評價(jià)體系模型需明確評價(jià)目標(biāo)，即全面、準(zhǔn)確地反映谷城縣硅礦石資源的賦存狀態(tài)、資源潛力及開發(fā)價(jià)值。這需要以資源儲量、品位、空間分布等核心指標(biāo)為基礎(chǔ)，構(gòu)建評價(jià)體系的主體框架。

其次，構(gòu)建評價(jià)體系模型需要關(guān)注4個(gè)方面。一是廣泛收集地質(zhì)勘查、礦產(chǎn)開發(fā)、市場調(diào)研等方面的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，分類整理數(shù)據(jù)，形成結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫，便于后續(xù)的分析與利用。二是結(jié)合谷城縣硅礦石資源的實(shí)際情況，選取能夠反映資源質(zhì)量、開發(fā)潛力和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵指標(biāo)，如硅石礦品位、儲量、開采條件、市場需求等。三是采用科學(xué)、合理的評價(jià)方法，如模糊綜合評價(jià)法、層次分析法等，對硅礦石資源進(jìn)行全面且客觀的評價(jià)。在評價(jià)過程中，要充分考慮各指標(biāo)之間的相互影響和權(quán)重分配。四是通過實(shí)際案例驗(yàn)證評價(jià)模型，確保模型的有效性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果優(yōu)化模型，提高評價(jià)結(jié)果的可靠性和實(shí)用性。

最后，通過構(gòu)建評價(jià)體系模型，對谷城縣硅礦石資源進(jìn)行科學(xué)、合理的評價(jià)，為資源的開發(fā)利用提供有力支撐。

1.4 實(shí)地勘查與樣品分析

在實(shí)地勘察過程中，為了解硅礦石的地質(zhì)環(huán)境和分布規(guī)律，勘查人員首先需要觀察地貌特征，如山脈、河流、盆地等，以及地質(zhì)構(gòu)造，如斷層、褶皺等。在實(shí)地勘查中，勘查人員還需要詳細(xì)描述礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模等特征[3]。在硅礦石資源豐富的地區(qū)，實(shí)地勘查與樣品分析是硅礦石資源勘查評價(jià)的核心環(huán)節(jié)。針對谷城縣硅石礦資源儲量大、品位高、分布集中的特點(diǎn)，在實(shí)地勘查階段，勘查隊(duì)伍需對盛康鎮(zhèn)、南河鎮(zhèn)、廟灘鎮(zhèn)、茨河鎮(zhèn)等硅石礦資源集中的區(qū)域進(jìn)行深入的地質(zhì)勘探。在勘查過程中，應(yīng)充分利用地質(zhì)圖、地形圖等基礎(chǔ)資料，結(jié)合現(xiàn)代遙感技術(shù)，初步判斷硅石礦的分布范圍、賦存狀態(tài)，并且通過現(xiàn)場踏勘觀察硅石礦的出露情況、地質(zhì)構(gòu)造特征，詳細(xì)記錄地層、巖石類型、構(gòu)造形態(tài)等地質(zhì)信息。

在實(shí)地勘查過程中，需采集具有代表性的硅石礦樣品，并進(jìn)行系統(tǒng)的分析測試。這些測試包括化學(xué)成分分析、物理性質(zhì)測定、選礦性能評價(jià)等，以全面了解硅石礦的品質(zhì)和特性。具體而言，化學(xué)成分分析主要關(guān)注硅石礦中的二氧化硅含量，這是評價(jià)硅石礦品質(zhì)的重要指標(biāo)。根據(jù)資料，谷城縣的硅石礦資源品位均大于60%，屬于高品位硅石礦。

1.5 資源儲量估算

資源儲量估算應(yīng)首先根據(jù)實(shí)地勘查的結(jié)果，明確硅礦石的礦體特征、產(chǎn)狀、規(guī)模等基本情況。在谷城縣礦產(chǎn)資源產(chǎn)區(qū)，要根據(jù)已掌握的地質(zhì)勘查資料，結(jié)合地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)和礦區(qū)開采情況，深入分析硅礦石的賦存狀態(tài)、分布范圍、地質(zhì)構(gòu)造特征等，通過綜合考慮礦床的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、礦體形態(tài)、礦石品位等因素，選擇合適的估算方法。在谷城縣的硅礦石資源勘查評價(jià)中，可以運(yùn)用直接測量法、面積法、體積法等資源儲量估算方法。這些方法各具特色，適用于不同的地質(zhì)條件和數(shù)據(jù)情況。例如，直接測量法適用于礦床出露較多、地質(zhì)條件相對簡單的情況；面積法適用于礦床的地質(zhì)條件相對穩(wěn)定，且不易出現(xiàn)礦體變形或斷裂的情況；體積法適用于礦床的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且礦體形態(tài)不規(guī)則的情況。在具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)礦區(qū)的實(shí)際情況，選擇一種或多種方法進(jìn)行綜合估算。在谷城縣的某些礦區(qū)，由于硅石礦大規(guī)模集中連片分布，可以采用面積法或體積法進(jìn)行估算。通過綜合考慮礦床面積、礦石厚度、密度等參數(shù)，結(jié)合礦石的平均品位，可以較為準(zhǔn)確地估算出資源儲量。

在資源儲量估算過程中，還需要確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。例如，可以利用遙感技術(shù)、地球物理勘探等現(xiàn)代技術(shù)手段，對礦區(qū)進(jìn)行全面的勘查和測量，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性。

2 可持續(xù)發(fā)展策略

2.1 節(jié)約利用

在硅礦石的加工過程中，應(yīng)不斷優(yōu)化工藝流程，減少能源的浪費(fèi)和原材料的損失。例如，可以采用高效的破碎、磨礦和篩分設(shè)備，提高礦石的破碎率和磨礦效率，降低原材料和能源的消耗[4]。在資源利用中，原料的精化是降低硅礦石生產(chǎn)能耗的基礎(chǔ)。通過嚴(yán)格篩選和清潔硅礦石原料，確保其化學(xué)成分、粒度和熱穩(wěn)定性符合工藝要求，可以有效提高產(chǎn)品的單位能耗和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，為減少爐渣量和能耗，應(yīng)嚴(yán)格控制碳質(zhì)還原劑等輔助原料。

2.2 循環(huán)利用

科技創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)硅礦石資源循環(huán)利用的核心驅(qū)動(dòng)力，通過研發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)的硅渣重選分離循環(huán)利用技術(shù)，可以有效實(shí)現(xiàn)硅渣中硅金屬與雜質(zhì)的高效分離。這種技術(shù)能夠顯著提高硅金屬的回收率，降低資源浪費(fèi)。例如，云南永昌硅業(yè)股份有限公司采用該技術(shù)后，硅金屬的回收率高達(dá)70.18%，顯著提升資源的綜合利用價(jià)值。創(chuàng)新管理模式對硅礦石資源循環(huán)利用至關(guān)重要。通過建立完善的資源開發(fā)管理制度，明確各項(xiàng)管理職責(zé)和權(quán)限，可以有效確保資源的合理利用和有效管理。同時(shí)，加大硅礦資源開發(fā)的資金投入，提高資源開發(fā)設(shè)施的安全性和環(huán)保性，也是實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的重要手段。

3 結(jié)論

硅礦石資源的勘查評價(jià)與可持續(xù)發(fā)展策略是實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)利用和環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵。通過科學(xué)的勘查評價(jià)、合理的開采利用和有效的環(huán)境保護(hù)措施，可以確保硅礦石資源的可持續(xù)利用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，政府、企業(yè)和社會各界應(yīng)共同努力，加強(qiáng)合作與交流，共同推動(dòng)硅礦石行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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