硅矿石资源勘查评价与可持续发展策略

摘要：我国的硅矿石资源储量居世界第一，且产量居世界前列。随着多年的勘查与开发，硅矿石的开发利用已由传统领域向新的应用领域拓展。结合谷城县的硅矿石资源开发现状，首先分析对硅矿石资源进行勘查评价的必要性，其次分析资源勘查的技术和方法，以及评价硅矿石资源潜力的指标体系，最后阐述可持续发展策略，包括节约利用、循环利用、提高资源利用率等。

关键词：硅矿石资源；勘查评价；可持续发展

中图分类号：TF122.5 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）08-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.08.030

Evaluation of Silicon Ore Resource Exploration and Sustainable Development Strategy

ZHU Bixi

（The Eighth Geological Brigade of Hubei Provincial Geological Bureau， Xiangyang 441000， China）

Abstract： China has the world’s largest reserves of silicon ore resources and ranks among the top in terms of production. With years of exploration and development， the development and utilization of silicon ore have expanded from traditional fields to new application areas. Based on the current development status of silicon ore resources in Gucheng county， this paper first analyzes the necessity of exploration and evaluation of silicon ore resources. Secondly， analyzes the technology and methods of resource exploration， as well as the indicator system for evaluating the potential of silicon ore resources. Finally， elaborates on sustainable development strategies， including conservation and utilization， recycling， and improving resource utilization efficiency.

Keywords： silicon ore resources; exploration and evaluation; sustainable development

硅矿是指能够进行开采的硅的矿石实体，而不是指自然界广泛存在的硅化合物。元素硅在地壳中的含量约占地壳总重量的25.7%，是仅次于氧的元素。二氧化硅是玻璃生产的主要原料，砂和黏土是建筑工业原料，硅酸盐是制造搪瓷和陶器的主要原料，硅是钢和铝合金的重要添加剂，有机硅和单晶硅是高科技产品的主要材料，因此天然硅矿的开采和加工是重要的工业领域之一。硅矿石作为一种重要的非金属矿产资源，在冶金、化工、建筑等领域具有广泛的应用。湖北省谷城县的硅矿资源储量丰富，已探明硅石矿资源量为6 228万t，潜在资源量达2亿t，居湖北省第一位，品位在99.6%以上。随着全球经济的发展和工业化的加速，硅矿石资源的需求不断增加[1]。然而，不合理的开采和利用方式通常会浪费资源和破坏环境。因此，对硅矿石资源进行科学的勘查评价，并制定相应的可持续发展策略，对于实现资源的可持续利用和环境保护具有重要意义。

1 硅矿石资源勘查评价要点

1.1 明确评价对象和目的

硅矿石作为勘查评价的主体，其特性、分布、规模及潜在价值等都是评价过程中需要重点考虑的因素。具体来说，评价对象可以是一个具体的硅矿石矿床，也可以是一个更广泛的硅矿石资源区域。谷城县以其丰富的硅矿石资源闻名，特别是盛康镇、南河镇、庙滩镇和茨河镇等地的硅石矿，不但储量大，而且品位高，为当地乃至全国的工业发展奠定了坚实的物质基础。在谷城县硅矿产资源产区中，评价对象便是这些位于中部和东南部的优质硅石矿，这些硅石矿资源不仅数量庞大，而且品位超过60%，是极具开发价值的矿产资源。因此，评价对象应聚焦于这些硅石矿的地质特征、分布规律、资源储量、矿石质量等方面，为后续的勘查工作提供科学指导。

明确评价目的是确保硅矿石资源勘查评价工作有效性和针对性的关键，在谷城县的硅矿石资源勘查评价中，评价目的应涵盖3个方面：一是了解硅石矿的赋存状态、空间分布及资源潜力，为资源开发和利用提供科学依据；二是分析硅石矿的矿石质量、选矿性能及加工利用价值，为矿石的合理利用提供技术支持；三是评估硅石矿开发可能带来的经济效益、社会效益及环境影响，为制定科学的开发方案提供参考。

1.2 收集、整理和分析资料

收集资料是整个评价过程的基础，需要从各种渠道获取与硅矿石资源相关的数据和信息。数据来源包括地质调查报告、矿产勘查报告、地球物理和地球化学勘查数据、钻探及地下试验资料等[2]。在谷城县硅矿产资源产区，需要广泛搜集地质勘查资料、矿产开发历史数据、相关研究成果以及当地政府部门的规划文件等，这些资料含有硅矿石资源的空间分布、赋存状态、地质背景等重要信息，为后续的勘查评价工作提供有力支撑。对于收集到的资料，需要进行分类整理，剔除冗余信息，确保数据的准确性和完整性。在谷城县的硅矿石资源勘查评价中，可以根据地理位置、资源类型、开发历史等因素，将资料划分为不同的类别，形成系统的数据库。这样不仅可以方便查询和分析，还可以为后续的研究工作提供有力保障。在谷城县的硅矿石资源勘查评价中，需要对整理好的资料进行深入分析。具体而言，可以通过地质统计分析方法，对硅矿石资源的空间分布、品位特征、资源潜力等进行定量评价；通过比较分析方法，对比不同区域、不同类型硅矿石资源的特征和优劣，为资源的开发利用提供科学依据。

1.3 构建评价体系模型

在硅矿石资源勘查评价中，构建评价体系模型通过系统地整合各种信息、数据和技术，为资源的准确评价奠定基础。

首先，构建评价体系模型需明确评价目标，即全面、准确地反映谷城县硅矿石资源的赋存状态、资源潜力及开发价值。这需要以资源储量、品位、空间分布等核心指标为基础，构建评价体系的主体框架。

其次，构建评价体系模型需要关注4个方面。一是广泛收集地质勘查、矿产开发、市场调研等方面的数据，确保数据的全面性和准确性。同时，分类整理数据，形成结构化的数据库，便于后续的分析与利用。二是结合谷城县硅矿石资源的实际情况，选取能够反映资源质量、开发潜力和经济效益的关键指标，如硅石矿品位、储量、开采条件、市场需求等。三是采用科学、合理的评价方法，如模糊综合评价法、层次分析法等，对硅矿石资源进行全面且客观的评价。在评价过程中，要充分考虑各指标之间的相互影响和权重分配。四是通过实际案例验证评价模型，确保模型的有效性和准确性。同时，根据验证结果优化模型，提高评价结果的可靠性和实用性。

最后，通过构建评价体系模型，对谷城县硅矿石资源进行科学、合理的评价，为资源的开发利用提供有力支撑。

1.4 实地勘查与样品分析

在实地勘察过程中，为了解硅矿石的地质环境和分布规律，勘查人员首先需要观察地貌特征，如山脉、河流、盆地等，以及地质构造，如断层、褶皱等。在实地勘查中，勘查人员还需要详细描述矿体的形态、产状、规模等特征[3]。在硅矿石资源丰富的地区，实地勘查与样品分析是硅矿石资源勘查评价的核心环节。针对谷城县硅石矿资源储量大、品位高、分布集中的特点，在实地勘查阶段，勘查队伍需对盛康镇、南河镇、庙滩镇、茨河镇等硅石矿资源集中的区域进行深入的地质勘探。在勘查过程中，应充分利用地质图、地形图等基础资料，结合现代遥感技术，初步判断硅石矿的分布范围、赋存状态，并且通过现场踏勘观察硅石矿的出露情况、地质构造特征，详细记录地层、岩石类型、构造形态等地质信息。

在实地勘查过程中，需采集具有代表性的硅石矿样品，并进行系统的分析测试。这些测试包括化学成分分析、物理性质测定、选矿性能评价等，以全面了解硅石矿的品质和特性。具体而言，化学成分分析主要关注硅石矿中的二氧化硅含量，这是评价硅石矿品质的重要指标。根据资料，谷城县的硅石矿资源品位均大于60%，属于高品位硅石矿。

1.5 资源储量估算

资源储量估算应首先根据实地勘查的结果，明确硅矿石的矿体特征、产状、规模等基本情况。在谷城县矿产资源产区，要根据已掌握的地质勘查资料，结合地质勘探数据和矿区开采情况，深入分析硅矿石的赋存状态、分布范围、地质构造特征等，通过综合考虑矿床的地质结构、矿体形态、矿石品位等因素，选择合适的估算方法。在谷城县的硅矿石资源勘查评价中，可以运用直接测量法、面积法、体积法等资源储量估算方法。这些方法各具特色，适用于不同的地质条件和数据情况。例如，直接测量法适用于矿床出露较多、地质条件相对简单的情况；面积法适用于矿床的地质条件相对稳定，且不易出现矿体变形或断裂的情况；体积法适用于矿床的地质结构复杂，且矿体形态不规则的情况。在具体实施时，可以根据矿区的实际情况，选择一种或多种方法进行综合估算。在谷城县的某些矿区，由于硅石矿大规模集中连片分布，可以采用面积法或体积法进行估算。通过综合考虑矿床面积、矿石厚度、密度等参数，结合矿石的平均品位，可以较为准确地估算出资源储量。

在资源储量估算过程中，还需要确保数据的准确性和可靠性。例如，可以利用遥感技术、地球物理勘探等现代技术手段，对矿区进行全面的勘查和测量，确保数据的真实性和完整性。

2 可持续发展策略

2.1 节约利用

在硅矿石的加工过程中，应不断优化工艺流程，减少能源的浪费和原材料的损失。例如，可以采用高效的破碎、磨矿和筛分设备，提高矿石的破碎率和磨矿效率，降低原材料和能源的消耗[4]。在资源利用中，原料的精化是降低硅矿石生产能耗的基础。通过严格筛选和清洁硅矿石原料，确保其化学成分、粒度和热稳定性符合工艺要求，可以有效提高产品的单位能耗和产品质量。同时，为减少炉渣量和能耗，应严格控制碳质还原剂等辅助原料。

2.2 循环利用

科技创新是实现硅矿石资源循环利用的核心驱动力，通过研发和应用先进的硅渣重选分离循环利用技术，可以有效实现硅渣中硅金属与杂质的高效分离。这种技术能够显著提高硅金属的回收率，降低资源浪费。例如，云南永昌硅业股份有限公司采用该技术后，硅金属的回收率高达70.18%，显著提升资源的综合利用价值。创新管理模式对硅矿石资源循环利用至关重要。通过建立完善的资源开发管理制度，明确各项管理职责和权限，可以有效确保资源的合理利用和有效管理。同时，加大硅矿资源开发的资金投入，提高资源开发设施的安全性和环保性，也是实现循环利用的重要手段。

3 结论

硅矿石资源的勘查评价与可持续发展策略是实现资源可持续利用和环境保护的关键。通过科学的勘查评价、合理的开采利用和有效的环境保护措施，可以确保硅矿石资源的可持续利用，促进经济的可持续发展。同时，政府、企业和社会各界应共同努力，加强合作与交流，共同推动硅矿石行业的可持续发展。

参考文献

1 赵文广，董 方，那树人，等.高硅矿高碱度烧结特性的研究[J].包头钢铁学院学报，1999（2）：147-150.

2 欧阳友和.我国硅灰石矿产资源及勘查开发现状和发展建议[J].山东国土资源，2020（12）：26-31.

3 李小莉，王毅民，邓赛文，等.中国X射线荧光光谱分析的地学应用60年[J].光谱学与光谱分析，2023（10）：2989-2998.

4 马鸿文，刘昶江，苏双青，等.中国磷资源与磷化工可持续发展[J].地学前缘，2019（6）：133-141.