山西鋁土礦資源開發利用的現狀、問題與對策

孫志偉，鹿愛莉，蓋 靜，楊景勝

(中國國土資源經濟研究院,北京 101149)

近20年多來，我國鋁工業進入了快速發展的軌道。根據中國有色金屬工業統計年鑒統計，2001年，我國精煉鋁的產量達到337.14萬t，超過俄羅斯成為世界第一大精煉鋁生產國；2004年，我國精煉鋁消費量為619.09萬t，超過美國成為世界第一大精煉鋁消費國[1]。山西省作為鋁土礦資源大省，必須抓住機遇，做好鋁土礦資源的勘查開發工作，充分發揮其資源優勢，做大做強山西省的鋁工業。

1 山西省鋁土礦資源及其開發利用情況

1.1 鋁土礦資源情況

我國的鋁土礦資源分布比較集中，山西、河南、廣西、貴州四個省的查明資源儲量，占全國總查明資源儲量的90 %以上。

山西省鋁土礦資源主要分布于13個集中區，分別為朔州、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、沁源和平陸。截至2008年，山西省鋁土礦保有資源儲量約10億t，位居全國第一，約占全國總資源儲量的三分之一；鋁土礦基礎儲量為1.15億t，占全國的15.65%，位于貴州、河南和廣西之后。

山西省的鋁土礦賦存于石炭系中統本溪組的中下部，主要分布在煤田以及部分煤產地的淺部地帶。礦體多呈層狀、似層狀產出，受下伏巖層奧陶系石灰巖侵蝕面的控制，礦體較薄，一般2m左右，中小型礦床占總礦床數的3/4。礦石類型以一水硬鋁石鋁土礦為主。鋁土礦以中等品位(鋁硅比4～6)礦石為主，鋁硅比大于7的富礦較少。鋁土礦常常與煤炭資源、耐火黏土、鐵礬土、硫鐵礦、山西式鐵礦、灰巖相共生，在含礦段還伴生有鈮(Nb)、鉭(Ta)、鈧(Sc)、鎵(Ga)、鋰(Li)、釩(V)、鍶(Sr)、銣(Rb)和稀土(REE)，以及黑色金屬鐵(Fe)和鈦(Ti)等[2]。

1.2 鋁土礦資源的開發利用情況

山西省豐富的鋁土礦資源及優質的煤炭資源，為鋁工業的發展奠定了得天獨厚的條件。鋁工業基本形成了以國有大型企業為主體、集約化程度較高、技術水平較為先進、內部結構基本完整的產業體系，被列為“十一五”期間山西省重點發展的接替產業之一[3]。通過近年來大力推進產業結構調整，搞煤電鋁聯產生產電解鋁，以13個鋁土礦集中區為依托，正在建設東、南、西、北、中五個鋁工業基地。

2008年，山西省氧化鋁、電解鋁產能分別為410萬t和120萬t，氧化鋁、電解鋁產量分別為341萬t和97.3萬t，位居全國第三。

2 存在的主要問題

山西依托豐富的鋁土礦資源，鋁工業取得了長足發展，成為山西有色工業中第一大優勢產業。但是，鋁土礦資源的勘查與開發仍然存在一些問題。

2.1 可供開發利用的儲量少

在鋁土礦資源的儲量中，基礎儲量是能夠滿足采礦和生產所需的指標要求，可以進行開發利用方案設計部分的儲量。作為我國鋁土礦資源的第一大省，山西省上表的儲量中，基礎儲量僅占總資源儲量的11.82%，不足全國24.25%水平的一半。而河南、廣西和貴州三省(區)的基礎儲量占總資源儲量的比值均高于全國的水平，貴州省更是達到了40%。山西省接近90%的鋁土礦資源儲量為資源量，儲量級別較低，這部分資源不能直接開發利用，限制了鋁土礦資源優勢的發揮。

2.2 勘查深度過淺

根據《鋁土礦、冶鎂菱鎂礦地質勘查規范》的規定，礦床勘查的垂直深度一般不超過200～300m。山西省鋁土礦的找礦工作也一直都是在淺部開展工作，目前發現的鋁土礦床勘查工作多數控制的深度在100m以淺，一般不超過200m。經過多年來鋁土礦勘查，隨著找礦難度越來越大，很難再發現暴露在地表的或者是淺部的鋁土礦床。

2.3 共伴生礦種綜合利用程度低

山西省鋁土礦資源中多伴生有稀有稀土金屬。其中，REE 和Nb是達同類風化殼型礦床邊界品位以上的共生元素，Sc、Ga和Li是達綜合利用要求的伴生元素，Rb和V雖達不到現行綜合利用要求，但在氧化鋁生產過程中累積富集，是可以回收利用的伴生元素。此外，TiO2在赤泥中的富集含量高達5 %～7 %，亦有較大的回收利用價值[4]。可以說，山西省鋁土礦中伴生礦產的利用前景十分廣闊。但是，目前僅有金屬Ga得到綜合回收，其他伴生有益元素均未得到綜合回收利用。

2.4 采富棄貧現象突出

《鋁土礦、冶鎂菱鎂礦地質勘查規范》中規定，一水硬鋁石型沉積型礦床的鋁硅比的邊界品位為1.8～2.6。但是，由于氧化鋁生產工藝的原因，企業的生產均需要高鋁硅比的鋁土礦，所以在礦床的儲量評估中，均要求按照2.6的鋁硅比作為邊界品位進行儲量核算。在鋁土礦資源的開發中，2.6以下的鋁土礦資源基本沒有被開發利用。

2.5 煤炭勘查項目的鋁土礦綜合勘查不到位

山西省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。在鋁土礦的勘查項目中，如果其上部有煤層，要勘查鋁土礦資源必須要穿過煤層，一般對煤層的勘查效果都比較好。對于煤炭項目綜合勘查鋁土礦，一方面由于煤炭資源勘查后繼續加深鉆探工作會增加工作量和成本，存在一定的風險；另外，由于煤炭資源和鋁土礦資源在勘查技術上存在的差異，雖然做了深部鋁土礦的勘查工作，但未能達到應有的勘查成果。所以，許多煤炭勘查項目的綜合勘查鋁土礦時，效果不是很好。

2.6 煤下鋁資源開發缺乏統一規劃

山西省鋁土礦的開發一直是以淺部的資源為主，煤下鋁的資源直到近幾年才得到認識和重視。但是，一方面過去煤炭資源開采后，形成了大量的采空區，有的地區采空區內積滿了水，開采煤層下部的鋁土礦存在很大的風險和難度；另一方面，由于煤層與鋁土礦層距離非常近，在開采煤炭資源的時候，對其下的鋁土礦資源部分已經開發，破壞了資源的完整性，并對繼續開采鋁土礦在工藝技術上增加了難度。

3 鋁土礦資源的勘查開發建議

為充分發揮山西省鋁土礦的資源優勢，把鋁工業做大做強。本文從山西省的實際問題出發，提出了山西省鋁土礦資源勘查與開發的幾點建議。

3.1 提高鋁土礦資源的勘查程度

鋁土礦資源的開發利用，必須要有足夠高級別的資源儲量為基礎。要充分發揮鋁土礦的資源優勢，維持山西省鋁工業的持續、健康發展，山西省必須加大勘查投入力度，對經過預查和普查的礦床積極開展詳查和勘探工作，提高資源的地質可靠程度和儲量級別，降低開采風險，為鋁土礦資源開發提供有力的高級別儲量保障。

3.2 增加鋁土礦資源勘查項目的勘查深度

山西省鋁土礦資源有很大的找礦潛力，但基本上都是埋藏較深的隱伏鋁土礦床。200～300m的垂直勘查深度，已經不適合鋁土礦資源勘查形勢的要求。要在鋁土礦勘查工作中有更大的突破，找到更多的鋁土礦資源，必須向地球深部要資源，勘查深度必須要增加。

3.3 加強對共伴生礦種綜合利用的產業化研究

對共伴生礦種進行綜合回收利用，不僅減少廢渣的堆放，同時可以有效地減少資源浪費，提高資源的綜合利用效率。所以，對氧化鋁生產過程中所產生的廢渣——赤泥進行分析，并從中提取有價金屬元素，一直是國內外研究的重點課題。山西省不僅對鋁土礦中的稀有稀土元素進行了綜合評價[5]，而且對稀有稀土元素在氧化鋁生產過程中的富集過程進行了研究[6]，并對生產氧化鋁產生的赤泥組份進行了分析[7]。從大量的研究成果來看，回收鋁土礦中的有價金屬在工藝技術上可行，但由于經濟上原因，均不能工業化生產[8]。要實現共伴生礦種的綜合利用，必須加大力度推動相關技術的研究，扶持產業化推廣應用，將綜合利用工作提升到一個新高度。

3.4 適當降低鋁硅比的邊界品位

山西省的鋁土礦以中低品位為主。據有關專家估計，如果以1.8的鋁硅比為邊界品位圈定礦體，將比以2.6的鋁硅比為邊界品位的資源儲量增加一倍。可以看出，低品位鋁土礦的資源量是相當大的。如果適當降低鋁硅比的邊界品位，山西省鋁土礦資源的保障程度將會有很大的提高。同時，應該加大對低品位鋁土礦資源的應用研究投入，以最大限度的利用鋁土礦資源。

3.5 綜合勘查開發煤下鋁資源

煤下鋁的勘查是未來山西省鋁土礦資源的找礦方向，資源潛力巨大。山西省應該適應當前勘查形勢的要求，制定相應的煤下鋁資源的勘查規范，改進、創新勘查技術和方法。

對煤下鋁的開發，要借鑒一些已開采的煤鋁礦山的開發經驗，做好煤鋁綜合開發利用的規劃和設計方案，實現煤鋁聯采、綜合利用。對于上部的煤炭資源已開采完畢形成采空區的鋁土礦資源，要研究、探索新的開采方法，科學合理地利用鋁土礦資源。

[1] 孫志偉，鹿愛莉．我國鋁土礦資源開發利用現狀、問題與對策[J]．中國礦業，2008，17(5)：13-15.

[2] 杜繼忠，程方解．山西鋁土礦資源開發利用的建議[J]．研究與探討，2007(1)：25-26.

[3] 劉曄．山西鋁業發展現狀分析及對策探討[J]．山西冶金，2007(1)：9-10.

[4] 李宏建．山西鋁土礦資源特征及開發利用探討[J]．有色礦山，2003(4)：8-11.

[5] 趙運發，亓小衛,等．山西鋁土礦稀有稀土元素綜合利用評價[J]．世界有色金屬，2004(6)：35-37.

[6] 楊軍臣，王鳳玲,等．鋁土礦中伴生稀有稀土元素賦存狀態及走向查定[J]．礦冶，2004(2)：89-92.

[7] 于永波，王克勤,等．山西鋁廠赤泥性質的研究[J]．太原理工大學學報，2009(1)：63-66.

[8] 廖春發，盧惠明,等．從赤泥中綜合回收有價金屬工藝的研究進展[J]．輕金屬，2003(10)：18-22.