國(guó)土部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成果之礦產(chǎn)資源篇

本刊實(shí)習(xí)記者 段雯娟

國(guó)土部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成果之礦產(chǎn)資源篇

本刊實(shí)習(xí)記者 段雯娟

攀枝花有著豐富的礦產(chǎn)資源

國(guó)土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是國(guó)土資源科技創(chuàng)新基地的重要組織形式，是實(shí)施“科技興地”戰(zhàn)略、提升科技創(chuàng)新能力的重要舉措，也是國(guó)家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分。

國(guó)土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，圍繞國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展對(duì)國(guó)土資源工作的重大需求，解決土地、礦產(chǎn)、地質(zhì)等領(lǐng)域的重大關(guān)鍵科技問(wèn)題，發(fā)展和建立新的理論和技術(shù)方法體系，為國(guó)土資源規(guī)劃、管理、保護(hù)和合理利用提供科學(xué)依據(jù)。那么近幾年國(guó)土部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室取得哪些突出成就？為此《地球》記者采訪了國(guó)土資源部科技與合作司副處長(zhǎng)何凱濤。

釩鈦磁鐵礦綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

國(guó)土資源部釩鈦磁鐵礦綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，緊緊圍繞循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)約型社會(huì)這個(gè)中心，以我國(guó)典型釩鈦磁鐵礦資源為依托，以國(guó)家戰(zhàn)略需求為引領(lǐng)，針對(duì)釩鈦磁鐵礦資源綜合利用技術(shù)研究的重大關(guān)鍵性理論和技術(shù)問(wèn)題，重點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)用基礎(chǔ)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和工程化方面的研究。

釩鈦磁鐵礦工藝礦物學(xué)研究取得豐碩成果。實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期致力于對(duì)礦石的工藝礦物學(xué)定量研究，出版了《攀枝花釩鈦磁鐵礦工藝礦物學(xué)》專著。為攀枝花釩鈦磁鐵礦的開(kāi)發(fā)利用提供了技術(shù)支撐。

近年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室提出了“選礦廠流程考察及工藝礦物學(xué)研究”這一創(chuàng)新型研究領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室對(duì)攀枝花、白馬、重鋼太和、龍蟒紅格四個(gè)選廠進(jìn)行流程考察后，選廠回收率和產(chǎn)量大幅度提高，取得了較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益。其中攀枝花選鈦廠工藝流程考察后，鈦回收率從17.88%提高到35%。

釩鈦磁鐵礦選礦技術(shù)研究取得豐碩成果。從上世紀(jì)60年代開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)室一直堅(jiān)持“預(yù)選拋尾—階磨階選選鐵—強(qiáng)磁浮選選鈦”工藝技術(shù)路線開(kāi)展研究，幾十年來(lái)，不斷開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，取得了一系列重要成果，已成為攀西地區(qū)釩鈦磁鐵礦選礦生產(chǎn)主打工藝。

近年來(lái)實(shí)驗(yàn)室又開(kāi)發(fā)了多梯度復(fù)合磁選預(yù)選拋尾技術(shù)，既保證了鐵礦物和鈦礦物的充分回收，又拋棄了產(chǎn)率高達(dá)30%～45%的尾礦，大大減少了后續(xù)作業(yè)處理量，降低了生產(chǎn)成本，從而使表外礦實(shí)現(xiàn)合理高效的開(kāi)發(fā)利用，提高了資源保障水平。

針對(duì)選鐵尾礦中鈦鐵礦回收，實(shí)驗(yàn)室加強(qiáng)了對(duì)高效浮選新藥劑、微細(xì)級(jí)鈦鐵礦選礦技術(shù)的創(chuàng)新，在龍蟒集團(tuán)紅格選廠的實(shí)踐證明，鈦的總回收率從12%左右提高到24%以上，實(shí)現(xiàn)了歷史性突破，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)領(lǐng)先于同類礦山企業(yè)。

釩鈦磁鐵礦冶煉新技術(shù)研究成果豐碩。實(shí)驗(yàn)室早在上世紀(jì)80年代完成的釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)氧化球團(tuán)的技術(shù)現(xiàn)在已在攀西地區(qū)得到廣泛應(yīng)用；還有在全國(guó)率先提出的轉(zhuǎn)爐提釩鉻—萃取分離的提鉻工藝研究成果，是支撐攀西鉻資源開(kāi)發(fā)利用決策的唯一基礎(chǔ)依據(jù)。

近年開(kāi)發(fā)了高鈦渣生產(chǎn)新技術(shù)，可用于氯化法鈦白生產(chǎn)的、符合YS/T298-2007高鈦渣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的二級(jí)高鈦渣產(chǎn)品，為攀西高雜質(zhì)鈦精礦制取氯化法鈦白用高鈦渣產(chǎn)品提供了新的技術(shù)途徑。

金礦成礦過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

國(guó)土資源部金礦成礦過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，依托專業(yè)地學(xué)科研單位山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院組建。實(shí)驗(yàn)室以瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿，緊緊圍繞金礦深部找礦及資源利用中的關(guān)鍵問(wèn)題，開(kāi)展金礦成礦作用和資源利用方面的理論及技術(shù)創(chuàng)新研究，服務(wù)于深部找礦及資源綜合利用。

立足解決金礦成礦作用與成礦規(guī)律研究的重大問(wèn)題，完善成礦理論，完善覆蓋區(qū)和深部找礦的勘查技術(shù)方法，提高低品位、難利用金礦的回收及尾礦綜合利用等，開(kāi)展金礦成礦過(guò)程、金礦深部勘查技術(shù)、金礦資源的綜合利用等理論與方法研究。

山東礦床成礦規(guī)律及找礦遠(yuǎn)景研究。該項(xiàng)目為山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院及金礦成礦過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成的山東省重大地質(zhì)科研項(xiàng)目。該項(xiàng)目在以往地質(zhì)成果資料基礎(chǔ)上，對(duì)全省的石油、煤、金、鐵、銅、金剛石等80個(gè)礦種的礦床成礦規(guī)律和資源遠(yuǎn)景進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，全面研究了每個(gè)礦種的成礦地質(zhì)背景、典型礦床式和成礦模式等，以新的成礦理論為指導(dǎo)，研究了礦床成因和成礦規(guī)律。

該成果經(jīng)山東省科學(xué)技術(shù)廳組織的有5位院士參加的成果鑒定，總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在膠東金礦研究方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，榮獲山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

蒼山龍寶山—曬錢埠地區(qū)1∶5萬(wàn)金礦成礦預(yù)測(cè)。該項(xiàng)目在全面收集研究地質(zhì)礦產(chǎn)、地球物理、地球化學(xué)、重砂、遙感等資料，對(duì)物化探資料進(jìn)行了系統(tǒng)的處理和解釋的基礎(chǔ)上，對(duì)地質(zhì)背景、控礦條件和典型金礦床進(jìn)行了綜合分析研究，總結(jié)了成礦規(guī)律，建立了成礦模式及找礦模型。

以地質(zhì)、物化探、遙感和金礦化特征等綜合信息為依據(jù)，進(jìn)行了金礦定位預(yù)測(cè)，圈定了金礦找礦靶區(qū)。應(yīng)用特征分析，數(shù)量化理論Ⅲ、Ⅳ，對(duì)應(yīng)分析和聚類分析等多種方法進(jìn)行了金礦找礦靶區(qū)的的優(yōu)選，為金礦找礦工作部署提供了科學(xué)依據(jù)。該成果獲山東省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

山東省膠萊盆地東北緣深穿透地球化學(xué)金礦探測(cè)試驗(yàn)研究。該項(xiàng)目以山東省著名的隱伏金礦大尹格金礦、新城金礦和膠萊盆地東北緣宋家溝金礦等金礦為研究對(duì)象，研究了金浸出態(tài)分量測(cè)量關(guān)鍵性技術(shù)，進(jìn)行了重復(fù)性測(cè)量及異常重現(xiàn)性試驗(yàn)，采樣技術(shù)參數(shù)試驗(yàn)等。經(jīng)驗(yàn)證評(píng)價(jià)，深穿透地球化學(xué)金礦探測(cè)技術(shù)方法先進(jìn)，找礦效果明顯。成果獲山東省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

山東省金礦尾礦資源化研究。該項(xiàng)目通過(guò)對(duì)山東省金礦尾礦的全面調(diào)查，深入研究了山東主要金礦尾礦的物化性能特征以及尾礦庫(kù)對(duì)周圍生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的影響，為全省金礦尾礦資源化研究提供了科學(xué)依據(jù)。通過(guò)對(duì)全省金礦尾礦深入的試驗(yàn)研究，最終使金礦尾礦獲得了整體利用，在橡膠、塑料、建材領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)品性能指標(biāo)分別達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

該項(xiàng)研究成果已在焦家金礦建成尾砂加氣混凝土砌塊生產(chǎn)線，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。該成果符合國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策，在金礦尾礦綜合利用研究領(lǐng)域取得了重要突破和多項(xiàng)創(chuàng)新，技術(shù)水平居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，某些方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該成果榮獲國(guó)土資源部國(guó)土資源科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和山東省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

國(guó)土資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以建設(shè)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為目標(biāo)，以產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合為鮮明特色，以服務(wù)西部煤炭資源開(kāi)發(fā)利用為重點(diǎn)，立足西部、面向全國(guó)，圍繞煤炭資源勘查與綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)開(kāi)展煤炭資源勘查技術(shù)、工藝、煤質(zhì)分析新方法、新技術(shù)、煤炭資源高效轉(zhuǎn)化、加工利用技術(shù)與方法、煤系伴生礦產(chǎn)綜合評(píng)價(jià)及高效利用等方面的研究與開(kāi)發(fā)工作，使其建設(shè)成為在全國(guó)有較大影響的煤炭資源勘查與綜合利用研究創(chuàng)新平臺(tái)。

實(shí)驗(yàn)室在過(guò)去幾年取得非常多的成果，成果之一就是煤田綜合勘探技術(shù)及陜北榆神礦區(qū)詳查與勘探。該成果在保證地質(zhì)效果的前提下，減少了鉆探工程量。利用大量的地震勘探數(shù)據(jù)及鉆探驗(yàn)證數(shù)據(jù)，繪制了多種分析性圖件，實(shí)用性強(qiáng)，對(duì)礦區(qū)規(guī)劃和開(kāi)發(fā)有重要的指導(dǎo)作用。

地質(zhì)研究程度高，對(duì)各煤層的煤質(zhì)進(jìn)行了專題研究，提出了最佳的利用方向，報(bào)告繪制部分創(chuàng)新性圖件。創(chuàng)新性地改進(jìn)了地震勘探鉆孔的施工技術(shù)，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低了勘探成本。

由于使用了以上新技術(shù)新方法，勘探成本大幅度降低，使地質(zhì)工作費(fèi)用也大幅度減少。該成果整體上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平，其中沙漠地區(qū)煤田勘探技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。該成果獲得陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

成果二就是陜西煤層氣資源賦存規(guī)律研究與查證。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和應(yīng)用轉(zhuǎn)化效果：通過(guò)對(duì)陜西省以往煤炭資源勘查、煤層氣資源評(píng)價(jià)與研究及勘探開(kāi)發(fā)利用資料、礦井瓦斯利用現(xiàn)狀資料的收集，對(duì)陜西省煤層埋深與甲烷含量、煤類、煤厚、煤層生氣性及煤層氣賦存規(guī)律與可抽性進(jìn)行了深入分析和研究，提出了陜西省煤層氣開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略規(guī)劃。

成果針對(duì)陜西省實(shí)現(xiàn)煤層氣規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化中存在問(wèn)題，提出了要加強(qiáng)對(duì)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)；加大煤層氣科技投入；組建陜西省煤層氣開(kāi)發(fā)公司；制定陜西省煤層氣勘探開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃和優(yōu)惠政策；建立陜西省煤層氣勘探開(kāi)發(fā)利用發(fā)展基金等對(duì)策建議。該成果獲得2010年陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

通過(guò)測(cè)定溶煤速率，在光一生輻合轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究基礎(chǔ)上，探討了生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物在精細(xì)化學(xué)品和光一生物降解材料制備中的應(yīng)用，在煤生物降解材料利用方面取得了顯著成效。研究成果獲得陜西省教育廳科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)。

國(guó)土資源部天然氣水合物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的支持下，青島海洋地質(zhì)研究所于2001年著手籌建天然氣水合物實(shí)驗(yàn)室，國(guó)土資源部天然氣水合物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿、開(kāi)展天然氣水合物理論與技術(shù)創(chuàng)新研究，服務(wù)于國(guó)家能源建設(shè)的重大需求，解決天然氣水合物勘探開(kāi)發(fā)相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題為研究特色。

沉積物中水合物的探測(cè)技術(shù)。瞄準(zhǔn)沉積物-水-甲烷氣-水合物體系中水合物的形成和分解這一世界性的難題，堅(jiān)持不懈地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，先后開(kāi)展了光學(xué)、聲學(xué)和電學(xué)等實(shí)驗(yàn)探測(cè)技術(shù)方法的研究，取得了許多國(guó)內(nèi)首次研究成果。

研制了一套水合物地球物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，國(guó)內(nèi)首次報(bào)道了超聲探測(cè)技術(shù)在水合物實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。針對(duì)海洋天然氣水合物賦存的松散沉積物，將彎曲元技術(shù)成功引進(jìn)到水合物聲學(xué)探測(cè)中，有效探測(cè)了海洋松散沉積物中水合物生成和分解過(guò)程的縱、橫波波形及其聲學(xué)參數(shù)變化情況。

天然氣水合物的拉曼光譜研究。研制了一套適合激光拉曼光譜原位監(jiān)測(cè)的低溫高壓反應(yīng)釜，觀測(cè)了甲烷水合物生成/分解微觀過(guò)程，研究了不同粒徑沉積物中水合物的分解行為。使用激光拉曼光譜測(cè)試了南海天然氣水合物和祁連山凍土帶天然氣水合物樣品的結(jié)構(gòu)，從微觀角度提供了水合物存在的證據(jù)，為國(guó)土資源部新聞發(fā)布會(huì)提供了必要的科學(xué)依據(jù)。

國(guó)內(nèi)首次報(bào)道了沉積物中水合物的相圖。利用溫壓法測(cè)定了天然砂中甲烷水合物的穩(wěn)定條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在細(xì)砂級(jí)以上較粗沉積物中水合物的相平衡條件與純水-甲烷體系中水合物的相平衡條件基本一致。我們的理論計(jì)算表明只有當(dāng)沉積物的孔隙半徑為58.68nm時(shí)，才會(huì)對(duì)水合物的相平衡條件產(chǎn)生影響。

因此，在粗砂～極細(xì)砂沉積物中，沉積物孔隙水的表面張力對(duì)水-甲烷相平衡條件的影響是微乎其微的，水合物的相平衡條件可以直接使用水-甲烷體系的相平衡曲線。這一觀點(diǎn)現(xiàn)已被廣大地質(zhì)人員所接受。

國(guó)土資源部科學(xué)技術(shù)大會(huì)召開(kāi)以來(lái)，決定優(yōu)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室布局，在土地利用、礦產(chǎn)資源勘查、地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害防治、對(duì)地觀測(cè)、深部探測(cè)、資源管理研究等領(lǐng)域新建一批部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。按照《國(guó)土資源部中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》部署，進(jìn)一步加大重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度，規(guī)劃到2020年建成20個(gè)左右的部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，部分實(shí)驗(yàn)室爭(zhēng)取進(jìn)入國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室行列。