矿物材料第一讲

矿产资源及其合理利用发展战略东北大学矿物材料与粉体技术研究中心韩跃新前言21世纪初期，我国将建立比较完善的社会主义市场经济体制，经济建设要再上新的台阶。作为国民经济和社会发展先行和基础的矿业面临新的发展机遇和挑战：一方面，工业化和人口增长要求大力发展矿业，不断扩大矿产资源的有效供给；另一方面，经济建设与资源、环境协调发展的要求日益迫切，矿产资源的开发利用方式和管理方式要进行根本性的转变。我们必须以高度的责任感和紧迫感，从我国的国情和矿情出发，研究我国矿产资源的开发与合理利用战略，探索一条具有中国特色的矿业可持续发展道路。矿产资源勘查和开发利用现状与问题矿产资源是国土资源的重要组成部分，是国民经济和社会发展的重要物质基础。我国92％以上的能源，80％以上的工业原材料和70％以上的农业生产资料都来自矿产资源，30％的农业用水和人、畜用水取自地下水。矿产资源对国民经济的可持续发展及安全运行具有极为重要的作用。矿产资源是工业的粮食和血液，国家经济发展的命脉，其保障程度关系到国家安全。当今世界为瓜分、占有、控制和争夺资源和运输线的政治、经济、军事、外交甚至宗教活动比比皆是。资源问题作为关系到国计民生和经济可持续发展的重大问题为各国高度重视，并列入国家规划。中国是一个人口众多，正处于工业化初期的发展中国家。历史经验表明，工业化是集中消耗自然资源，快速积累社会财富的过程。因此，保障未来30年中国经济持续快速增长，实现工业化并在本世纪中叶达到中等发达国家水平的第三步战略目标，矿产资源的持续安全供应是关键。一、我国矿产资源的基本特点1、矿产资源总量丰富，品种齐全，但人均占有量少我国是世界上矿产资源总量丰富，矿种比较齐全的少数几个资源大国之一。我国已经发现的矿产171种，有探明储量的矿产158种，其中能源矿产10种，金属矿产54种，非金属矿产91种，以及地下水、矿泉水和二氧化碳气。矿产地近18000处，其中大中型矿产地7000余处。我国已经探明的矿产资源总量约占世界的12％，仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位。但是人均占有量不足，仅为世界人均占有量的58％，列世界第53位。我国资源在世界上的位置就人均资源占有量与世界上144个国家进行排序，结果如下：土地面积110位以后耕地面积126位以后草地面积76位以后森林面积107位以后淡水资源量55位以后45种矿产潜在价值80位以后(我们每个人都必须节约资源，特别是水资源）2、我国优势矿产主要为用量较少的有色金属矿产和部分非金属矿产，而多数支柱性矿产资源短缺或探明储量不足按探明储量与国外类比结果表明，我国稀土矿、钨矿、锡矿、钼矿、铌矿、菱镁矿、萤石、重晶石、膨润土、石墨、滑石、芒硝、石膏等矿产，不仅探明储量可观，而且资源质量高，开发利用条件好，在国际市场具有明显的优势和较强的竞争能力。但关系到国计民生的一些用量大的支柱性矿产如铁、锰、铝、铜、硫、磷、钾等矿产，资源条件较差，探明储量较少，处于劣势。我国主要矿产资源在世界上的地位3、主要矿产贫矿和难选矿多，单个矿床规模偏小我国矿产资源总体上质量不高，矿区数量多而单个矿区规模偏小。质量优、矿床规模较大的矿种主要有钨、锡、钼、锑、铅锌、镍、稀土、菱镁矿、石墨以及煤炭等。而一些支柱性矿产如铁、铜、铝、硫铁矿以及南方的煤炭的质量普遍不高，矿床规模以中小为主，大型、超大型矿床少、经济价值较低，且不利于大规模开发，单个矿区难以形成较大产能，资源开发的总体效益欠佳。铁矿进口情况近年来，我国铁矿石进口量连年大幅度增长，2000年为6997万吨，2002年为11.1亿吨，2003年为1.45亿吨，2004年2.08亿吨，2005年2.75亿吨，2006年3.26亿吨，2007年进口3.83亿吨。2008年铁矿石进口进口量为4.4亿吨，2009年铁矿石进口6.29亿吨，占我国铁矿石消耗量的62%。2010年我国进口铁矿石6.18亿吨，2011年进口6.86亿吨。2013年进口铁矿石8.19亿吨。这在一定程度上，引发了世界范围内的铁矿石价格暴涨，造成国家外汇的大量流失。在这种情况下，利用好国内的现有资源，对有效抑制铁矿石价格的上涨，推进国民经济持续、健康、协调发展，具有重要意义。必和必拓公司（BHPBilliton；纽交所：BHP）必和必拓公司于2001年由两家巨型矿业公司—BHP与英国比利登公司（Billiton）合并而成，现在已经是全球最大的采矿业公司。合并后的必和必拓公司中，BHP持股58％，比利登持股42％。该公司在全球20个国家开展业务，主要产品有铁矿石、煤、铜、铝、镍、石油、液化天然气、镁、钻石等。力拓矿业公司（RioTinto，纽交所：RTP）力拓矿业公司于1873年在西班牙成立。1954年，公司出售了大部分西班牙业务。1962年至1997年，该公司兼并了数家全球有影响力的矿业公司，并在2000年成功收购了澳大利亚北方矿业公司，成为在勘探、开采和加工矿产资源方面的全球佼佼者。目前该公司总部在英国，澳大利亚总部设于墨尔本。该公司的销售收入来源情况为：北美占28%，欧洲占23%，日本占22%，澳大利亚和新西兰占4%，中国占5%，其他亚洲国家为14%。巴西淡水河谷公司（CompanhiaValeDoRioDoce；纽交所：RIO）巴西淡水河谷公司(CVRD)是世界第一大铁矿石生产和出口商，也是美洲大陆最大的采矿业公司。该公司成立于1942年6月1日，除经营铁矿砂外，还经营锰矿砂、铝矿、金矿等矿产品及纸浆、港口、铁路和能源。该公司于1997年5月7日开始推行私有化并大举兼并铁矿砂企业。现在，淡水河谷铁矿石产量占巴西全国总产量的80%。其铁矿资源集中在“铁四角”地区和巴西北部的巴拉州，拥有挺博佩贝铁矿、卡潘尼马铁矿、卡拉加斯铁矿等，保有铁矿储量约40亿吨，其主要矿产可维持开采近400年。国际铁矿巨头不断提高出口铁矿石的价格。因而，开发利用复杂难选铁矿石资源，提高我国铁矿石的自给能力，刻不容缓。我国铁矿现状经过60年的开发利用，我国易选的磁铁矿资源正面临日益短缺的局面，后备磁铁矿铁矿山明显不足；另一方面，我国相对好选的红铁矿铁矿山大多进入了深层开采期，采矿成本逐年升高。与此相反的是，我国尚存大量未被开发利用的红铁矿铁矿山，这些铁矿山的红铁矿大多可选性较差。如何高效率地开发利用这部分资源，具有重要的现实意义和深远的历史意义。我国主要红铁矿（1）、齐大山红铁矿矿石中主要为铁矿物为磁铁矿、假象赤铁矿、赤铁矿，次要为褐铁矿；脉石矿物主要为石英，次要为闪石-阳起石。矿石结构构造较为简单，主要为条带状构造，伴有少量揉皱状和块状构造。（2）、关门山红铁矿矿石矿物组成比较简单，但铁矿物嵌布粒度细。其主要铁矿物为赤铁矿，其次为磁铁矿、褐铁矿；脉石几乎全部为石英。矿石构造主要为致密块状、条纹状和条带状。我国主要红铁矿（3）、东鞍山赤铁矿矿石中铁矿物主要为假象赤铁矿、磁铁矿，次要为赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿；脉石矿物主要为石英、磷绿泥石，次要为铁闪石、阳起石、透闪石等。矿石结构构造较为复杂，主要为条带状构造，其次为隐条带状和块状构造，矿石的结构主要为变晶结构、交代结构、蜂窝状和土状结构、包裹体结构。我国主要红铁矿（4）、司家营铁矿矿物组成较为简单，其中铁矿物主要为磁铁矿、假象赤铁矿，次为赤铁矿；脉石矿物以石英为主，次为阳起石、透闪石。矿石构造以条带状为主，结构以粒状变晶结构和交代结构为主。（5）、胡家庙铁矿：矿石中铁矿物主要为磁铁矿、赤铁矿，次为假象赤铁矿，同时含有少量褐铁矿；脉石矿物主要为石英，次为阳起石、透闪石。矿石构造主要为条带状构造，结构多以粒状变晶结构为主。我国红铁矿（6）、弓长岭红铁矿。矿石矿物组成较为简单，石英、假象赤铁矿、磁铁矿，赤铁矿含量占90%以上，其铁矿物主要为假象赤铁矿、磁铁矿、次为镜铁矿、褐铁矿；脉石矿物主要为石英，其次为角闪石类矿物。矿石的结构构造与齐大山红铁矿石基本一致。（7）宣化红铁矿。铁矿物主要以赤铁矿为主，次为磁铁矿以残留形态存在于赤铁矿中和少量黄铁矿以包裹体形式存在于石英中；脉石矿物主要为石英。矿石的结构构造较为复杂，不利于铁矿物的解离。其中矿石的构造主要为结核状构造，矿石的结构主要为鲕粒状结构，次为交代残余结构。我国红铁矿（8）丰宁红铁矿。铁矿物主要为赤铁矿，次要为磁铁矿。脉石矿物主要为石英，次为少量萤石和长石。矿石的构造以致密块状、浸染状、角砾状为主，矿石的结构赤铁矿为自形-半自形晶，磁铁矿为他形晶，石英为半自形-他形晶。（9）舞阳红铁矿。矿石铁矿物主要为赤铁矿，次为磁铁矿、褐铁矿；脉石矿物主要为石英，次为透辉石。矿石的构造主要为块状构造，片状构造和条带状构造。矿石的结构主要为变晶结构、交代残余结构，次为浸染状结构和海绵陨铁结构。4、资源分布与生产力布局不匹配由于地质成矿条件不同，导致矿产分布具有明显的地域差异。我国74％的煤炭保有储量集中在晋、陕、蒙和新疆，而经济较发达、用煤量大的东南地区则较紧缺，形成了北煤南调、西煤东运的局面。我国磷矿资源的70％集中在云、黔、川、鄂西，南磷必须北调。我国铁矿主要集中于辽宁、冀、川，其开发利用受交通运输等外部条件的制约。此外，我国尚有一些尚未开发利用的大型、超大型矿区，由于主要分布于西部边远地区，开发利用难度大。基于矿产分布的这种态势，今后我国矿业发展趋势之一必然是其重心逐渐西移，而西部矿山的建设条件及交通运输等基础设施等却十分薄弱，近期难以有较大改观。二、矿产资源勘查我国地质勘查工作历尽艰难困苦，取得了辉煌的成就。通过系统的地质调查，累计发现171种矿产资源，发现矿床（矿点）20多万处，为我国国民经济和地方经济的发展提供了丰富的地质资料和矿产资源。近年来，在找矿难度不断加大和有效投入有所下降等不利条件下，我国地质勘查业仍取得了一系列的进展，每年都发现一批新的矿产地。石油、天然气、锰、锌、铅、铜、金和银等主要矿种的新增探明储量都有较大的增长。我国矿产资源的保有储量详见表1。表1、我国主要矿产储量统计表矿产名称储量单位保有储量煤原煤亿吨10076.28石油地质储量亿吨190.67剩余可采储量亿吨23.27天然气地质储量亿米316977.96剩余可采储量亿米38052铁矿矿石亿吨504锰矿矿石亿吨5.53铬铁矿矿石万吨900.2我国主要矿产储量统计铝土矿矿石亿吨22.76铜矿Cu万吨6273.63铅矿Pb万吨3530.69锌矿Zn万吨9256.64镍矿Ni万吨777.10钼矿Mo万吨839.91钴矿Co万吨47.63钨矿WO3万吨527.42锡矿Sn万吨390.73我国主要矿产资源统计锑矿Sb万吨273.19金矿Au吨4265.52银矿Ag吨117122.00铂族矿金属吨307.92锶矿天青石万吨3276.20硫铁矿矿石亿吨44.08磷矿矿石亿吨133.26钾盐KCl亿吨4.56硼矿B2O3万吨4701.00我国主要矿产资源统计芒硝Na2SO4亿吨106.38钠盐NaCl亿吨4049重晶石矿石万吨36665.00水泥石灰岩矿石亿吨507.95玻璃硅质原料矿石亿吨39.33石膏矿石亿吨576.61石棉矿物万吨9044石墨鳞片石墨万吨17378.00土状石墨万吨4457.00我国主要矿产资源统计滑石矿石万吨25048.00金刚石矿物千克4145.00萤石CaF2万吨10856.00菱镁矿矿石亿吨30.00耐火粘土矿石亿吨21.41高岭土矿石亿吨14.35硅藻土矿石万吨38998.00硅灰石矿石万吨13428.00膨润土矿石亿吨24.34三、矿产资源的开发利用过程中的主要问题由于经济转型期矿业秩序较为混乱，一矿多开、乱采滥挖等浪费和破坏矿产资源的行为没有得到彻底遏制，资源利用率很低。煤炭资源的回收率只有35%。我国金属矿产资源开采回采率平均不到70%，比国外低10%~20%，非金属矿及小型私营采矿甚至更低。处理矿石的单位能耗比国外平均水平高出30%~40%。有色金属矿采选回收率为50%~60%。采、选、冶总回收率比国际水平低10%~20%。矿产资源综合利用率低，综合利