山西铝土矿资源开发利用的现状、问题与对策

2010-02-14孙志伟鹿爱莉杨景胜

中国矿业 2010年11期

孙志伟，鹿爱莉，盖静，杨景胜

(中国国土资源经济研究院,北京 101149)

近20年多来，我国铝工业进入了快速发展的轨道。根据中国有色金属工业统计年鉴统计，2001年，我国精炼铝的产量达到337.14万t，超过俄罗斯成为世界第一大精炼铝生产国；2004年，我国精炼铝消费量为619.09万t，超过美国成为世界第一大精炼铝消费国[1]。山西省作为铝土矿资源大省，必须抓住机遇，做好铝土矿资源的勘查开发工作，充分发挥其资源优势，做大做强山西省的铝工业。

1 山西省铝土矿资源及其开发利用情况

1.1 铝土矿资源情况

我国的铝土矿资源分布比较集中，山西、河南、广西、贵州四个省的查明资源储量，占全国总查明资源储量的90 %以上。

山西省铝土矿资源主要分布于13个集中区，分别为朔州、保德-河曲、兴县、宁武-原平、五台、娄烦、阳泉、临县-中阳、孝义-汾阳、交口-汾西、灵石-霍州、沁源和平陆。截至2008年，山西省铝土矿保有资源储量约10亿t，位居全国第一，约占全国总资源储量的三分之一；铝土矿基础储量为1.15亿t，占全国的15.65%，位于贵州、河南和广西之后。

山西省的铝土矿赋存于石炭系中统本溪组的中下部，主要分布在煤田以及部分煤产地的浅部地带。矿体多呈层状、似层状产出，受下伏岩层奥陶系石灰岩侵蚀面的控制，矿体较薄，一般2m左右，中小型矿床占总矿床数的3/4。矿石类型以一水硬铝石铝土矿为主。铝土矿以中等品位(铝硅比4～6)矿石为主，铝硅比大于7的富矿较少。铝土矿常常与煤炭资源、耐火黏土、铁矾土、硫铁矿、山西式铁矿、灰岩相共生，在含矿段还伴生有铌(Nb)、钽(Ta)、钪(Sc)、镓(Ga)、锂(Li)、钒(V)、锶(Sr)、铷(Rb)和稀土(REE)，以及黑色金属铁(Fe)和钛(Ti)等[2]。

1.2 铝土矿资源的开发利用情况

山西省丰富的铝土矿资源及优质的煤炭资源，为铝工业的发展奠定了得天独厚的条件。铝工业基本形成了以国有大型企业为主体、集约化程度较高、技术水平较为先进、内部结构基本完整的产业体系，被列为“十一五”期间山西省重点发展的接替产业之一[3]。通过近年来大力推进产业结构调整，搞煤电铝联产生产电解铝，以13个铝土矿集中区为依托，正在建设东、南、西、北、中五个铝工业基地。

2008年，山西省氧化铝、电解铝产能分别为410万t和120万t，氧化铝、电解铝产量分别为341万t和97.3万t，位居全国第三。

2 存在的主要问题

山西依托丰富的铝土矿资源，铝工业取得了长足发展，成为山西有色工业中第一大优势产业。但是，铝土矿资源的勘查与开发仍然存在一些问题。

2.1 可供开发利用的储量少

在铝土矿资源的储量中，基础储量是能够满足采矿和生产所需的指标要求，可以进行开发利用方案设计部分的储量。作为我国铝土矿资源的第一大省，山西省上表的储量中，基础储量仅占总资源储量的11.82%，不足全国24.25%水平的一半。而河南、广西和贵州三省(区)的基础储量占总资源储量的比值均高于全国的水平，贵州省更是达到了40%。山西省接近90%的铝土矿资源储量为资源量，储量级别较低，这部分资源不能直接开发利用，限制了铝土矿资源优势的发挥。

2.2 勘查深度过浅

根据《铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范》的规定，矿床勘查的垂直深度一般不超过200～300m。山西省铝土矿的找矿工作也一直都是在浅部开展工作，目前发现的铝土矿床勘查工作多数控制的深度在100m以浅，一般不超过200m。经过多年来铝土矿勘查，随着找矿难度越来越大，很难再发现暴露在地表的或者是浅部的铝土矿床。

2.3 共伴生矿种综合利用程度低

山西省铝土矿资源中多伴生有稀有稀土金属。其中，REE 和Nb是达同类风化壳型矿床边界品位以上的共生元素，Sc、Ga和Li是达综合利用要求的伴生元素，Rb和V虽达不到现行综合利用要求，但在氧化铝生产过程中累积富集，是可以回收利用的伴生元素。此外，TiO2在赤泥中的富集含量高达5 %～7 %，亦有较大的回收利用价值[4]。可以说，山西省铝土矿中伴生矿产的利用前景十分广阔。但是，目前仅有金属Ga得到综合回收，其他伴生有益元素均未得到综合回收利用。

2.4 采富弃贫现象突出

《铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范》中规定，一水硬铝石型沉积型矿床的铝硅比的边界品位为1.8～2.6。但是，由于氧化铝生产工艺的原因，企业的生产均需要高铝硅比的铝土矿，所以在矿床的储量评估中，均要求按照2.6的铝硅比作为边界品位进行储量核算。在铝土矿资源的开发中，2.6以下的铝土矿资源基本没有被开发利用。

2.5 煤炭勘查项目的铝土矿综合勘查不到位

山西省铝土矿资源大都赋存在煤炭资源的周围，在许多煤层下部都发现了铝土矿资源。在铝土矿的勘查项目中，如果其上部有煤层，要勘查铝土矿资源必须要穿过煤层，一般对煤层的勘查效果都比较好。对于煤炭项目综合勘查铝土矿，一方面由于煤炭资源勘查后继续加深钻探工作会增加工作量和成本，存在一定的风险；另外，由于煤炭资源和铝土矿资源在勘查技术上存在的差异，虽然做了深部铝土矿的勘查工作，但未能达到应有的勘查成果。所以，许多煤炭勘查项目的综合勘查铝土矿时，效果不是很好。

2.6 煤下铝资源开发缺乏统一规划

山西省铝土矿的开发一直是以浅部的资源为主，煤下铝的资源直到近几年才得到认识和重视。但是，一方面过去煤炭资源开采后，形成了大量的采空区，有的地区采空区内积满了水，开采煤层下部的铝土矿存在很大的风险和难度；另一方面，由于煤层与铝土矿层距离非常近，在开采煤炭资源的时候，对其下的铝土矿资源部分已经开发，破坏了资源的完整性，并对继续开采铝土矿在工艺技术上增加了难度。

3 铝土矿资源的勘查开发建议

为充分发挥山西省铝土矿的资源优势，把铝工业做大做强。本文从山西省的实际问题出发，提出了山西省铝土矿资源勘查与开发的几点建议。

3.1 提高铝土矿资源的勘查程度

铝土矿资源的开发利用，必须要有足够高级别的资源储量为基础。要充分发挥铝土矿的资源优势，维持山西省铝工业的持续、健康发展，山西省必须加大勘查投入力度，对经过预查和普查的矿床积极开展详查和勘探工作，提高资源的地质可靠程度和储量级别，降低开采风险，为铝土矿资源开发提供有力的高级别储量保障。

3.2 增加铝土矿资源勘查项目的勘查深度

山西省铝土矿资源有很大的找矿潜力，但基本上都是埋藏较深的隐伏铝土矿床。200～300m的垂直勘查深度，已经不适合铝土矿资源勘查形势的要求。要在铝土矿勘查工作中有更大的突破，找到更多的铝土矿资源，必须向地球深部要资源，勘查深度必须要增加。

3.3 加强对共伴生矿种综合利用的产业化研究

对共伴生矿种进行综合回收利用，不仅减少废渣的堆放，同时可以有效地减少资源浪费，提高资源的综合利用效率。所以，对氧化铝生产过程中所产生的废渣——赤泥进行分析，并从中提取有价金属元素，一直是国内外研究的重点课题。山西省不仅对铝土矿中的稀有稀土元素进行了综合评价[5]，而且对稀有稀土元素在氧化铝生产过程中的富集过程进行了研究[6]，并对生产氧化铝产生的赤泥组份进行了分析[7]。从大量的研究成果来看，回收铝土矿中的有价金属在工艺技术上可行，但由于经济上原因，均不能工业化生产[8]。要实现共伴生矿种的综合利用，必须加大力度推动相关技术的研究，扶持产业化推广应用，将综合利用工作提升到一个新高度。

3.4 适当降低铝硅比的边界品位

山西省的铝土矿以中低品位为主。据有关专家估计，如果以1.8的铝硅比为边界品位圈定矿体，将比以2.6的铝硅比为边界品位的资源储量增加一倍。可以看出，低品位铝土矿的资源量是相当大的。如果适当降低铝硅比的边界品位，山西省铝土矿资源的保障程度将会有很大的提高。同时，应该加大对低品位铝土矿资源的应用研究投入，以最大限度的利用铝土矿资源。