中国稀土资源的保护与合理利用

稀土资源开发与利用现状08化学(2)班褚银杰0800502214近几年来，随着我国稀土资源的开采和消耗，我国的稀土储量占世界稀土储量的百分比已经下降到30%左右，而国外发现的稀土矿产却越来越占有重要位置。国外主要的稀土矿山有美国的芒廷帕司稀土矿和贝诺杰稀土矿、加拿大的托尔湖和霍益达斯湖稀土矿、澳大利亚的韦尔德山稀土矿和诺兰稀土矿等。稀土最早的应用局限于汽灯纱罩、打火石、电弧碳棒、玻璃着色等；随着科学技术的进步，稀土新材料的不断研发，稀土金属的应用领域不断拓展，目前稀土已广泛应用于电子信息、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环保、农业和国防军工等多个领域，其战略地位日益凸显。根据美国联邦地质调查局的公开资料，截至2008年底，世界稀土金属储量8800万吨(以稀土氧化物·REO计，下同)，其中，中国2700万吨，独联体国家1900万吨，美国1300万吨，澳大利亚520万吨，印度110万吨，其它国家合计2200万吨；国外主要的稀土矿山有美国的芒廷帕司稀土矿和贝诺杰稀土矿、加拿大的托尔湖和霍益达斯湖稀土矿、澳大利亚的韦尔德山稀土矿和诺兰稀土矿等，各公司的总体概况见下表。美国芒廷帕司稀土矿床芒廷帕司(MountainPass)稀土矿位于美国加利福尼亚州西南莫哈韦沙漠边缘，1949年两名找矿人将当地矿石当作铀矿样品送往美国地质调查局检测时偶然发现，随后开展大规模的地质调查和勘探，逐渐探明这一世界级的轻稀土矿床。该稀土矿床赋存在碳酸岩侵入杂岩中，矿石主要由碳酸盐矿物(方解石，白云石、磷铁矿、铁白云石)、硫酸盐矿物(重晶石、天青石)、氟碳铈矿和硅酸盐矿物(石英)组成，含稀上矿物主要为氟碳铈矿。矿山目前保有矿石储量5000万吨，稀土氧化物平均品位8%～9%，含稀土氧化物430万吨。芒廷帕司稀土矿于1952年矿山投产，在20世纪60～80年代中期，该矿山是世界稀土市场的主要供应商，1990年其稀土产品占当时全球市场的40%，后来随着中国稀土矿山大量开发而逐渐减少供应，至2002年完成最后一次采矿活动后停止开采，但一直销售库存的氟碳铈精矿和轻稀土氧化物。矿山还建有配套的稀土选矿和分离工厂，年生产能力为20000吨稀土氧化物。分离厂于1998年由于废水处理设施不达标而停产，但2007年第四季度稀土分离厂又已经重启，并计划在2009年重启选矿厂，处理封存的氟碳铈矿精矿。芒廷帕司矿山曾几易其主，目前矿山的拥有者为莫里珂普矿物公司。美国贝诺杰稀土矿床贝诺杰(BearLodge)稀土矿山位于美国怀俄明州东北部西北走向的贝诺杰山的中北段。贝诺杰山位于近南北向的东落基山脉碱性火山岩带上，是美国重要的黄金产区，在20世纪初期曾被当作金矿勘查的潜力区域。该区稀土矿床于1949年发现，随后美国地质调查局于1953年报道了这一发现。1972年，第瓦尔公司(Duval)开始在贝诺杰地区开展勘查活动，勘探目标是斑岩型铜钼矿床，但在后期却发现了具有经济价值的稀土矿床。1987～1991年，赫克拉矿业公司(Hecla)在该区的勘探工作圈定了430万吨的稀上资源量，稀上平均品位3.79%(不符合N143－101标准)。2003年，稀有元素资源公司(RareElementsResourcesLtd.)通过旗下子公司获得该区100%矿权权益，并在2004～2008年间开展了针对该区稀土矿床的勘探和选冶研究，2009年4月公布了符合N143～101标准的储量技术报告。综合该区稀土矿的勘探数据，采用1.5%REO为边界品位，目前在该区圈定推断资源量980万吨，其中氧化带矿石量456万吨，过渡带和非氧化带矿石量526万吨，稀土氧化物平均品位4.1%，折合稀土金属量36.3万吨。贝诺杰稀土矿体赋存在碳酸岩细脉群或碳酸岩岩墙中，地表氧化带厚约90～180米，主要由风化的含铁锰氧化物和稀土氧化物的岩体组成，向下为原生的含稀土碳酸岩体。稀土元素主要赋存在磷锶铬矿、氟碳铈矿和氟磷钙铈矿等矿物中。稀土配分以轻稀上为主，其中镧、铈、镨、钕和钐五种稀土元素氧化物占稀土总量的98%左右。与其它稀土矿床有所区别的是，由于含稀土的碳酸岩脉产在多阶段演化的碱性杂岩体中，因此贝诺杰地区的稀土矿床的周围赋存有一定规模的、具经济意义的、与碱性岩有关的金矿化。目前，稀有元素资源公司正在针对不同类型的矿石开展选冶试验。加拿大托尔湖稀土矿床托尔湖(ThorLake)稀土矿床位于加拿大的西北领地州麦肯锡矿区，在大斯勒乌湖东岸5公里，距西北领地州首府耶洛奈夫城100公里。最初，加拿大地质调查局在1937～1938年曾在该区开展地质填图工作。1976年，海伍德资源公司(HighwoodResourcesLtd.)在该区开展铀矿勘查时，发现了大规模的稀土金属和稀土矿化现象，其后断断续续有一些矿业公司开展勘探活动。2005年，阿瓦隆稀有金属公司(AvalonRareElementsInc.)获得托儿湖稀土项目100%权益，在对以前的钻探样品重新取样分析的同时，2007—2008年开展了新一轮的勘探活动，并开展了小规模的冶金试验。目前，在托尔湖稀土项目42平方公里的面积内已经圈定6个稀有—稀土金属矿区，分别富集稀土、钇、钽、铌和锆等金属。其中，勘探程度较高的矿区有两个：Lake区和T区。稀土—稀有金属矿体赋存在碱性正长岩和花岗岩的次生蚀变带内，矿石矿物有褐钇铌矿、锆石、褐帘石、独居石和氟碳铈矿等。2008年，阿瓦隆稀有金属公司委托Wardrop工程咨询公司对Lake区的勘探资料进行总结并编制符合N143－101标准的资源量评估报告。2009年3月发布估算报告，以1.6%REO为边界品位，Lake区拥有控制＋推断级别资源量6521万吨，稀土氧化物平均品位2.05%，折合稀土金属量133万吨，其中重稀土氧化物占全部稀土氧化物的15%左右。阿瓦隆稀有金属公司目前已获得托尔湖项目的环境影响评价批准，并委托有关咨询公司开展项目环境影响评价，预计在2009～2010年完成预可行性研究。加拿大霍益达斯湖稀土矿床霍益达斯(HoidasLake)稀土矿床位于加拿大萨斯喀彻温省北部铀城以北50公里。上世纪50年代，该区曾当作铀矿勘探，直到1999年，才在该区发现稀土矿床。目前，加拿大大西矿物公司(GreatWesternMineralsGroupLtd.)拥有该区100%权益。截至2008年上半年，大西矿物公司已经施工了大约15000米钻探，揭露矿体长超过1000米，倾向延深350米以上，厚3～12米，矿体两端和深部延伸都未封闭。稀土金属主要赋存在磷灰石、褐帘石等矿物中。2007年，大西矿物公司委托Wardrop工程咨询公司对霍益达斯稀土项目开展预可行性研究。截至2007年底的钻孔数据，以1.5%REO为边界品位，该项目已获得探明十控制级别资源量115万吨，平均品位2.36%REO，推断级别资源量37万吨，平均品位2.15%REO，共含稀土氧化物金属量3.5万吨(符合N143～101标准)。大西矿物公司计划在2009年完成可行性研究和环境影响评价报告，2010～2011年开始工程设计和进行建设，2012年投产，设计日处理矿石能力500吨，矿山寿命20年。与其它原料矿业公司不同的是，大西矿物公司采用经营矿山产品到稀土终端产品的商业运营模式，在英国和美国设有稀土产品加工厂，生产镍氢电池用的合金粉和钐钻磁性体。澳大利亚韦尔德山稀土矿床韦尔德山(MtWeld)稀上矿床位于澳大利亚西澳大利亚州拉沃顿镇南35公里。该区稀土矿体在风化的圆形碳酸岩体内，稀土矿物主要为假象独居石，同时伴生钽、铌等稀有金属。韦尔德山圆形碳酸岩构造于1966年开展航空磁测时被发现，随后有多家矿业公司在该区开展不同规模的勘探活动，目标矿种有磷、稀上、钽、铌和铀等。2000年，澳大利亚莱纳公司(LynasCorporation)获得韦尔德山矿权权益，并于2002～2008年对韦尔德山的稀土和稀有金属开展了补充勘探、资源评价和矿石选冶试验。根据莱纳公司网站公布的数据，以4%REO为边界品位，韦尔德山中央稀土区共圈定探明+控制级别的资源量620万吨，推断级别资源量150万吨，稀土氧化物平均品位11.9%，折合稀土金属量92万吨。2008年，莱纳公司委托澳大利亚矿山设计和开发公司对韦尔德山中央稀土区进行露天采矿设计和优化，并于2008年6月开展了第一阶段采矿活动，共采出矿石77万吨，平均品位15.4%REO。莱纳公司计划在韦尔德山矿山建设选矿厂，选出40%REO的精矿运往设在马来西亚关丹市的稀上分离厂冶炼。稀土分离厂一期设计规模为年产稀土氧化物10500吨，二期扩建至21000吨/年。但由于金融危机，造成莱纳公司融资失败，目前选矿厂和分离厂项目建设都已搁置。澳大利亚诺兰稀土矿床诺兰(Nolans)稀土矿床位于澳大利亚北领地州艾丽思斯普瑞斯城北130公里。该矿床不仅含稀土矿，还伴生磷和铀。矿体产在变质的花岗岩体中，平面上呈扁平状，倾向北北西，倾角65—90度，厚75米。矿石矿物主要为富钍独居石和含氟的磷灰石。该矿床为澳大利亚上市公司阿拉弗拉资源有限公司(ArafuraResourceLtd.)所有。根据公司2008年经营报告披露的数据，该矿床拥有探明十控制十推断三级资源量30300万吨，REO平均品位2.8%、P2O5平均品位12.9%、U308平均品位200克/吨，折合稀土金属量848000吨、磷390万吨、铀6038吨(均以氧化物计)。除了美国、加拿大和澳大利亚等国外，俄罗斯、越南等国也发现有大型稀土矿床，但鉴于无公开资料，在文中没有阐述。印度的稀土矿床大都产在海滨砂矿和内陆砂矿中，以独居石矿为主。巴西也是生产稀土矿的国家之一，19世纪末就曾经开采其东部沿海的独居石砂矿并供应给德国，现在仍然是世界稀土原料市场的供应商之一。东南亚的马来西亚、菲律宾、印度尼西亚等国也生产少量的海滨独居石砂矿稀土金属是重要的战略资源，因其独特优异的性质而广泛应用于高精尖科技和军工领域。稀土又是我国的优势资源，它的资源储量、生产量、消费量和出口量均占世界第一截止2007年底，全国保有稀土资源储量为8468万吨(稀土氧化物，下同)，其中，基础储量1840万吨(其中储量1720万吨)，资源量6628万吨。此外，在四川、广东、湖北、云南、湖南5省还有预测资源量506.4万吨。我国稀土资源以地域和类型分成南(方)、北(方)、西(部)三大类。北方为混合型稀土矿(氟炭铈矿和独居石)，储量集中分布在内蒙古白云鄂博铁矿;南方为离子吸附型稀土矿，资源储量分布于江西、广东、广西、福建、湖南等省(区)，相对集中在江西、广东两省。西部四川冕宁和山东微山两地的稀土矿以氟炭铈矿为主。离子吸附型重稀土矿查明资源储量81万吨，其中基础储量9万吨;主要集中分布在江西，59万吨，占72%;和广东，19万吨，占23.5%。按平均46%的回收率，离子吸附型稀土仅够开采8年。磷钇矿型重稀土矿查明资源储量8.6万吨，其中基础储量1.2万吨;主要集中分布在广西，3.7万吨，占42.8%;广东，3.5万吨，占23.5%;以及江西，1万吨，占12.3%。混合型稀土矿(包头矿)为我国稀土最主要工业类型，查明资源储量7944万吨，其中基础储量1767万吨(包括储量1727万吨)。混合型稀土矿主要集中分布在内蒙古自治区，该区的混合型稀土矿资源储量7754万吨，占全国的97.6%。贵州居第二位，资源量150万吨，占全国的1.9%。陕西和甘肃也有一些资源量。氟炭铈矿轻稀土矿查明资源储量394万吨，其中基础储量56万吨。主要集中分布在四川(冕宁)，130万吨，占33%;湖北，122万吨，占33%;江西，33万吨，占8.3%;和广东，33万吨，占8.3%;青海35万吨，占8.8%。其它还有广西，湖南，及山东。山东(微山)保有资源储量9.6万吨，仅居全国第八位。独居石矿物查明资源储量67万吨，其中基础储量6万吨。主要集中分布在湖南，查明资源储量35万吨，占52%;广东查明资源储量18万吨，占26.5%。由此可见，对我国轻、重稀土矿产资源若不实行开采总量控制，将在20年内失