矿产资源综合利用

矿产资源综合利用一总论（一）基本概念（1）矿产资源：由地质作用形成的，赋存于地壳内部或地表的具有利用价值的，呈固态、液态或气态的自然资源。它既包括在当前技术经济条件下可以开发利用的物质，又包括在未来条件下具有潜在利用价值的物质。（2）矿产综合利用范畴对共生、伴生矿进行综合勘探、开采、利用；对矿产资源生产过程的三废治理综合利用（环境保护）（3）矿产综合利用作用意义扩大资源、增加产值；建设矿山企业，节约多项投资；增加品种、降低成本；减少‘三废”污染，保护人类环境（4）应用领域①共生、伴生矿黑色伴生V,Ti,Cu,Cr,Ni,Sc,Ga,Nd等有色伴生Cu,Pb,Zn,Co,Mo,Cd,Ga,S,Fe建材蛇纹石伴生Ni，Co，Cr，Pt；高岭土伴生黄铁矿，钾长石化工S矿伴生Au,Co,Ni,P,稀有；P矿伴生F,I,稀土；K矿伴生B,Li,Br,Cs,Rb煤炭伴生黄铁矿，高岭土等②二次矿（尾矿、废渣）工业废物(1996)：固体6.5105液体2.0591010气体1.111013钢铁、有色、化工、石油化学（5）现状国外：资源利用率76-90%（日本、美国）；工业废水利用率75%以上；工业废气利用率80～90％；经验；严格法律措施；有利的经济政策；专门的科学研究国内：资源综合利用率平均35％；有色（金川、大冶）；黑色30～40％；化学60％；工业废水利用率65％；工业废气利用率70-90%。差距：利用率低；技术不过关；科技含量低、产品附加值低（6）发展方向①发展无废生产工艺（包括生产、消费过程）无废工艺是一种在原料资源→生产→消费→二次原料资源的循环中，原料和能源能得到最合理的综合利用，从而对环境的任何作用都不致破坏环境的正常功能的生产产品的方法闭合、全面、无污染②采用再资源化新技术（废物利用）③优化产品应用途径---提升副产品价值（二）矿产资源开发保护措施①立法三率指标：开采回采率=区域矿石采出量/区域内工业矿石储量采矿贫化率：采出矿石中混入的废石比例选矿回收率=精矿产率Ⅹ精矿品位/原矿品位监督；查处；征收补偿费矿产资源补偿费：补偿金额=矿产品销售收入Ⅹ补偿费率Ⅹ开采回采率系数开采回采率系数=制定的回采率指标/实际回采率补偿费率：1%燃料（石油、天然气、煤、油砂）；2%建材、非金属、黑色金属、有色金属；3%稀有金属、气体矿（CO2、H2S、He、）、地热；4%贵金属、宝石、离子型稀土、矿泉水；0.5%盐卤。二、矿产资源概论（一）矿产资源的概念矿产资源是指赋存于地下或地表的，由地质作用形成的呈固态、液态或气态的具有现实或潜在经济价值的天然富集物。地质作用：由自然动力引起的使地壳或岩石圈甚至整个地球的物质组成、内部结构和地表形态发生变化和发展的作用被称为地质作用。新型矿产资源：也被称为非传统矿产资源，是指由于当今技术、经济原因尚未进行工业利用的资源和尚未被看作矿产、未发现其用途的潜在资源，或虽为传统矿产、但因为地质地理原因极难发现的矿产资源。新型矿产资源可以形象地概括为“新类型、新领域、新深度、新工艺、新用途”。新类型地球上丰富的碳氢水合物、黑色页岩建造中铂族元素（PGE）及低品位铀矿、板块碰撞超高压变质带中的微粒金刚石、尾矿坝型人工矿床等都可能是未来社会接替石油和部分矿产资源的重要能源和资源，都属于新类型。新领域海洋中矿产资源的发现、开采和利用将是人类利用矿产资源的一个重要的潜在“新领域”。海洋矿产资源不仅类型多、矿种多，而且资源量极大，开发海洋资源具有长远的战略意义。新深度所谓“新深度”矿产资源的开发利用，是指向地下更深部位挖掘以获得深部资源。我国到目前为止，绝大多数金属矿产资源的开采深度都在500米内，国外许多大型矿山勘探开采深度已超过1000米，南非的兰德金矿开采深度已达4000米。在国内，我国安徽铜陵冬瓜山大型铜矿床的产出深度在1000米左右，广东凡口铅锌矿在500米以下，山东胶东新城、台上等几个百吨以上大型金矿，近年新增储量大部分是在500米以下的“第二富集带”获得的。因此，我国地质学家认为，深部潜在资源量是巨大的。新用途和新工艺矿产资源作为工业发展的原料及其用途多样化的趋势日益明显。稀土新用途层出不穷：代替重金属颜料，降低碳离子排放量的柴油添加剂，水泥添加剂，固体氧化物燃料电池等。综上所述，新型矿产资源的研究和开发为国民经济和社会可持续稳定发展提供可接替资源的基本保障。为新兴产业（环保、健康、通讯、居住、交通）及高新技术（IT业、航空、航天）提供了新型的矿产资源支持。（二）矿产资源的基本特征矿产资源是大自然赐与人类的巨大物质财富；成矿作用的长期性与不可再生性；矿产资源的共生或伴生性；地理分布的不均匀性；概念的动态性。1、矿产资源是大自然赐与人类的巨大物质财富矿产资源是地质成矿作用的结果，其中没有凝结人类的劳动，故只有使用价值。但是，已经探明的矿产资源则完全不同，它凝结了人类的巨大努力和及其复杂的劳动，是被劳动过滤的产品，它既有使用价值而同时又是有价值的商品了。我国对已探明的矿产资源的管理采取有偿开发的政策，根据《中华人民共和国矿产资源法》，任何开采矿产资源的行为都必须缴纳矿产资源税和矿产资源补偿费。2、成矿作用的长期性与不可再生性矿产资源是亿万年地质作用的产物，在短暂的人类历史中不可以再生，在一定的技术经济条件下，矿产资源总是有限的。3、矿产资源的共生或伴生性矿产资源多数是多种有用组分伴生在同一矿体中(可称为伴生矿床),或两种以上的矿产(矿种)共生在同一地质建造或地质体中。4、矿产资源地理分布的不均匀性由于成矿地质作用的复杂性和特殊性,导致许多矿产资源在地壳中的分布具有局部集中的现象。世界上29种金属矿产中的19种的3/4的储量集中在5个以下的国家，全球石油剩余储量的60%集中在中东。无论矿产资源多么丰富的国家，也都有其缺少的矿种，这就是矿产资源地理分布的不均匀性。正是这种不均匀性以及需求的差异，导致矿产资源自给能力的不同，才使世界各国开展相互交换的地区或国际贸易的必然，充分体现了资源的国际性。5、概念的动态性矿产资源是自然资源的一部分，二者都具有动态概念的特征。它的内涵和外延取绝于人类对自然界的认识和利用的深度和广度，从人类开始利用的第一块“石头”，到现在可供工业利用的140余种矿产资源，就是这种动态性的体现。随地质勘探的不断深入和科学技术的不断进步，人类综合利用矿产资源能力的不断提高，矿产资源的品种就在不断地增加。人类社会的某一发展阶段某一水平上看矿产资源是有限的，是会枯竭的。但人类对自然资源的认识、开发和改造则是无限的，是没有止境的。这种有限和无限的对立统一的科学资源观，真正体现了矿产资源的基本自然属性和社会属性。6、与矿产资源相关的概念：矿物：矿物是天然的无机物质，有一定的化学成分，在通常情况下，因各种矿物内部分子构造不同，形成各种不同的几何外形，并具有不同的物理化学性质。矿物有单体者，如金刚石、石墨、自然金等，但大部分矿物都是两种或两种以上元素组成，如石英、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉铜矿等。矿石、矿体与矿床：凡是地壳中的矿物集合体，在当前技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济所必须的金属或矿物产品的，称为矿石。矿石的聚集体叫矿体，而矿床是矿体的总称。对某一矿床而言，它可由一个矿体或若干个矿体所组成。围岩：矿体周围的岩石称围岩。根据围岩与矿体的相对位置，有上盘与下盘围岩和顶板与底板围岩之分。凡位于倾斜至急倾斜矿体上方和下方的围岩，分别称之为上盘围岩和下盘围岩；凡位于水平或缓倾斜矿体顶部和底部的围岩，分别称之为顶板围岩和底板围岩。矿体周围的岩石，以及夹在矿体中的岩石（称之为夹石），不含有用成分或有用成分含量过少当前不具备开采条件的，统称为废石。7、矿产资源的储量根据地质工作程度的高低和资源经济意义的大小，可将固体矿产资源储量分为储量、基础储量、资源量三大类十六种类型。储量：是指基础储量中的经济可采部分。在预可行性研究、可行性研究或编制年度采掘计划当时，经过了对经济、开采、选冶、环境、法律、市场、社会和政府等诸因素的研究及相应修改，结果表明在当时是经济可采或已经开采的部分。基础储量：是查明矿产资源的一部分。它能满足现行采矿和生产所需的指标要求(包括品位、质量、厚度、开采技术条件等)，是经详查、勘探所获控制的、探明的并通过可行性研究、预可行性研究认为属于经济的、边际经济的部分。资源量：是指查明矿产资源的一部分和潜在矿产资源。包括经可行性研究或预可行性研究证实为次边际经济的矿产资源以及经过勘查而未进行可行性研究或预可行性研究的内蕴经济的矿产资源：以及经过预查后预测的矿产资源。矿产资源储量的表示方法：E：经济性；F：可行性评价；G：地质可靠程度。8、矿产的工业要求矿产的工业要求是指根据工作地区的矿床地质、经济地理资料、结合当前的开采、选冶技术条件、资源供需现状，由有关工业部门根据地质矿产部门提供的初步意见，共同研究后确定的要求。它作为地质工作中测定矿体边界、划分矿山品级、计算储量的依据。矿产工业要求的主要内容有矿石的边界品位、矿区平均品位、矿石品级、有害组分平均允许含量、可采厚度、宽度和夹石剔除厚度等。（1）边界品位:划分矿与非矿界限的最低品位，即测定矿体时单个矿样中有用组分的最低品位，这是根据矿床的规模、开采加工技术条件，矿石品位及伴生元素含量等因素确定的。它是圈地矿体的主要依据和计算矿产储量的主要指标。有开采利用价值的矿产资源，其品位必须高于边界品位（圈定矿体时对单个样品有用组分含量的最低要求）和最低工业品位（在当前技术经济条件下，矿物原来的采收价值等于全部成本，即采矿利润率为零时的品位），而且有害成分含量必须低于有害杂质最大允许含量（对产品质量和加工过程起不良影响的组分允许的最大平均含量）。（2）矿区平均品位:整个矿区中有用组分的总平均含量，是从整体上衡量矿床贫富程度的一项参数。（3）矿石工业品级:在一个工业类型矿石中，根据矿石的有用组分和有害组分的含量、物理性质、质量的差异以及不同用途的要求等，对矿石（矿物）所划分的不同等级，是合理开采、合理利用矿产资源的重要依据。（4）有害组分平均允许含量:矿段内的矿石中，对产品质量和加工生产过程起不良影响的组分的最大平均允许含量。它是划分矿石品级的重要指标，也是储量计算的重要依据。（5）可采厚度:参于储量计算的矿体（矿层或矿脉）的最小可采厚度。它是根据矿层的厚度或矿脉脉幅宽度、产状、矿层间距以及含矿品位、加工技术性能、开采方法等因素确定的。（6）夹石剔除厚度:储量计算时测出矿体中夹石的最小厚度。大于剔出厚度的夹石应予剔出，不参与储量计算；小于剔除厚度的夹石则合并于矿石厚度中连续采样计算储量。（三）矿产资源的分类1、矿产资源的分类体系：传统上根据不同的标准和依据对矿产资源划定了多种分类体系。（1）矿产资源工业用途分类燃料矿产：石油、煤炭、天然气金属矿产：钢铁基本原料矿产：铁、锰、镍有色金属矿产：铜、铅、锌、锡、铋、汞稀有金属矿产：锂、铍、铊、锗分散元素矿产：锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、钪、硒、碲等放射性元素矿产：铀、钍、镭非金属矿产：冶金辅助原料矿产：耐火粘土、高岭土、石墨、萤石特种非金属矿产（国防）：电石英、石棉化工原料非金属矿产：盐类、硫、硼类建筑材料及其它分金属矿产：各种岩石盐湖—上帝的凉台。柴达木盆地中盐湖因含有较多盐类,如氯化钠、氯化镁等的卤水，导致湖水呈绿色；盐湖形态：盐花、盐柱、珍珠盐；形成过程：早晨，盐土蓬松、湿润，因为夜晚盐土中的盐吸收空气中水汽发生潮解。太阳升起时，空气将变得干燥，土中的盐又将失水而结晶，盐湖大地又变成灰褐色。按照化学成分分:工业矿物：硅酸盐、单质与卤化物、硫化物、氧化物与氢氧化物、含氧酸盐、硫酸盐、碳酸盐工业岩石：超镁铁-镁铁质岩、硅铝质岩、碱性岩、碳酸盐岩、有机质岩（2）矿产资源开采利用分类体系从矿产资源给人类提供的物质、能量属性来划分，矿产资源可以归纳为两大类：提供燃料的能源矿产和提供原材料的原料矿产。原料矿产：金属材料：①黑色金属：铁、锰、钛、铬、钒；②有色金属：重金属（密度大于5）、轻金属（密度小于5）[镁合