中国磷矿大型资源基地开发利用现状分析

周文雅，吕振福，曹进成，武秋杰，丁国峰

(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州 450006； 2.国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心， 河南 郑州 450006； 3.自然资源部多金属矿综合利用评价重点实验室，河南 郑州 450006)

《全国矿产资源规划(2016—2020年)》明确指出：要综合考虑资源禀赋、开发利用条件、环境承载力和区域产业布局等因素，建设103个能源资源基地，作为保障国家资源安全供应的战略核心区域，大力推进资源规模开发和产业集聚发展。基地肩负着保障国家资源安全的重要使命，对优化矿产资源空间开发格局、转变矿业发展方式、推动矿业高质量发展具有重要意义[1-2]。

磷是地球上所有生命体所必需的有益元素，而磷矿是工农业生产中磷元素的主要来源，磷矿的最主要用途是制取磷肥(约占总消费量的66%)[3]。磷矿资源的功用及固有的天性，自然而然地就使其具有了显著的“战略属性”。近年来，习近平总书记和党中央把粮食安全问题提到了新的高度，在确保粮食安全的链条上，磷矿资源的开发利用和保护是其关键节点[4]。同时全球磷矿分布呈高度集中态势，主要集中在少数几个国家，摩洛哥和西撒哈拉就有500亿t储量，约占全球总量的74%，中国磷矿储量号称世界第二，但占全球总量不足5%[5-6]。在此背景下，加强我国磷矿大型资源基地的研究，稳定磷矿资源的供给，对服务粮食安全战略具有重要现实意义[7]。

本文以《全国矿产资源规划(2016—2020年)》中规划的磷矿资源基地为研究对象，对全国磷矿2018年开发利用数据进行汇总分析，对基地内磷矿矿权分布、产能结构、开发利用指标、矿业固废循环利用指标等进行了探讨。

1 我国磷矿能源资源基地分布及矿山数量

我国磷矿能源资源基地有3个，分别为滇中基地、贵州开阳—瓮福基地、湖北宜兴保基地，从区域分布来看，集中在云贵鄂三省。

2018年全国共有磷矿采矿权证272个，其中在产矿山149座；3个大型磷矿资源基地有采矿权141个，其中在产矿山105座。基地内磷矿采矿权数占到全国的51.83%，在产矿山占比更是高达70.47%，磷矿资源基地开发利用对我国磷矿发展具有举足轻重的作用。我国磷矿资源基地分布及矿山数量见表1。

2 我国磷矿大型资源矿山产能结构

能源资源基地的功能定位是在国家宏观尺度上，引导各类生产要素集聚，促进整体开采，提高资源开发规模化、集约化和规范化水平，形成保障国家矿产资源安全供应的战略核心区域。磷矿能源资源基地的作用是要发展先进采选技术，加强中低品位矿利用，磷矿开采总量保持在1.5亿t/a左右，保障磷复肥供应能力。

表1 大型磷矿资源基地分布及矿山数量情况Tab.1 Distribution of large-scale phosphate resource bases and number of mines

大型磷矿资源基地内矿业集中度及产能利用率见表2。由表2可知，我国磷矿大型磷矿资源基地内矿山总设计产能为9 855.50万t。其中，大型矿山设计产能4 910.00万t，矿业集中度为51.65%，高于全国磷矿的矿业集中度50.14%；基地内矿山实际产能为5 316.24万t，其中大型矿山实际产能为3 000.98万t，实际产能占比为56.94%，产能利用率为56.45%，高于全国磷矿41.33%的产能利用率。这表明磷矿资源基地产能占比高、开发情况优于全国平均水平，实现基地磷矿资源的高质量发展，才可保障国家磷矿资源安全，实现国家对磷矿资源的宏观调控。

表2 大型磷矿资源基地内矿山集中度及产能利用率Tab.2 Mine concentration and capacity utilization rate in the large-scale phosphate resource base

3个磷矿基地中，贵州开阳—瓮福基地的矿石储量丰富，质量上乘[8]，利于大规模开采，矿业集中度为70.59%，远超全国矿业集中度50.14%，同时产能利用率为80.45%，也超过全国产能利用率41.33%。湖北宜兴保基地由于长江生态环境保护的需要[9]，磷矿停产、限产较为普遍，因此宜兴保磷矿基地产能利用率为41.07%，低于全国平均水平。基地总矿业集中度(51.65%)和产能利用率(56.45%)优于全国平均值。

3 我国磷矿大型资源基地开发利用指标

3.1 开采情况

我国磷矿大型资源基地内矿山平均开采回采率为86.33%，高于全国的84.55%。其中，基地露天磷矿开采回采率为95.83%，略优于全国的95.00%；基地地下开采的磷矿开采回采率为79.52%，高于全国的77.95%；基地联合开采的磷矿开采回采率为95.17%，略高于全国平均值94.14%。基地内矿山开采技术水平优于全国平均水平。

宜兴保磷矿基地内均为地下开采，由于湖北磷矿典型的夹层结构，即中层富矿、上下两层贫矿的结构，小型矿山多数只采中部富矿，基地平均开采回采率(74.73%)，低于全国磷矿开采回采率(84.55%)。大型磷矿资源基地磷矿开采情况见表3。

表3 大型磷矿资源基地磷矿采情况Tab.3 Phosphate mining situation in large-scale phosphate resource base %

3.2 选矿情况

全国磷矿资源选矿产能利用率为26.66%，其中滇中基地为43.80%、湖北宜兴保基地为29.54%，均高于全国平均水平； 贵州开阳—瓮福基地的选矿产能利用率仅15.96%，低于全国平均水平，这与该基地内采矿的产能利用率80.45%相差较大，表明贵州开阳—瓮福基地内矿石入选率较低。各基地磷矿选矿厂产能利用情况见表4。

表4 大型磷矿资源基地内磷矿选矿厂产能利用情况Tab.4 Capacity utilization of phosphate ore dressing plant in large phosphate rock resource base

我国磷矿大型资源基地内矿山平均选矿回收率为87.30%，高于全国平均值82.37%。其中，大型矿山磷矿选矿回采率为87.36%，高于全国大型磷矿的82.02%；中小型矿山及小矿磷矿选矿回收率为87.04%，高于全国的83.56%。各基地磷矿选矿回收率情况见表5。

表5 大型磷矿资源基地内磷矿选矿回收率情况Tab.5 Recovery rate of phosphate ore beneficiation in large phosphate rock resource base

依据行业标准《矿产资源综合利用技术指标及其计算方法》(DZ/T 0272—2015)[10-11]，计算矿产资源新“三率”指标，得出全国磷矿综合利用率69.64%，大型资源基地磷矿综合利用率为75.36%。

4 我国磷矿大型资源基地矿业固废循环利用指标

4.1 废石循环利用指标

2018年，我国磷矿山共排放废石554.90万t，年利用废石315.80万t，平均年废石利用率为56.91%；大型资源基地内共排放废石369.66万t，年利用废石258.74万t，平均年废石利用率为69.99%，基地内废石利用情况优于全国平均水平。磷矿大型资源基地废石利用情况见表6。滇中基地年废石利用率为18.76%，低于全国平均水平；贵州开阳—瓮福基地、湖北宜兴保磷矿基地年废石利用率分别为94.61%、100%，高于全国平均水平。原因在于贵州开阳—瓮福基地仅有一家露天开采，其余均为地下开采，湖北宜兴保基地均为地下开采，废石用于采空区的填充，故废石利用率较高；而滇中基地以露天开采为主，故废石利用率较低[12-13]。

表6 我国磷矿大型资源基地固废循环利用情况Tab.6 Recycling of solid waste in a large-scale phosphate resource base in China

我国磷矿大型资源基地废石排放强度为0.38 t/t，即每生产1 t磷精矿排出废石0.38 t，优于全国磷矿废石排放强度0.46 t/t。其中，滇中基地和宜兴保基地的废石排放强度分别为0.27、0.29 t/t，优于全国平均值。

4.2 尾矿循环利用指标

2018年，我国磷矿山共排放尾矿10 063.49万t，年利用尾矿849.35万t，平均年尾矿利用率为8.44%。其中，大型资源基地中磷矿山排放尾矿为9 705.55万t，年利用尾矿536.47万t，平均年尾矿利用率为5.53%，低于全国平均尾矿利用率8.44%(表6)。

宜兴保基地尾矿充填采空区技术应用较多，年尾矿利用率为135.14%，减少了尾矿堆积量，此技术值得推广。滇中基地磷矿露天开采为主，尾矿利用率仅为0.48%。

我国磷矿山尾矿排放强度8.41 t/t，即每生产1 t磷精矿排出尾矿8.41 t。大型资源基地中磷矿山尾矿排放强度为10.03 t/t，高于全国平均值。其中贵州滇中基地尾矿排放强度为18.73 t/t，贵州开阳—瓮福基地尾矿排放强度为3.17 t/t，宜兴保基地尾矿排放强度为0.55 t/t。

5 结论

(1)2018年，我国3个磷矿大型基地中在产矿山占全国的70.47%，实际产能却占全国的56.94%；磷矿大型基地矿业集中度和产能利用率分别为51.65%和56.45%，而全国的产业集中度和产能利用率分别为50.14%和41.33%，优于全国平均水平；基地内平均开采回采率为86.33%，与全国平均值84.55%基本持平；基地内选矿产能利用率为25.88%，略低于全国平均值29.89%；基地内平均选矿回收率为87.30%，优于全国平均值82.37%；基地内磷矿综合利用率75.36%，优于全国平均值69.64%；基地内年废石利用率为69.99%，优于全国平均值56.91%；基地内年尾矿利用率为5.53%，略低于全国平均值8.44%。整体来看，基地内磷矿矿产开发利用技术水平优于全国平均值。

(2)基于磷矿资源的重要性，国家加强对磷矿资源的保护性利用[14]。“十三五”矿产资源规划提出的磷矿开采总量保持1.5亿t/a左右，2018年全国磷矿设计产能1.38亿t，实际产能9 335万t。表明对磷矿开发强度的控制工作已有成效，这将大大延长我国磷矿资源开采使用年限，保障磷矿资源的供应安全。

(3)我国磷矿矿石的入选率还较低，磷矿选矿技术有待提高。目前低品位矿石选矿技术难度和经济成本明显提高，磷矿价格大幅下跌，又挤压了中低品位难选磷矿综合利用微薄的利润空间，企业减少了对低品位矿石的加工处理，更放弃了对磷矿伴生资源碘、氟、稀土的回收[15]。企业应进一步加大技术开发，破解中低品位及其共伴生资源开发利用的瓶颈，实现技术与经济均可行的目标，满足矿产资源的节约集约利用和可持续发展的要求，推动绿色矿业发展[16]。