中國(guó)南方離子型稀土現(xiàn)狀淺析

曹 毅，關(guān) 鋅

(1.五礦勘查開(kāi)發(fā)有限公司，北京 100010；2.神華集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100011)

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中國(guó)南方離子型稀土現(xiàn)狀淺析

曹 毅1，關(guān) 鋅2

(1.五礦勘查開(kāi)發(fā)有限公司，北京 100010；2.神華集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100011)

離子型稀土礦床是我國(guó)獨(dú)有的中重稀土資源，已列為國(guó)家實(shí)行保護(hù)性開(kāi)采的特定礦種。本文從離子型稀土礦床的成礦特征、產(chǎn)業(yè)政策及資源開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀、開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在的問(wèn)題以及加強(qiáng)南方離子型稀土礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議幾個(gè)方面，總結(jié)了離子型稀土礦床的成礦背景、稀土元素的分餾、遷移和富集規(guī)律、稀土元素的分布規(guī)律以及找礦標(biāo)志，闡述了我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)政策和開(kāi)采工藝及勘查規(guī)范現(xiàn)狀，指出了稀土礦產(chǎn)資源浪費(fèi)、核心技術(shù)缺乏、上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡、生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重等問(wèn)題，提出了進(jìn)一步研究風(fēng)化殼中稀土分布和遷移規(guī)律、延伸和拓展產(chǎn)業(yè)鏈加速上下游對(duì)接、改進(jìn)稀土資源開(kāi)采方式、全面監(jiān)控，長(zhǎng)期監(jiān)管以及合理利用資源強(qiáng)化政策力度的建議。

南方離子型稀土；原地浸礦；開(kāi)采方式；礦證管理

稀土元素是化學(xué)元素周期表中鑭系元素——鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥，以及與其密切相關(guān)的元素——鈧和釔共17種元素，統(tǒng)稱(chēng)為稀土元素。稀土元素有著廣泛而特殊的用途，被成為“工業(yè)維生素”。稀土資源發(fā)揮著重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效應(yīng)，是新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不可或缺的資源。

稀土元素廣泛而不均勻的分布在地殼中，中國(guó)的稀土資源儲(chǔ)量長(zhǎng)久以來(lái)占據(jù)世界第一的位置。近些年，在美國(guó)、澳大利亞、巴西、印度等其他國(guó)家相繼發(fā)現(xiàn)了許多大型稀土礦，我國(guó)稀土的儲(chǔ)量占世界稀土儲(chǔ)量的比例在不斷下降。根據(jù)中國(guó)工業(yè)與信息化部 2012 年公布的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)的稀土礦儲(chǔ)量占全世界儲(chǔ)量的比例已下降到23%，俄羅斯占到 19%，美國(guó)占比為 13%[1]。我國(guó)稀土礦產(chǎn)資源礦床類(lèi)型齊全，成礦條件有利，主要包括輕稀土和重稀土兩種類(lèi)型[2]。輕稀土是以包頭市白云鄂博鐵稀土礦為代表；重稀土以南方離子型稀土礦為代表，主要分布在湖南、江西、福建、廣東和廣西等地。

離子型稀土礦一直是中國(guó)獨(dú)有的礦產(chǎn)資源，它富含鏑、鋱、銪等其他元素難以替代的應(yīng)用在高精尖技術(shù)中的重稀土元素，例如鏑，主要用于制造新型照明光源鏑燈，可作反應(yīng)堆的控制材料，鏑化合物在煉油工業(yè)中可作催化劑；鋱主要用于磁偏斜，激活劑，磁光貯存材料，磁光玻璃等，鋱系磁光材料已達(dá)到大量生產(chǎn)的規(guī)模；銪在激光材料及原子能工業(yè)中有重要的應(yīng)用。

1 離子型稀土礦的礦床特征

1.1 稀土元素的成礦背景、遷移、富集規(guī)律

離子型稀土礦的行程過(guò)程分為內(nèi)生作用階段和外生作用階段。在內(nèi)生作用階段通過(guò)分餾作用，形成了稀土配分多樣、含量不同的成礦母巖；在外生作用階段，稀土元素在母巖風(fēng)化的過(guò)程中進(jìn)行遷移和富集，形成礦體[4]。

含稀土元素的風(fēng)化殼具有明顯的垂向分層特征，這是由于稀土元素的遷移和富集作用主要受大氣降水淋濾作用控制。含礦風(fēng)化殼從上到下可以分為第四紀(jì)表土層(包括腐殖層和殘坡積層)、全風(fēng)化層、半風(fēng)化層和基巖。表土層的pH值一般為3.5～5.5，偏酸性；全風(fēng)化層的pH值一般為5.5～6.0，偏中性。稀土元素在酸性環(huán)境中遷移能力較強(qiáng)，因此表土層中的稀土離子在淋濾作用下向下遷移，黏土礦物在偏中性的環(huán)境中吸附能力較強(qiáng)，因此全風(fēng)化層中的黏土礦物吸附了表土層及本層釋放出來(lái)的稀土離子，稀土元素在本層進(jìn)行了富集，形成有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的礦體。

根據(jù)稀土礦體在風(fēng)化殼中埋藏的深度不同，稀土礦體可以分為深潛式、潛伏式和表露式三種分布形式[5]。離子型稀土主要富集在全風(fēng)化層中，它的稀土含量能達(dá)到母巖的3～5倍，而且重稀土的富集程度一般大于輕稀土，在常見(jiàn)的風(fēng)化殼垂直剖面中，稀土含量分布呈中間富，兩邊貧的弓形模式。

1.2 找礦標(biāo)志

南方離子型礦床的找礦標(biāo)志有學(xué)者總結(jié)為以下幾點(diǎn)[6]：成礦母巖是花崗巖，主要富含石英和長(zhǎng)石；在離子型礦床區(qū)域范圍內(nèi)的水系沉積物中，可見(jiàn)獨(dú)居石、磷釔礦等稀土礦物異常；年降雨量在1500mm左右的地區(qū)，氣候溫暖潮濕，有利于花崗巖中的斜長(zhǎng)石高嶺土化；在丘陵地貌中，在山脊之間相對(duì)平緩的地段，風(fēng)化殼保存良好，是尋找離子型礦床的最佳位置。

2 我國(guó)離子型稀土礦產(chǎn)業(yè)政策及資源開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

2.1 我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)政策

我國(guó)稀土工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了近50年，隨著國(guó)家越來(lái)越重視，稀土行業(yè)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但其中仍然存在著資源開(kāi)采混亂，產(chǎn)業(yè)發(fā)展無(wú)序，壞境破壞嚴(yán)重等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，我國(guó)出臺(tái)了一系列政策，一方面加強(qiáng)對(duì)稀土全產(chǎn)業(yè)鏈的監(jiān)督，另一方面促進(jìn)稀土行業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展[7]。首先是管制生產(chǎn)開(kāi)采，2013年國(guó)土資源部發(fā)布了《稀土采礦權(quán)名單》和《稀土探礦權(quán)名單》，全國(guó)范圍內(nèi)的稀土采礦證由113個(gè)減少為67個(gè)。其次是對(duì)大型企業(yè)的扶植，推行稀土行業(yè)內(nèi)部兼并重組，2014年，國(guó)務(wù)院發(fā)布明確的6大稀土生產(chǎn)企業(yè)分別是：中國(guó)五礦、中國(guó)中鋁、包鋼集團(tuán)、廣東稀土、贛州稀土和廈門(mén)鎢業(yè)。第三是促進(jìn)技術(shù)改革，提升環(huán)保要求，國(guó)家在2012年頒布了《稀土行業(yè)準(zhǔn)入條件》，其中對(duì)從事稀土行業(yè)的企業(yè)在資源能源消耗和環(huán)境保護(hù)等方面提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

線性一直以來(lái)是護(hù)欄外觀追求的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是為護(hù)欄涂粉增光的重要手段，所以線性的好壞很重要。既然重要，就會(huì)在此追求中投入太多，如果前面按要求做了，全線走兩遍就基本可以達(dá)到線性美觀、直順的要求。第一遍對(duì)線形邊走邊調(diào)整高低、左右，緊跟進(jìn)行螺絲的緊固，對(duì)于螺絲不能擰緊的地方進(jìn)行重新鉆眼，保證螺絲全部就位；第二遍就是對(duì)緊螺絲后線形不合適的地方進(jìn)行調(diào)整。然后進(jìn)行防盜螺絲的就位，順帶對(duì)松的螺絲進(jìn)行加固。以往線型調(diào)整多次，仍有部分段落線形不順直，就是不能采取好的施工順序，不注重螺絲的緊固時(shí)間和二次進(jìn)行螺絲緊固。一般都是緊好螺絲進(jìn)行調(diào)整或者螺絲不緊，板的受約束力太小，調(diào)過(guò)的地方，前面調(diào)后面又有變形。

2.2 南方離子型稀土礦的開(kāi)采工藝及勘查規(guī)范現(xiàn)狀

離子型稀土礦的開(kāi)采經(jīng)歷了池浸工藝、堆浸工藝和原地浸礦三個(gè)階段，目前政府大力推行原地浸礦工藝。原地浸礦工藝具有開(kāi)采成本低，資源利用率高，生態(tài)影響小的特點(diǎn)，它是在不破壞地表植被的情況下，通過(guò)淺井進(jìn)行注液，浸礦液從天然埋藏條件下的礦體中有選擇性地交換溶出稀土成分。

隨著南方離子型稀土礦產(chǎn)的勘查、開(kāi)發(fā)實(shí)踐，針對(duì)該類(lèi)型礦產(chǎn)的勘查手段、評(píng)價(jià)指標(biāo)、采礦方法、選礦工藝等逐漸成熟，加之生態(tài)環(huán)保要求的不斷提高，該類(lèi)礦產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均發(fā)生深刻變化，現(xiàn)行《稀土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》已無(wú)法全面指導(dǎo)南方離子型稀土礦產(chǎn)的勘查、評(píng)價(jià)工作。根據(jù)多年南方離子型稀土礦產(chǎn)方面的生產(chǎn)實(shí)踐和認(rèn)識(shí)，王炯輝[8]在評(píng)價(jià)對(duì)象、勘查階段、勘查手段、巖芯樣品保存、資源儲(chǔ)量計(jì)算、底板類(lèi)型和性質(zhì)、原地浸礦工藝的適用條件等方面，對(duì)現(xiàn)行《稀土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》提出了一些修訂建議。

3 南方離子型稀土礦開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在的問(wèn)題

3.1 核心技術(shù)缺乏

中國(guó)的稀土產(chǎn)量和消費(fèi)量都是世界第一，但是我國(guó)在技術(shù)層面過(guò)分注重于稀土的冶煉和分離，對(duì)于下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的研究不夠深入，稀土新材料的研發(fā)與應(yīng)用方面我們于發(fā)達(dá)國(guó)家的差距仍然較大，缺乏定價(jià)話語(yǔ)權(quán)，稀土的價(jià)格越來(lái)越受到主要進(jìn)口國(guó)的壓制[9]。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求以低端稀土材料為主，而海外市場(chǎng)則偏向中高端稀土材料。目前我國(guó)在應(yīng)用方面的研究還處在模仿的階段，創(chuàng)新發(fā)明較少，由于技術(shù)原因，研發(fā)的成果轉(zhuǎn)化也不盡如人意。資源是基礎(chǔ)，技術(shù)是關(guān)鍵，核心技術(shù)的缺乏已經(jīng)成為我國(guó)離子型稀土礦開(kāi)發(fā)的主要阻礙。

3.2 不均衡的上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展

目前，我國(guó)的稀土產(chǎn)業(yè)鏈主要由開(kāi)采、洗選冶煉，材料的生產(chǎn)以及材料的應(yīng)用組成。我國(guó)稀土的終端應(yīng)用市場(chǎng)與原料生產(chǎn)市場(chǎng)聯(lián)系不夠緊密，上下游產(chǎn)業(yè)彼此之間的需求也不夠了解，上游企業(yè)很難為應(yīng)用市場(chǎng)提供足夠的支持，而下游的應(yīng)用企業(yè)也對(duì)稀土原材料缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，難以主動(dòng)開(kāi)發(fā)出新的應(yīng)用。這些上下游之間發(fā)展不協(xié)調(diào)，不均衡的問(wèn)題使得稀土的應(yīng)用范圍及數(shù)量大為減少。除此以外，這些問(wèn)題還導(dǎo)致稀土的利潤(rùn)環(huán)節(jié)被國(guó)外掌控，我們國(guó)內(nèi)企業(yè)只能進(jìn)行一些初級(jí)階段的加工和開(kāi)發(fā)。近些年受稀土價(jià)格的影響，下游企業(yè)客戶減少，加上對(duì)稀土資源有限的需求，導(dǎo)致稀土的消費(fèi)與生產(chǎn)都受到了一定程度的抑制，同時(shí)也在一定程度上造成了稀土的產(chǎn)能過(guò)剩。

3.3 引發(fā)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

目前，世界公認(rèn)的最環(huán)保的稀土開(kāi)采模式被稱(chēng)為原地浸礦工藝，這種開(kāi)采方式減輕了對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響。當(dāng)然，礦產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用都會(huì)在一定程度上對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，原地浸礦工藝雖然已經(jīng)十分環(huán)保，但大規(guī)模的開(kāi)采，還是會(huì)引起一些地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題[10]。首先，礦區(qū)的開(kāi)采可能發(fā)生山體滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。當(dāng)稀土礦體賦存于滲透性較好的風(fēng)化殼中時(shí)，直接注入浸取液會(huì)使山坡發(fā)生裂縫，當(dāng)遭遇大規(guī)模的降雨時(shí)，就可能引起山體滑坡，甚至誘發(fā)泥石流災(zāi)害。其次，礦區(qū)山體的地表植被易受注入液的侵害腐蝕。第三，殘留的注劑等化學(xué)成分會(huì)通過(guò)淋濾作用和滲透作用污染礦區(qū)及周邊環(huán)境的土壤、地表水和地下水，特別是發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，礦體內(nèi)殘留的硫酸銨外流會(huì)加重對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)和居民生存的危害。

4 建議

4.1 加強(qiáng)對(duì)離子相稀土分布規(guī)律的研究，加強(qiáng)稀土應(yīng)用材料的研究

在稀土元素中，只有離子相稀土是能夠開(kāi)采回收并具有經(jīng)濟(jì)意義的，目前的稀土研究注重的是全相稀土元素的分布富集規(guī)律，因此在今后的研究過(guò)程中，希望有關(guān)專(zhuān)家能夠更重視離子相稀土，把更多的精力放在對(duì)離子相稀土元素的分布、富集以及遷移規(guī)律的研究中。此外，中國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向是開(kāi)發(fā)出具有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用技術(shù)，通過(guò)對(duì)稀土元素的深入研究和認(rèn)識(shí)，希望早日能實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)的創(chuàng)新。

4.2 發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈，加強(qiáng)上下游聯(lián)系

我國(guó)離子型稀土下游產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，抗風(fēng)險(xiǎn)能力較差[11]。我國(guó)要以市場(chǎng)需求為主導(dǎo)從而帶動(dòng)下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不斷突破創(chuàng)新，逐步占領(lǐng)稀土開(kāi)發(fā)應(yīng)用的領(lǐng)域，同事注重完善和優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)品的附加價(jià)值和科技含量，使稀土產(chǎn)業(yè)鏈向高精尖發(fā)展。把稀土產(chǎn)業(yè)鏈做寬做長(zhǎng)。其次，加強(qiáng)上下游聯(lián)系，加強(qiáng)企業(yè)間的聯(lián)系互動(dòng)，使上游企業(yè)能夠獲得更為豐厚的利潤(rùn)，下游企業(yè)則能夠獲得更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的原材料價(jià)格。

4.3 不斷優(yōu)化稀土資源開(kāi)采方式，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)力度

進(jìn)一步改進(jìn)開(kāi)采方式，是既實(shí)現(xiàn)充分利用資源，又是保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的重要保障。原地浸礦工藝還處在不在的發(fā)展和完善的過(guò)程當(dāng)中，研究單位一直在不斷深入剖析浸礦工藝中的各項(xiàng)參數(shù)，包括注液孔的網(wǎng)度、浸出液的濃度、導(dǎo)流坑道的坡角，礦體底板的滲透性等，力爭(zhēng)建立一套符合環(huán)保要求的指標(biāo)系統(tǒng)。這些技術(shù)參數(shù)的推廣具有普遍指導(dǎo)參考意義，但具體到各個(gè)礦區(qū)，還需要從實(shí)際出發(fā)，通過(guò)試點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)合地質(zhì)條件，資源情況決定其具體參數(shù)。

此外，長(zhǎng)期的監(jiān)督管理機(jī)制是確保離子型稀土礦可持續(xù)發(fā)展的重要保障。在離子型稀土礦的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)配有專(zhuān)業(yè)的水文監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)水質(zhì)和水位等信息進(jìn)行預(yù)警監(jiān)測(cè)。

4.4 合理利用資源，強(qiáng)化政策力度

要實(shí)現(xiàn)資源的合理利用，一方面我們要采用高效的浮選劑，提高稀土礦的回收率，另一方面要加強(qiáng)稀土元素的循環(huán)綜合利用，積極推行綠色低污染的浸礦及選冶工藝。同時(shí)希望有關(guān)部門(mén)能夠出臺(tái)針對(duì)離子型稀土特點(diǎn)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理辦法，加強(qiáng)各類(lèi)政策的協(xié)調(diào)性，提高政策的執(zhí)行力度。建議在稀土應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)立重點(diǎn)項(xiàng)目，提供研發(fā)基金支持，鼓勵(lì)各項(xiàng)稀土應(yīng)用專(zhuān)利的申請(qǐng)，并在財(cái)政、稅收、進(jìn)出口等方面給與政策的傾斜，促使我國(guó)的稀土行業(yè)由資源優(yōu)勢(shì)盡快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

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Analysis of situation of the southern ionic type rare-earth ore in China

CAO Yi1，GUAN Xin2

(1.Minmetals Exploration and Development Co.，Ltd.，Beijing 100010，China； 2.Shenhua Group Corporation Limited，Beijing 100011，China)

Ionic rare earth deposits are heavy rare earth resources，which is unique to China.It has been listed as a national protective mining of certain minerals.This article is to be introduced from the following aspects：mineralization characteristics of ionic rare earth deposits，industrial policy and resources development，problems in the development process and proposed to strengthen the South ionic rare earth mining industry development.It summarizes the background mineralization ionic rare earth deposits，fractionation and migration of rare earth element and enrichment regularity，distribution law rare earth elements and prospecting indicators.It expounded China’s rare earth industry policy and mining technology and exploration standard situation.It noted that the rare earth mineral waste of resources，lack of core technology，upstream and downstream industry development is not balanced，serious ecological damage to the environment and other issues.It concludes with recommendations included：further study the distribution and migration of rare earth ions，expand the industrial chain to accelerate the upstream and downstream docking，improved exploitation of rare earth resources，comprehensive monitoring，long-term supervision and rational use of resources and strengthen policy efforts.

the southern ionic type rare-earth ore；in-situ leaching process；mining method；mining administration management

2016-02-11

曹毅(1986-)，博士，畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院，現(xiàn)就職于五礦勘查開(kāi)發(fā)有限公司，主要從事礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)工作。

F407.1

A

1004-4051(2016)11-060-03