孫健
(甘肅省會寧縣第一中學(xué),甘肅 白銀 730799)
凹凸棒是一種價(jià)值高、用途廣的黏土礦產(chǎn)資源,在全世界的儲量十分有限。1862 年被俄國學(xué)者發(fā)現(xiàn),后來幾乎在全球各地都發(fā)現(xiàn)了凹凸棒,由于儲量少或品位低大多數(shù)都沒有開采價(jià)值,儲量能達(dá)到礦產(chǎn)開采條件的分布于少數(shù)幾個(gè)國家,如中國、美國、西班牙、俄羅斯、英國、法國、澳大利亞、塞內(nèi)加爾等國,形成時(shí)間為白堊紀(jì)和第三紀(jì)期間。中國的凹凸棒主要分布在安徽江蘇交界的明光、來安、盱眙、六合等縣區(qū),內(nèi)蒙古杭錦旗、河南南陽、湖北隨州,及甘肅省臨澤縣和會寧縣地區(qū),大多形成于第三系火山巖和白堊系陸相地層,目前探明儲量7 億t,約占全球儲量的79%[1]。
凹凸棒因其特殊的物理屬性(吸附特性、流變學(xué)特性、可塑性、離子交換能力)和化學(xué)屬性而被廣泛應(yīng)用于建材、化工、環(huán)保、飼料、生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域??勺魈畛鋭?、流平劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、飼料添加劑、復(fù)合肥粘結(jié)劑、染料懸浮劑、海洋鉆井泥漿等。
自20 世紀(jì)70 年代起,世界各國開始了對其的應(yīng)用研究,美國凹凸棒產(chǎn)品主要是石油吸附劑和動物圈墊料。西班牙將其主要用于動物飼料和鉆井泥漿。非洲最大的凹凸棒生產(chǎn)國為塞內(nèi)加爾,與法國合作生產(chǎn)的吸附劑在歐洲市場占有很高的比例。
中國在20 世紀(jì)80 年代初發(fā)現(xiàn)凹凸棒資源,發(fā)現(xiàn)時(shí)間晚,應(yīng)用研究起步遲,近些年隨著國內(nèi)凹凸棒資源探明儲量增加,應(yīng)用研究領(lǐng)域也取得了很大突破,中國已走在了世界的前列。如安徽省明光市在凹凸棒應(yīng)用領(lǐng)域方面取得了重大突破,如新能源電池、航空航天發(fā)動機(jī)熱障涂層、復(fù)合材料、化妝品、環(huán)保材料、止血材料等,開發(fā)出了幾十項(xiàng)凹凸棒產(chǎn)品。甘肅省多所大學(xué)和科研院所對凹凸棒在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究也取得了重大進(jìn)展,開發(fā)的產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)中具有保持土壤水分、減緩肥料養(yǎng)分釋放、改良土壤、增加作物產(chǎn)量提高質(zhì)量等作用[2]。
隨著科技的進(jìn)步,研究的水平也不斷提高,其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍還會繼續(xù)快速擴(kuò)展,尤其是新材料領(lǐng)域凹凸棒產(chǎn)業(yè)將有廣闊的發(fā)展空間,如航空航天領(lǐng)域、新能源領(lǐng)域、綠色涂料領(lǐng)域、環(huán)保領(lǐng)域、生物醫(yī)藥領(lǐng)域、新型建材領(lǐng)域、化妝品領(lǐng)域等。
土高山鄉(xiāng)是會寧縣凹凸棒的主要分布區(qū)。目前探明的礦點(diǎn)有野狐泉、關(guān)家河、大溝岔、上溝、老莊、吳塔寺等村社,凹凸棒覆蓋面積為40 km2以上。資源分布范圍廣、面積大,利于大規(guī)模開發(fā)。
從2001 年開始,會寧縣委托相關(guān)勘探單位進(jìn)行了調(diào)查、論證,調(diào)查后發(fā)現(xiàn):探測發(fā)現(xiàn)的凹凸棒資源的儲存量應(yīng)該在6 000 萬t 以上,估計(jì)儲量應(yīng)在1 億t 以上。上溝礦段礦層的厚度為8.65~19 m,平均含凹凸棒石44%,資源儲量為213 180 t。老莊礦段礦層厚度約為30.87 m,平均含凹凸棒石34.9%,資源儲量為543 312 t。野狐泉礦段礦層厚度約為10.9 m,平均含凹凸棒石26.9%,資源儲量為95 480 t。吳塔寺礦點(diǎn)礦層累計(jì)厚度為2 m,平均含凹凸棒石33%~54%。其余2 個(gè)礦點(diǎn)由于交通閉塞、埋藏深度大等原因,還沒有進(jìn)行大規(guī)??碧剑唧w情況不明確。
礦床覆蓋層比較單一,覆蓋層厚度也較小,其中上溝礦段礦層埋藏深度平均為16.15 m。老莊段為30.87 m,野狐泉段為10.85 m。所以上層土層剝離量小,工程量小,利于露天開采。
該區(qū)域地層下層主要是變質(zhì)巖和花崗巖結(jié)構(gòu),上層以第四系黃土層為主,兼有第三系紅土層。礦區(qū)地勢高,降水少,地下水位深,地殼穩(wěn)定,地質(zhì)條件良好,具備礦山開采條件。
隨著近年鄉(xiāng)村道路的建設(shè)拓展,交通有了較大發(fā)展。境內(nèi)有408 鄉(xiāng)道,207 省道、郭饞公路等,離靖遠(yuǎn)縣城較近,可充分利用靖遠(yuǎn)縣鐵路優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)資源的運(yùn)輸。
凹凸棒在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用都十分廣泛,如傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面的化工、建材、農(nóng)業(yè)等,高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)方面的生物、航空、航天、新能源、新材料和海洋資源開發(fā)等。凹凸棒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起步晚,未知領(lǐng)域廣闊。隨著社會經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)展,所以市場需求大,前景廣闊。
為了快速推進(jìn)會寧凹凸棒資源的開發(fā),白銀市還專門設(shè)立了段雪院士工作站。段雪院士團(tuán)隊(duì)和北京三聚綠能科技有限公司在會寧縣凹凸棒土壤修復(fù)技術(shù)、磁分離轉(zhuǎn)白提純技術(shù)、廢水治理等,高附加值利用研究方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,2019 年他們團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目“凹凸棒石的功能化及其在綠色農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用”,獲得了甘肅省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。中科院蘭州化學(xué)物理研究所王愛勤等研究的用濕法提純凹凸棒技術(shù),解決了中國凹凸棒資源伴生礦多、品位低,利用傳統(tǒng)方法提純難度大、成本高、資源利用率低的問題。
據(jù)第七次人口普查顯示,會寧縣常住人口40 萬左右,勞動力人口約24 萬人,占總?cè)丝跀?shù)的60%;義務(wù)教育及以上文化水平人口為19.5 萬人,占總?cè)丝跀?shù)的48.7%;18 歲以上人口的受教育年限平均接近9 年。
凹凸棒資源屬非可再生資源,開發(fā)一點(diǎn)少一點(diǎn),而且全球范圍的儲量又十分稀缺,屬于戰(zhàn)略性資源,所以要對其進(jìn)行保護(hù)性開發(fā)利用。中國已探明的凹凸棒儲量約占全球已探明儲量的79%,資源優(yōu)勢明顯。因此從國家資源安全層面看,保護(hù)和利用好會寧縣凹凸棒資源意義重大。
會寧縣凹凸棒開發(fā)招商引資計(jì)劃資金為60 600 萬元,固定資金48 200 萬元,流動資金12 400 萬元。具體各項(xiàng)資金額度估算如表1 所示。
表1 項(xiàng)目資金估算
按照每年開采量10 萬t 對建成前兩年的產(chǎn)值進(jìn)行估算,結(jié)果如表2 所示[3]。開發(fā)凹凸棒可提高當(dāng)?shù)卣亩愂帐杖?,改善全縣經(jīng)濟(jì)布局,促進(jìn)會寧縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展,有利于推動地區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程。
表2 產(chǎn)品規(guī)劃及投資經(jīng)營收入概算
會寧縣屬于人口大縣和勞務(wù)輸出大縣,人口平均受教育程度不高,勞動力資源過剩,就業(yè)壓力大,凹凸棒資源開發(fā)、深加工能夠給當(dāng)?shù)厝嗣裉峁└嗟木蜆I(yè)崗位,緩解就業(yè)壓力,有利于全縣居民收入和生活水平的提高,增加地方政府財(cái)政收入,有利于教育和社會保障投入水平的提高等。
礦區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)包括道路、供水、供電等方面,隨著開采規(guī)模擴(kuò)大和經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng),目前的基礎(chǔ)設(shè)施肯定滿足不了發(fā)展需求,需進(jìn)一步建設(shè)完善,這就客觀上帶動了當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施的發(fā)展,有利于整個(gè)地區(qū)的全面發(fā)展。
會寧位于黃土高原邊緣地區(qū),地形起伏大,土質(zhì)疏松,植被稀疏。年降水量少,秋季降水稍多,年際變化大,屬溫帶大陸性氣候。生態(tài)環(huán)境問題突出,主要表現(xiàn)為水土流失、沙塵暴等,環(huán)境承載力較低。露天采礦、表土剝離、尾礦處理等,會引發(fā)礦區(qū)塌陷、植被破壞、水土流失、土壤污染、水資源短缺及污染、噪聲污染和礦山地質(zhì)災(zāi)害等。環(huán)境意識低,技術(shù)水平有限,片面追求經(jīng)濟(jì)增長,使得資源開發(fā)強(qiáng)度過大或任何不當(dāng)行為都會破壞當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境,引發(fā)難以預(yù)計(jì)后果,從而影響當(dāng)?shù)啬酥林苓叺貐^(qū)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。
注重環(huán)境保護(hù),把保護(hù)生態(tài)環(huán)境和凹凸棒資源開發(fā)相結(jié)合。通過區(qū)域環(huán)境容量或環(huán)境承載力評價(jià),控制合理的開發(fā)強(qiáng)度,還要注重礦山開采后的生態(tài)修復(fù),在開采后的礦區(qū)及時(shí)進(jìn)行表土還原、復(fù)墾、種草種樹等。大力發(fā)展礦區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式,即實(shí)施勘查、開采、選礦、冶煉、加工、消費(fèi)、回收、排放流程,在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中充分利用污染物,變廢為寶,實(shí)現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三效統(tǒng)一。
建立健全相關(guān)法律法規(guī),加大對開發(fā)企業(yè)的監(jiān)管力度,落實(shí)政府責(zé)任建立協(xié)同機(jī)制和企業(yè)的保護(hù)義務(wù)。要依法查處、整改造成生態(tài)破壞環(huán)境污染的開發(fā)單位,該停產(chǎn)的停產(chǎn),該關(guān)閉的關(guān)閉。明確管理部門職責(zé),避免職責(zé)交叉責(zé)任不明導(dǎo)致的相互推責(zé),杜絕人為因素干預(yù)生態(tài)執(zhí)法??山⒀a(bǔ)償機(jī)制,對被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償,保證后續(xù)治理正常進(jìn)行[4]。
招標(biāo)過程中政府應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),通過市場準(zhǔn)入制度提高凹凸棒資源開發(fā)的生態(tài)準(zhǔn)入門檻,對不符合生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)絕不容許其取得開發(fā)資格,杜絕利益招標(biāo)和人情招標(biāo)。對取得開采資格的企業(yè)繳納相應(yīng)的環(huán)境恢復(fù)保證金,實(shí)行經(jīng)濟(jì)約束,保證其按要求施工。加強(qiáng)宣傳,提高社會廣泛參與度,鼓勵(lì)研究機(jī)構(gòu)、民間團(tuán)體和當(dāng)?shù)鼐用駨V泛參與,實(shí)施民主管理,提高管理透明度。建立有效的申訴機(jī)制,加強(qiáng)凹凸棒資源開發(fā)過程中的監(jiān)督能力。
推行資源開發(fā)第三方獨(dú)立監(jiān)管,在生態(tài)保護(hù)中要明確地方和企業(yè)相關(guān)責(zé)任,落實(shí)責(zé)任方和監(jiān)管方,加強(qiáng)監(jiān)管技術(shù)創(chuàng)新,確保監(jiān)管的公平性。
凹凸棒資源的用途多,發(fā)展前景廣闊。會寧縣凹凸棒資源儲量豐富,開發(fā)會寧凹凸棒資源有利于帶動會寧縣社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,加快實(shí)現(xiàn)全縣共同富裕,但凹凸棒資源的開發(fā)必須與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境相適應(yīng),避免過度開發(fā)和不合理開發(fā)導(dǎo)致原本脆弱的生態(tài)環(huán)境遭受破壞。