矿山地质勘探中矿物性质研究及评价的意义

2020-12-31赵中堂

中国金属通报 2020年8期

赵中堂

（甘肃煤田地质研究所，甘肃兰州 730000）

矿产资源对于工业发展极其重要，尤其在化工生产方面是一种难以替代的原材料。随着我国发展的持续加快，我国能源结构的多样化，我国对能源的需求已经由粗放型转向了精细型，对于矿物性质的要求越来越高。但是在矿山地质勘探中，多年来对于矿物性质的研究和评价都不是很重视，也造成了矿产资源的利用率不高，对于矿产资源的开发和利用非常不利。

1 地质矿物性质研究和评价简介

1.1 地质矿物性质研究和评价的概念

矿山地质勘探中，主要是对矿产资源的储量、可开采情况、开采价值以及利用情况等进行勘测，而矿产资源的性质、质量以及成分等对于以上勘测内容有直观的帮助。其主要包括矿物中的硫含量、灰分、有害元素、微量元素以及矿物的热量的指标，这些指标直综合决定了开采出地质矿物的性质，对以上指标的的研究就是矿物性质的质量报告。地质评价是地质矿物性质研究的核心内容，主要是根据相关的标准，对地质矿物的质量整体进行评价，包括矿物特征、环境以及可利用方向等内容进行科学合理的评价。

1.2 矿物性质研究和评价的目的

矿物性质研究和评价可以对矿产资源的开发、生产以及利用提供指导和根据，有助于提高能源的利用率，促进矿产资源开采行业的发展。矿物性质研究与评价含有多方面的内容，包括对矿石变化规律的研究与评价、对地质矿物特征的研究与评价、对地质矿物生成环境的研究与评价、对地质矿物可选性的研究与评价、对矿物加工利用的适应性的研究与评价以及对开采关设备的适应性的研究与评价等等[1]。

2 我国矿山地质勘探中矿物性质研究和评价的现状分析

矿产资源在我国的能源结构中占据着主要的位置，我国的能源储量丰富，多年来矿产资源为我国的工业和经济发展提供了源源不断的动力。随着社会经济的发展以及我国能源结构逐渐改变优化，我国对矿产资源的需求由粗放型逐渐向精细型开始转变，对矿物性质的要求越来越高。但是矿产资源作为我国主要能源的来源，是难以改变的。多年来，我国在矿山地质勘探中多注重矿产资源的发现，对于矿物性质的研究和评价并不重视，一定程度上导致了我国的矿产资源利用率比较低，这主要是受限于时代的发展。我国的地质矿物性质研究和评价目前在大部分情况下仍停留于数据层面，而对于其背后蕴藏的意义和价值利用并不高，对于其可以提供的指导价值和依据价值并不重视。

3 地质矿物性质研究和评价的内容和意义

长期以来，我国的矿产资源的利用主要是作为一次性能源用和炼焦用，能源的可利用率低。矿产资源作为一种不可再生资源，提高其利用率可以有效节约能源，我国的能源利用并不精细，造成了大量的资源浪费，也对环境造成了污染。而矿物性质的研究和评价可以充分显示矿物的组成成分，根据不同的成分可以进行综合、科学、合理的利用，提高矿产资源的利用率，也提高能源开采工业的经济效益，降低环境污染。随着社会经济的发展，我国对于多项原料的需求日益增长，地质矿物中含有大量的其他化工原料，矿山地质勘探时对矿物性质进行研究和评价有助于多项原料的利用，缓解我国对于原材料需求紧张的局面。

3.1 地质矿物性质研究和评价的主要内容

3.1.1 对地质矿物性质研究和评价

主要是对矿产资源的成分和性质进行研究评价。包括：硫含量、灰分以及发热量等指标。以上指标的决定了地质矿物的质量，根据“挥发分产率的分级”（MT/T849—2000），矿物的挥发分等级可以分为特高、高、中高、中等、低、特低六个等级；以“矿物软化的温度分级”（MT/T853.1—2000）为依据，将矿物的ST分为高、较高、中等、较低和低五个等级。以上评价主要是对矿产资源能量释放能力的评价，与地质矿物本身的特性呈正相关关系。

图1 挥发分产率与焦油回收率的关系

图2 出炉数与焦油回收率的关系

3.1.2 对稀有元素和微量元素的评价和研究

地质矿物中混有大量的稀有元素和微量元素，对其进行研究和评价是提高资源利用率的重要手段之一。研究和评价的内容主要分为种类和数量。通常情况下矿物中含有的稀有元素和微量元素主要为钒、铀、镓、锗等元素，对其含有的种类和数量进行研究和评价有助于矿产资源工业生产中对于这些元素的开发和利用，避免造成了造成。此外，地质矿物中还存在很多有害元素，对于有害元素进行研究评价，有助于矿产资源使用过程中提前进行去除和处理，避免造成环境污染和影响人体的健康。

3.1.3 对地层特征进行研究评价

地质矿物性质的研究和评价还有一个重要的内容就是地层特征，对地层特征进行研究和评价有助于了解矿物形成的环境特点，并且可以对矿产资源形成的环境特点进一步判断，矿物的成分、性质、质量等，根据以上的分析可以初步判断矿产资源的使用途径，比如对地质矿物的反射率进行研究和评价，可以判断开采出的矿物是混配还是单种的商品。

3.2 地质矿物性质研究和评价的重要意义

3.2.1 为提取矿物中的微量元素提供依据

地质矿物中含稀有元素和微量元素，这些元素的价值甚至高于矿物本身的价值，它们大多数都是宝贵的化工原料，在世界上储量较少，价值很高比如钒、铀、镓、锗等。但是我国的矿产资源长期以来都是作为一次性能源进行利用，对于其中含有的稀有元素和微量元素并没有有效利用，造成了巨大的浪费。对矿物性质进行研究和评价有助于对稀有元素和微量元素的含量和种类进行总结，通过积极发展该类技术，利用地质矿物中的稀有元素和微量元素可以实现矿产资源的二次利用，极大的提高可开采资源的利用率。对矿物进行分级利用，提高其附加价值，虽然现阶段，在地质矿物中对稀有元素和微量元素进行利用的技术还不成熟，但是对其进行研究评价有助于该项技术的发展，也有助于前瞻性的指导开发价值。

3.2.2 为规避地质矿物中的有害元素提供依据

全球变暖已经成为世界关注的环境问题之一，造成这一问题的主要原理是人类工业的发展对于化石燃料的燃烧和利用，释放出大量的温室气体。最为主要的温室气体是二氧化碳和二氧化硫，对环境造成了巨大的影响。近年来，已经多次出现了暖冬现象，南极和北极的冰川也不断的缩小，我国的北方地区也出现了多次雾霾天气，这些现象已经证明了人类利用化石能源对环境造成的影响。矿物燃烧时大量的有害成分进入到空气中造成了严重的环境污染，对我们的生活也造成了巨大的影响。炭中有害元素的危害在短期内不一定会显现，但如果超过了大自然的净化能力，出现了聚集效应，就一定会造成恶劣的后果。对地质矿物性质进行研究和评价可以分析出矿产资源中有害元素的含量和成分，在利用矿产资源时针对性的进行去除处理，降低有害元素带来的影响，达到清洁利用的目的。

3.2.3 提高矿产资源的利用率

能源危机是人类一直关注的话题之一，化石能源是不可再生的资源，其对于人类的发展至关重要。尤其是我国的油气资源不足，矿物储量相对丰富，也是我国能源结构中的主要组成，占比达到70%以上。虽然近年来，不断优化能源结构，逐步降低矿产资源所占的比例。但是在很长的一段时间内，地质矿物还是我国主要的能源来源之一，对我国的经济发展和人民生活至关重要。因此，矿物性质的研究和评价有助于提高矿产资源的利用率，根据矿产资源的不同指标和成分，通过分级使用，充分发挥其的作用，做到趋利避害、量才而用，避免不当利用造成的资源浪费。