山西省鋁土礦資源的可持續開發戰略

葉張煌，張 琪，，張照志，，閆 強，，王安建，

(1.江西科技師范大學，江西 南昌 330038；2.中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；3.全球礦產資源戰略研究中心，北京 100037)

鋁土礦既是鋁工業原料，又是耐火、化工和特種水泥的原料，在我國現有124個產業中，有114個部門使用，屬于必不可少的基礎原材料。鋁產品在全世界的消耗量僅次于鋼鐵，對國民經濟和社會發展起到非常重要的作用。2011年，我國氧化鋁、電解鋁、鋁材和再生鋁的產量分別為3407.76萬t、1806.17萬t、2345.58萬t、440萬t，為世界第一大鋁生產大國。山西是我國的鋁土礦資源大省，探明保有資源儲量10.27億t，約占全國40%以上，居全國第一。據2012年山西省礦產開發利用年報，全省的鋁土礦開采能力632.6萬t，鋁土礦產品銷售收入80327.95萬元，列山西省內所有礦種第3，僅次于煤炭和銅礦。鋁土礦銷售利潤為4283.8萬元，列所有礦種第5。

1 山西省鋁土礦資源的特點

我國的鋁土礦資源主要分布在山西、河南、廣西和貴州四省，據最新全國礦產資源利用現狀調查的數據，四省鋁土礦查明礦區297個，占全國鋁土礦查明礦區數72.08%；累計查明資源儲量35.4億t，占全國總量的89.88%。其中山西累計查明的資源儲量為14.65億t，占全國總量的37.21%(圖1)，居全國第一。山西省的鋁土礦資源具有如下的特點[1-5]。

圖1 全國主要省份查明鋁土礦資源儲量和占比

1.1 鋁土礦資源分布范圍廣而又集中

山西鋁土礦資源儲量豐富，分布廣泛，分布面積1.7萬km2，70%的礦床集中分布在中北部，全省可以劃分為以下13個鋁土礦礦集區：朔州、保德-河曲、興縣、寧武-原平、五臺、婁煩、陽泉、臨縣-中陽、孝義-汾陽、交口-汾西、靈石-霍州、沁源、平陸，僅呂梁和忻州兩市所屬縣的資源儲量，分別占全省鋁土礦保有資源儲量的43.8%和20.1%。

1.2 鋁土礦石品位中等，但加工性能良好

山西鋁土礦的礦石類型主要為一水硬鋁石鋁土礦，以中等品位礦石為主，總平均品位Al2O3為63.37%，SiO2為12.05%，Fe2O3為5.78%，鋁硅比(下稱A/S)為5.26，據統計，A/S為4-7的礦區數為61個，占總數的77.21%，A/S大于7的礦床數10個，這10個礦床累計查明礦石資源儲量為1.91億t，只占總資源儲量的13.07%(表1)。

表1 不同鋁硅比區間的礦區數及查明的資源儲量統計表

鋁土礦礦石加工性能試驗表明，山西省境內鋁土礦石的氧化鋁可溶性能和赤泥沉降性能良好，Al2O3相對溶出率超過96%；礦石的預脫硅效率較好，晉北、呂梁和太行等地區的礦石在69%以上，而平陸較低；礦石的可磨性而言，平陸地區為易磨礦石，晉北地區為難磨礦石，呂梁和太行地區則屬中等。

1.3 鋁土礦床規模以中、小型為主，但開采技術條件較好

截至2012年底，已查明鋁土礦區79個，大型礦床18個，中型礦區36個，小型礦區21個，礦點4個。中小型礦床及礦點數為總數的77.22%，占到四分之三以上的多數(圖2)。

圖2 山西鋁土礦區規模統計表

山西鋁土礦主要賦存于石炭系中統本溪組的中下部，礦體頂板為本溪組上段，底板為奧陶系石灰巖。礦體較薄，一般2m左右，呈層狀、似層狀產出。礦體厚度自北向南變薄，在長冶-鄉寧一帶尖滅。礦區水文地質條件簡單，無較強的含水層，大多可露天開采。

1.4 共、伴生礦產較多，可綜合開采和利用

山西鋁土礦常常與煤炭、硫鐵礦、山西式鐵礦、耐火黏土、鐵礬土、三稀元素(指稀有、稀土及稀散元素)等資源共伴生，資源量可觀，經濟價值很高，綜合利用前景十分廣闊。

據山西39個鋁土礦統計，共生的耐火黏土2.03億t，鐵礬土0.39億t，山西式鐵礦0.76億t。尤其值得一提的是山西鋁土礦共伴生具有重要戰略價值的三稀元素。據對13個鋁土礦區的統計，11個區REE達到0.100%工業品位要求，1個區達到風化殼型礦床0.070%邊界品位；13個區的Nb均達到風化殼型礦床0.008%邊界品位要求；Sc、Ga達到0.002%和Li達到0.05%的綜合利用品位要求；Rb和V能作為伴生元素回收利用。

2 存在的主要問題

20世紀50年代，新中國對山西省鋁土礦資源進行大規模開發利用。從地域分布看，呂梁市、陽泉市、忻州市開發利用程度較高，從設計規模看，30萬t/a的小型礦山占多數，為57個，從利用行業看，用量規模依次為高鋁熟料、氧化鋁、高鋁耐火材料、高鋁水泥用料。主要存在以下的問題。

2.1 資源利用水平低，破壞嚴重

山西鋁土礦礦山企業為了最大程度地追求利潤，普遍存在優礦劣用、采富棄貧、亂采濫挖的現象，在孝義和陽泉“高鋁低鐵”高品位鋁土礦區浪費破壞資源的行為尤為嚴重。同時，生產企業普遍采用A/S為2.6作為開采界限以提高企業的經濟效益，遠高于鋁土礦地質勘查規范中規定的一水硬鋁石沉積型礦床A/S 1.8～2.6的邊界品位。這助長了開采中的“采富棄貧”。

再以山西鋁土礦區出口高鋁礬土礦為例。據統計，山西鋁土礦產區年均140萬t/a，消耗礦石182萬t/a，破壞儲量1680萬t/a，截至2000年底的20 年內，共消耗和破壞儲量3.54 億t，對資源的消耗和破壞很大。

2.2 對共伴生礦產的綜合利用程度不高，認識不足

山西鋁土礦中伴生有豐富“三稀”元素，綜合利用價值很高，但綜合利用程度很低。僅以伴生的Sc為例， Sc的出口單價是礬土的35倍，按國際市場價格測算，其出口產值是氧化鋁產值的5.4倍。不僅如此，稀土等元素還有重大的國防戰略意義。目前只有中鋁公司對鎵進行回收。其余共伴生資源，也只有鐵礦得到部分的綜合利用。

2.3 開采秩序不規范，浪費現象嚴重

目前山西鋁土礦還存在較普遍的無證開采、私采濫挖活動，部分持證礦山以開采陶瓷黏土、耐火黏土、鐵礦為借口，變相開采鋁土礦。以民采鋁土礦為例，對資源的破壞、貧化非常嚴重。從孝義3個鋁土礦區的調查情況看，民采礦石“嫌貧愛富”，不僅礦石質量下降，采礦后的A/S均有所下降，而且破壞嚴重，采出162.4萬t礦石，卻破壞了896萬t儲量，見表2，民采鋁土礦回收率僅為25%左右，而且民采還導致采礦成本上升，礦山服務年限縮短等嚴重問題。

2.4 鋁土礦勘查程度偏低，深度過淺

山西鋁土礦資源勘查工作起步較早，但地質勘查力度不足，程度偏低。據統計，山西近九成的鋁土礦儲量為資源量，基礎儲量僅占11.42%，在全國四大鋁土礦資源大省中排列最后。目前發現的鋁土礦床勘查工作多數控制的深度在100m以內，一般不超過200m。根據鋁土礦的地質勘查規范，垂直深度可以達到300m，因此，進一步加大找礦深度，勘查埋藏較深的隱伏鋁土礦是下一步的找礦方向。以山西省煤炭—鋁土礦綜合勘查項目為例，鋁土礦資源大都賦存在煤炭資源的周圍，在許多煤層下部都發現了鋁土礦資源。因此，在勘查中，往往要穿過煤層。由于煤炭和鋁土礦在勘查技術上的差異，找礦效果不理想，但潛力很大。

表2 孝義鋁土礦民采礦石的破壞量和品位變化

3 山西省鋁土礦資源可持續開發的對策

充分利用好資源稟賦，推進經濟結構調整，做大做強鋁工業，把山西建設成為我國新型能源和工業基地。為實現這個戰略目標，山西鋁土礦必須走可持續發展道路。

3.1 依法行政，提高鋁土礦資源管理和礦山環境治理水平

3.1.1 規范鋁土礦資源的開采秩序，提高鋁土礦資源開采準入門檻

依據《山西省礦產資源總體規劃》、《山西省鋁土礦資源開發利用規劃》等文件，合理區劃，依法做好鋁土礦資源開采的監督管理，有效保護好山西鋁土礦資源。要依法關閉破壞資源、污染環境和不符合安全生產條件的礦山；嚴禁變相開采鋁土礦；嚴禁私采濫挖、無證開采行為；完善限制開采區制度；嚴格審查鋁土礦采礦權的延續與換證，建立鋁土礦資源補償機制。

對新建鋁土礦開采項目，嚴格審查，保證鋁土礦資源規模開采、集約利用。采礦權人要按國家有關規定申請鋁土礦采礦權，嚴格按照批準的礦山開發利用方案依法開采鋁土礦資源，要認真履行環評審批程序和環保設施驗收程序。礦山開采規模必須與礦區的資源儲量規模相適應，嚴禁大礦小開或肢解開采，限定鋁土礦的最低開采規模為30萬t/a。

3.1.2 規范高鋁礬土行業及耐火材料行業，合理利用鋁土礦資源

為了避免浪費資源，限制和逐步壓縮燒結高鋁熟料及耐火材料行業的生產規模和出口，禁止在鋁土礦區新建高鋁耐火黏土礦山。短期的脫貧致富項目要與長期的經濟發展相協調，做到鋁土礦的合理利用和優礦優用，保障山西鋁工業可持續發展。

3.1.3 高度重視鋁土礦山環境保護與恢復治理

十八大提出的美麗中國建設和十八屆三中全會的生態文明建設在山西尤其任重道遠，加強鋁土礦資源開發過程的礦山環境保護和綜合治理是歷史的責任。要嚴格按照“誰開發誰保護，誰污染誰治理，誰破壞誰恢復，誰使用誰補償”的責權利均衡原則，按規定繳納地質災害防治保證金，禁止在依法劃定各類保護區內開采鋁土礦，禁止在交通干線直觀可視范圍內進行露天開采。

礦山企業必須依法履行環境保護、土地復墾等義務。建立礦山環境、土地資源破壞監測監管制度，造成生態破壞和環境污染的，要依法查處，責令限期整改，并按國家規定給予補償；愈期不能達標的，實行限產或關閉。新建礦山應做到邊開采邊治理，在生產期內治理率達到80%以上，待礦山閉坑時得到全面綜合治理。“三廢”防治措施、地質災害防治工程、水土保持方案及土地復墾方案等必須與主體工程同時施工、同時驗收。

3.2 加大科技創新力度，提高低品位鋁土礦石利用水平或多金屬礦石資源的綜合利用

鼓勵鋁資源開發、加工的單位積極開展科技攻關，引進國內外先進技術，提高山西的鋁土礦開發利用水平。對利用中低品位礦石的氧化鋁企業，推廣選礦拜爾法，在補償費征收方面給予一定減免優惠政策。

鼓勵企業依靠科技進步進行創新，對鋁土礦的綜合利用研究給予政策和資金上的支持，扶持產業化推廣，如從鋁土礦冶煉所產生的廢渣中綜合回收利用“三稀元素”，一直是行業內的重點研究內容[6-8]。這不僅減少廢渣的堆放，同時也有效地減少資源浪費，爭取2020年鋁土礦的綜合回收利用率達到60%以上。

3.3 加大鋁土礦資源勘查力度，提高資源保障程度

雖然山西的鋁土礦資源豐富，但目前勘查工作已滯后產業發展的需要。山西省鋁土礦未占用保有資源儲量約占全國比例高達45%，主要分布在陽泉、盂縣、孝義市、交口縣等地，這些地區的鋁土礦勘查程度普遍偏低、品位較低、埋藏較深、交通不太方便。因此，按照《山西省地質勘查規劃》，盡快提高山西鋁土礦的勘查程度和深度，滿足工業發展對資源的合理需求。對鋁土礦資源的共伴生礦產要進行實事求是的統一規劃，綜合勘查。

改革與完善現行礦產資源勘查管理體制，對普查及以下工作程度的地質勘查，由政府出資按規劃統一進行勘查；對普查以上的礦區，按市場機制出讓給企業進行對口勘查。

3.4 優化調整結構，把鋁工業培育和發展成為山西省新的支柱產業

3.4.1 調整與優化礦山規模結構

目前山西省大型鋁土礦個數占比為22.78%，但累計查明的資源儲量占總數53.73%(圖3)，要借鑒山西煤炭資源整合經驗，進一步開展對鋁土礦山的資源整合，通過技術改造和整頓開采秩序，減少鋁土礦山數，擴大單個礦山的開采規模，控制鋁土礦開采總量，切實增強大型鋁土礦山企業的比例和實力。

圖3 山西省鋁土礦個數和查明資源儲量占總量的比例

3.4.2 調整與優化技術結構

根據鋁土礦資源賦存條件，采用先進的開采技術，提高資源回采率，降低貧化率，爭取在2020年回采率提高到80%；按礦石質量分水平、分臺階開采，分別堆放，達到優礦優用，最大限度提高資源利用率；對具有工業價值的共伴生礦產要綜合開采、綜合利用，對暫時不能綜合開采、綜合利用的礦產以及含有用組分的尾礦應采取有效保護措施。

3.4.3 調整與優化產品結構

調整和優化鋁土礦產品結構，是山西鋁工業做大做強的關鍵。氧化鋁產品可延伸的產業鏈條長，附加值遠遠大于高鋁熟料、耐火材料產品。因此，在發展壯大鋁工業的同時，逐步壓縮高鋁熟料、耐火材料的生產規模，鼓勵已有黏土礦山向氧化鋁企業銷售礦石。

根據國家《鋁工業“十二五”發展專項規劃》，堅決淘汰落后電解鋁產能，降低單位產品能耗，在財稅政策上支持鋁工業的升級改造和節能減排，逐步使山西鋁工業走上布局合理、結構優化、健康發展的軌道。

3.4.4 調整和優化鋁工業規劃布局

以13個鋁土礦集中區為依托，以現有和規劃建設的氧化鋁企業為核心，構建南、北、西、東、中五大鋁工業基地。

3.5 建立管理信息系統，實施動態管理，提高管理水平

要建立覆蓋山西省鋁土礦資源的信息管理系統，對鋁土礦勘查開發狀況進行系統監測，全面、及時、準確地掌握山西省鋁土礦資源儲量的變動情況，資源開發利用水平，探礦權、采礦權的變更情況，礦山生態環境變化情況以及規劃實施情況等，提高管理水平。使各級行政主管部門的管理更具科學性，為國家宏觀決策和產業經濟發展服務。

致謝：感謝山西省第三地質勘查院在調研期間提供的幫助！

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