山西鋁土資源的探討
1 山西鋁土資源概況
山西鋁土資源約占全國(guó)總儲(chǔ)量的42.11％，分布范圍廣泛但又相對(duì)集中，晉北晉南各分7個(gè)集中區(qū)。山西鋁土資源蘊(yùn)藏豐富，分布廣泛，截至2003年底 已勘查評(píng)價(jià)鋁土礦128處，其中，表內(nèi)礦床71處，表外礦床57處，表內(nèi)儲(chǔ)量5698.79萬t，基礎(chǔ)儲(chǔ)量20522.18萬t。遠(yuǎn)景儲(chǔ)量為 64028.94萬t。主要組分的平均含量A1203 63.65％，Si02 12.19％，F(xiàn)e203 5.41％，A／S 5.41礦體平均厚度2.68m。礦物組分有利于拜爾法氧化鋁生產(chǎn)，A1203溶出率高，在96.25％以上，預(yù)脫硅性能好，在69.1％以上，赤泥沉降 速度快等。共(伴)生礦產(chǎn)，除高鋁粘土、山西式鐵礦、硫鐵礦等礦產(chǎn)外，還伴有多種稀有、稀土元素。
2 山西鋁土礦開采形式
目前山西鋁土礦開采形式(辦礦性質(zhì))主要為三種：第一種是國(guó)有企業(yè)自建礦山，礦石自產(chǎn)自用：第二種是國(guó)企礦山與地方(公司)聯(lián)合辦礦，礦石全部銷給國(guó)企作 為生產(chǎn)原料；第三種是民采鋁礦，以個(gè)體辦礦為主，也有少量集體或小公司辦礦。主要以高鋁熟料加工商為其銷售對(duì)象，采出的礦石體積密度 大，F(xiàn)e203＜2.5％的特高鋁精品塊礦銷給高鋁(礬土)熟料窯，用于煅燒熟料出口：“邊角料”(密度小，含F(xiàn)e203＞2.5％的次高鋁粉塊狀礦石) 則銷給氧化鋁行業(yè)作為生產(chǎn)原料。特別需要指出的是，這部分礦石在氧化鋁行業(yè)收購(gòu)民礦之前是作為廢石被排棄的。目前山西省開辦的國(guó)企自采鋁土礦有三座，分別 是陽泉耐火材料廠太湖石鋁礦，中鋁山東分公司(原山東鋁廠)白家莊鋁礦和中鋁山西分公司(原山西鋁廠)孝義鋁礦。聯(lián)辦礦山為孝義鋁礦后務(wù)城聯(lián)辦礦。民采鋁 礦是目前山西鋁土礦開采的主要形式，年產(chǎn)量為460萬t。
民采鋁礦采點(diǎn)多、面廣、范圍大。從最北邊的懷仁婁子溝礦區(qū)到最南邊的平陸鋁土礦集中區(qū)及晉東南地區(qū)，范圍遍及南北，復(fù)蓋全省，對(duì)資源儲(chǔ)量破壞程度最嚴(yán) 重的礦區(qū)有：陽泉的老石神、山頭南、郭村、南流，孝義的石公、卜家峪一嶺上北、響義、杜村、克俄、西河底，原平的石墻、神池的九姑等。這些礦區(qū)已是千瘡百 孔，礦體的完整性遭受嚴(yán)重破壞，很難再作為正規(guī)礦山開采規(guī)劃。民采鋁礦年產(chǎn)量為460萬t，其中：陽泉95萬t；孝義150萬t；寧武35萬t；原平30 萬t；神池30萬t；臨縣中陽15萬t；五臺(tái)20萬t；平陸35萬t；陽城20萬t；其他地區(qū)30萬t。民采鋁礦消耗和破壞資源儲(chǔ)量大，據(jù)不完全調(diào)查統(tǒng) 計(jì)，省內(nèi)鋁土礦礦區(qū)民采開采消耗掉和破壞了的鋁土礦資源儲(chǔ)量為8592萬t。按集中產(chǎn)區(qū)分，孝義一交口地區(qū)破壞程度最為嚴(yán)重，消耗及破壞量6390萬t， 占總量的74.38％。山西98％的鋁土資源利用集中于耐火材料和氧化鋁行業(yè)。鋁土礦既是氧化鋁工業(yè)原料，也是耐火材料、耐磨材料、特種水泥及部分化工產(chǎn) 品的原料。而耐火材料國(guó)內(nèi)用量有限，主要是燒制成高鋁礬土熟料出口國(guó)外(美、日、西歐等國(guó))，從目前看，此行業(yè)用料量最大，其次是氧化鋁行業(yè)，其他幾個(gè)行 業(yè)用料量相對(duì)較少。
3 山西鋁土資源開發(fā)利用中存在三點(diǎn)主要問題
3.1 民采對(duì)鋁資源造成嚴(yán)重破壞
山西鋁土資源經(jīng)過20多年來的民采，使絕大部分鋁土礦區(qū)資源儲(chǔ)量遭到不同程度破壞，很難再作為正規(guī)礦山開采規(guī)劃和利用。隨著時(shí)間推移，更多的類似鋁土 礦嚴(yán)重破壞區(qū)正在不斷增加。因民采鋁土礦主要目的是開采用于煅燒高鋁礬土熟料的特高鋁精品塊礦，按照生產(chǎn)1t高鋁熟料對(duì)鋁土礦資源儲(chǔ)量的破壞系數(shù)比例達(dá) 1：12來計(jì)標(biāo)，21年來生產(chǎn)高鋁礬土2948.83萬t，則同期破壞的資源儲(chǔ)量高達(dá)35386萬t。如按2003年調(diào)查數(shù)，每年生產(chǎn)高鋁熟料為200萬 t計(jì)，消耗破壞資源儲(chǔ)量大體上為2400萬t，照此速度下去，再過24年，山西省現(xiàn)有的9.8億t鋁土礦資源將被破壞殆盡。
3.2 對(duì)礦石資源儲(chǔ)量的貧化
民采的主要特點(diǎn)就是采富棄貧，回采率平均只有25％-30％，致使殘留下70％-75％的礦石整體品位下降。另外，民采后，采坑與巷道被塌落的頂板圍 巖充填，由于這些塌落圍巖的混入，必然在后續(xù)礦石回收過程中造成采礦品位嚴(yán)重貧化，致使采出礦石品位即使是用于鋁冶煉中對(duì)礦石品級(jí)要求最低的燒結(jié)法生產(chǎn)， 也達(dá)不到礦品位要求，只好用高鋁民礦進(jìn)行配礦。因此可以說，遭受民采破壞嚴(yán)重的資源儲(chǔ)量，就變?yōu)殡y利用的資源儲(chǔ)量或礦區(qū)。
3.3 大量出口高鋁礬土熟料帶來的問題
高鋁礬土熟料行業(yè)是目前山西鋁土礦資源開發(fā)利用的大戶，20多年來，正是因?yàn)楦咪X熟料大量出口的利益誘惑才刺激和帶動(dòng)了山西民采鋁土礦的蓬勃發(fā)展和持 續(xù)繁榮?？梢哉f沒有高鋁熟料出口的興起，山西民采鋁礦就不會(huì)有如此大的開發(fā)規(guī)模，也不會(huì)對(duì)山西鋁土礦資源造成如此嚴(yán)重的破壞。顯然，高鋁礬土熟料出口業(yè)是 破壞山西鋁土礦資源的主要根源。
談到鋁土礦資源開發(fā)，就不能不提及我國(guó)的鋁工業(yè)。中國(guó)的氧化鋁產(chǎn)量目前在世界上排名第三，而鋁土礦地質(zhì)儲(chǔ)量在世界上則排名第17位，說明我國(guó)氧化鋁產(chǎn) 量與鋁土礦是不相匹配的，在資源儲(chǔ)量上是處于劣勢(shì)的，資源量是有限的。要想使中國(guó)的氧化鋁工業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展，就必須保護(hù)和合理開采利用好有限鋁土礦資源。
山西省氧化鋁工業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模，中國(guó)鋁業(yè)山西分公司從2001年實(shí)現(xiàn)氧化鋁達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)后，年產(chǎn)量每年均在設(shè)計(jì)規(guī)模120萬t之上。2002年產(chǎn)出商品氧 化鋁為136.73萬t。擬建中的晉北氧化鋁廠和中鋁山西分公司三期氧化鋁擴(kuò)建，都需要充足的后備供礦資源來保證，否則過不了多久，就將成為“無米之 炊”，對(duì)中國(guó)鋁工業(yè)構(gòu)成致命的打擊。
此外，山西鋁土礦中共伴生有多種稀有、稀土元素，有一部分達(dá)到國(guó)內(nèi)同類礦床現(xiàn)行工業(yè)指標(biāo)，有一部分達(dá)到國(guó)家綜合利用指標(biāo)，無指標(biāo)要求的Rb和V等可在 溶出精液中累積富集并回收，根據(jù)國(guó)外市場(chǎng)價(jià)格累計(jì)計(jì)算，稀有、稀土元素價(jià)值比鋁土礦本身要高得多。如260萬t高鋁礦石中，按照元素平均含量計(jì)算，再乘以 60％的回收率，可得Ga ll7t，Sc 54.6t?；蛘哒f鋁土礦中稀有、稀土Sc+Ga元素的價(jià)值是鋁土礦的11倍。然而這些高價(jià)值的稀有、稀土元素(礦產(chǎn))在高鋁礬土熟料出口中被白白送給別 人。這種做法是造成國(guó)家經(jīng)濟(jì)資源的流失，或則是對(duì)國(guó)家安全構(gòu)成了潛在威脅。因?yàn)檫@些稀有、稀土元素差不多都具有國(guó)防尖端技術(shù)關(guān)鍵材料的屬性，這些元素像生 物體內(nèi)的神經(jīng)元一樣屬現(xiàn)代高科技領(lǐng)域無可替代的新型材料。
4 對(duì)山西鋁土資源合理開采與綜合利用的建議
4.1 限采規(guī)劃與資源保護(hù)相結(jié)合
2000-2010年山西省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃中，劃出了24個(gè)鋁土礦限制開采區(qū)，這是全省統(tǒng)一規(guī)劃的一個(gè)好的開端，但是限采區(qū)劃定后沒有相應(yīng)的資源保 護(hù)措施，致使劃完的限采區(qū)內(nèi)的民采礦仍在繼續(xù)開采，資源繼續(xù)遭到破壞。因此，建議省政府及有關(guān)部門，在劃定限采區(qū)的同時(shí)，按照礦產(chǎn)資源法，制定相應(yīng)的禁止 民采進(jìn)入的保護(hù)辦法或措施，并嚴(yán)格執(zhí)法力度。此外，晉南平陸一夏縣的幾個(gè)鋁土礦區(qū)末列入限采規(guī)劃中，不利于資源保護(hù)。
4.2 限制或取締高鋁礬土熟料出口行業(yè)
建議國(guó)家政府部門，從中國(guó)鋁工業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和國(guó)家安全利益出發(fā)、對(duì)出口貿(mào)易進(jìn)行宏觀上的調(diào)整，取締高鋁礬土耐火熟料出口貿(mào)易，從根本和源頭上遏制、減少民采泛濫及對(duì)鋁資源的破壞和流失問題。
4.3 對(duì)民采礦實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃管理
對(duì)一些分散、孤立的小礦區(qū)(點(diǎn))或大礦區(qū)邊角地帶，(不適合大規(guī)模機(jī)械化開采的)可劃給民采開采，如原平紅池、平陸西寨等。但要由礦管部門統(tǒng)一規(guī)劃管理，辦理采礦證，制定合理的開采方案，并由礦管部門監(jiān)督指導(dǎo)開采，禁止亂采濫挖，采富棄貧現(xiàn)象的繼續(xù)發(fā)生。
4.4 加大氧化鋁企業(yè)資源占有
氧化鋁工業(yè)企業(yè)是資源型企業(yè)，必須依法進(jìn)行鋁土礦資源占有，占有量要達(dá)到50年供礦量以上，從而保證企業(yè)可持續(xù)發(fā)展所需礦石資源。
4.5 鋁資源占有與資源保護(hù)相結(jié)合
鑒于過去鋁礦山資源被民采破壞嚴(yán)重，為了保證氧化鋁企業(yè)所占有的鋁土礦資源不再被民采破壞，礦山企業(yè)必須制定行之有效的保護(hù)辦法和措施，建立護(hù)礦組織并與地方政府礦管部門簽定聯(lián)保協(xié)議，切實(shí)保護(hù)好所占有的有限資源。
4.6 調(diào)整供礦結(jié)構(gòu)
國(guó)企礦山在不斷增加鋁資源占有量的前提下，要不斷調(diào)整供礦結(jié)構(gòu)，從“自采為主、聯(lián)辦為輔，民礦補(bǔ)充”逐步過渡到“自采與聯(lián)辦并重，民礦收購(gòu)取消”的供 礦結(jié)構(gòu)。(但這必須是在停止高鋁礬土熟料出口后的條件下，否則，部分高鋁礦石加密度小、含鐵高及粉礦等仍將被排棄，造成資源浪費(fèi))這樣就能大大減少山西民 采鋁礦的開采量和對(duì)鋁礦資源的破壞。
4.7 實(shí)施選礦拜爾法氫化鋁生產(chǎn)新工藝，充分利用中低品位鋁土礦資源
山西鋁土礦特點(diǎn)之一是以中低品位(A/S 6-3)為主，約占山西鋁土礦資源總量的80％，近年來，國(guó)內(nèi)氧化鋁工業(yè)為了降低成本提高產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，保持在國(guó)際氧化鋁行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力，無論是拜 爾法生產(chǎn)工藝還是燒結(jié)法生產(chǎn)工藝(山東、中州)均采用吃高鋁富礦的辦法來生產(chǎn)氧化鋁，這種做法從目前的國(guó)家和企業(yè)利益出發(fā)是無可非議的。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，長(zhǎng)期 靠高鋁富礦來滿足生產(chǎn)是不現(xiàn)實(shí)的。因此，氧化鋁工業(yè)要針對(duì)山西鋁土礦特點(diǎn)，優(yōu)化正浮選，開展反浮選工業(yè)試驗(yàn)，把試驗(yàn)范圍從A/S 6-5降到5-4和4-3。試驗(yàn)成功后盡快投入工業(yè)化生產(chǎn)，通過反浮選選礦工藝，將A/S 6-3的中低品位礦精選成A/S＞11以上的富精礦，再采用拜爾法工藝生產(chǎn)氧化鋁，以利于山西鋁土礦資源的充分利用。
4.8 綜合回收利用鋁土礦中伴生的稀有、稀土元素
根據(jù)大量資料及中國(guó)鋁業(yè)山西分公司在開展對(duì)全省民采礦調(diào)查中隨機(jī)采集的數(shù)十個(gè)樣品分析結(jié)果證實(shí)，山西鋁土礦伴生有大量的稀有、稀土元素，主要為REO Ga Sc Nb Li V Rb Ti，除Rh和V外，其它金屬含量已達(dá)國(guó)家綜合利用和工業(yè)回收的指標(biāo)要求。這也是為什么將山西鋁土礦稱之為“鋁稀(鋁土礦-稀有元素-稀土元素）綜合礦產(chǎn) 的原因。從經(jīng)濟(jì)價(jià)值上，鋁土礦中所含的稀有、稀土元素，比鋁土礦本身的經(jīng)濟(jì)價(jià)值要高得多，因此，山西氧化鋁企業(yè)必須走綜合回收利用的道路。目前除Ga各鋁 廠已能成功回收外，其它稀有元素和稀土氧化物的物質(zhì)賦存狀態(tài)尚未完全查清，回收提取方法目前還僅限于企業(yè)小規(guī)模探索性試驗(yàn)當(dāng)中。此項(xiàng)課題應(yīng)爭(zhēng)取到國(guó)家科技 發(fā)展基金支助，以國(guó)家行為進(jìn)行重大技術(shù)攻關(guān)，否則，難以在短期內(nèi)有大的技術(shù)突破。
