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)都沒有開采價值,儲量能達(dá)到礦產(chǎn)開采條件的分布于少數(shù)幾個國家,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。可作填充劑、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。吳塔寺礦點礦層累計厚度為2 m,平均含凹凸棒石33%~54%。其余2 個礦點由于交通閉塞、埋藏深度大等原因,還沒有進行大規(guī)模勘探,具體情況不明確。
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,實現(xiàn)資源的運輸。
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、科技的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴展,所以市場需求大,前景廣闊。
為了快速推進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。段雪院士團隊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)取得了很大進展,2019 年他們團隊的研究項目“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步一等獎。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)一點少一點,而且全球范圍的儲量又十分稀缺,屬于戰(zhàn)略性資源,所以要對其進行保護性開發(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。具體各項資金額度估算如表1 所示。

表1 項目資金估算
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)卣亩愂帐杖耄纳迫h經(jīng)濟布局,促進會寧縣經(jīng)濟發(fā)展,有利于推動地區(qū)城鎮(zhèn)化進程。

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)模擴大和經(jīng)濟實力增強,目前的基礎(chǔ)設(shè)施肯定滿足不了發(fā)展需求,需進一步建設(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)濟增長,使得資源開發(fā)強度過大或任何不當(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,把保護生態(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,控制合理的開發(fā)強度,還要注重礦山開采后的生態(tài)修復(fù),在開采后的礦區(qū)及時進行表土還原、復(fù)墾、種草種樹等。大力發(fā)展礦區(qū)循環(huán)經(jīng)濟模式,即實施勘查、開采、選礦、冶煉、加工、消費、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,實現(xiàn)社會、經(jīng)濟、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,落實政府責(zé)任建立協(xié)同機制和企業(yè)的保護義務(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。可建立補償機制,對被破壞的生態(tài)環(huán)境進行經(jīng)濟補償,保證后續(xù)治理正常進行[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,實行經(jīng)濟約束,保證其按要求施工。加強宣傳,提高社會廣泛參與度,鼓勵研究機構(gòu)、民間團體和當(dāng)?shù)鼐用駨V泛參與,實施民主管理,提高管理透明度。建立有效的申訴機制,加強凹凸棒資源開發(fā)過程中的監(jiān)督能力。
推行資源開發(fā)第三方獨立監(jiān)管,在生態(tài)保護中要明確地方和企業(yè)相關(guān)責(zé)任,落實責(zé)任方和監(jiān)管方,加強監(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)濟發(fā)展,加快實現(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。