“全力服务”做贡献，鲜花掌声送模范。

3月28日，在自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所（下称成都综合所）召开的第六届三次职工代表大会上，贵州毕节-六盘水大型能源资源基地技术攻关团队毫无悬念地被评为“2018年度优秀创新团队”。

“‘贵州毕节-六盘水地区能源资源基地综合地质调查’是成都综合所在新形势下向大型能源资源基地建设转型的第一个项目，也是我所‘全力服务于国家能源资源安全和自然资源中心工作，全力服务于地方社会经济发展’的生动实践。”成都综合所所长、党委书记胡泽松说，经过近两年的努力，项目组在乌蒙山扶贫开发区黔西北毕节威宁县哲觉镇一带新发现1处超大型、1处大型新类型沉积型稀土矿床。此次找矿取得的重大突破，不仅拓宽了我国稀土矿成矿规律研究领域和找矿空间，为我国打造又一个新的稀土勘查开发基地奠定了坚实基础，对推动乌蒙山地区扶贫攻坚，以及黔西北毕节-六盘水建成我国重要的战略资源支撑基地具有重要意义。同时，该项目也是对中国地质调查局能源资源基地资源潜力-技术经济-地质环境“三位一体”调查评价的一次新实践。

一系列成果的取得绝非偶然。对于成都综合所及其项目团队而言，这是一次全新的尝试，也是一次艰巨的考验，更是一次利用传统优势技术支撑服务新型地质调查工作的严格检验……

强强联合 共克时艰

黔西北毕节-六盘水地区是我国重要的能源资源基地，覆盖国家重点扶贫的乌蒙山区毕节市和六盘水市。该地区“三稀”矿产资源丰富，特别是上二叠统宣威组底部，发现有大量富含稀土的粘土岩建造。2012年，《国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》明确提出，要以毕节、六盘水、兴义为节点城市，充分发挥能源矿产资源优势，建设我国南方重要的战略资源支撑基地。

事实上，毕节威宁-赫章地区开展地质调查工作由来已久，但针对“三稀”矿产的调查研究并不多。解放前，丁文江、刘之远、黄懿、罗绳武等人对区内的地层及煤、汞等矿产资源层曾做过概略调研。而该地区系统的地质调查、矿产勘查则始于1960年。自上世纪80年代以来，前人对这一地区开展过众多地质矿产研究工作，但是主要针对铜、铅锌、锰矿等。自1997年开始，地质工作者陆续在黔西北地区发现二叠系宣威组底部存在一套富稀土粘土岩，但稀土的赋存状态、成矿模式、成因类型、可利用性等问题均未查明，加之成矿规律不清，找矿迟迟未取得突破。近年来，贵州省地矿局、贵州大学、中国科学院地球化学研究所、成都理工大学等单位瞄准“三稀”资源，对含稀土的磷块岩、铝土岩矿床、磷矿床伴生的“三稀”元素进行了初步研究。然而，真正意义上深入推进该区域“三稀”资源综合地质调查工作的还要从成都综合所和贵州省地矿局的合作说起。

俗话说：处处留心皆学问。而成都综合所之所以能后来居上，幸运地立项并取得重大突破，既与他们强烈的大局意识和服务意识有关，也与他们平日的留心积累有很大关系。当中国地质调查局党组提出“三位一体”调查评价体系、支撑服务大型能源资源基地建设时，成都综合所就开始了筹划谋局，试图在这方面闯出一条新路。经过资料综合分析，他们了解到当地的稀土矿线索，并深入分析了难以开发利用的“症结”。

国家能源资源安全的战略需要，中国地质调查局党组的明确要求，地方脱贫攻坚战的迫切需求，加上自身转型升级的客观要求以及技术优势和信息资源优势，使成都综合所上下很快达成了共识，举全所之力，主攻贵州毕节地区稀土矿。

说干就干，时不我待。2017年1月10日，成都综合所与贵州省地矿局开展了一次座谈。此次会议，双方达成了合作共识，即以能源资源基地综合地质调查为平台，重点开展矿产资源综合利用调查、技术经济与环境影响概略性评价等工作；通过大型能源资源基地综合调查，查明资源现状、资源潜力、矿石可利用性，摸清区域地质环境特征和承载力，共同建立资源基地技术经济与环境影响概略性评价体系，为资源开发利用、环境保护、生态文明建设和矿政管理提供服务。同年2月28日，成都综合所召开会议启动“贵州毕节-六盘水地区能源‘三稀’资源大型基地”建设工作，明确了为贵州资源开发利用、环境保护、生态文明建设和矿政管理提供基础服务的目标。紧接着，3月7日，成都综合所与贵州省地矿局在成都正式签订战略合作协议，共同打造贵州毕节-六盘水地区能源“三稀”资源大型基地。根据协议，双方将以大型能源资源基地建设为引领，围绕“区调、矿调、环调”地质调查评价、能源资源经济性评价工作、重金属污染土壤修复示范，结合精准扶贫行动，共建产学研创新平台，推动地质科技成果集成与转化。

随后，“贵州毕节-六盘水地区能源资源基地综合地质调查”项目正式启动实施。

为了加快推进中国地质调查局大型能源资源基地建设工作部署，成都综合所按照“协同创新、融合创新”的思路，特别成立了项目联合推进工作领导小组，同时编制了“贵州毕节-六盘水地区能源资源基地综合地质调查”项目实施方案。通过整合双方资源、技术、业务优势，共同推进基地建设，以服务地方需求实现服务国家需求的目标，有效创新地质调查工作模式。在服务国家能源资源保障战略的同时，助推乌蒙山毕节地区脱贫攻坚。

科技创新 迎难而上

开弓没有回头箭。

正当项目如火如荼地开展时，技术人员却迎来了前所未有的挑战。

威宁、赫章两县沉积型稀土矿尚处于勘查开发的起步阶段。根据沉积型稀土的赋存状态来看，矿体多出露于地表，开采地质条件较好。含矿层段在威宁及赫章地区分布广泛，资源潜力巨大。但是2018年以前，整个黔西北地区沉积型稀土矿的成矿规律、稀土赋存状态及可利用性均未查明，选冶工艺也未曾取得进展。一度有分析认为，该类型稀土矿并不具备勘查开发价值。业内权威专家对此也是质疑声不断。有人认为，在此地区根本找不到大矿；有人则认为，即便是侥幸找到了矿，也很难“拿”出来。

成都综合所顶着巨大的压力，通过层层传导，最后落到了项目组全体人员身上。个中滋味，也只有亲历过的人体会最深刻——

谈起该项目，项目团队成员惠博博士不无感慨地说：“这是我工作至今啃得最难的一块骨头！为了有效富集回收该地区稀土资源，项目组成员都付出了大量心血。”

其实，从1997年开始，黔西北沉积型稀土就不断受到关注，但是至今尚未有明确的矿石赋存状态研究及选冶工艺突破。“贵州沉积型稀土原矿中稀土氧化物(REO)含量最高时可达1.6%，平均约0.15%。但是，由于无独立的稀土矿物，采用常规的物理选矿方法无法实现稀土的富集回收。”惠博解释说。为了更好地完成任务，惠博与项目组其他成员早在半年前就开始筹划准备。项目开展之初，他们主要采用常规的技术手段进行分析和处理，但是许多问题都没有说透。

“这不是一类传统的矿石，在对这一类矿石进行研究的过程中，我们必须拿出客观的科学数据来证明它是否具备勘查开发价值。”惠博说，对于该项目的科研攻关，成都综合所领导高度重视，先后两次开动员会，要求技术人员每月向项目负责人、科技处负责人及所长汇报进展情况。

可是，纵使技术人员使尽浑身解数，倔强的石头依旧不为所动。时间一点一点地过去了，无数次试验都无功而返，研究进展依旧未能达到预期。难道真如前人所说“该类型稀土矿并不具备勘查开发价值？”此时，成都综合所内上下压力倍增。

专家组与科研人员研讨钻孔岩芯中稀土含矿层的垂向演化趋势

“锲而舍之；朽木不折；锲而不舍；金石可镂。”

终于，大家找到了突破口。通过反复试验和实地调查，项目组确定了两个重点攻关方向：一是在工作手段上采取多学科联合的方式，即工艺矿物学、地质学、冶金学联合攻关。二是科学的思维方式。在常规手段没有得出结果的情况下，引入一些假设性的试验。

首先是工艺矿物学先行。惠博介绍说，这就如同我们在医院看病一般，需要先问诊（即取样），查明病因（即查明矿石成因）。在这个过程中，工艺矿物学发挥了重要作用。我们选用了关于物质和结构分析目前国内最先进的手段，例如化学分析里的荧光、XRD分析、电子探针等，并利用国际先进的矿物分析试验设备将矿石的基本性质从里到外、从粗到细进行了全面分析，同时还与其他类型矿石进行类比分析。在以往的试验中，我们主要采用10倍、20倍的显微镜，但是在该矿石的分析研究中，我们甚至采用了近千倍的显微镜，以及做材料的技术手段，终于查清了矿石中各元素的赋存状态。

“但是，这些还远远不够。在此基础上，技术人员开始开展选矿研究，却无功而返。冶金技术随后及时跟进，开展了浸出试验，验证理论上的赋存形式。通过试验，对大家通过仪器观察的现象进行了定量化的佐证。综合比对国内外相关资料，整个研究工作中，我们团队做得更深入、科研链条也更长，基本上做到了类似产品的级别。”惠博说。

而此次项目能够取得重要成果，主要基于两方面的经验：一是多学科联合攻关。这要归功于成都综合所的优势业务领域之一——矿产资源综合利用。成都综合所拥有一支涵盖地质找矿、资源综合利用、综合评价等专业层次布局合理的专业人才队伍。“成都综合所在一矿变多矿、贫矿变富矿等方面具有丰富的经验和技术优势，特别是一些呆滞的、我们认为可能在技术上或者经济上不过关的资源，所里也有成功的案例。所以，多学科联合攻关也成为这次试验研究能够取得成功的一个重要因素。”胡泽松说。

二是科学的思维方式。胡泽松认为，在研究过程中，不能轻易否定研究对象，要打破传统的思维模式，只有这样才能取得成功。我国是世界稀土资源储量大国，不但储量丰富，且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位高及矿点分布合理等优势，全国稀土资源总量的98%分布在内蒙古、江西、广东、四川、山东等地区，形成北、南、东、西的分布格局，并具有北轻南重的分布特点。但是，该项目发现的稀土类型完全不同于这两种状态，也区别于深海稀土，在标准上并没有可借鉴性。

通过综合分析研究，项目组最终确定黔西北地区的稀土矿床为独特的“沉积型”稀土矿床——发生于二叠纪末的巨量岩浆活动是华南陆块演化历史上的一次重大地质事件，导致了扬子克拉通西部峨眉山大火成岩省的形成。在大火成岩省的形成和演化过程中，常伴随有区域岩石圈地壳的大规模抬升和地表岩石的去顶剥蚀。峨眉山大火成岩省的主要岩性为玄武岩和层状-似层状火山碎屑岩，且构成峨眉山大火成岩省主体的玄武岩及火山碎屑岩富含铁族、高场强元素和稀土元素。在晚二叠世温润潮湿的古地理环境和频繁的海侵、海退作用下，玄武岩及火山碎屑岩便易于发生强烈的风化、蚀变和剥蚀作用，经进一步搬运、沉积、富集便形成了黔西北地区独特的“沉积型”稀土矿床。

同时，项目在开展过程中还形成了绿色高效的“预处理-选择性浸出”冶金新工艺。试验结果表明，稀土元素浸出率高于85%，同时铝、铁、钛和硅等主要杂质浸出率均小于5%。此工艺流程短、选择性强，绿色高效，对推动地质科技成果转化，助推黔西北毕节-六盘水建设我国重要的战略资源支撑基地具有重要意义。

经过近8个月的科研攻关，沉睡的稀土宝藏终于揭开了她神秘的面纱。

三大突破 意义深远

2019年3月28日，在成都综合所召开的第六届三次职工代表大会上，贵州毕节-六盘水大型能源资源基地技术攻关团队被评为该所“2018年度优秀创新团队”。对于贵州毕节-六盘水团队来说，这项荣誉实至名归。

首先，他们取得了沉积型稀土矿产的重大找矿突破。该团队在对稀土含矿层精细的岩相古地理、沉积微相和稀土沉积成矿要素研究基础上，锁定富稀土层的岩相类型，建立成矿模式，通过矿产检查，于毕节市威宁县麻乍镇新发现超大型稀土矿1处，于威宁县哲觉镇新发现大型稀土矿1处。

其次，攻克了新类型稀土矿产综合利用的技术瓶颈。通过系统工艺矿物学研究，首次查明了该稀土赋存于以高岭石（83%以上）为主的粘土岩中，无独立稀土矿物，成因类型属“沉积型”，工业类型为类质同象离子吸附型。该类型稀土的粒度极细，选冶难度极大，团队中青年优秀骨干进行了四阶段的选冶试验攻坚，最终创新性研发出针对此类型稀土矿的“预焙烧处理-选择性酸浸”工艺流程，使得该类型稀土的综合回收率超过85%，攻克了选冶难题。

第三，创新了能源资源基地技术经济评价及地质环境影响评价方法。通过对威宁重点工作区地质环境调查评价，项目组结合已有资料的二次开发和整理，对威宁、赫章地区地表水、地下水、地壳稳定性、植被覆盖率、土壤环境、空气质量、石漠化、矿山地质环境问题等进行了系统总结，编制各类环境图件15张，提出了下一步恢复治理和绿色矿山建设方案，同时建立了一套适用于以黔西北为代表的中国南方岩溶地区地质环境影响评价指标体系。

对接需求 精准扶贫

2018年12月12日，自然资源部中国地质调查局成都综合所与贵州省地矿局一行来到贵州省毕节市。与以往不同，他们此行的目的是将前期形成的综合地质调查成果进行移交。

本次移交的综合地质调查成果，是依托于成都综合所与贵州省地矿局共同实施的“贵州省毕节-六盘水地区能源资源综合地质调查”项目成果，形成的《贵州省毕节-六盘水能源资源基地威宁-赫章地区勘查开发布局建议书（2018）》（以下简称《建议书》）1份，附图图册1套（包含相关附图31份）。《建议书》对毕节市威宁县、赫章县优势矿产资源的现有资源条件、潜在资源条件、技术经济条件、地质环境条件等方面进行了系统的总结和全面评价，在此基础上，划分了3处重点勘查开发区，2处次重点勘查开发区及6处不宜开发区。同时，为了更好地对接毕节市政府需求，有针对性地部署下一步工作，成都综合所还表示，将与贵州省地矿局共同协助毕节市建立“三稀资源绿色勘查开发基地”，做好技术支撑工作。

两周后，毕节市政府发来信函，对于成都综合所移交的“贵州省毕节-六盘水地区能源资源综合地质调查”项目阶段性成果给予高度评价，对中国地质调查局在毕节开展的地质找矿工作高度认可。信函中写道：

“《建议书》对我市威宁县、赫章县优势矿产资源的现有资源条件、潜在资源条件、技术经济条件、地质环境条件等方面进行了系统的总结和全面评价，特别针对两县广泛分布、资源潜力巨大的沉积型稀土矿产进行了论述，提供了有进一步工作价值的超大型稀土矿1处，大型稀土矿1处；研发的沉积型稀土综合利用技术原型，将浸出率从5%～20%提高到85%以上，为我市对该类型稀土矿产的采选及利用提供了有力技术支撑。《建议书》及附图图册内容丰富，涵盖了我市威宁、赫章两县优势矿产资源潜力、综合利用潜力、地质环境现状及变化趋势等方面，划分了3处重点勘查开发区，2处次重点勘查开发区及6处不宜开发区，对我市绿色矿业发展和矿产资源勘查开发规划提供了基础地质资料，为我市打造‘三稀资源绿色勘查开发试验基地’奠定了坚实的资源基础。”

这封信函不仅是对项目成果的肯定，同时也是对技术人员夜以继日工作的鼓励与肯定。

精准脱贫不仅是地质工作者的历史使命，更是政治担当。

近年来，中国地质调查局在乌蒙山区等14个集中连片特困地区安排了项目，重点开展能源资源调查、重要矿产资源调查及服务生态文明建设的水工环地质调查等工作。这些项目，均瞄准了贫困地区的实际需求，解决急需问题，有的发现了新的矿产地，有的查清了地质环境情况，对当地经济社会发展和生态文明建设产生了重要的推动作用。贵州乌蒙山片区是整个乌蒙山片区中的重点贫困片区，贫困面广量大，贫困程度深，脱贫形势十分严峻。“贵州省毕节-六盘水地区能源资源综合地质调查”项目阶段性成果提出，毕节威宁地区应从煤炭等传统化石能源基地向沉积型稀土、沉积型锂矿、铅锌等战略性、新兴矿产资源基地转变的发展新思路，对于有效服务地区绿色勘查开发、助力乌蒙山扶贫攻坚具有重要的现实意义。

尾 声

采访中，除了科技创新，团队成员严谨求真的钻研精神也给记者留下了深刻的印象。当记者询问惠博技术攻关后的心情时，他的回答出乎意料——如释重负。回望项目整体开展过程，虽然取得了很大的突破和成果，但是团队成员却依然保持着谦虚、谨慎的工作态度。工作结束后，他们没有沉浸在成功的喜悦之中，而是第一时间总结经验和教训：一是不能草率下结论；二是研究工作需要有使命感和责任感。

的确，成功往往都是眷顾有准备的人。地质调查工作不仅需要科技创新，更需要像他们一样锲而不舍、严谨务实。

新时代地质调查工作有新定位，即“全力支撑能源、矿产、水和其他战略资源安全保障，精心服务生态文明建设和自然资源管理中心工作”。面对新形势、新任务、新要求，我们相信，在新的征程中成都综合所人将飞得更高、行得更远！

 

稀土是日本可再生能源等尖端领域不可缺少的元素。日本是世界第三大的稀土消费国，其稀土进口量的82％来自中国，占中国出口总量40％，用日本的话说是“一直以来高度依赖于中国的廉价稀土”。从2000年开始一直在探讨确保稀土稳定供应的对策。特别是2010年中国加强限制出口措施以来，日本政商各界对其稀土资源供应以及高科技发展的可持续性产生了极大的担忧。为此，日本政府高度重视稀土资源的全球战略，采取联合欧美利用WTO向中国施压，建立稀土储备，积极拓展资源外交，寻求中国以外的稀土进口来源以及合作勘探与开发稀土项目，鼓励再生回收、减少使用量，开展替代材料研发，积极开展海洋稀土资源的勘查开发，等等措施加以应对。

一、背景

近年来，日本利用其海洋资源勘查开发技术的优势，加强了对海洋稀土资源勘查开发研究和相关模拟实验，旨在为日本提供稳定的稀土供应源，保持日本制造业的国际竞争力，以及开发新用途和新产业领域等方面的优势。

2012年，分布于水深5000～6000m的海底，稀土含量达到数千ppm以上的海底沉积物，被认为有望成为新型资源的含稀土沉积物，已被确认在日本南鸟礁周边的海底存在。

在此背景下，在2013年4月日本内阁会议修订的《海洋基本计划》中，明确提出要加强“对含稀土的海底沉积物进行基础科学调查和研究，探讨其作为未来稀土资源的潜力”。据此，经济产业省于2013年12月制定的《海洋能源矿产资源开发计划》中决定，“为探讨未来的稀土资源潜力，利用3年左右的时间对海底稀土沉积物的赋存状况进行调查，确定有前景的稀土富集海域，探明远景资源量，同时，对具高粘度等特性的稀土沉积物的采泥技术和从深海底的扬泥技术，开展以开发和开采为目标的广泛的技术领域的调查和研究”。

日本石油天然气金属矿物资源机构（JOGMEC）牵头，历时3年于 2015年末完成了上述工作任务，并提交《稀土沉积物的资源潜力评价报告》（以下简称《报告》）。《报告》主要成果如下。

二、南鸟礁周边海域高品位稀土沉积物资源评价

利用活塞取样器，JOGMEC在日本南鸟礁周边43km2海域内采集了70个样品。分析表明，在南鸟礁拓洋第5海山的东部海域，发现了海洋稀土沉积物的高品位分布区（图1），该区共取了13个样品，采样点间距12.5km，稀土品位（50cm区间的平均品位）最高5366ppm，平均品位1221ppm。稀土沉积物中重稀土类的含量较高，为45.8%，尤其钇含量特别高，占重稀土总含量的65.2%。稀土资源评价结果：以湿态、平均品位2652ppm计，现阶段估算的稀土氧化物远景资源量约为77万吨。

　　 

 　　图1 南鸟礁周边海域的样品采集地点和稀土高品位度分布区

三、采泥、扬泥及冶炼实验

该项目使用模拟泥进行采泥试验，据此选定最理想的采泥刀头，通过陆上气动升降（Airlift）试验确认实施扬泥作业的可能性，取得了与采泥、扬泥相关的基础性技术数据与应用前景的评估。

在选矿技术研究中，进行了包括选择性回收稀土精矿的海底选矿研究，实施了粒度分选和浮选法等方面的基础实验。实验结果证实，稀土元素富集在粗粒（20μm以上）磷灰石中，浮选分离效果显著。

在冶炼方法研究中，确认了碳酸钠是从选矿后提取液中回收稀土的最佳沉淀剂。同时还发现，通过使用能够选择性吸附重稀土的吸附剂，可以高效回收稀土元素。

设置海底停锚系和沉降粒子捕集器的同时，对海底沉积物样品进行了生物含量分析。根据分析结果，确定该区域在现阶段并不属于异常海域。

四、开采系统的研究和经济性评价

根据基础性开采技术研究结果，提出了扬泥量为3500吨/日的开采系统及其作业流程方案，同时对该开采系统提进行了成本估算。为了确保经济可行性，选择高品位海域进行采泥和扬泥，并以提高品位为目标进行了相应的技术研发，得出的结论是：如果稀土价格能以过去的最高价保持20年的话，开采具有经济效益（图2）。

　　 

图2 稀土沉积物开采系统流程

五、JOGMEC对下一步工作的建议 

1.为了搞清楚未来开发可行性，在资源量评价方面，有必要在高品位地区进一步缩小取样间距，以便更加准确地把握稀土资源量。并且，为了查明稀土沉积物富集层和发现新的富集区，JOGMEC期待通过SIP（战略创新创造计划）和民间的共同努力，在成因分析等科学技术领域取得新的成果。

2.通过3年技术方面的调查与研究，特别是通过扬泥试验，尽管取得了技术上的前景，但是，为了在水深超过5000m以上的实际海域中应用，还应该研究大规模扬泥试验和最佳模拟方法的构建问题，进一步厘清其技术前景。

3.JOGMEC认为，切合实际的做法是：当这些研究成果和国内外技术开发的动向已被掌控、且富集区的确定、稀土价格的上涨以及开采成本的降低等前景明了的时候，再开展资源量和经济效益评价，并着手进一步研究商业性开采系统和法律制度及环境影响评价。

六、结论与认识

稀土消费量巨大的日本，其稀土需求高度依赖于中国的廉价稀土，这是他们最大的忧虑，也是一个经济巨人和资源侏儒的悲哀。

近年来，日本加强了海洋稀土研究，如能在海里解决稀土的资源问题，对日本摆脱对中国的资源依赖无疑是意义深远的。但深海稀土的开采成本很高，技术难度甚大，经济上是否可行，目前还有相当多的难题。根据JOGMEC的此项研究成果，如果利用现行技术开采南鸟礁的稀土矿床，在高品位区、采矿、杨矿、冶炼、价格等诸多假设条件均成立的条件下，商界仍处于利润边界附近，几近无利可图，市场价格稍有波动，开采企业就可能面临灭顶之灾。《报告》虽然进一步肯定了海洋稀土发现的价值，肯定了深海稀土的商业意义，但是字里行间还是透露出来重重的忧虑。因此,日本对发现深海稀土所进行的宣传，实际上带有一定的资源政治的色彩。

1.从资源评价看，目前的富集带取样间距约为12.5～25km，由于海底表面的起伏性较大，需要进一步确认含矿层横向的连续性和品位分布情况，以便计算出更加准确的资源量。因此其评估的77万吨稀土远景资源量尚有许多疑问；

2.从采泥和扬泥实验看，进行的是陆上空气升降系统模拟实验，与稀土泥高粘度性、5000～6000m深海底情况尚有巨大的差距，且实验的规模也小，与实际复杂的海底情况差距巨大，尚存在许多不确定性；

3.陆上冶炼分离系统，只是提出了一个建设性的方案，尚未进行研究及开发；

4.从经济性评估看，海洋稀土的开发，需要有高品位海域稀土矿区的保障前提条件下，且稀土价格在历史最高2011年水平保持20年才能有经济效益。稀土价格自2011年开始一直呈下跌趋势，未来还面临陆上稀土新资源的发现、替代品等因素影响，要保持20年的2011年稀土最高价的可能性尚是疑问；

5.从现在的储量调查和技术调查的程度、经济性、采泥、扬泥以及冶炼分离技术等综合考虑，我们认为现阶段把稀土作为资源，对其综合潜力的评价下结论是不合适的。日本深海稀土开发，路尚遥远！中国稀土资源仍在世界稀土资源和市场上占绝对主导地位。

详细内容，见中国地质调查局地学文献中心内部刊物《海洋地质信息》“周边国家海洋地质调查及资源开发专刊”中关于“日本对南鸟礁周边海域稀土沉积物的资源潜力评价”。

 

自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所（以下简称成都矿产综合利用所）始建于1964年，有着50多年的光辉历史，有着功勋研究所的殊荣。成都矿产综合利用所长期坚持以稀土资源为核心，以“三稀”资源为重点，兼顾其他能源矿产资源，开展资源潜力、开发条件和环境承载力“三位一体”综合调查评价。

三稀资源（即稀土、稀有和稀散矿产资源）是该所的研究重点。该所拥有50余年的找矿-选矿-冶金-新材料方面的技术积累，特别是在稀土采选、冶炼、分离等领域开发了多项具有国际先进水平的技术，独有的采选工艺和先进的分离技术为稀土资源的开发利用奠定了坚实基础。

稀土——国之瑰宝

龚大兴 赖杨

稀土的概略介绍

稀土是镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的统称。

主要稀土元素

稀土的类型和分布

稀土元素可以分为轻稀土、重稀土两大类，主要是以稀土氧化物的形式存在。中国、巴西、俄罗斯、美国、澳大利亚等国稀土资源储量位居世界前列。

中国是世界稀土资源储量最大的国家，主要稀土矿有白云鄂博稀土矿、山东微山稀土矿、冕宁稀土矿等。中国是唯一能够提供全部17种稀土金属的国家，稀土储量曾一度占世界总储量的近80%，是名副其实的“稀土大国”。但是经过多年的无序开采，现在只剩42%(USGS，2017)。

稀土的广泛用途

稀土的用途

稀土是一种不可再生资源，虽然总体用量很少，但因为具有其他材料难以比拟的光电磁性能，被广泛应用于电子、新能源、环境保护等新兴领域。常用的稀土材料有稀土发光材料、抛光材料、永磁材料、储氢材料等，其中新材料领域对稀土的需求量达70%左右。

稀土在军事方面的应用更加广泛，其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如，大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。

以稀土元素为主体的三稀资源在新材料、新能源和信息技术等新兴产业方面具有不可替代的重大用途。未来几十年，世界主要国家将会为这些资源的持续安全供给进行不懈努力。

全球稀土储量占比

抓住核心优势，成都综合所蓄势待发

成都矿产综合利用所，作为自然资源部中国地质调查局重要的科技支撑单位，在新形势下，将继续坚持以稀土资源为核心，以“三稀”资源为重点，加快中国地质调查局稀土资源应用技术研发中心建设，创新稀土无尾化利用技术，构建我国西南典型稀土资源的“无尾化”利用技术体系。同步开展川西、黔西、滇东等资源远景区稀土、锂、“三稀”等战略性矿产资源“三位一体”综合调查评价，发现和评价一批可供进一步绿色勘查开发的“三稀”资源基地，支撑经济社会高质量发展，保障国家战略性矿产资源安全。

2018年-2019年，成都矿产综合利用所在乌蒙山扶贫开发区实施二级项目《贵州毕节-六盘水地区能源资源综合地质调查》（编号:DD20189507），在毕节威宁县哲觉镇一带新发现1处超大型、 2处大 型新类型沉积型稀土矿床，原矿中稀土氧化物（REO）品位最高可达1.6%，平均品位0.15%左右，初步预估资源量达 100万吨以上。该稀土赋存于以高岭石（83%以上）为主的粘土岩中，通过自主研发的 “预处理-选择性浸出”技术， 使 稀土综合回收率达90%以上。此次稀土矿找矿的突破，为我国打造又一个新的稀土勘查开发基地奠定了坚实基础。

成都综合所

稀土——“超级工业维生素”

曾小波 李超

稀土素有“工业维生素”的美誉，按资源类型大致可以分为轻稀土和重稀土两类，在国防等尖端领域所必需的重稀土元素更是被誉为“超级工业维生素”。离子型稀土矿便是“超级工业维生素”的主要来源。全球已知的重稀土储量几乎都集中在我国南方地区，特别是我国南方的离子型重稀土矿十分珍稀宝贵，是许多西方国家都想得到的稀土资源。离子型稀土主要分布在江西、广东、福建、湖南等南方省份，其中江西赣州更有“稀土王国”的美誉。

1.离子型稀土矿是什么

离子型稀土矿学名风化壳淋积型稀土矿，是由含稀土的花岗岩或火山岩经过多年风化形成的黏土矿物。

离子型稀土矿床于1969年在江西首次发现，随后在广东、福建、广西、湖南及云南等地相继发现。根据离子型稀土矿的成矿条件，国内学者曾预测越南、老挝等国也有离子型稀土矿，近些年确实有得到相关证实，在越南、老挝、泰国及美国均有发现。离子型稀土矿外观为松散的沙黏土，颜色有白色、灰色、红色、黄色等。

2.“超级工业维生素”的应用

稀土在冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业和新材料等领域具有广泛应用，是国家关键的战略性资源。

冶金

铸铁中使用石墨球化剂、形核剂、有害元素控制剂来提高铸铁质量。

玻璃陶瓷

玻璃方面，主要用于着色剂、脱色剂、抛光剂等。陶瓷方面，主要用于减轻釉的碎裂性。

农业

生长、生理调节剂，可增强农作物的抗旱、抗涝能力。

军事

稀土具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是提高武器的战术性能，也可作为核工业等高科技的润滑剂。

石油化工

目前，世界上90%的炼油裂化装置都使用含稀土的催化裂解剂。用稀土制成的分子筛催化剂，具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强等优点。

新材料

在新材料领域，稀土功能材料主要应用在永磁材料、储氢材料、催化材料、发光材料。目前，永磁材料是稀土最大的消费领域，占稀土功能材料领域消费量的28%，发光材料7%。

离子型稀土矿成矿三大要素

 南方离子型稀土矿山

3.“超级工业维生素”的开采

“超级工业维生素”的主要来源是离子型稀土矿，根据离子型稀土矿的特点，我国科技工作者进行了长期的研究和实践，开发出采用电解质水溶液进行离子交换浸出稀土的方法。目前，离子型稀土矿开采主要采用原地浸矿工艺技术。原地浸矿不开挖矿体，将浸取剂溶液经浅井直接注入，浸取剂与粘土矿物中的稀土离子进行离子交换，交换下来的稀土离子随浸取液流入积液沟，经沉淀富集稀土，最后分离提纯制得稀土产品。

 

离子型稀土原地浸矿示意图

4.“超级工业维生素”面临的危机与前景

重稀土作为不可再生资源，由于资源流失严重，加上储量少、品位低等因素，离子型稀土可采储量面临即将枯竭的危险。此外，由于早期离子吸附型稀土矿监管力度不够，因此存在越界开采、非法开采、环境污染等问题。

近年来，国家相关部门加大了监管力度。2012年，我国稀土行业开始整合，原国土资源部于2012年9月13日发布了整合后的《稀土探矿权名单》和《稀土采矿权名单》。2015年1月，工信部在会议中提出将重点整合六家稀土企业，形成“1+5”格局（北方稀土、南方稀土、中铝集团、五矿集团、广东稀土和厦门钨业），组建成南北阵营两家大型稀土集团。六大稀土集团重组是我国政府保护国内稀土资源的重要举措之一。2017年，根据原国土资源部办公厅“关于印发《矿产资源开发利用水平调查评估试点工作办法》的通知”（国土资厅发[2017]33号）要求，成都矿产综合利用所负责江西省稀土矿产资源开发利用水平调查评估试点工作。2019年，成都矿产综合利用所与厦门钨业股份有限公司达成一致协议，计划将离子型稀土绿色安全开采示范项目落户厦门钨业控股公司龙岩市稀土开发有限公司，将从根本上保障国家战略资源的安全开采，有望改变目前离子型稀土矿大面积停产的状况，打造成为重稀土绿色高效开发的典范。通过国家政策的宏观调控及相关部门机构的积极配合，目前稀土行业“零、散、乱”的现状正逐步改变，行业逐步走向规范化运行。

 

自然资源部中国地质调查局南京地质调查中心王爱华研究团队负责的国家自然科学基金项目《陆源碎屑沉积物中沉积成因锶钡的提取方法及其比值的沉积环境判别（41572096）》取得重要研究进展，创新性新技术《Selective extraction of sedimentogenic Strontium and Barium in terrigenous clastic sediments》于2018年12月11日获得美国专利商标局的发明专利授权（专利号：US10151018B2）。

针对目前利用锶钡比进行沉积环境判别效果差且无法单独使用的现状，王爱华教授级高工主持的该项目通过对人工合成三角洲沉积物以及对长江、珠江、黄河、辽河三角洲以及渤海湾、苏北潮滩的表层和钻孔沉积物的锶钡赋存形态的连续提取分析，获得了可用于海陆相沉积环境判别的选择性提取沉积成因锶钡的理论依据和技术方法。该专利技术利用化学物相的分析方法剔除了沉积物中碎屑矿物成因的锶钡只选择性提取了与沉积时的地球化学环境相关的沉积成因的锶钡进行海陆相沉积环境判别，此项成果的取得不仅丰富了微量元素沉积地球化学理论和技术方法，而且可以广泛应用于第四纪古环境研究、海平面升降变化研究、油气勘查、沉积矿产勘探等沉积学相关领域。 

 

编者按：作为自然资源的重要组成部分，矿产资源与山水林田湖草资源共同构筑起一幅多彩而珍贵的大自然画卷。在这幅地球馈赠的大自然画卷里，矿产资源不仅要有内在气质，还要有外在颜值，在有力支撑经济社会发展能源资源保障的同时，更注重绿色发展高质量发展的时代担当。对于地矿行业而言，开源是一方面，依靠科技创新和技术进步的“节流”，即矿产资源综合利用，也是不可或缺的另一方面——既提高了资源的利用效率和可持续性，又减少了尾矿排放及环境影响。

“既要金山银山也要绿水青山”。珍惜自然资源，珍惜矿产资源，方可守护好我们的绿水青山、金山银山。从“三位一体”的综合地质调查，到全国重要矿山“三率”综合调查与评价，新发展理念已在地矿领域落地生根，并贯穿于地质勘查、选矿富集、冶金提取、材料加工的整个矿产开发利用过程。作为专注于矿产资源综合利用的科研单位，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所多年来致力于矿产资源综合利用技术、装备的研发、推广，厚植工艺矿物学、难选冶金属矿产高效利用、非金属矿合理利用和二次资源循环利用等优势学科，在矿产资源综合利用及技术经济评价等方面走在了全国前列。

值此第49个世界地球日之际，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所干部职工围绕“珍惜自然资源 呵护美丽国土——讲好我们的地球故事”的主题，结合自身矿产资源综合利用工作的实际，从尾矿资源化利用、智能选矿技术研发、矿山地质环境保护、固体废弃物的处置、综合地质调查等方面进行了研究梳理、总结提炼，形成了多篇实用且具有科普价值的文章，现精选一部分，以飨读者，敬请垂注！

不可或缺的矿产资源综合利用

张艳娇 刘红召

矿产资源综合利用目前已作为国策贯穿于地质勘查、选矿富集、冶金提取、材料加工整个资源开发利用过程，强调在开采利用矿床中主要矿产资源的同时关注共生、伴生矿产资源的利用效率。我国已探明的矿产储量中共、伴生矿占很大比例，全国25%的铁矿、40%的金矿、80%的有色金属矿及大多数煤矿都有共、伴生矿产。开展综合利用工作，既提高了资源的利用效率和可持续性，又减少了尾矿排放及环境影响。对部分资源而言，综合利用工作至关重要、不可或缺。

山东石榴石矿选矿厂改造

自然界中有部分元素，在地壳中含量很低，大都呈分散状态，很难形成独立的经济矿床。有独立矿物的，可以选矿富集目的矿物再冶金提取。没有独立矿物的，就只能选出其载体矿物再分离提取。这其中，如果载体矿物恰好是该矿床的主矿产，伴生组分可以随着主矿产的选矿富集而富集，其选矿回收成本最低，回收率相对也较高，在冶金提取主金属时作为副产品回收；如果载体矿物不是矿床的主矿产，但也能选矿富集，则伴生组分就可以回收，但需要论证经济可行性。还有一种情况，伴生有用组分分散在脉石矿物中，无法选矿富集，直接冶金加工成本昂贵，目前综合利用的可能性就很小。

以金属铼为例，它具有高熔点、高硬度、抗蠕变性、抗腐蚀性以及良好的塑性，广泛应用于热电偶、金属涂层和电子工业。用于制造航空发动机涡轮叶片和发动机喷管，是其他金属不能替代的。此外铂-铼催化剂在石油催化裂化重整过程中极为重要。铼是自然界储量最少的金属之一，在地壳中丰度大约为10－9。世界上已探明铼储量2500吨，基础储量近10000吨，我国铼的保有储量237吨。铼没有具有开采价值的独立矿物，主要以类质同象形式分布在辉钼矿和斑铜矿中。开采利用钼矿床和铜矿床时，辉钼矿和斑铜矿的选矿提纯过程也就是铼的选矿富集过程。辉钼矿选矿中钼要富集数百倍，往往在钼精矿中才会检测分析铼的含量。铼随辉钼矿或斑铜矿进入精矿产品后，由于铼氧化物极易升华，在钼精矿焙烧和铜的冶炼过程中，铼与钼或铜分离进入烟灰和废酸，再通过离子交换或者萃取的方式从烟气淋洗液和废酸中提取。我国著名的钼产业基地栾川及金堆城，其选矿产品钼精矿中每吨均含有几十克铼，但长期没有合适的回收技术而无法综合利用。2015年，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所研究成功从钼冶炼的烟气淋洗液中回收铼的工艺，在栾川钼业公司与金堆城钼业公司推广应用，从而使宝贵的铼资源能够在这两家企业回收利用，并由此给企业带来了可观的经济效益。

共伴生矿产同主矿产资源一样，都是大自然赐予人类的礼物。开展综合利用便是我们接受并珍惜这份分量虽小但极其宝贵的礼物。

合理处置被放错位置的资源

吕振福

联合国环境规划署定义自然资源为“在一定的时间、地点条件下，能够产生经济价值，以提高人类当前和未来福利的自然环境因素和条件。”自然资源通常包括矿产资源、土地资源、水资源、气候资源与生物资源等。作为自然资源的一部分，矿产资源是人类赖以生存的重要基础，是国民经济健康发展的物质保障。矿产资源产业是基础产业，对国民经济发展起到了重要支撑作用，同时不可避免地会产生矿业固体废弃物。如何正确认识和合理处理这些被放错位置的资源？

矿业固体废弃物通常包括废石和尾矿。废石主要指采矿环节采出的、低于工业品位且未能进入选矿等后续作业的固体物料。尾矿是选矿分选作业的产物之一，是入选物料富集得到精矿和中矿后的固体废弃物。尾矿包括物理选矿产生的固体废弃物，也包括堆浸工艺、全泥氰化工艺提取金、铜等金属后产生的固体废弃物。

尾矿和废石的排放水平与矿产资源共伴生矿多、品位低的特征分不开。平均入选原矿品位在一定程度上决定了废石和尾矿排放水平。原矿品位低、剥离的废石品位更低，使得矿山废石量巨大。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所“全国重要矿山‘三率’综合调查与评价”项目对2011-2015年全国代表性矿山的废石、尾矿产生情况大数据进行了系统研究，结果表明：一方面我国经济社会发展对矿产资源的需求巨大，另一方面我国矿产资源具有富矿少、贫矿多，独立矿产少、共伴生资源多的特点；我国不仅矿产品产量居于世界第一位，在生产矿产品的同时，排出矿业固体废弃物也非常之巨量。

废石与尾矿都具有潜在的资源属性。随着技术进步、经济发展，越来越多的废石和尾矿被用于采矿采空区充填、直接用作建材或者用于生产建筑材料。采矿废石、选矿尾矿的综合利用具有越来越好的前景。根据“三率”调查统计，我国20种典型矿产矿山当年排放的废石中有17.77%被消耗利用，当年排放的尾矿中有18.97%被消耗利用。

2015~2017年，“22种重要矿产资源节约与综合利用调查”项目通过开展1300座尾矿库取样、分析测试，在其中的210座尾矿库中发现具有综合回收潜力的有价组分。如果对这些组分加以回收利用，潜在经济价值达349亿元。

上述发现的具有综合回收价值的尾矿多为上世纪五六十年代排放的有色金属尾矿，说明技术的时空特征和尾矿的二次资源特征。从二次资源的角度考虑，合理处置和保护固体废弃物更加重要。

废石与尾矿都具有环境扰动属性。废石和尾矿处置不仅占用土地，而且可能产生有机和无机污染物，并通过土壤、水体、空气和生物链传导。从技术上讲，当前技术经济发展水平条件下排放的废石和尾矿，不可能实现100%再利用。相比较而言，妥善处置可能比试图利用更加迫切。因为矿山废石和尾矿引发的环境问题必须认真面对和妥善解决，同时如果处置和保护得好，在若干年之后废石还有可能成为资源。

我国尾矿、废石要加强减量化、无害化和资源化工作，需要加强尾矿和废石的分类处置、有效保护、合理利用的标准化工作和技术创新。通过技术经济、环境效应和资源属性三位一体的综合评价方式来确定废石和尾矿是选择利用，还是选择处置和保护。通过不断加强技术创新，提高矿产资源开采回采率、选矿回收率和综合利用率，促进废石和尾矿的源头减量化。

矿石分拣机器人助推选矿技术智能化

彭团儿 郭珍旭 陈明文 张继民 贾宇航

矿石分拣机器人——智能光电拣选机是可以代替人工手选分拣矿石的智能化自动执行工作的机器装置，是集光、电、气、机为一体的具有感知、分析、推理、决策和控制功能的新型高端智能装备。它利用矿石表面特征、导电性、磁性、放射性及矿石对射线的吸收和反射能力等物理特性差异，借助各种探测仪器和执行机构实现矿石中有用矿物和废石分选。矿石分拣机器人可以拓展分拣物料的品种、粒度范围，提高分拣速度和精度，改善劳动条件。

我国从上世纪60年代开始研制矿石拣选设备，70年代到80年代有了较大进展，但拣选理论和装备技术的发展远远落后于重磁电浮等传统选别技术，只停留在小试和工业试验阶段；90年代后期，光电选别装备——色选机在大米、杂粮等粮食加工领域快速发展，国内制造企业开始半学习模仿半自主开发色选机；从2000年开始，进口设备的市场份额大幅减少，国产光电色选机技术快速发展，色选机的规格、功能越来越丰富，多通道选别、二次复选、双面镜头检出、特殊波长光源等技术逐渐成熟；2012年后，随着矿石拣选预处理技术、高精度快速分拣、大颗粒拣选、规模化处理等行业瓶颈技术的突破，智能光电色选机逐步在非金属矿领域逐步推广应用。

滑道式智能光电拣选试验机

履带式智能光电拣选试验机

 

智能拣选机工作原理及结构组成

各种智能拣选机的组成都基本相同，主要由给料系统、照射及探测系统、信息处理系统和拣选执行系统四大功能部件组成。智能光电拣选机工作时，被选物料从顶部的料斗进入机器，通过振动器装置的振动，被选物料沿通道下滑，加速下落进入分选室内的检测识别区域，并从传感器和背景板间穿过。传感器将获得图像及数据信息经信息系统处理得出矿块品位或特征量化数据，做出决策输出信号，驱动机械打板或电磁阀工作分拣出目标颗粒至接料斗的废料腔内，而好的被选物料继续下落至接料斗成品腔内，从而达到选别的目的。

给矿系统由料槽、给料机、滑槽、输送带等组成，使矿块呈单层、单列、多列均匀地给到机器的照射和探测系统。一般采用多级给矿，第一级控制给料量，第二、三级使矿石排队，矿块呈单层稳定离散状态，且矿块间拉开一定的距离。探测系统则通过敏感元件测定不同矿物的光学、磁学、电学或放射性环境下吸收、散射或反射特征参数作为选别依据。信息处理系统主要任务是对来自检测系统的矿块射线活度和光电信号经放大、降噪、整形、分析、转换后得出矿块品位或特征量化数据，与预定值比较后进入主控单元，做出决策，确定是否给执行机构发出命令。执行机构主要有机械挡板或高压气流两种，根据信息处理系统的命令通过使目标矿粒偏离正常运动轨迹，实现拣选分离。

智能拣选机分类

根据检测系统中矿物与不同波长电磁波作用吸收、散射或反射特征差异，拣选方法可以分为放射性分选法、中子吸收法、荧光法、X射线吸收法、紫外荧光法、光电法、红外法等。在各种拣选方法中，应用较多的主要是光电分选和X射线分选。根据X射线照射矿石后的不同特征反应，X射线分选法分为X射线荧光法、X射线激光法、X射线反射法、X射线吸收法等。光电法主要通过高分辨率传感器，在可见光条件下对原料进行颜色识别并剔除，从而实现分选。目前国内成熟的光电拣选机主要包括滑道式和履带式两种。

滑道式拣选机利用斜槽滑道导矿，矿石在沿滑板平面下落完成检测和分离过程，适用于形状规则性的物料，不易翻转、干燥的块矿，具有结构简单、紧凑实用的特点。履带色选机使用皮带对矿石进行加速，使其稳定通过照射检测区域，具有给料平稳、输送物料种类多、色选精度高、破损小、产量高、带出比小、对物料的损伤相对轻微、破损小等特点，并且速度可控，产量可调整，可以具体根据客户的生产实际进行设计，但造价相对比较高。

智能光电拣选实验室

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所依托原国土资源部公益性行业科研专项——《基于CCD技术智能光电拣选装备及矿石分选工艺研究》项目，建立了0.5吨/小时~2吨/小时规模智能光电拣选实验室，分拣矿石适宜粒度范围为2~25毫米，适用于钾长石、石英、滑石、硅灰石、方解石、蛭石等非金属矿分拣。项目采用智能光电拣选工艺与传统选矿工艺相结合，研发出光电拣选原矿预处理技术、中粗粒预选抛尾与湿法磨矿磁选精选联合选矿、花岗伟晶岩分质分类差异化分选、光电拣选与干法磨矿联合制粉等绿色节能选矿技术，对河南嵩县、方城、栾川，山西运城，内蒙古察右后旗、乌兰察布市等地钾长石矿进行拣选试验。

根据项目研究成果，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所在所属原国土资源部矿产综合利用野外试验基地建设5~8吨/小时规模工业试验生产线，目前已投入使用。核心设备LS1200双层智能光电拣选机具备二次复选功能，单台机器即可完成尾矿扫选或精矿精选，实现预选抛尾或直接获得合格颗粒精矿。工业化智能光电拣选机检测识别系统采用云技术相机，深度识别微小而精细的杂质，实现高清扫描、精准识别及高速运算，高速动态捕捉并实时分析显示物料，真正实现分拣目标实时可视化。执行机构采用专用新型高频电磁阀，超低耗气量，实现最优带出比，超高打击精度，拥有完美的自修复系统，维护成本低，使用寿命100亿次以上。光源系统采用高性能LED光学系统设计、光控技术，免维护，降低能耗35%。

智能光电技术在典型矿种分选中的应用

河南方城某风化花岗岩钾长石矿主要类型为斑状二长花岗岩和中粗粒花岗岩；主要矿物为斜长石、微斜长石、石英；杂质矿物主要为磁铁矿、黑云母。其中，高品位长石呈肉红色，致密块状，部分白色石英呈大颗粒分布在钾长石矿石中，造成矿石总体长石含量低，产品附加值低。为获得高附加值钾长石，传统选矿方法采用磨矿后在酸性或中性环境下浮选分离长石石英，磨矿能耗高，浮选废水造成一定环境污染。根据长石石英颜色差异及解离粒度，采用智能光电拣选对5~15毫米粒级原矿进行分拣，原矿K2O含量6.3%，Na2O含量3.1%，分拣后获得颗粒长石精矿K2O含量9.7%，Na2O含量3.7%，精矿产率53.6%，回收率82.7%。通过拣选工艺实现粗颗粒长石石英分离，提高湿法制备钾长石粉原矿品质，降低废石入磨量，实现中低品位钾长石高值化利用。

5~8 t/h智能光电拣选工业试验生产线

河南嵩县某低品位石英脉型金矿属脉幅窄、贫化率高的矿脉，由于金与黄铁矿呈密切伴生关系，根据判定矿石黄铁矿与脉石矿物颜色和晶体形态差异，采用光电分选技术对不均匀成矿矿脉、均匀成矿矿脉的边界与围岩进行处理，使低于工业品位的低品位金矿通过预选抛废可以经济利用，预选抛尾产率37.37%，尾矿金属量损失率10.18%。该技术可部分取代效率低而成本高的选择性开采方法，提高采矿效率，提高资源利用率。

自20世纪70年代以来，计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术迅猛发展，形成了先进制造技术，促进拣选装备技术向精密化、自动化、智能化、图形化、可视化、集成化快速发展，智能拣选逐渐成为科研院所关注和研究的焦点。以人工智能为代表的智能拣选装备技术作为一种低成本、环保高效的分选工艺，有望成为继重选、浮选、电选、磁选之后又一重要的工业化选矿方法，并在有色、黑色、稀有、放射性、贵金属元素的矿石以及非金属矿领域得到广泛应用。建立和发展完善的低品位矿石拣选资源化利用知识体系已经成为选矿行业发展的主要攻关方向之一。

(该研究为原国土资源部公益性行业科研专项——《基于CCD技术智能拣选装备及矿石分选技术研究》)

综合地质调查谱地质新篇

马亚梦 谭秀民 赵恒勤

当前，我国矿产资源供需矛盾日益突出。因此，要加大勘查力度，实施找矿突破战略行动。随着矿产资源全球化配置，需要统筹协调的问题逐渐增多，单一传统的资源调查方式已不能适应当今的新时代、大格局。在此大背景下，助推单一资源调查向地质资源潜力、技术经济条件、地质环境影响“三位一体”综合地质调查转变，形成资源环境综合评价及勘查开发布局对策建议显得尤为重要。

何为“三位一体”

“三位一体”的综合地质调查是秉承“绿色矿业”的理念，以问题和需求为导向，按照“综合部署、科技引领”的原则，进行的逐层深入研究。其基本研究内容是以资源基地为研究对象，全面梳理资源基地资源、环境、技术经济相关数据及研究成果，在资源条件调查与潜力评价、地质环境条件调查与影响评价、技术经济调查评价的基础上开展的综合评价。

相较于以往着重于地质找矿的单一传统的资源调查方式，“三位一体”的综合地质调查更加突出成果的集成，在推进实施过程中需要遵循自然规律与经济规律，统筹部署好相关工作，完成新发现大型资源潜力基地从资源基地到适应经济新常态的产业基地的转变，其主要包括：

地质资源潜力——注重矿集区各类地质勘查资料的收集整理、二次开发和综合分析，注重矿集区找矿预测研究，总结成矿地质背景、成矿规律和控矿因素，开展重点区域靶区优选、野外查证、成矿预测工作。

地质环境影响——调查评价矿山地质环境现状，着重分析评价地质环境容量，预测矿产资源开发对环境造成的影响及危害；探索矿产资源开发地质环境影响变化机制及防控技术创新，提出矿产资源绿色开发地质环境防治的对策建议。

技术经济条件——注重资源的综合开发技术研究，提高矿产资源综合利用水平；评估矿集区资源开发利用的前景，对资源开发的经济效益、社会效益、环境效益等做出科学评价和预测，推进当地资源开发的资源-经济-环境的协调发展。

怎样“勘查开发”

党的十九大报告中指出，“人与自然是生命共同体，人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然”，“为把我国建设成为富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国而奋斗”，这为我们矿产资源勘查开发工作指明了方向。

现阶段，制约我国矿业经济发展的因素主要有以下几个方面：自然条件严酷，基础设施落后；矿产资源勘查投入不足，勘查程度普遍较低；矿产选冶加工技术研究滞后。因此，在资源环境综合评价的基础上，提出科学的资源勘查开发布局对策建议，不断提高地质工作服务经济社会发展的主动性和能动性，有助于将找到的矿产资源合理、有序、高效、集约、生态地开发出来。其主要内容是：依据矿集区成矿规律与成矿预测，结合国家和区域相关产业政策，划分矿集区勘查、开发基本区块；理论与实际相结合，构建资源勘查开发布局评价指标体系；建立评价标准，评价勘查、开发各区块的优劣度，提出适宜、科学的勘查开发布局对策建议。

划分勘查开发区块——根据勘查区和开发区划分的依据，划分矿集区勘查、开发基本区块。勘查区的划分依据包括：不存在法律和其他禁止勘查的情况；矿集区成矿规律与成矿预测最新成果，包括矿床、矿点、矿化点及异常分布，找矿靶区分布等；整装勘查区勘查规划划定的预查普查区；矿产资源规划划定的重点勘查区。开发布局划分的依据包括：不存在法律和其他禁止开发的情况；区内存在已探明并具有一定资源储量规模的矿床；区内有一定的基础设施条件，区域范围有一定的工业基础；矿产资源规划划定的矿产资源开采区域。

构建评价指标体系——评价的基本框架和指标体系的主体构成具有共同性和通用性，主要依据《矿产资源基地综合地质调查技术要求》中的矿产资源基地综合地质调查评价指标。此外，评价指标体系也应遵循因地制宜的原则，有关评价内容需要根据评价对象所处的经济地理和社会环境的不同而有所区别。也就是说，我国东、中部的矿产资源基地和西部矿产资源基地，在布局评价的指标设计上应该有所不同。

勘查开发布局评价——主要包括评价指标的权重确定，评价指标的评分标准，评价指标的计算等。评价指标权重一般采用层次分析法来确定，把复杂事情分成若干有序层次，确定每一层次中各元素的相对重要性次序的权重；通过对各层次的分析，进而导出对整个问题的分析，即总排序权重。评价标准是指各级评价指标评价值的判别标准，起着一把尺子的作用，一个评价指标处于什么状态，用这把“尺子”去衡量，就可以清楚这个指标的状态是好还是坏。

规划布局对策建议——根据区块评价的结果，借鉴国内外已有大型矿产资源基地的开发经验和管理措施，提出适宜的矿产资源基地勘查开发工作布局、资源规划、资源管理的政策建议。唤起全社会资源忧患意识，加强地质矿产勘查工作，实行开源与节流并重、开发与保护并重的方针，依靠科技进步，提高矿产资源勘查、开发利用水平，加强矿业规划管理，促进矿业经济可持续发展，为社会主义现代化强国建设提供安全、稳定、经济、可靠的资源保障。

蕴藏在尾矿中的宝藏

王威

尾矿具有环境危害性和资源性的双重属性。近年来，尾矿的资源属性受到我国各级政府和生产企业的高度重视，尾矿资源化的发展趋势日益清晰，尾矿综合利用将是21世纪矿产综合利用范围最广、潜力最大的领域。因此，从国内尾矿资源的实际出发，开展系统调查评价，厘清尾矿利用、保护和处置的边界和先后次序，提出规模化消纳、资源化利用、无害化处置总体解决方案，实现尾矿资源化利用的同时，最大限度地消除其对周边环境的威胁，有着十分重要的经济效益和社会意义。

尾矿是矿石经粉碎、选冶形成精矿后的剩余部分。我国尾矿来源按行业划分主要包括黑色金属尾矿、有色金属尾矿、稀贵金属尾矿和非金属矿尾矿。

根据《中国矿产资源节约与综合利用报告（2016）》，截至2015年度11月底，我国在用或者未治理尾矿库有9565处，尾矿累计量超过200亿吨，占地约100万亩。矿石空场填充是尾矿利用的重要方式，占尾矿利用总量的53%，金矿石、铜矿山的尾矿及其他有色和稀贵金属矿山、铁矿山是尾矿充填利用的主要方向，分别占尾矿利用总量的18%、23.6%和11.4%。

虽然我国尾矿综合利用起步较晚，但由于各级政府和生产企业的高度重视，我国矿产资源综合利用及矿山环境治理已经快速起步并取得了很大成绩，但还需进一步加强尾矿资源化利用领域研究，提高有价组分综合利用水平，丰富尾矿资源化利用的方法途径，实现尾矿利用由“削足适履”到“量体裁衣”的转变。

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所在地质调查项目支持下，开展铜、铅、锌、钼、金和萤石矿山尾矿调查评价，完成了1300个尾矿库的调查，形成了尾矿综合利用特征大数据，同时，发现了一批稀有稀散组分高的尾矿。栾川地区尾矿库中赋存高于工业品位的钨金属量>5万吨（估算），达到大型规模；在其他尾矿库中还发现了高于或接近工业品位的金1.1316吨，银114.3604吨，钴3581.4吨，铅36.152万吨，锌21.294万吨，萤石26.685吨（估算）。筛选其中42个尾矿库尾矿进行综合利用技术研发和评价，发现有38个尾矿库尾矿综合利用技术经济合理，这说明尾矿资源化具有广阔的前景。

铁尾矿、铜尾矿和黄金尾矿分别占我国尾矿的51%、19%和13%，是我国主要的尾矿类型。铁尾矿的综合利用主要体现在铁矿物的回收利用、用作建材原料、用做土壤改良剂和微量元素肥料、进行生态恢复等。铜尾矿综合利用主要有铜尾矿再选、用于矿井充填或复垦土地、用于生产建筑材料等。金尾矿的综合利用主要体现在有价元素的综合回收、生产各种建筑材料、井下充填、复垦造田等。

由于我国前期选矿技术水平的制约和“单打一、重主轻副”的思想等多种原因，我国尾矿中不仅含有可提取的金属组分，而且存有大量可用的以硅酸盐矿物、碳酸盐矿物为主甚至可直接提取的非金属组分，是我国矿产资源的新的宝藏。

开展典型尾矿资源综合利用技术研究和推广尾矿资源产业化利用技术研究与推广，不但可使原来资源枯竭或资源不足的矿山焕发青春，而且还能够重新成为新的资源基地，以开辟新的材料科技领域，推动科技进步，同时也可以解决环境污染、改善生态环境，具有巨大社会效益、经济效益和环境效益。虽然我国在尾矿综合利用领域开展了很多研究，但仍缺乏关于尾矿的系统调查评价，尾矿综合利用依然停留在单一的综合利用模式，没有形成区域性整体利用模式。因此，亟须开展系统调查评价，厘清尾矿利用、保护和处置的边界和先后次序，提出规模化消纳、资源化利用、无害化处置总体解决方案，实现尾矿资源化利用的同时，最大限度地消除其对周边环境的威胁。

揭秘日常生活中的高岭土

赵恒勤 谭琦

高岭土，俗称“瓷土”、“观音土”，是一种铝硅酸盐矿物，也是人们日常生活中必不可少的一种矿物材料，其中最广为人知的是用来制作陶瓷。

我国是世界上最早发现和利用高岭土的国家，远在3000年前的商代所出现的刻纹白陶，就是以高岭土制成。江西景德镇生产的瓷器名扬中外，国际上通用的高岭土学名-Kaolin，就是来源于景德镇东郊高岭村边的高岭山。高岭土在陶瓷中主要用来做坯胎，将高岭土用于陶瓷坯胎中在我国陶瓷史上具有划时代的意义，高岭土在釉料中的作用主要是提高釉料的熔融温度和悬浮性，使釉水不宜沉淀。

我国历史上闻名的“唐三彩”和“青花瓷”均采用高岭土来制作坯体。唐三彩的釉质，主要成分是硅酸铅，而呈色剂则是在釉料中加入各种不同的、适量的金属氧化物所形成的。青花瓷是我国陶瓷中的珍品，也是瓷器的主流品种之一。目前，陶瓷考古界和科技考古界较为认同的“青花”是指利用含钴的矿物作为着色颜料在白瓷坯上绘画，经上釉后在高温下一次烧成(非低温铅釉)而呈现蓝色装饰的釉下彩瓷器。青花瓷的制作工艺复杂，整个工艺流程主要分为瓷土加工工艺-制坯工艺-釉与料工艺-装饰工艺-烧成工艺等5个部分。其中高岭土主要用于制作瓷胎，高档青花瓷对于高岭土原料要求很高，要求Al2O3含量＞21%，Fe2O3+TiO2＜0.5%。

现代人们的日常生活中也处处可见高岭土制品，比如日用陶瓷、建筑卫生陶瓷等。我国是世界上最大的日用陶瓷和建筑卫生陶瓷生产国和消费国，且产品逐步被世界认可和接受。近年来，其生产工艺技术进步迅速，整体已接近世界先进水平，但存在过度消耗高岭土资源、中低档产品居多、污染环境等问题。随着陶瓷行业的不断发展，优质的高岭土资源日趋枯竭，对陶瓷生产质量造成很大影响，故中低品位高岭土成为陶瓷行业的接续矿物资源。

此外在人们日常生活中用到的各种纸张中也不乏有高岭土的身影。高岭土作为造纸涂布颜料的主体组分，其特性对造纸生产可操作性和涂料特性以及成纸质量有很大影响。国外发达国家高岭土主要用于造纸行业。高岭土既可用于填料，也可用于涂料，在造纸中的要求要比陶瓷用高岭土高。此外，高岭土还能用来制备化肥、农药、杀虫剂载体等。

我国高岭土资源储量丰富，总储量约30亿吨，主要分布在广东、广西、福建、江苏、江西、湖南、河南、山西和内蒙古等省区，可划分为煤系高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型。其中煤系高岭土储量约17亿吨，主要分布在我国北方地区。软质高岭土为热液蚀变型，主要分布在苏州。砂质高岭土属风化型或沉积型矿床，主要分布在南方亚热带多雨地区。根据不同的资源类型，采用不同的加工工艺，煤系高岭土主要采用破碎-磨剥-煅烧-超细解聚-分级，部分磁选工艺，应用方向是油漆、涂料、造纸、橡胶、电缆、陶瓷等；砂质高岭土和软质高岭土主要采用捣浆-螺旋除砂-旋流器分级-离心机分级-磁选-漂白-洗涤-压滤-干燥等工艺，陶瓷土主要采用磁选除铁增白，造纸涂料土主要靠漂白除铁增白。

现在我国多数高岭土企业的现状是：规模较小、产量不大、产品质量不高，与美国、英国、巴西等国相比，存在较大的差距，甚至全国高岭土总产量不及国外一个高岭土大公司的产量。因此，我们应在资源合理利用与保护、产品和市场开发、工艺技术和装备以及管理和政策支持等方面，共同努力，尽快使我国由高岭土资源大国变为高岭土产业强国。

高寒荒漠区金属矿产资源开发中的矿山地质环境保护

张永康 曹耀华 谭秀民

青藏高原东北部、柴达木盆地西南缘铁铜等金属矿集区，是我国西部地区重要的铜、铁、铅、锌、镍多金属成矿带，目前已发现大型、超大型铁、铅锌、铜、镍等矿产资源多处，其中夏日哈木镍矿资源丰富，镍资源量达106.24万吨，有望成为继甘肃金昌镍矿之后我国又一“镍都”。

该地区平均海拔在3000米以上，属于典型的高寒、干旱内陆高原盆地气候，区内地势陡峻，沟谷深切，地貌以戈壁滩、沙丘、高山为主，地表处有厚1米左右的土层覆盖，底下为岩石及沙石层，土壤类型主要为灰棕漠土。植被覆盖率一般小于15%，呈现典型的高寒荒漠景观。

高寒荒漠区金属矿产资源的开发历史悠久。随着国家对紧缺矿产资源需求量的增加，该区丰富的铁铜镍等金属矿产资源的进一步开发将对国民经济发展起到重要作用，可为国家经济安全提供有力保证，带动交通、通信等基础设施发展，提供一定数量的就业岗位，促进工业化和城镇化建设，为更好地实现西部地区脱贫攻坚提供经济支撑。

金属矿产资源的开发一般包括采矿、选矿、冶炼三个过程。以往粗放式的采、选、冶过程对生态环境的影响主要有矿山地质灾害、地形地貌景观破坏、土地资源破坏、含水层破坏和水土环境污染等。

那么，高寒荒漠区矿山地质环境灾害如何防治？

建设绿色矿山

我国历来重视环境保护。习近平总书记指出：“既要绿水青山，也要金山银山；宁要绿水青山，不要金山银山；而且绿水青山就是金山银山。”这为矿业开发环境保护指明了方向。2017年，原国土资源部、原环境保护部等六部委联合出台了“关于加快建设绿色矿山的实施意见”，详细阐述了绿色矿山的建设。

绿色矿山是指在矿产资源开发全过程，既要严格实施科学有序的开采，又要将对矿区及周边环境的扰动控制在环境可控制的范围内；对于必须破坏扰动的部分，应当通过科学设计、先进合理的有效措施，确保矿山的存在、发展直至终结，始终与周边环境相协调，是融合于社会可持续发展轨道中的一种崭新的矿业形象。绿色矿山建设是一项复杂的系统工程，代表了一个矿业开发利用总体水平和可持续发展潜力，以及维护生态环境平衡的能力。它着力于在科学、有序、合理开发利用矿山资源的过程中，最大限度保护和恢复治理矿山环境。

加强矿山地质环境防治

在高寒荒漠区，这样一个矿产资源丰富、动植物资源丰富、环境又极为恶劣的区域，结合矿山开发对地质环境造成的影响，建议从以下几方面进行矿山地质环境防治及保护：

针对新建矿山，应按照“加快建设绿色矿山的实施意见”精神，建设绿色矿山，从源头保护矿山地质环境，实行过程控制的保护性开发措施。

针对已发现的矿山地质灾害，应加强治理与监测工作，加强对不稳定边坡监测和移动规律认识，消除和减小不稳定边坡崩塌滑坡灾害可能对过往行人和车辆的威胁。

针对高寒荒漠区矿山开发过程中主要造成的影响是土地资源破坏和地形地貌景观破坏这一现状，加强土地资源的保护，尽量减少对原生态土地的占用与破坏，特别是尽量减少对表层土壤的破坏，以地下开采为主，采取以钻代槽、浅钻的绿色勘查技术，对于必须破坏部分土地时，必须对表层土采取保护措施以防止表层土散失和退化。

锡铁山铅锌矿废石堆上的人工林

采取封育、地表植被重建，在草皮的种属选择、工艺的采选上要与矿区所处的地理位置、气候条件、土石环境相匹配，以确保植被重建的成效；废石、废矿渣堆覆土绿化；废石、废矿渣堆积台面整治，压实台面，加固边坡、衬砌护坡，在有效部位建设拦挡工程，设计相应的排水、防水工程；地质探槽治理，采取土方回填。

开展人工现场调查、遥感监测工作，动态掌握矿产资源勘探开发活动对土地资源的破坏类型、面积及破坏程度等，同时监测监督矿山地质环境治理恢复工作情况。

建设矿山公园

在青海西部大柴旦地区，西部矿业股份有限公司锡铁山铅锌矿分公司在矿山地质环境保护方面就是一个优秀的典范。该矿山位于青海省柴达木盆地北缘戈壁滩上，常年刮风，沙尘暴天气时有发生，降水量稀少，植被稀少，难以存活。整个矿区及周围只有少许骆驼草和麻黄草生长。经过改造，该矿山在废石堆、厂区内种植了大量杨树、柳树、红柳和草皮，在厂区形成了具有防风固沙能力的人工林，绿化覆盖率达到了可绿化区域面积的80%以上，改变了矿区小环境，降雨量增加，风沙天气逐年减少，逐步形成了适宜人居住的环境。

 

近日，自然资源部公布了2021年高层次科技创新人才工程入选人才和团队名单。中国地质调查局成都矿产综合利用研究所博士生导师、副研究员杨耀辉同志入选自然资源部青年科技人才。

杨耀辉同志多年来主要从事重要矿产资源高效分离技术和产业化示范工作，获自然资源部科学技术进步二等奖1项，四川省科学技术进步奖2项，国家发明专利10项，发表学术论文50篇，其中SCI/EI收录20篇。

他牵头开发的“选择性解离-强化分选”选铁、选钛新工艺，以及钛铁矿、萤石绿色新药剂，提高了钒钛、萤石资源利用率5-8个百分点，让大量的难选资源得以充分高效利用。相关成果在我国攀西地区、承德地区、安康地区、哈密市、武陵山区矿山得到推广应用，成果转化金额达2000余万元，为企业创造近20亿元的经济效益，拉动投资57.77亿元，为乌蒙山地区脱贫攻坚作出了重要贡献。

 

 

 

杨耀辉牵头开发的选铁、选钛新工艺，正在峨眉中试基地进行扩大试验。 

2018年以来，自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所通过广泛调研，精准对接需求，依托“贵州毕节—六盘水地区能源资源基地综合地质调查”项目支撑服务乌蒙山集中连片特困地区脱贫攻坚成果显著，主要体现在四个方面：

一是地质潜力调查。在区内新发现沉积型稀土、黏土岩型锂矿等新类型“三稀”资源找矿靶区5处，提交新发现矿产地3处，新增稀土资源量100余万吨，新增氧化锂资源量7.72万吨，计划向毕节市人民政府提交矿业权设置建议3处，向六盘水市人民政府提交矿业权设置建议1处。

二是技术经济调查。通过新类型“三稀”矿产资源综合利用技术攻关，形成了沉积型稀土“预焙烧处理—选择性浸出”稀土综合利用技术方法，稀土综合回收率达90%以上；初步建立了黏土岩型锂矿选冶联合工艺流程，锂矿综合回收率达80%以上。

三是地质环境调查。查明了区域地质环境条件，评估和预判了矿业活动对地质环境的影响现状和发展趋势，优选了适合“三稀”资源绿色勘查开发的优势区域。

四是成果转化。已完成贵州赫章县猪拱塘铅锌矿选冶流程试验，提高了铅锌矿中伴生的“三稀”元素综合利用率达75%以上，提升了地方企业的经济效益。针对稀土、锂矿的找矿方法及综合利用技术成果已经得到了贵州省自然资源厅、毕节市人民政府、六盘水市人民政府的高度重视和充分肯定，有望在年内实现成果转化。

今年是脱贫攻坚决战决胜之年，目前，贵州省威宁彝族回族自治县、赫章县、纳雍县尚未脱贫摘帽。5月5日，项目组全面展开了野外工作，预期在6月下旬，将陆续向当地政府移交地质调查成果报告。地质找矿及综合利用技术成果正在将乌蒙山区以煤、磷、铅锌等为主的能源矿产资源格局，转变为以稀土、铅锌、锂等战略性关键矿产为主的优势矿产资源格局，助力决胜乌蒙山区脱贫攻坚。

 

野外工作组在毕节市威宁县集结

 

成都综合利用所贵州项目组为地方矿山企业解决找矿难题