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    4月30日上午,共青团中央、全国青联发布了关于颁授2025年度中国青年五四奖章暨新时代青年先锋奖的决定。中国地质科学院水文地质环境地质研究所水资源研究室副主任曹文庚同志,荣获“2025年度新时代青年先锋奖”,成为中国地质调查局系统唯一获此殊荣的个人。该奖项旨在表彰在新时代各领域中勇于担当、锐意进取、成绩突出的优秀青年代表,是共青团中央授予青年个人的重要荣誉。

    “2025年度新时代青年先锋奖”获奖名单(局部)

    曹文庚同志作为新时代科技领域杰出青年代表,曾先后荣获“国家级青年人才支持计划”“自然资源部科技领军人才”“自然资源科学技术奖”“中国青年地质科技奖‘银锤奖’”等多项重要荣誉。从业以来,曾主持国家自然科学基金、国家重点研发计划课题等国家级项目10余项,发表学术论文100余篇,获国家发明专利授权10余项,荣获省部级科技奖励10余项。他在地下水超采区治理效果评估、区域原生劣质地下水赋存机理、风险预警及原位修复等关键技术领域取得突破性成果,科研成果直接服务于华北地下水超采治理、水土污染协同防治等国家重大工程,充分彰显了青年科学家科技报国的使命担当。

    曹文庚同志长期扎根科研一线,积极投身国家重大科技任务,勇攀科技高峰,充分展现了新时代青年科技工作者矢志报国、建功立业、忠诚奉献、敢为人先的精神风貌。这一殊荣不仅是对他个人奋斗与贡献的肯定,更展现了全所、全局青年科技工作者勇攀高峰、奋发有为的精神风貌。

    时代在召唤,青年当奋进;征途在前方,实干为引领。站在新的历史起点上,全所、全局青年干部职工将深入学习贯彻党的二十届三中全会精神,坚定爱国奉献创新信念,紧紧围绕国家重大需求勇攀科技高峰,在服务发展、破解难题中践行初心使命,展现新时代青年科技工作者心怀“国之大者”、自立自强的精神风貌,以奋发有为的精神状态和求真务实的工作作风,不断开创科技创新和事业高质量发展的新局面,奋力谱写为中国式现代化建设挺膺担当的青春华章!

    喜报!中国地质调查局系统曹文庚荣获2025年度新时代...

    近日,由中国地质调查局南京地质调查中心技术研发与应用室研发的“井中测量光纤布设装置及方法”获英国发明专利授权。

    光线测量技术作为一种新型精密测量技术,在地面、道路、建筑物以及堤坝的沉降变形监测领域中,能够连续提供高精度形变、温度等测量数据。该项发明解决了钻孔中布设光纤,尤其在深孔中布设光纤存在的垂直导向困难问题,在钻孔缩径、坍塌、堵塞等情况下,能够重复无损布设光纤。

    在成本高昂的深钻作业中,该技术的经济价值与社会价值更为凸显,具有较好的应用推广前景。

     

    南京地调中心“井中测量光纤布设装置及方法”获英国...

    近日,由中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心牵头编写的系统介绍地表基质调查技术方法体系的首部著作——《地表基质调查工作方法》正式印刷出版。

    该书系统总结了国内外近年来地表基质调查工作及相关领域的调查和研究成果,全面阐述了地表基质调查的概念内涵、理论框架及实践路径,构建了从工作流程设计、调查内容规划到具体工作方法和技术要求的完整体系;通过深入分析华北平原、东部沿海、西部戈壁荒漠及东北黑土地等典型区域的地表基质调查案例,深入揭示了地表基质的空间分布规律、理化性质特征,并创新性地探索了成果展示形式及应用服务模式。

    调查实践证明,全面查清地表基质层的基本状态、物质组成、理化性质等特征,对于促进自然资源的科学统一管理和区域高质量发展具有不可估量的价值,可以助力决策者因地制宜地制定政策、分类施策并实施精准管理,推动国土空间规划的高水平编制与综合高效利用。《地表基质调查工作方法》作为自然资源调查领域中较为全面的一部著作,对于推动地表基质调查工作的规范化、科学化和高效化具有重要意义。该部著作的出版,标志着地表基质调查领域技术方法体系的初步成型,也将助力开展对于该领域理论的深入研究,从而为实际调查工作提供有力的指导和支持。

     

     
     
     
    《地表基质调查工作方法》正式印刷出版

    4月12日,2023年度青岛市分析测试学会年会在青岛召开,并举办青岛市分析测试学会科学技术奖(QDAIA)颁奖仪式,青岛海洋地质研究所申报的“海洋天然气水合物电阻率多尺度实验测试技术及应用”成果荣获一等奖。

    该成果主要依托“天然气水合物储层模拟与测试技术”“天然气水合物实验测试技术更新”等项目,构建了“孔隙-岩心-井场”多尺度的天然气水合物电阻率实验测试技术体系,实现了以微观机理提升介观趋势的解释和刻画,进而服务宏观状态的反演,有利推动了电学探测技术在海洋天然气水合物资源勘探开发中的应用效果和服务场景。

    该科学技术奖由青岛市分析测试学会主办,主要围绕分析测试领域中理论研究、技术创新、标准研究、社会安全与公共服务等方面的创新性成果进行表彰,本次共评选出一等奖8项、二等奖7项和青年奖4项目。

     

     

     

    青岛海洋地质研究所成果获青岛市分析测试学会科学技...

    按照局党组《关于转发部党组开展一次警示教育活动的通知》要求,紧扣把开展警示教育活动作为学习贯彻局党政主要负责人培训研讨班精神的重要内容,11月28日,自然资源部中国地质调查局油气资源调查中心(以下简称“油气调查中心”)召开贯彻落实局党政主要负责人培训研讨班会议精神专题宣讲会。油气调查中心领导班子成员、全体干部职工约90人参会。

    本次警示教育创新形式,与贯彻落实局党政主要负责人培训研讨班会议精神相结合,采取专题授课、领导点评的形式,由油气调查中心地质信息室(筹)、科技处、财务处、人事处、党办(筹)和监审处6个处室分别从各自工作领域,谈体会、谈落实、谈问题,并结合各自工作领域中易发多发的问题进行了深刻剖析。

    会上,监审处还结合局系统单位近年来发生的违规违纪典型案例、油气调查中心排查的33项廉政风险点,以及出现的苗头性问题进行了深入分析,切实达到“两出一不出”的目标。

    会议指出,监审处要监督好制度执行和管理方面的漏洞,举一反三,抓好整改,健全完善风险防控长效机制,营造风清气正的政治生态,全力服务好油气调查中心事业发展的大局,并对下步工作提出三个方面的要求:一是加强QQ群、微信群的管理工作。对属于工作性质的群,要及时清理,落实管理责任,明确使用要求,并做好群主登记工作。油气调查中心全体干部职工使用QQ群、微信群时,严禁发表或者转发各类政治敏感话题、涉密资料、涉黄涉赌涉毒、不明来源负面新闻等信息。二是以典型案例为警示,进一步增强廉洁自律的自觉性、主动性。君子爱才,取之有道,要结合油气调查中心当前存在的问题,认真反思自身的不足和问题根源,做到警钟长鸣。三是加大警示教育宣传力度。利用微信等新媒体平台多种形式开展典型案例警示教育,引导党员干部坚定理想信念、不碰纪律规矩红线,守住廉洁自律底线。

    会议强调,此次会议是学习贯彻局党政主要负责人培训研讨班精神的一项重要举措,也是一次创新的、入脑入心的警示教育,为谋划2019年工作奠定了良好基础。

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    油气调查中心开展警示教育活动

    近日,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心围绕“严以修身,加强党性修养,坚定理想信念,把牢思想和行动‘总开关’”召开“三严三实”专题教育活动第二次专题学习研讨会。会议由中心主任李文鹏主持,其他领导班子成员、六大业务板块副总工程师、全体中层干部等参加了学习研讨。

    研讨会上首先传达学习了中共中央组织部印发的《关于组织人事部门对领导干部进行提醒函询和诫勉的实施细则》。其后,中心副主任郭建强作“严以修身,加强党性修养”的专题发言。他从深刻理解把握“严以修身”的古今内涵变化、如何结合本职工作做好做实“严以修身”等方面谈了个人的心得体会。他指出,“严以修身”,一是要坚持中国特色社会主义信念,严以用权、严以律己,廉洁做事、依法办事,从细微处入手,强化行动,自觉践行“爱国、敬业、诚信、友善”的社会主义核心价值观;二是要做好本职工作,充分发挥主人翁精神,积极应对新形势下地质调查领域中出现的新问题、新现象,扎根地质行业,努力做到“干一行,爱一行”,同时摒弃以往“单打独斗”的个人观念,积极培养团队协作意识,讲诚信,守纪律,用实际行动助推地调局水环中心的地质调查事业健康持续发展。

    与会业务板块副总工程师、各处室中层干部分别从业务工作、财务工作、竖规守纪以及如何以 “严”的态度和“实”作风贯彻落实局党组和中心各项重大决策部署深入交流了学习体会,并认真查摆了个人及所在部门在不严不实方面存在的问题。大家一致认为,作为新时期的党员领导干部,面对改革开放和发展社会主义市场经济条件下思想意识多元、多样、多变的新特点,要以焦裕禄、谷文昌等先进典型为标杆、为镜子,积极加强自身修养,慎独慎微、勤于自省,修为政之德,思贪欲之害,怀戒律之心,不断完善自身人品操行,提高个人人生境界。

    李文鹏主任在总结时强调,“三严三实”实质就是共产党人长期修炼自己、磨练团队、扎实创业的过程。为确保本次研讨会取得实效、落到实处,他提出了四点要求:一是要防微杜渐,不断学习、不断实践,从先进事迹中找差距,从违纪违法案件中吸取教训,找出自身存在的“不严不实”问题。二是要坚持以身作则,廉洁自律,严以修身,积极适应和引领新形势下的经济发展新常态,带领本部门职工,脚踏实地,奋发有为,真正谋事创业,以实际行动检验和丰富“三严三实”的新时代内涵。三是要准确把握局党组重大工作部署对中心工作的引领作用,坚持问题导向,深化改革和调整,加强各部门之间的沟通与协作,加强水工环地质与技术方法类之间的专业大融合,加强项目和资金管理,加强廉政风险防控,扎实推进2015年“两重一主”工作,确保本年度各项工作顺利有序进行。四是讲政治,守纪律,讲规矩。中秋、国庆两节临近在即,各级领导干部要以身作则,严格落实中央“八项规定”有关精神,坚决防止“四风”反弹,强化执纪问责,切实将守纪律、讲规矩落到实处。

    本次专题学习研讨气氛活跃,研讨内容深入、细致,“理论+实践”的有机结合,夯实了广大领导干部的理论基础,增强了大家廉洁自律、奋发有为、谋事创业的决心,更为下一步做好地质调查工作指明了方向,明确了重点及目标。

    严以修身 加强党性修养 知行合一 做新时期合格党...

    11月27日、28日,中国工程院、中国科学院分别宣布2017年院士增选名单。在新增选的128名两院院士中,有4人来自地质调查系统。

    中国科学院院士和中国工程院院士,统称为两院院士,均为两年增选一次。两院院士是我国科学技术和工程技术界的杰出代表和最高、终身荣誉学术称号。

    地质调查系统4位新当选的两院院士分别是:中国地质科学院矿产资源研究所、国土资源部成矿作用和资源评价重点实验室主任毛景文研究员当选中国工程院能源与矿业工程学部院士;中国地质科学院地质研究所杨经绥研究员、侯增谦研究员当选中国科学院地学部院士;陕西省地质调查院王双明教授当选中国工程院能源与矿业工程学部院士。

    毛景文:矿床学家,生于1956年12月。1978年毕业于河北地质学院,1982年和1988年先后在中国地质科学院研究生部获得硕士和博士学位,1990年~1993年在法国巴黎高等矿业学院和圣太田高等矿业学院进行博士后工作。现任国土资源部成矿作用和资源评价重点实验室主任。长期从事金属矿床成矿作用、成矿过程、成矿规律、矿产模型和找矿评价研究。作为首席科学家或项目负责人,承担国家“973”计划重大基础研究项目、国家科技找矿项目、国家自然科学基金委员会重点基金项目和中国地质调查局的地质调查项目。他针对我国东部燕山期板内大规模成矿事件,通过破解成矿时空分布规律、物质分布规律和构造控制规律,创新性构建了板内成矿动力学模型,被国际同行定义为Mao’s模型,发展了成矿理论,并有效指导找矿勘查部署。他提出10组矿床组合模型,被有关地勘单位和矿业公司用于找矿勘查,推动隐伏矿找矿取得重大突破。

    毛景文兼任中国地质学会理事及矿床专业委员会主任,中国矿物岩石地球化学学会常务理事;国际SCI检索刊物《Ore Geology Reviews》副主编,《Journal of Geochemical Exploration》副主编和《Acta Geologica Sinica》副主编,国内核心期刊《矿床地质》主编;河北地质大学、中国地质大学(北京和武汉)、南京大学、中南大学和长安大学兼职教授。他曾任国际矿床成因协会(IAGOD)主席,经济地质学家学会(SEG)和国际应用矿床地质学会(SGA)理事。先后出版专著11部,发表科学论文429篇,其中SCI检索论文208篇。他的科技论文SCI引文在全球矿产资源领域排名前五,在国内排名第一;他的国内CNKI引文在我国地球科学领域排名第一。作为第一获奖人获得国家自然科学奖二等奖1项,国家科技进步奖二等奖2项,部级一等奖4项和二等奖4项。此外,还获得中国地质学会“金锤奖”、中国青年科技奖、李四光地质科学奖和国家有突出贡献中青年专家等多项荣誉称号。先后当选为经济地质学家学会(SEG)会士(1996)和澳大利亚矿业和冶金协会(AUSIMM)会士(2015)。

    杨经绥:岩石大地构造学家,生于1950年6月。1977年毕业于长春地质学院地质勘探系,1992年毕业于加拿大达霍西(Dalhousie)大学获博士学位。

    他主要从事青藏高原和造山带的岩石学与大地构造学研究,40年来在岩石大地构造领域中不断探索和创新,做出系统性的重要贡献,特别是其深地幔研究成果具有突破性科学价值:在蛇绿岩铬铁矿中发现原位金刚石,证明是自然界中一种新的产出类型,命名为“蛇绿岩型金刚石”;在全球多个板块缝合带的蛇绿岩中发现大量超高压和强还原矿物组合,建立俯冲物质深地幔循环和铬铁矿深部成因模式,开启了研究深地幔物质的一个重要新窗口;发现和厘定我国柴北缘、东秦岭和西藏松多等3条高压/超高压变质带;厘定东昆仑阿尼马卿和西昆仑库地蛇绿岩组合,为建立高原北部古板块体制的演化做出重要贡献。先后发表论文 505篇,其中第一作者和通讯作者125篇;SCI收录论文229篇,SCI他引7708次;EI收录43篇,CSCD收录264篇,他引7340次。发表专著4部,并客座主编了JMG、JAES和GR等期刊的5部专集。获得国家自然科学二等奖1项,国土资源部科技一等奖1项,获何梁何利科技进步奖、李四光科技奖和留学人员成就奖等多项奖励,并被选为美国地质学会会士和美国矿物学会会士。

    侯增谦:矿床地质学家,生于1961年6月。中国地质科学院地质研究所研究员,兼任中国青藏高原研究会副理事长、IGCP中国委员会主任、国际矿床地质学会(SGA)副主席等职。1982年毕业于河北地质学院,1985和1988年分获中国地质大学(北京)硕士和博士学位。

    他长期从事矿床学研究,主要围绕“碰撞与成矿”这一成矿学重大科学问题,立足青藏高原,结合特提斯对比,主持完成“973”、IGCP、重点基金等一批科研项目,颠覆了国际流行的“大陆碰撞难以成大矿”主流认识,创建了被国际同行认可的碰撞造山成矿理论,揭示了碰撞成矿系统的基本特征和发育机制,指导青藏高原找矿取得了重要突破;建立了碰撞型斑岩铜矿、褶冲系铅锌矿、碳酸岩型稀土矿等成矿新模型,阐明了大陆碰撞过程中金属富集机制和成矿机理;初步揭示了青藏高原区域成矿规律,科学预测了四条大型矿化带,理论指导找矿取得了重大突破。获得国家科技进步奖特等奖1项、一等奖1项、部级一等奖3项及李四光科技奖等。主编国际英文专集4部,出版中文专著4部,发表SCI论文167篇(第一作者37篇),top1%论文7篇,SCI他引5008次,连续3年入选中国高被引学者榜单。

    王双明:教授级高级工程师,生于1955年5月。他从事鄂尔多斯盆地煤炭地质勘查关键技术研究与创新30多年,在找煤、勘探、开发三个阶段均取得创新性地质成果,不仅查明了鄂尔多斯盆地煤炭资源总体分布规律与资源总量,而且建立了高效、高精度煤田综合勘查技术体系,还提出了生态脆弱矿区地质环境保护新技术,为我国西部煤炭资源勘探、开发和煤矿区地质环境保护提供了地质技术支撑,为部署规划煤炭工业战略西移、保障国家能源安全做出了突出贡献。创立了精确控制沙漠覆盖区煤层分岔位置、冲刷范围和自燃境界的煤田综合勘查技术体系,勘查周期短,成本低,精度高,对植被损害小,将煤田勘探技术引领到了综合勘查新阶段。揭示了生态脆弱矿区煤水空间赋存特点,发现了地表生态系统与地下水位的依存关系,提出了以控制生态水位为核心的矿区地质环境保护新理念,为绿色矿区建设提供了地质理论支撑。2011年以来,揭示了煤层与含油气层赋存特征,发现了煤油气耦合致灾机理,针对致灾地质因素的随机性变化特点,开辟了以防止煤层自燃为核心的矿井耦合地质灾害防控新途径。

    王双明教授先后于1996年、2010年、2011年三次获得国家科学技术进步二等奖,多次获得省部级科学技术一、二等奖,主编出版《鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价》《生态脆弱区煤炭开发与生态水位保护》等专著3本,在《地学前缘》《煤炭学报》等期刊发表论文50余篇,其中1篇入选F5000,1篇获评中国煤炭学会成立50年具有影响力的学术论文,1991年被中宣部授予80年代优秀大学毕业生,2005年获得李四光地质科学奖。

    喜报!地调系统4人当选两院院士

    土壤资源的前世今生

    郭俊刚 赵恒勤

    前世

    你可知道,松林下松软芬芳的泥土和坚硬巨大的岩石原来是一样的呢。大自然鬼斧神工,又历经数亿年,悄然将坚硬的岩石变成了肥沃的土壤。

    早在几十亿年前,地球的表面都是岩石。地壳表面裸露的岩石,受到风力和水力的侵蚀,在物理、化学、生物、气候等多种因素综合作用下,逐渐被破碎和分解。山一样大的石头变成了小块,小块又变成了细粒。在岩石由大变小、由粗变细的过程中,不仅仅是个头变化了,同时岩石也变成了一种叫“成土母质”的物质,这个过程就叫作风化。要注意的是成土母质还不是土壤。时间又过了数亿年,成土母质在水、空气、腐殖质和微生物的帮助下,逐步形成真正的土壤。成土母质的性质决定了土壤的类别,所以在我国有东北的黑土地,有西北的黄土高原,有云贵川的红土,还有中原的棕色土壤。土壤的垂直剖面从下往上通常可划分为“土壤母质层”“底土”和“表土”三个部分,其中“表土”和“底土”合称为“土体”,是土壤的主要部分,土壤的顶部则是由动植物残体腐烂转化而成的“腐殖质层”。大自然需要300年到1000年的时间才能形成大约2.5厘米厚的土壤。

    今生

    时间来到了人类文明,人类利用和改造世界的能力不断增强,对矿产资源的大规模开发利用,也对土地资源造成了伤害,土壤环境严重恶化,已经威胁到人类的生存与发展。

    一、土地的压占和破坏

    根据有关部门测算,至2009年底,全国有1亿多亩历史遗留工矿废弃地尚未复垦。在全国11.23万座矿山的开采活动中,每年约有300万亩土地遭受毁损。在新增被损毁的土地之中,耕地或其他农用地高达60%以上。耕地的减少,导致失地农民的增多,土地利用效率降低,生态环境恶化,对社会经济的可持续发展造成严重影响。

    二、土壤污染

    土壤污染包括矿产资源开发利用造成的土壤酸化和土壤重金属污染。

    土壤酸化是指酸性物质使土壤变酸的过程。一部分是矿物开采过程中,硫化矿床从地下开采到地表后,矿石中的硫元素会转化为硫酸根离子,硫酸根离子随同降雨、地表径流等水体进入土壤,导致土壤酸化;另一部分是在矿物加工利用过程中,如煤炭燃烧所产生的二氧化硫、氮氧化物等大量酸性气体,进入大气后遇水形成酸雨,使土壤环境被酸化。

    随着矿产资源的开发利用,进入到土壤中的铜、铅、锌、铬、镉、汞、砷等重金属超出土壤承载能力,影响植物正常生长,诱发植物发生病变甚至死亡,也会在植物体表或体内积累,通过食物链进入人体,诱发人类的疾病。

    未来

    伴随着“绿水青山就是金山银山”号角的吹响,我们必须采取一定的措施,将矿产资源开发利用对环境造成的损害降到最低。通过矿山土地复垦,增加可耕地数量,提高土地质量,改善生态环境;通过开采工艺的改进,充分利用采空区和废弃巷道,减少地表塌陷和废石排放;通过生产设备和生产工艺的改进和优化,实现对矿产资源的高效节约集约利用,减少废弃物排放。

    目前,已经涌现出一些重金属修复技术,比如利用钝化剂使重金属的形态趋于稳定,利用超富集作用的植物吸收土壤中的重金属。重要地块被污染又不易治理的话,直接给土壤搬个家,将污染土壤移走,将清洁土壤移来。

    土壤是我们人类赖以生存的资源,要把生态文明理念贯穿到整个土地资源和矿产资源的开发利用过程中不仅要注重土地数量的保持,还要注重土地利用质量的提升,实现经济效益、生态效益和社会效益的统一。

    宜兴保磷矿基地选矿厂实现零排放

    周文雅 吕振福

    磷矿是地球上不可再生的非金属矿产资源,是一种重要的化工矿物原料,是保证粮食安全不可替代的矿产资源。

    根据《全国矿产资源规划(2016—2020年)》,我国规划有3个磷矿资源基地:滇中、贵州开阳-瓮福、湖北宜兴保。中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所46种重要矿产资源开发利用水平调查项目组2019年奔赴湖北宜兴保磷矿基地进行开发利用水平调查,考察基地内资源的可持续保障情况、开采选别技术水平、尾矿废石的排放情况。

    2018年全国共有磷矿采矿权证288个,湖北宜兴保磷矿资源基地有磷矿采矿权证62个。磷矿是湖北在全国最具比较优势的矿种,查明资源储量74.96亿吨,位居全国第一。为了提高生产效率和产品质量,大部分企业都会优先使用高品位磷矿,以避免不必要的原材料消耗、减少产生的废渣、提高磷矿的利用率。中低品位的磷矿石一般要通过一些特定的选矿技术,得到磷含量较高的精矿,才能用于后续的生产。宜昌的磷矿资源具有明显的夹层结构,中层为富矿,上下两层均为贫矿。特殊的矿层结构加上历史原因,宜昌当地采富弃贫的现象普遍。

    湖北省磷矿资源管理暂行办法要求对磷矿必须“全层开采,全部入选”;对开采规模实行总量控制;对磷矿石(粉)实行凭准运单运输的准运制度;逐步重组和关闭生产能力在 15 万吨/年以下的磷矿企业,提升资源利用水平。宜昌市继续减少磷矿石开采计划,2018年在1300万吨的基础上又缩减了300 万吨。一系列措施,有效保障了湖北磷矿资源的可持续发展。

    2018年,湖北宜兴保磷矿基地内磷矿企业有62家,在产企业54家,均采用地下开采,运营期间采掘废石不出坑,回填采空区,既可降低采空区上方的开裂、沉降变形,又防止固体废弃物对环境的污染。由于基地磷矿实行开采总量控制,基地内总设计采矿能力3212.5万吨,实际采出矿石1440.795万吨,平均采矿产能利用率46.02 %。

    湖北宜兴保磷矿基地选矿厂普遍采用重介质旋流器进行磷矿选别。磷矿原矿破碎后进入重介质旋流器,品位高的磷矿颗粒在旋流器中下沉,成为精矿产品;品位低的磷矿颗粒在旋流器中上浮,随溢流水排出,成为尾矿产品。所有生产废水净化后全部循环使用,完全实现零排放。

    宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿废石70.94万吨,年利用磷矿废石95.87万吨,磷矿废石累计积存量为194.26万吨,2018年磷矿废石利用率为135.14% 。

    宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿尾矿41.32万吨,年利用磷矿尾矿37.32万吨,平均磷矿尾矿利用率为90.32 %,累计磷矿尾矿积存量为95.89万吨。

    磷矿属于不可再生资源,缺乏相应的替代品种,被列为我国重要的战略资源,在国家粮食生产安全中占有极其重要的地位。湖北宜兴保磷矿资源基地资源储量大,2016年湖北远安发现一特大型磷矿床,初步探明储量达4.29亿吨,是我国首次发现的单一矿区最大规模磷矿,后备资源丰富。湖北对磷矿实行开采总量控制性管理,可有效保障我国未来磷的供应能力,保障我国粮食安全,助力中国磷业发展。

    材料界的“百变星君”——石墨

    郭理想 张然 刘磊

    地球上的碳分布非常广泛,既可以分布于地壳表层,又可以存在于地壳深部甚至是地球内部更深处的地幔中。此外,碳还是地球上生物体的基本组成元素之一。同时,其存在的状态也很多样,氧化态、还原态以及单质形式的碳均能在各种自然和人为环境中存在。截至目前,自然界中已发现的由碳单质构成的物质有三种:第一种是价值斐然、人尽皆知的钻石,第二种是与我们的日常生活密切相关的石墨,第三种是尚存争议且人们知之甚少的卡宾碳。

    石墨最早由德国矿物学家A.G.Werner(1749~1817)命名。自然界中产出的石墨外观呈现出钢灰色或黑色,形状主要有鳞片状和土状两类,还有部分以块状形式产出。其化学成分主要是碳,天然产出的石墨成分纯净的很少,其中常包含SiO2、Al2O3、FeO以及粘土、沥青等杂质。

    石墨矿床的形成需要具备以下两个主要条件:大量的碳,即碳质要集中,它们是形成石墨的主要原材料;合适的热力学条件,例如相当高的温度,好比是工厂中用于生产的机器需要合适的工作参数和加工环境。

    全球石墨资源分布广泛,美国地质调查局最新发布的《世界矿产品概要2019》中的数据显示,全球范围内的石墨储量主要分布在土耳其、中国、巴西、莫桑比克、坦桑尼亚、印度、越南等国。其中晶质石墨主要分布在中国、巴西、莫桑比克、乌克兰、马达加斯加等地,隐晶质石墨主要分布在土耳其、印度、墨西哥等地。

    我国是传统的石墨生产和消费大国。石墨属于不可再生资源,是我国的优势矿种,我国在2016年12月将晶质石墨列入国家战略性矿产目录。根据自然资源部最新发布的《中国矿产资源报告2019》显示,我国晶质石墨查明资源储量为4.37亿吨,主要分布在黑龙江、山东、内蒙古、吉林和湖南5个省(区)。我国已发现的石墨矿床总体上可分为三种类型:区域变质型,如黑龙江省鸡西市柳毛石墨矿、山东省青岛市莱西南墅石墨矿、内蒙古自治区乌兰察布市兴和石墨矿等;接触变质型,如湖南省郴州市鲁塘石墨矿,吉林省吉林市磐石烟筒山石墨矿等;岩浆热液型,如新疆维吾尔自治区昌吉苏吉泉石墨矿,巴音郭楞蒙古自治州尉犁县托克布拉克石墨矿等。

    石墨的用途也颇为广泛。石墨具备良好的导电、导热、润滑、耐磨,以及耐高温、抗腐蚀、防辐射等诸多优良性能,能用于制造各种产品,被广泛用于国民经济的各个行业,可谓是材料界的“百变星君”。在传统行业中,石墨可作为耐火砖、坩埚、增碳剂等,应用于耐火材料和钢铁工业。由于洁净钢及超低碳钢的发展,以及节能降耗的要求,开发低碳耐火材料已成为必然趋势,石墨在炼钢领域的用量正逐步降低。

    在新能源领域,石墨可作为锂离子电池的负极材料。负极材料对石墨性能要求较高,通常需要将石墨球形化以后,提纯到99.9%以上。在核能领域,天然石墨也发挥着重要作用,球床式高温气冷堆的球形燃料元件中,天然石墨占据64%的比例。

    石墨烯是近年来的热点新型碳材料。英国曼彻斯特大学的物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年首次发现了石墨烯,他们也因此荣获了2010年的诺贝尔物理学奖。我国目前已经实现以天然石墨为原料,通过氧化石墨-还原法制备石墨烯粉体的工业化量产过程,并在防腐涂料、导热膜等领域有较好的应用效果。未来石墨烯在新能源汽车、海洋工程、能源发展、高端装备、环境治理等领域的应用将进一步深入,有望成为各个重大领域不可或缺的应用材料。

    “工业味精”——锡矿的开发利用

    田敏 张红新

    地壳中锡的平均含量只有0.004%,属于比较稀贵的金属。目前已发现锡矿物和含锡矿物50余种,其中具有工业意义的主要矿物为:锡石、黄锡矿、圆柱锡矿、硫锡铅矿、辉锑锡铅矿。地球上锡矿主要呈带状分布在东南亚和东亚两大锡矿带,东南亚锡矿带北起缅甸的掸邦高原,沿缅泰边境向南延伸到印度尼西亚。东亚锡矿带西起中国云南个旧,延伸至广西,南起朝鲜,经中国延伸至俄罗斯。中国居于东亚锡矿带的主要区域,因此成为全球锡资源储备第一大国。近年来数据显示,全球锡储量共约480万吨,中国拥有150万吨,印尼80万吨,巴西70万吨,玻利维亚40万吨,澳大利亚37万吨。

    我国锡矿资源分布较为集中,主要分布在云南、广西和湖南三个省(区),三个省(区)锡精矿产量合计约占全国总产量的90%。目前,世界上有20多个国家开采锡矿,自1993年以来中国锡精矿产量一直居于世界第一。

    我国锡矿资源按照矿物组成不同分为三类:原生锡矿、砂锡矿和其他类型锡矿石,储量分别为92.88%、0.80%和6.32%。原生锡矿主要分布在广西和云南,合计占总累计查明储量的83.06%。目前,工业生产中锡矿选厂根据资源类型的不同,共有7种方法处理矿石,分别为重选、单一浮选、浮-重-浮、浮-磁-重、重-浮-磁、重-磁-浮、重选-浮选,重选法处理矿石量最多,单一浮选法处理的原矿品位最高。我国资源量最大的原生锡矿和砂锡矿主要采用重选工艺,使用的机械设备有跳汰、摇床、溜槽及离心机等重选设备。我国虽然锡矿储量丰富,但品位较低,主要集中在0.1%~1%之间。国内矿山企业着力提高锡矿伴生资源综合利用水平,通过科学制定选矿工艺,回收共伴生组分11种元素,包括镉、硫铁矿、镍、铅、锑、铁、铜、钨、锌、铟、银。

    锡最大的优点是可以100%回收,符合环保、节能、节约资源的国家战略,国家不断出台多项政策鼓励扩大锡的应用领域。近几年,我国电子产品出口日益增多,在欧盟《关于报废电子电器设备指令》和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》发布实施后,欧洲将强制步入无铅化电子时代。中国电子无铅化趋向势在必行,预计我国在锡焊料领域中消费量年增长率将在10%左右;塑料工业生产因环保要求,将扩大锡热稳定剂的使用;硫酸亚锡作为新型绿色环保水泥的添加剂,在近几年发展较快。随着我国汽车、钢铁、机械制造业和矿山工业的发展,锡的使用量会逐步增加,锡产业将迎来长期良好的发展前景。

    你了解氟中毒吗?

    冯乃琦 张永康 曹耀华

    氟在自然环境中广泛分布且与人体健康密切相关,主要分布在人的骨骼、牙齿、指甲和毛发中。氟是与人体健康密切相关的必需微量元素,但若摄入过量就会引起氟中毒,氟污染还可以使动植物中毒,影响农牧业生产。我国地方性氟中毒病区分布广、病情重,遍及29个省、市、自治区。全国有病区县1314个,病区村10万余个,受威胁人口超过1亿人。

    一、什么是地方性氟中毒?

    地方性氟中毒,是指在自然条件下,人们长期生活在高氟环境中,主要通过饮水、空气或食物等摄入过量的氟而导致全身慢性蓄积性中毒。

    二、地方性氟中毒的危害是什么?

    地方性氟中毒是一种慢性全身性疾病,主要表现在牙齿和骨骼上。对牙齿的损害主要表现为氟斑牙。主要危害为7~8岁以下的婴幼儿,一旦形成残留终生。

    对骨骼的损伤会引起氟骨症,主要表现腰腿及全身关节麻木、疼痛、骨关节变形,出现弯腰和驼背,最后发生功能障碍,乃至瘫痪。另外还可能对神经系统产生障碍,对肌肉、肾脏、甲状腺、甲状腺旁腺等产生不同程度的损害。

    三、大气、土壤和水中的氟是从哪里来的?

    大气中的氟:大气中氟的人为来源主要是工矿业的生产过程和煤炭燃烧的排放,以气态和颗粒形式将氟化物释放到环境中。

    土壤中的氟:土壤中氟的来源主要有3个途径:岩石中含氟矿物的风化;火山喷发进入大气的含氟化合物经干湿沉降进入土壤;人类工业活动。据估计,我国磷肥厂一年排放10多万吨氟,砖瓦厂排氟量达50万吨以上。此外,钢铁、制铝、化学磷肥、玻璃、陶瓷、氟化工等工业以及燃煤过程中排放的含氟三废,数量也极高。

    水中的氟:萤石和磷灰石的溶解是地下水中氟的主要来源,黑云母、角闪石以及含蛭石、高岭石和蒙脱石的黏土矿物也是其来源之一。

    四、地方性氟中毒有哪几种类型?

    根据氟的来源和摄氟途径不同,将地方性氟中毒分为三大类:饮水型氟中毒、燃煤污染型氟中毒、饮茶型氟中毒。

    五、地方性氟中毒临床表现有哪些?

    氟中毒最突出的表现是骨骼和牙齿受损害。骨骼损害引起氟骨症,出现全身关节疼痛,四肢或躯干麻木,手足抽搐、僵硬,严重时还有关节活动困难,弯腰驼背,胸廓变形,甚至不能直立行走,丧失劳动能力。

    六、影响氟中毒发病的主要因素有哪些?

    一是摄氟量:摄氟量高,发病率高,病情严重。二是营养条件:蛋白质、钙和维生素有抗氟保护机体的作用。三是饮水中的化学成分及硬度。饮水中的钙和镁可降低人体对氟的吸收,促进氟从体内排泄,减少氟对机体的危害。饮水的碱度增强可使氟的活性增强,有利于氟的吸收和增加氟的毒性。四是抗氟元素的摄入,如钙、镁、铝、硼、锌、硒、铜、钼、铁等,可促进氟由体内排出或增强某些酶的活性,从而提高机体抗氟能力,降低氟的毒性。五是生活、饮食习惯与燃煤污染型和饮茶型地方性氟中毒有着极为密切的关系。

    七、氟中毒的预防措施有哪些?

    饮水型氟中毒病区预防的根本措施是降低水氟含量,使之达到生活饮用水卫生标准。

    一是改换水源。在有条件的地区采用引水、打深井等措施,使病区群众改用低氟水源。二是在干旱地区,可利用物理、化学方法除去水中过量的氟,使之达到生活饮用水卫生标准的要求。常用的方法有混凝沉淀法、活性氧化铝吸附过滤法、骨炭过滤法等。三是饮茶型氟中毒病区要大力宣传高氟茶的危害,使病区广大群众认识到高氟对人体健康危害的严重性,自觉改变不良的饮茶习惯,增强自我防病能力。

    八、地方性氟中毒该如何治疗?

    地方性氟中毒由于发病机理不太清楚,目前尚未研究出根本有效的治疗方法,只能对症或缓解某些症状,减轻病人痛苦。

    一是切断氟源,减少机体摄氟量。根据病区类型和特点,采取不同措施,把环境介质中的氟含量降到或控制在国家标准范围内,减少机体摄氟量。

    二是减少机体对氟的吸收。利用某些元素与氟的亲和力与氟离子结合,形成新的难溶性盐,不能被机体吸收利用,如铝、硼、钙等元素。

    三是促进体内氟的排泄。体内氟主要从肾脏排泄,某些药物和元素能促进氟从机体排出。如甘草和维生素C,两者对增强体内新陈代谢、加强利尿解毒有一定作用。

    四是改善生活条件。生活条件和营养状况对地方性氟中毒的发生与发展有直接影响,改善生活条件,增强机体抵抗力,补充必要的营养,有利于减轻发病和提高疗效。

    五是对症治疗。地方性氟中毒患者常出现疼痛、麻木、抽搐,以及消化系统、神经系统障碍等症状,可给以镇静、镇痛、助消化等药物,解除患者痛苦。

    九、刷牙会导致氟中毒吗?

    我国居民氟的适宜摄入量应在1.0到1.5毫克之间,可耐受最高摄入量为3毫克,超过此安全限值,氟就会在体内积蓄,引起氟中毒。我国牙膏含氟量标准是:成人牙膏0.05%~0.15%。如果使用1克的含氟牙膏(约1厘米长的膏体),每天刷牙2次,氟总量只为2~3毫克。刷牙后吐掉泡沫,已经吐掉了大部分的氟,剩下吞咽到体内的氟只是很少的一部分,不会对人体产生伤害。

    对于儿童,特别是6岁以下的儿童,由于吞咽反射比较差,容易在刷牙时吞入牙膏,要注意防止氟摄入过量。一方面,儿童应该使用含氟量更少的儿童牙膏,并且每天刷牙不超过2次。另一方面,家长要监督孩子刷牙,鼓励他们吐出泡沫,不要吞咽。偶尔发生的吞入不用过于担心,因为即使是使用含氟1500毫克/千克的牙膏,1岁儿童也要一次服下33克才会达到可能中毒量。

    走近资源王国 实现人与自然和谐发展

    珍惜矿产资源 科学规划开发路线图

    ——谈矿业产业发展规划的作用、意义及编制

    郭 敏 赵军伟 赵恒勤

    对资源型地区来说,矿业在地方国民经济中占有重要地位,矿产资源的开采开发、矿产品加工以及延伸产业对地方经济发展发挥了重要的支柱作用。但随着生态文明建设的不断推进、世界矿业经济增长放缓,社会发展对资源开发提出了新的更高要求。矿业产业发展规划可以统筹协调好地方资源、环境、经济社会发展等各方面问题。

    矿业在经济社会的基础地位

    矿业是国民经济的基础产业,人类的衣、食、住、行、用、医等以及国家经济、社会建设与发展都离不开矿产资源。能源和原材料矿产是工业必不可少的“血液”和“粮食”。当今世界上,95%以上的能源、80%以上的工业原材料、70%以上的农业生产资料均来自矿产资源。

    矿业支撑了我国经济社会全面发展,为经济建设提供了巨大的物质财富。我国是煤炭、铁矿石、铅矿、水泥用灰岩、建筑石料用灰岩等20多种矿产品的全球最大生产国和消费国,一些战略性新兴产业矿产品产量全球占比已从1990年的20%~30%增长到当前的70%~90%以上。目前,我国年矿石开采总量超过300亿吨,在全球矿产品生产和消费中占有关键性的地位。

    矿业产业发展规划的作用与意义

    矿业产业是依托矿产资源勘查、开采、选冶、加工、贸易等环节的全产业链经济活动,对区域经济社会发展发挥着巨大的带动作用。

    矿业产业发展规划是对区域矿业产业发展进行细致而全面的专项规划。它依托区域优势矿产资源,在综合考虑区域经济基础和发展潜力的前提下,从区域特色资源、优势产业出发,因地制宜对矿产业布局做出合理安排,带动其他相关产业协调发展。矿业产业发展规划对加快区域矿业产业发展,将资源优势转化为经济优势,促进矿业产业结构转型升级,提升产业聚集度及辐射力,推进区域经济高质量发展等具有重要意义。

    矿业产业发展规划的组成和编制

    矿业产业发展规划的内容主要包括规划编制背景(产业发展环境)、区域矿产资源现状及发展基础、产业发展任务与思路、产业链设计、产业布局、规划保障措施等部分。

    矿业产业发展规划编制的一般方法和过程为:首先对区域优势特色矿产资源开发、矿产品加工现状、产业发展环境进行广泛深入的调研,根据区域产业基础、特点及发展环境,分析产业发展面临的机遇、挑战及优劣势,预测产业发展方向;其次针对产业发展现状及发展条件,明确矿业产业发展定位,提出发展的总体战略和目标任务;再次提出总体产业布局,主导产业及相关产业类型及规模,细化拟落实的规划重点项目;最后,提出组织管理、资金、技术、人才等方面的措施、建议,以保障规划实施。

    矿业产业发展规划编制要点

    1.明确产业规划的定位

    产业定位是产业发展规划的核心。产业规划编制前,一定要明确规划的定位,依据资源基础,确定产业发展方向。

    同时,在规划编制过程中协调好矿业与其他相关产业的关系,如矿产品加工产业与材料产业的发展,以实现产业链融合发展。

    2.设计好产业总体布局

    产业规划布局是产业发展规划的重要内容,包括产业体系、产业结构、产业链、空间布局等,总体上要做到因地制宜、统筹兼顾、扬长避短、突出重点、综合发展,综合考虑生态环境保护、环境承载力、文物和动植物保护、水源地保护、土地利用等因素。同时在产业规划编制中,需要设置一批规划重点项目,明确项目实施的主要内容、建设空间布局、矿产品结构及方向、投资进度、预期效益等,以保证项目的可行性。

    3.重视规划前期调研

    矿业不同于其他产业,矿业开发涉及资源、安全、环保等领域,面广且形势复杂。规划编制过程中必须对产业发展现状进行广泛深入调研,研判产业发展形势和潜力,查询了解各种信息,搜集相关资料,需要到当地发改委、工信委、环保局等管理部门了解当地产业政策、招商引资情况、环保要求等,还需要到典型矿山企业调研资源开发现状,为合理安排规划任务、设计产业布局提供切实可行的保证。

    4.提出针对性的保障措施

    为了保证产业规划实施并达到预期效果,需要一系列可行的、有针对性的保障措施,主要包括规划实施主体的设置与组织管理、政策扶持、投(融)资方案、招商引资、技术改造与研发、人才培养等。结合当地实际情况,规划编制中要落实好如何实施,以获得理想的预期效果。

    钨矿的开发利用

    张红新 赵恒勤

    世界钨矿资源储量比较丰富,地壳中钨的含量为0.001%,具有开采价值的只有黑钨矿和白钨矿。世界钨矿资源主要集中在阿尔卑斯-喜马拉雅山脉和环太平洋地质带。中国钨储量居世界第一,主要分布在中国南岭山地两侧的广东东部沿海一带,江西南部的储量最多。据中国矿产资源报告(2019)的数据,截至2018年底,我国钨矿查明资源储量为1071.57万吨(WO3含量),约占全球总量的60%。其次为加拿大(29万吨)、俄罗斯(25万吨)和美国(14万吨) 。

    我国钨矿地下开采矿山数量和产量都居主要地位,在112座钨矿山中,地下开采钨矿105座、露天-地下联合开采钨矿4座、露天开采钨矿3座。钨矿资源的选矿工艺根据资源类型的不同,存在较大差异。总体而言主要有三种工艺。一是黑钨矿选矿工艺。目前,黑钨矿选矿工艺一般可分四阶段进行回收,即粗选、重选、精选和细泥处理阶段。二是白钨矿选矿工艺。白钨矿资源常与多种钼、铋等有色金属伴生或共生,有用矿物嵌布粒度较细,白钨矿选矿工艺流程以浮选为主。三是黑白钨混合矿选矿工艺。黑白钨矿混合矿属难选矿石,其特点是钨品位低、嵌布粒度细、黑白钨与多种有用矿物密切共生,脉石矿物组成复杂。目前,黑白钨混合矿的选别采用硫化矿浮选-黑白钨混浮-白钨粗精矿加温精选-黑钨细泥浮选的主干全浮流程。

    选矿后的钨精矿经冶金工艺制备出高纯的钨锭或钨粉。钨是高熔点稀有金属,具有优异的物理、力学和化学性能,主要用于制备金属加工、石油天然气及其他矿石的开采及建筑领域中各种硬质合金切削工具及钻头,也用于切割用的碳化钨和耐磨材料中,还用于制造重金属合金、电极、电子工业、钢材、特种合金等化学制品。

    钨在高技术领域也得到较为重要的应用,高纯硅化钨由于其电阻仅为多晶硅的1/10,在超大规模集成电路中取代多晶硅作为栅电极材料,取代铝合金作为接线材料。高纯钨可取代铅和铝化合物作为集成电路陶瓷零件的线路材料、半导体的电接线和内部连线。钨和钨铜合金可用作硅晶片的散热材料。

    钨矿也和我们的生活息息相关的,是制造灯用金属材料中最重要的一种材料。

    虽然中国钨矿资源储量丰富,但是由于黑钨矿富矿多、易开采,资源被大量消耗。所以,加强钨矿节约和保护刻不容缓。

    加强磷石膏综合利用 促进长江经济带高质量发展

    张利珍 张永兴

    磷石膏是硫酸与磷矿反应萃取磷酸生产过程中产生的副产物。目前,全国磷石膏累计堆存量达5亿吨,每年新产生近8000万吨,综合利用率不到40%。在“共抓大保护、不搞大开发”的新形势下,应加快磷石膏固废资源化利用,以降低大量堆存带来的环境和安全风险,促进长江经济带高质量发展。

    磷石膏“堆”不是办法,“用”才是出路。目前,其“用”的主要途径有五个方面——

    一是用于水泥工业,制水泥缓凝剂、硫酸联产水泥。水泥缓凝剂是水泥生产中的添加剂,磷石膏使用量为水泥量的3%~5%。用磷石膏替代天然石膏生产水泥缓凝剂,可有效提高磷石膏的综合利用率。而磷石膏制硫酸联产水泥工艺,在实际生产中难以推广应用。

    二是生产石膏建材制品,其中用磷石膏生产建筑石膏是目前磷石膏应用中最为成熟的方法。将预处理后的磷石膏经过干燥、煅烧、陈化等流程制成建筑石膏,以建筑石膏为原料生产纸面石膏板、纤维石膏板等。

    三是生产化肥,如硫酸铵、硫酸钾。磷石膏制硫酸铵的原理是磷石膏与碳酸铵反应生成硫酸铵,副产碳酸钙,该工艺技术成熟,生产设备通用,工艺条件易于控制,但是生产费用比单独生产尿素和硝酸铵高很多,工业推广价值不高。硫酸钾是一种重要的无氯钾肥,已工业化的方法是两步法,该工艺反应条件温和、能耗低、投资少、产品质量稳定,但是反应过程中钾的转化率不高。

    四是筑路或采空区回填。磷石膏作为一种品质优良的路基填料,在工程建设中使用可不同程度地改善半刚性基层的性能。磷石膏还可用作充填骨料,和黄磷渣胶结重新回填到磷矿山采空区,减少地质灾害。

    五是在农业上用作土壤改良剂。将磷石膏加入氮肥中,可减少氮挥发,提高氮肥利用率;磷石膏中含有钙、磷、硫、镁及有机质等农作物生长所需的营养成分,可用作土壤调理剂来调节土壤酸碱平衡,消除碳酸盐对农作物的毒害,解决土壤盐渍化、土壤缺磷等问题,促进农业高质量发展。

    磷石膏当前以低值化利用为主,制得的磷石膏产品不仅受有限销售半径内的市场容量限制,而且产品的可替代性大,缺乏市场竞争力,导致应用率相对较低。因此,磷石膏的资源化利用,一方面要在磷石膏规模化消纳技术和高值化利用技术的研发上发力,提高消纳能力和产品价值;另一方面要在磷石膏综合利用产品的推广应用上发力,提高大众认可度。这就需要国家相关部委、地方、科研院所联手行动,共同推动磷石膏的综合利用,实现磷化工产业绿色转型发展,为生态文明建设助力。

    全球“钴”事

    王威

    钴是重要的新能源材料,在现代工业发展中有许多不可替代的用途。钴被美国和欧盟列入影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单,也被我国列入战略性矿产目录。那么钴为何如此重要?它在全球的分布情况如何?

    什么是钴

    钴,元素符号Co,银白色铁磁性金属,熔点1493℃,沸点3100℃,密度8.9g/cm3,莫氏硬度5.0~5.5。钴比较硬而脆,是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。自然界中含钴的矿物种类超过百种,钴作为基本元素的矿物种类超过了59种,工业上常见的钴矿物有辉钴矿、硫钴矿、辉砷钴矿、方硫镍钴矿、钴镍黄铁矿以及表生矿物中的水钴矿和杂水钴矿等。我国是世界上最主要的精炼钴生产国和钴消费国之一,但钴矿储量仅占全球总储量的1.1%,钴原料大量依靠进口,2017年钴资源对外依存度高达90%。

    钴矿开采历史

    钴被用于陶瓷和玻璃至少有2600年的历史,古埃及和古罗马及中国唐朝的陶瓷釉料和玻璃制品中就已开始使用钴矿物作为蓝色颜料。钴矿开采从16世纪开始,当时钴矿山主要集中在欧洲,钴矿主要用于生产钴蓝颜料和钴蓝颜料玻璃粉用于陶瓷、玻璃和和绘画。1864年,在法属新喀里多尼亚发现了钴矿,欧洲钴的开采也随之减少。1904年,在加拿大安大略省发现了银钴矿和砷钴矿,并投入生产,使全球钴矿产量大增。1914年在刚果加丹加发现了巨大的铜钴成矿带,1920年其铜钴矿投入生产,从此刚果的钴产量一直居世界首位。

    钴的应用领域

    钴在众多领域得到广泛应用,钴产品主要以化学品和金属的形式应用于电池材料、催化剂、颜料、高温合金、硬质合金、磁性材料等领域。目前,电池行业是消耗钴最多的行业,钴主要用于制备锂离子电池的正极材料。近30年,高温合金、硬质合金、催化剂、颜料、磁性材料等传统行业对钴的需求平稳增长。近年来,钴在电动汽车动力电池的需求迅速增长。基准矿物咨询公司认为,2026年全球电池材料钴用量也将比2017年电池材料用钴量增长4倍以上,达19.5万吨。国际能源署推测,2030年电动车钴需求量将达到29.1万吨 /年。

    全球钴矿资源概述

    钴在地壳中的平均丰度仅为0.0025%,地球上已发现的钴矿物多数为共伴生矿,全球钴产量仅有2%左右产自独立钴矿。根据USGS 2019年统计,全球已探明的陆地钴矿资源量为2500万吨,储量为688万吨。在大西洋、印度洋和太平洋底部发现的超过12000万吨的钴矿资源存在于大洋锰结核和大洋富钴结壳中,目前尚未得到开发利用。全球陆地钴矿资源分布广泛,主要赋存于刚果和赞比亚的沉积型层状铜钴矿床,澳大利亚、古巴、菲律宾、马达加斯加等国的含红土型镍钴矿床,及澳大利亚、加拿大、俄罗斯等国的岩浆型镍-铜硫化物矿床中。尽管钴矿分布广泛,但除了摩洛哥Bou Azzer钴矿是以砷钴矿为主矿产的独立钴矿外,世界其他钴矿均作为铜矿、镍矿等矿产的共伴生矿产出,目前只有刚果、澳大利亚、古巴、加拿大、俄罗斯等少数几个国家的钴矿能在经济上加以利用。

    全球钴矿资源储量和产量

    2018年全球探明的钴矿资源储量为687.5万吨,钴矿产量为13.57万吨。其中刚果金是全球钴矿资源储量最多的国家,也是钴矿产量最高的国家,2018年刚果金的钴矿储量占到全球储量的49.45%,产量占到全球钴矿产量的66.32%,集中度非常高。储量排名第二和第三的国家分别为澳大利亚和古巴,储量占到全球储量的17.45%和7.27%,其他国家的储量都小于5%。钴矿产量排名靠前的国家还有俄罗斯、澳大利亚、古巴,分别仅占全球产量的4.35%、3.61%和3.46%,除了刚果外其他国家的产量占比都很低。

    结语

    钴是重要的新能源材料,也是重要的战略性矿产,美国和欧盟都将钴列入了影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单。独特的物理化学性质使钴成为航空航天、石油化工、玻璃制造及医药领域的重要原材料,在战略性新兴产业发展中发挥着重要作用。并且,按照全球各国新能源汽车发展规划,全球钴矿长期供给面临短缺的可能。

    滨海“宝藏”

    雷晴宇

    椰林、树影、水清、沙白、海滩,几乎是所有人最喜欢的休闲旅行景观。但很少有人知道,世界上很多滨海区域蕴藏着很多宝贵的矿产资源,比如锆、钛、砂资源。

    砂矿,主要来源于陆上的岩矿碎屑,经河流、海水(包括海流与潮汐)、冰川和风的搬运与分选,最后在海滨或陆架区的最宜地段沉积富集而成。锆钛砂就是钛铁矿石与锆英石、金红石与独居石等共生复合型砂矿。

    锆钛矿属于稀缺资源,由于锆、钛特殊的金属特性,被广泛应用于精益铸造、高级耐火材料、航空航天等行业,许多国家将其列为战略资源。

    地壳中大部分锆呈分散状态存在于许多矿物中,已知含锆的独立矿物有38种,锆英石(ZrSiO4)和斜锆石(ZrO2)是主要的具有工业价值的含锆矿物。锆英石主要赋存于海滨砂矿中,是世界冶炼金属锆的主要来源。斜锆石主要产于碱性火成岩中,与霞石、霓石、磷灰石、萤石等共生。

    全球锆资源储量约7400万吨(ZrSiO4),主要分布在澳大利亚和南非,分别占全球储量的63%和19%,此外,印度、莫桑比克、中国和美国等国家也有部分储量。

    中国锆资源储量50万吨,占全球储量不足1%,能够开发利用的锆石砂矿主要集中在以海南文昌为代表的东南沿海地区,其中海南的锆石砂矿储量占全国砂矿总储量的67%,占全国锆资源储量的19%,是国内目前惟一能被开采利用的滨海砂矿。中国作为全球第一大锆资源消费国,对锆的需求占比高达52%。然而,中国锆资源十分有限,锆英砂对外依存度长期维持在90%以上,进口最大来源国是澳大利亚。

    金属钛作为重要工业战略资源,广泛应用于航空、航天、石油、化工、电力等领域,被称为“现代金属”“太空金属”“战略金属”,是现代工业和尖端科技不可或缺的金属原料。钛工业产业链有两条不同的分支,第一条是钛白粉工业,即钛铁矿→钛白粉,用于涂料、塑料和造纸等行业;第二条是钛材工业,即钛铁矿→海绵钛→钛锭→钛材,用于航空航天等领域。

    中国钛矿资源丰富,但多为伴生矿,品位不高,钛精矿进口量呈逐年上升趋势,目前钛精矿对外依存度超过了30%。

    目前,全球开发利用的钛矿资源主要为钛铁矿、金红石,以钛铁矿为主。澳大利亚在全球钛铁矿和金红石储量分布中占比均居首位,中国钛资源总量丰富,但钛铁矿多,金红石矿少。

    澳大利亚是世界最大的钛生产国和出口国,储量居世界首位。由于澳大利亚的钛矿资源主要位于或靠近海岸,国家土地分配的其他用途导致澳大利亚约有19%的钛铁矿和26%的金红石资源是不可用的。

    综合来讲,中国国内锆钛资源有限,而需求量在不断增大,以每年6%的速度增长,国内每年锆、钛矿进口需求量分别达到90%和70%。

    在高端化工、航空航天、船舶和电力等行业需求带动下,近年来我国钛行业需求总体呈现上升趋势。因此,实施钛矿资源全球配置战略是保证中国钛矿资源可持续供给的重要途径。

    近年来,中资企业持续加大对澳大利亚、莫桑比克等境外锆钛资源勘查开发力度,这对我国实施资源保障多元化战略,积极参与全球矿产资源配置,拓展境外资源利用的空间和能力,同时加强矿产资源储备意义重大。

     

    助力生态文明 做好资源综合利用文章

    殷跃平,男,58岁,博士,专业技术二级,自然资源部地质灾害技术指导中心首席科学家。专业方向:地质灾害调查、监测与防治

    解决资源环境问题或基础地质问题情况:

    提出易滑结构控制方法,开展高位远程地质灾害灾变机理和风险控制研究,建立早期识别方法技术,支撑了我国地质灾害调查评估基础平台建设;针对峡谷区滑坡高发,水库蓄水加剧地质灾害风险的问题,完成了特大山体滑坡防控、大型复杂堆积体评价、滑坡防治利用一体化技术的创新,为保障三峡枢纽工程地质安全作出了贡献。

    实现转化应用和有效服务情况:

    主编了国家标准3部和行业标准4部,支撑了地质灾害精细化调查、监测预警、应急治理和综合防治等全国性业务系统的建设,提升了国家地质灾害防灾减灾决策指挥的科技水平。主持完成的《汶川地震地质灾害调查与研究》发展了地震滑坡高速远程滑动成灾理论,成功推广到汶川、雅安、鲁甸、九寨沟、尼泊尔地震等震后重建中。

    促进科学理论创新和技术方法进步情况:

    形成了以易滑结构控制为核心的地质工程防灾减灾理论,发展了水力型和地震型两类复杂地质灾害的防治方法技术。作为第一作者发表的英文论文被评选为该学科领域中最优秀的前1%高被引论文。获国家科技进步二等奖2项(排名1),省部级科技一等奖3项,获李四光地质科学奖、中国科学院杰出科技成就奖、中华环境奖。

    促进人才成长和团队建设情况:

    作为地科院研究生院等博导,培养了20多名博士、博士后。带领的地调局地质灾害团队被国际滑坡协会等连续四次评定为“世界滑坡减灾杰出中心”(每三年评选一次,每次15个)。带领的地质灾害应急技术指导中心被国土资源部评选为“地质灾害应急减灾科技创新团队”;被中国科协聘为“地质灾害科技减灾科学传播专家团队”首席科学家。

    殷跃平

    煤层气是重要的非常规清洁能源。有观点认为,“十三五”期间,煤层气有望成为非常规天然气资源开发的主战场。然而,目前制约我国煤层气产业化发展的关键问题是基础研究薄弱、平均单井产量低、生产周期短、投资效益低。

    2014年,自然资源部中国地质调查局油气资源调查中心(以下简称“油气调查中心”)工程首席专家张家强开始筹划全国公益性煤层气基础地质调查项目,并明确了四个工作方向,针对南方复杂区、中高煤阶、多煤层发育区,开展贵州六盘水地区和四川南部地区煤层气地质调查;针对新疆低煤阶、高陡构造带,开展新疆准南乌鲁木齐河以西地区煤层气地质调查;针对东北三江-穆棱河盆地群煤炭资源枯竭矿区,开展鸡西、鹤岗等盆地“原位区”、“采动区”、“采空区”煤层气地质调查。为加强煤层气的基础研究工作,2015年,油气调查中心设立了目前惟一的全国性、公益性煤层气基础地质调查项目——黔西川南及东北三江地区煤层气基础地质调查项目,主要开展全国煤层气资源潜力动态评价以及重点地区典型类型煤层气资源潜力调查与评价,在煤层气矿权空白区部署少量工作,以点上突破带动面上评价,以期发挥公益性地质调查的示范与引领作用。

    2017年,项目组在负责人毕彩芹、单衍胜的带领下,在黔西六盘水、四川南部、新疆准南以及东北三江4个地区取得不同类型煤层气地质调查重大突破或重要进展,在行业内引起了强烈反响,极大地提振了煤层气产业发展信心,带动了当地煤层气产业发展。

    如今看来,项目组开展4个重点地区典型类型煤层气地质调查,具有前瞻性、探索性,为基础性、公益性调查项目取得重大突破与重大进展打下了良好的基础。

    南征北战出实效

    在贵州省,项目组在黔西六盘水地区实施的杨煤参1井项目获得高产稳产工业气流。据初步估算,所获地质资源量为365.97亿立方米,为2012年评价资源量的7倍,取得贵州地区煤层气地质调查重大突破。成果鉴定专家组一致认为,六盘水地区杨煤参1井煤系气调查取得了阶段性的重大突破,成果具有战略性、先导性和创新性,对西南地区煤系气综合勘查开发具有重要的引领作用。该成果也被业内评价为贵州煤层气勘探开发历程中里程碑式的成果,不仅为管理、开发、利用贵州煤层气提供了新的认识和思路,而且极大地提振了政府与企业发展煤层气产业的信心,彰显了公益性地质成果的引领和推动作用。

    在四川省,项目组对川南部分地区进行了系统调查和全面评价,在目标区珙长背斜南翼西段实施的川高参1井(直井)项目,在上二叠统宣威组发现了高含气量、超压地层的煤层和泥页岩层;优选煤层压裂、排采试验十几个月,累计产气量132万立方米,连续71天日产气6000立方米以上,最高日产气量8307立方米,创我国西南地区煤层气单井直井最高日产气量和最高稳定产气量新高。根据3年来的地质调查数据,首次估算了川南地区煤层气及煤系泥页岩气资源量约为7129.05亿立方米,为1996年统计资源量的2倍多。相关专家认为,川高参1井成果为新区煤层气地质调查重大突破,成果具有开创性和引领性,对推动南方地区煤层气勘查评价与开发利用具有重要意义。

    川高参1井领导与项目组成员

    新疆准南煤田低煤阶煤层气是我国煤层气勘查开发的重要领域。项目组在乌鲁木齐河西区新乌参1井排采14个多月,累计产气88.2万立方米,最高日产气量达到4012立方米,取得我国低煤阶煤层气地质调查的重大进展。该项目取得的突破与发现拓展了新疆准南煤层气勘查开发领域,有力地支撑了新疆油气体制改革,极大地提振了新疆煤层气勘查开发信心,带动了油气企业及煤层气中标企业加大投入,实现由点到面的突破。2017年,新疆维吾尔自治区科学技术协会批复授予新乌参1井和WXS-1井共建“乌鲁木齐河西区骑马山井场科普教育基地”,交由油气调查中心、新疆维吾尔自治区国土资源厅、新疆维吾尔自治区煤田地质局三方共建。

    东北地区是煤炭资源枯竭矿区分布集中区。项目组在鸡西盆地煤炭资源枯竭矿区的鸡煤参1井钻获高含气量煤层,含气量约为8立方米~12立方米/吨,并发现深部潜力储层,二维地震剖面显示其发育稳定、厚度大。通过分层压裂、合层排采试验,探索了东北地区深部单煤层最大规模的水力压裂改造工艺和深部煤系泥页岩、致密砂岩储层压裂改造技术,合层排采试验346天,累计产气33.37万立方米,最高日产气量2239立方米/吨,连续8个月以上达到1100立方米/吨以上的工业气流,取得煤层气地质调查的重大发现与重大进展。此外,鹤岗盆地煤炭资源枯竭矿区“采空区”黑鹤参1井负压抽采试验取得成功,该井抽采19天,累计采出混合气64.84万立方米。这是项目组首次在黑龙江省实现采空区煤层气试采重大突破,开辟了枯竭煤矿采空区煤层气领域。

    鸡西、鹤岗等盆地原位区煤系气、采空区煤层气地质调查成果,拉动了黑龙江省龙煤集团的煤层气勘探开发工作,助推了龙煤集团通过煤系气资源勘探开发技术突破,解决煤炭资源枯竭城市产业转型,带动东北老工业基地再次振兴。

    成果转化有奇招

    为保障国家财产的合理有效利用,项目组在完成杨煤参1井、川高参1井、新乌参1井公益性地质调查任务后,尽最大努力积极推进地质调查成果的转化利用,保证煤层气地质调查成果具有旺盛的生命力,能在行业内继续发挥示范与引领作用。

    首口井杨煤参1井在完成成果鉴定后,项目组负责人毕彩芹和单衍胜就如何推进公益性地质调查成果转化利用进行广泛调研,与多方沟通。在政策法规方面,他们查阅了《矿业权出让制度改革方案》、国土资源部[国土资规]14号文等文件;在对接移交方面,与贵州省国土资源厅、贵州省能源局、贵州盘江投资控股(集团)有限责任公司单位进行多次沟通。历经6个月,他们最终将杨煤参1井移交给煤炭探矿权相关方、贵州省属国有企业贵州盘江投资控股(集团)有限责任公司继续进行排采试验,支持当地扶贫。

    油气调查中心煤层气基础地质调查项目组创新性提出了不同区位条件下煤层气调查成果的转化模式,初步形成“公益基础先行-国有企业跟进-服务地方脱贫”的工作模式,并拟定了成果移交遵循的5个基本原则:一是移交过程必须公开透明,符合相关制度和规定,避免廉政风险;二是接收方必须是国有企业单位或地方政府,防止国有资产流失;三是接收方为企业的必须为矿权紧密关联方,即拥有煤层气矿权或者拥有该区域相关矿权;四是接收方必须具备保障钻井现场安全的技术条件;五是接收方必须能对当地的脱贫攻坚做出贡献。这些为今后推进类似煤层气钻井成果移交事宜积累了宝贵的经验。

    以杨煤参1井的移交经验为基础,充分考虑区位特点,项目组又成功完成了川高参1井和新乌参1井的成果转化利用。他们将川高参1井最终移交给中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司,继续进行排采试验,支持当地精准扶贫;新乌参1井最终移交给新疆煤田地质局继续开展排采试验和科普教育基地管理。

    精诚合作成风尚

    煤层气地质调查是油气调查中心非常规业务领域中重要的一部分。2017年,煤层气基础地质调查项目取得令行业瞩目的调查成果。然而,一路走来,几多艰辛,几多喜悦,只有同行者最有感悟。

    在开展项目过程中,项目组一直面临目标任务重、工作量大、人员紧张、专业配制不齐全等问题。但无论艰难几多,保障项目顺利进行是全组的第一要务,不可撼动。

    为了解决人才问题,煤层气基础地质调查项目组想办法利用油气调查中心提供的平台,充分调动外协单位的技术力量,广纳社会上热心于公益性煤层气调查事业的专家及各方人士,取得多方的理解与支持,形成了一个以油气调查中心煤层气调查项目组为核心,不怕吃苦、忘我工作、勇于创新、精诚合作的调查团队。据介绍,项目组先后与中煤地质工程总公司黔西六盘水项目组、四川省煤田地质工程勘察设计研究院川南项目组、东北煤田地质局勘察设计研究总院东北三江项目组、新疆煤田地质局新疆准南项目组以及中国地质大学(北京)煤层气项目组开展多次合作。煤层气基础地质调查项目组负责人说:“以公益性煤层气地质调查为首要任务,从确定合作关系的那一刻起,我们只有一个团队,只有共同的目标和不同的分工,他们全力以赴,不遗余力地克服一切困难,配合完成各项工作,为获取最大化地质成果,不计得失。”

    最初组队的时候,号称“黄金搭档、梦幻组合”项目负责人毕彩芹和单衍胜,一个是有在中国石化胜利油田石油勘探开发研究院从事油气勘探部署与评价16年工作经历的“石油人”,另一个是有着野外带队工作5年以上经历的页岩气博士毕业的高材生,却都是煤层气“门外汉”。为了尽快掌握项目所需的专业知识,两个人都抓住一切机会恶补煤层气方面的专业知识,同时发挥各自优势特长,分工明确,密切合作,无缝衔接,高度默契,配合完成各项重要工作任务。

    3年来,项目组坚持提前谋划实施方案、工作部署、井位论证、地质设计等,决不实施任何没有经过严谨工作和严格论证的钻探工程。在施工过程中,他们严格控制工程质量,工程质量尽可能达到优秀标准,以最大可能保证实现地质调查成果。

    与其他油气类地质调查项目相比,煤层气地质调查项目单井工作周期需要2年~3年。除了完成钻探任务之外,还需要进行含气性地层测试来完成资源可采性评价,其中排采周期至少在1年以上。设计论证、施工方案、动态跟踪分析等工作量非常大。在任务最为繁重的2016年~2017年,项目组共完成了黔西六盘水、四川宜宾地区、新疆准南地区、东北三江地区共10口井总进尺10000多米的钻探及6口井13层的压裂排采。

    为了保质保量完成工作任务,项目组成员开启全天候工作状态,废寝忘食。大家开玩笑说:“那段时间,不是在加班,就是奔赴在加班的路上。”

    3年来,项目组成员每年在野外工作4个月以上。

    冒黔西洪流、战川南酷暑、忍新疆暴晒、迎东北寒雪……大家开玩笑说,所有人认真体验了一次“南征北战”。

    “我们流过眼泪,擦干眼泪继续前行;我们累并快乐着,更满怀信心期待着。”尽管南北漂泊,但每到一处,项目组成员都即刻投入工作。他们说,无论是谁,都像对待自己的孩子一样,对待每一口井、每一个工作区。在工作过的每一处,都有他们付出的深情和汗水。“当专家组对黔西六盘水、川南宜宾地区煤层气地质调查成果给予肯定,当业内给予高度认可与评价,当成果被录入自然资源部2017年度全国石油天然气资源勘查开采情况通报时,我们深感欣慰并心存感激。我们终于不负使命,让油气调查中心在煤层气行业有了立足之地和发言权。”

    工作在继续,前行的路道仍艰难。但他们说,他们依旧会努力,依旧会探索,历经了3年多的磨练,他们自信已渐入佳境。对于未来,他们更有信心在煤层气领域开创更广阔的前景。

     

    南北寻“气”千百度

    2018年5月30日,西安市召开2018年全国科技工作者日暨西安优秀科技工作者表彰大会,地调局西安地调中心薛强获西安市青年科技之星荣誉称号。

    薛强,男,1979年6月出生,研究生学历。中国地质调查局西安地质调查中心高级工程师,任国土资源部“黄土崩滑灾害-陕西延安野外科学观测研究基地”负责人,是中国地质调查局突发地质灾害应急处置专家,入选陕西省“三秦学者”张茂省研究员创新团队科研技术骨干。自工作以来主持和参与地调科研项目10余项,发表论文20余篇,合著专著1部、编著1部,参与制定行业标准1项、中国地调局应急预案1项,获陕西省科学技术一等奖1项,中国地质调查成果二等奖1项。建立了国土资源部“黄土崩滑灾害-陕西延安野外科学观测研究基地”;成功预报甘泉县淹土安滑坡,避免了179人伤亡;提出了一套黄土滑坡风险评估技术方法体系;参加编写的行业标准《滑坡崩塌泥石流灾害调查规范》引领了全国地质灾害详细调查工作。

    “西安青年科技人才奖”由市委人才工作领导小组于2008年设立,该奖的设立是深入贯彻落实科学发展观,大力推进科技兴市和人才强市战略的一项重要举措。“西安青年科技人才奖”每两年评选一次,旨在为西安市培养一批进入全国乃至世界科技前沿的青年科技人才,激励和引导广大青年科技工作者在各自学术技术领域中开拓创新,努力进取,鼓励优秀青年科技工作者在西安市经济社会事业发展中脱颖而出,担当重任,为实施“科技兴市,人才强市”战略,全面建设小康社会作出贡献,西安青年科技之星是从西安青年人才奖中推选出的前10名。经过五届评审,已有共有130名同志获得此项荣誉,这些同志中有的进一步获得了陕西省和中国科协青年科技奖,有的经科协推荐已成为西安市政协委员和陕西省人大代表。

    西安地调中心薛强获西安市青年科技之星荣誉称号