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摸清家底 管好用好“三稀”资源

发布日期:2020-04-10

我国“三稀”矿产资源战略调查自开展以来获得多项重大成果,“三稀”矿产也引起社会各界高度关注。“三稀”矿产是稀土金属、稀有金属和稀散元素的统称,具体包括17种稀土元素;铌、钽、锂、铍、锆、铪、锶、铷、铯9种稀有金属;镓、锗、铟、铊、铼、镉、硒、碲8种稀散元素。这34个矿种产量不大,在国际市场上也被纳入小矿种之列,但其用途甚广,涉及领域众多。《中国矿业报》记者近日就我国“三稀”矿产资源家底情况、深加工技术、应用状况、保障能力、开发利用等方面的相关问题采访了“三稀”找矿技术首席科学家、中国地质科学院矿产资源研究所研究员王登红。

《中国矿业报》:“中东有石油,中国有稀土。”我国稀土在全球的地位不言而喻,尤其是近两年来美国人持续炒热“稀土危机”,让更多人关注了稀土。请您谈一谈目前我国稀土资源开发利用和保护情况。

王登红:我国稀土产业经过近10年的快速发展,确立了在世界上稀土生产规模和生产量第一、出口量第一和稀土消费量第一的国际地位,稀土已成为我国的优势产业之一。但是,我国稀土产业发展存在不少问题,诸如资源浪费严重、生态平衡受到破坏、恶性竞争导致整体利益受损等问题层出不穷。

由于市场需求等因素,不少地区为了暂时局部利益,私挖乱采现象比较严重,使不少品位高的矿脉整体性受到严重破坏,大多数开采者在开采过程中对原矿的品位、储量、配分等数据掌握不清,技术设备和工艺相对落后,其结果是回采率低、浸出率低、回收率低,造成稀土资源在开发过程中流失严重。同时,稀土产品大量出口也是造成我国稀土资源流失的重要原因。如果按照目前我国稀土企业的开采水平和每年出口规模推算,再过几十年,我国将从稀土资源大国变成稀土资源进口国,所以对稀土资源进行保护,已经到了刻不容缓的地步。控制稀土开采量,既可以保护我国的战略性稀土矿产资源,又可以减少稀土生产量。严格特定矿种资源保护法规和相应的管理,取缔无证开采,真正做到合理按需开采。严禁新建或扩建稀土冶炼分离厂,降低原料型产品的过度生产。加强稀土的浸出率、回收率和综合利用研究,在开采的同时注意节约资源,提高集约化水平。

《中国矿业报》:我国稀土资源管理还面临一些挑战。发展稀土产业的同时,加强对稀土工业的环境保护尤为重要。请您谈谈我国如何保护利用好这一珍贵资源。

王登红:近年来,稀土受到国家高层领导以及社会大众、媒体的广泛关注,其战略意义被越来越多的人所认识。国家领导人非常重视稀土有关问题,多次做出批示,要求有关部委采取行动,有效保护我国具有战略意义的宝贵稀土资源。有关政府部门多次组织专人进行情况摸底调查,各部委之间联手行动,积极采取各项有效措施,出台了一系列相关政策进行宏观调控,推进稀土企业兼并重组、稀土矿山整顿治理,以及稀土采矿许可证清理、整合。多部委联合开展专项整治行动,整顿和规范稀土矿山企业,维护稀土行业秩序,形成区域联动机制,严厉打击私挖滥采等,截至目前已取得了一定的成效。

稀土产业要坚持发展公有制为主体,多种所有制共同发展的社会主义混合型经济,重视和支持非国有经济的发展。通过联合、重组,实现低成本扩张和生产要素的合理配置,实现产业结构的优化、升级。在产业结构优化和升级过程中,要注意把各方面的积极性保护好、引导好、发挥好,防止出现大起大落。另外,要加强对自主知识产权的保护,加大国家专利的申请数量,尽量保护我国已有的或将要有的国内外市场,为我国稀土产品市场的发展留出一定的空间。限制一般稀土金属冶炼和加工工业的发展,鼓励和支持稀土高新技术的开发和建设,特别是应该大力发展围绕国家重点基础设施、国防建设、信息产业、电网改造、交通运输、居民住宅、水利设施和发展高科技农业、生物工程等必需的稀土材料及制品。在限制一般性稀土冶炼、加工产品发展的同时,探索向海外转移富余冶炼、加工生产能力的途径,从全方位提高产品的竞争力。

在全球经济一体化的今天,任何区域性的变化,都可能在世界上产生重大影响。现代高新技术对稀土具有高度依赖性,我国稀土产业政策的主要目的是保护环境,改变国内稀土产业散、乱、小的混乱局面,在适度控制稀土产品出口的同时,考虑世界稀土的需求,将稀土配额供应控制在一个适当的范围,使稀土产品价格回归到一个合理的区间。我国稀土产业将伴随着世界高技术产业的发展而壮大,世界经济发展也将因稀土的广泛应用而受益。

《中国矿业报》:稀有金属包含9种,它们在地壳中的含量甚至比稀土还低,不同的稀有金属元素其富集能力也不同,请您谈谈如何立足国内,加大稀有金属资源勘查力度,提高国内资源保障程度?

王登红:稀有金属元素虽然在地壳中的含量甚至比稀土还低,但也可以“超常富集”到大型、超大型矿床的规模,如新疆的可可托海、四川的甲基卡、青海的柴达木盆地等。因此,稀有金属是有可能找得到高品质、大规模的工业矿床的。当然,不同的稀有金属元素其富集能力也不同。例如,我国的锶矿资源约占世界探明锶储量的70%,我国也是世界锶产品的主要生产国,80%以上供出口。

目前,稀有金属元素中的热搜网红要属锂,因为其在原子能、特种合金、特种玻璃和新能源电池等领域,尤其是在锂电池方面的广泛应用而被称为“21世纪的能源金属”,既是高科技新兴产业所必需的高端材料,也成为老百姓日常生活所必需的常规材料。锂作为可控核聚变的基础原材料在民用发电方面的应用,是锂资源开发利用过程中难度最大、最具革命性意义的。

铍是稀有金属中另外一种稀缺资源,主要以铍铜合金和铍金属的形式广泛应用于航空、航天和核反应堆等领域,是新兴产业发展必需的战略性金属矿产资源。由于铍元素在地壳中的含量仅仅是锂的1/10,其找矿难度也就大了10倍,铍的市场价格也要高出一个数量级。我国铍矿虽然资源丰富,但品位远低于国外同类型矿床,因而寻找独立高品位铍矿是当务之急。我国钨矿资源特别丰富,而铍是钨矿经常共伴生产出的资源,要注意在钨矿区寻找独立的铍矿。这是具有现实意义的找矿新方向,至少在秦岭成矿带的雪宝顶,既有独立的钨矿脉,也有共伴生的钨铍矿以及独立的铍矿体。

我国锆矿资源可分为砂矿和硬岩型锆矿两大类,探明储量不足全球锆资源的1%。国外大部分锆资源来自于滨海砂矿,而我国锆砂很少,因此资源结构也不利。我国锆石砂矿分布于东南沿海,以广东南部海岸和海南岛东海岸最为集中;硬岩矿则散布于内蒙古和南方各省(区)。砂矿以海南最多,储量占全国的67%,但大部分已消耗,剩余资源出于环境保护的需要而不再开发。为了从战略上保证国家安全,既要在滨海非环境保护区或基建区优先开展锆砂矿资源调查,按规定进行“压覆资源调查评估”,先回收资源再开展建设;也要在低品位硬岩型原生矿分布区开展高品位锆矿的找矿工作,取得找矿突破是可能的;还要在成矿地质条件具备的地区探索风化壳型或残坡积砂矿的可能性。更要加强管理,“立足国内,适当进口,限制出口”,避免恶性竞争;并要加强技术创新和理论创新,充分提高已有资源的利用效率,改善产品结构。

《中国矿业报》:通过资源开发利用现状调查和资源市场分析,我们提出了“稀土管得着,稀有找得到,稀散用得好”的工作目标。我国稀散元素离“用得好”的目标还有多远?

王登红:我国稀散元素资源丰富,稀散元素在国民经济建设的各个领域,特别是高科技领域有着广泛的用途,是一些行业发展不可替代的原材料。

铟在自然界难以形成独立矿床,工业上主要从赤铁矿、铅锌矿及钨锡矿的冶炼过程中作为副产品回收。铟主要赋存于闪锌矿,但只有当锡、锌共伴生且锌也大规模富集时才能得到。预计铟将成为比稀土还紧缺的战略资源,而且更加难以寻找。近年来,铟以其在高精尖产业技术中优良的性能越来越受到重视。我国拥有全世界最大的铟地质储量,约占世界的50%左右,已查明铟资源储量0.96万吨。到2006年我国铟的生产能力达到657吨,成为最大的铟生产国。但铟产业链基本上停留在高纯度铟以下的基础产品层次,核心技术一直没有突破。

镓是电子工业的新宠,被誉为“半导体材料的新粮食”,在液态金属冶金领域有着广阔的前景。目前,国内已成功地制备出超纯镓,并建成了年产15吨超纯镓的生产线。我国镓产量虽然在全球占有重要地位,但大部分以原料性产品出口,是世界主要镓原料出口国,同时又是世界镓高端产品和制成品的重要进口国。因此,要从战略高度重视并且在政策上对镓的回收采取相应的措施,包括战略储备。要限制镓的低价出口,同时要提高我国镓高端产品的生产技术水平;鼓励创新,研发新产品,给予政策、税收等方面的支持,变资源优势为经济优势、技术优势和人才优势。

全世界锗资源比较贫乏,但锗是具有战略性质的光信息材料,可以用于卫星上的太阳能锗电池。锗在医疗保健方面的应用越来越受到关注。目前,我国和美国基本上垄断了全球的锗资源,我国是全球第二大锗资源国,已探明锗矿产地约35处,保有储量约为3500吨。我国的锗出口量占全球的70%以上,大部分是低附加值的初级原材料产品。如不加以限制,势必造成我国锗资源的匮乏,反而助长其他国家锗工业的发展。

《中国矿业报》:近几年,对重金属有毒元素铊镉所引发的环境问题也成为众多学者研究的热点,请您谈谈如何既保证铊镉资源的综合利用,又能降低其对环境的污染?

王登红:铊是地壳中典型的分散元素。铊广泛存在于铅锌矿等多金属矿床中,如广东云浮黄铁矿、凡口铅锌矿、云南兰坪铅锌矿等。铅锌矿冶炼厂烟尘中的铊也是回收铊的主要来源。我国铊储量居世界首位,是我国的优势资源,但需求量极少。我国西南低温热液矿床分布区普遍含铊,风化过程中铊会进入水体、土壤、植被和空气中。因此,要调查清楚铊在自然界的分布情况,有些“毒瘤”必须挖掉才能断根;在矿山环境治理过程中,不能只是在尾砂库种草,还应该长期监测地下水的变化,最好能通过综合回收利用的方式根除污染源;粉尘中铊的迁移活性很强,要注意除尘。

我国的矿藏多是共生矿,矿里可能有砷、铅、镉等有毒物质,而选矿废水中的有用资源并未被有效回收。锌矿分布地区环境中镉的高含量是一个普遍存在的问题,需要高度重视。采矿活动导致镉元素释放出来,进入下游水环境可造成镉污染。农业生产中,污水灌溉可引起土壤镉污染。对于镉,我们既要从地质背景查明其分布情况,包括其在矿床中的赋存状态,也包括在一般岩石中的分布状态,争取在开采铅锌矿的过程中充分回收镉,既保证镉资源的综合利用,也降低其对环境的排放。同时要加强镉在高科技领域中的创新研究,拓展镉的应用领域,尤其是“液态金属”领域的研发,只有镉得以无害利用才能减少对环境的污染。

无论是基础理论、成矿规律、市场跟踪、技术研发、资源保障还是相关政策的制定与执行都需要立足当前,从长计议。□

(王登红,研究员,博士生导师,主要从事矿产资源研究。《中国矿产地质志》总主编之一。作为负责人承担了国家科技攻关305项目、国家重点基础研究发展规划973项目课题、国家自然科学基金项目、自然资源部首批“百人计划”项目、自然资源部地质大调查项目、原国家计委科研专项,以及中国地质行业基金项目、课题和专题等36项。)

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