中國非金屬礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略探討

葉張煌，張 琪，閆 強，王安建，張照志

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；2.江西科技師范大學(xué)，江西 南昌 330038)

非金屬礦是三大類礦產(chǎn)資源之一,指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟條件下，所有可供提取的不具備金屬特性的化學(xué)元素、化合物或可直接利用的巖石和礦物。在原始社會初期，正是砂巖、石英巖、燧石等非金屬礦產(chǎn)資源的使用，人類在勞動實踐中逐漸學(xué)會了使用就地取材的石器作為工具和取火技術(shù)，進(jìn)入了石器時代，如170萬年前的云南元謀人懂得使用質(zhì)地較硬的石英巖打制石器，開啟了人類社會進(jìn)步的階梯[1]，在現(xiàn)代社會，非金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用程度, 更是一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的綜合體現(xiàn)。一個國家工業(yè)化程度越高，對非金屬礦產(chǎn)品的需求量就越大，非金屬礦產(chǎn)在第二產(chǎn)業(yè)中占的比重呈不斷增加的趨勢[2-3]。非金屬礦與金屬礦在產(chǎn)量、產(chǎn)值和消費量方面的比值成為衡量一個國家礦業(yè)發(fā)達(dá)程度的參數(shù)之一。在20世紀(jì)50年代前，世界上金屬礦的產(chǎn)量、產(chǎn)值均高于非金屬礦，但在20世紀(jì)50年代以后情況就出現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)持續(xù)至今。以2001年的統(tǒng)計為例，從產(chǎn)量的角度看，世界非金屬礦的年開采量在250億～300億t之間，是金屬礦開采量的3倍。從產(chǎn)值的角度看，世界非金屬礦原料總產(chǎn)值達(dá)2000億美元，超過金屬礦產(chǎn)值的2～3倍，從人均非金屬礦的消費看，非金屬礦的年人均消費量達(dá)5t[4]，約是金屬礦的10倍。并隨著科技的進(jìn)步，非金屬礦產(chǎn)的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓寬，除了建材、化工、農(nóng)業(yè)等傳統(tǒng)領(lǐng)域，在電子信息、新能源、新材料、航空航天等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)也得到越來越廣泛的應(yīng)用，可以預(yù)測人類將回歸大量使用非金屬礦產(chǎn)的“新石器時代”。

和相比金屬礦產(chǎn)，非金屬礦產(chǎn)資源具有種類繁多、用途廣闊、分布廣泛等特點。根據(jù)用途，可以將200多種非金屬礦種分為25大類[5]。值得注意的是，科技進(jìn)步使得原先不能利用的資源成為可利用的礦石。例如，20世紀(jì)50年代硅灰石和透輝石還是“廢石”，但現(xiàn)在卻是很好的陶瓷原料和煉鋼輔助材料。但也有相反的情況，即一些非金屬礦被廢棄不用了，如壓電石英在20世紀(jì)70年代被人造水晶完全代替，作為戰(zhàn)略資源的地位也就不復(fù)存在。

1 中國非金屬礦的資源稟賦和開發(fā)利用現(xiàn)狀

中國是最早利用非金屬礦產(chǎn)的國家之一。如國外把陶瓷稱為China，陶瓷原料之一的高嶺土(kaolin)也是以中國瓷都景德鎮(zhèn)高嶺村命名的，《本草拾遺》中記載將膨潤土用作藥材，這比西方認(rèn)知膨潤土早1000年。這足以說明中國在利用非金屬礦產(chǎn)的水平之高和時間之早。

1.1 我國是世界上少數(shù)非金屬礦產(chǎn)品種齊全，儲量豐富的國家

我國的非金屬礦產(chǎn)品種齊全，儲量豐富。截止到2010年的統(tǒng)計，我國已發(fā)現(xiàn)的非金屬礦產(chǎn)資源種類102種，亞類176種，其中，查明資源儲量的為91種，亞類160種。其中，石墨、石膏、膨潤土、石灰石、菱鎂礦、重晶石、芒硝等礦種的儲量居世界首位；滑石、石棉、螢石、硅灰石的儲量居世界第二位；磷、硫、高嶺土、珍珠巖、天然堿、耐火黏土的儲量居世界第三位。我國非傳統(tǒng)的沸石、凹凸棒等非金屬礦產(chǎn)資源也居世界前列。

非金屬礦在我國的分布廣泛。已探明儲量的石墨礦區(qū)有91處，分布于全國25個省(區(qū))，集中分布在黑龍江、山東、四川、河南和內(nèi)蒙古等省份。探明儲量的螢石礦區(qū)達(dá)230處，分布于全國25個省(區(qū))，以湖南為最多。探明儲量的耐火黏土礦區(qū)有327處，分布于全國各地，以山西為最多。探明儲量的重晶石礦區(qū)有103處，分布于全國21個省(區(qū))，以貴州省為最多。探明儲量的滑石礦區(qū)有43處，分布在全國15個省(區(qū))，江西、遼寧、廣西、青海、山東等5省占全國儲量的90%以上。探明儲量的石膏礦礦區(qū)有169處，分布在全國23個省(區(qū))，以山東最多。探明儲量的膨潤土礦區(qū)86個，分布在全國23個省(區(qū))，以廣西、新疆，內(nèi)蒙古為多。

1.2 我國非金屬礦產(chǎn)資源人均不足，品味貧富不均

我國非金屬礦產(chǎn)資源總量豐富，但在巨大的人口基數(shù)壓力下，人均非金屬礦產(chǎn)的擁有量僅為國際人均水平的58%。

我國有眾多的優(yōu)勢非金屬礦種，但某些礦種稀缺，品味低，礦物難選。如1995年中國金剛石產(chǎn)量20.5萬克拉，僅占世界年總產(chǎn)量的0.4%，而且我國金剛石品味富的原礦品位僅相當(dāng)于南非金剛石選礦廠的尾礦品位[6]。我國硫鐵礦的平均品位僅為18%左右；P2O5大于30%的富礦僅占總量的7.4%，礦石類型難選；90%以上的硼礦也是難選的硼鎂鐵型礦石[7]。

1.3 多數(shù)非金屬礦產(chǎn)供需基本平衡，但少數(shù)礦種保障程度不足

我國是世界上非金屬礦產(chǎn)品的重要生產(chǎn)和供應(yīng)大國，已形成完整的非金屬礦業(yè)工業(yè)鏈。我國查明的非金屬礦產(chǎn)地為10348處[7]，至今非金屬礦產(chǎn)的產(chǎn)值超過3500億元。

近10年，中國非金屬礦產(chǎn)品的需求量愈來愈大，而且以年均10%左右的速度快速增長，圖1為2003年和2005年的若干重要非金屬礦產(chǎn)的產(chǎn)量和2020年的需求預(yù)測，可以看出，只要按現(xiàn)在的產(chǎn)量穩(wěn)定增長，到2020年供需可實現(xiàn)總體平衡。

圖1 若干重要非金屬礦產(chǎn)品的產(chǎn)量增長和預(yù)測

圖2為2003～2007年我國非金屬礦產(chǎn)品進(jìn)出口金額的統(tǒng)計表。總體的趨勢是出口金額大于進(jìn)口金額，有少量的出口創(chuàng)匯。除個別年份的特殊情況，進(jìn)出口年增幅均超過10%。

圖2 2003～2007年我國非金屬礦產(chǎn)品的國際貿(mào)易額

我國金剛石、鉀鹽、優(yōu)質(zhì)高嶺土等少數(shù)礦種的保障程度較低，對外依賴程度高。如我國探明鉀鹽的儲量和基礎(chǔ)儲量僅分別為世界的1.024%和1.015%，近幾年，我國進(jìn)口鉀鹽劇增，2007年達(dá)到547.4萬t，成為世界最大的鉀鹽進(jìn)口國[8]。

1.4 我國非金屬礦山的數(shù)量多而規(guī)模小

據(jù)2000年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國非金屬礦的數(shù)量為10.36萬家，從業(yè)人數(shù)284萬人，其中小型企業(yè)為9.56萬家，占92.28%，而大、中型企業(yè)的數(shù)量為8000家，占比僅為7.72%[7]。小企業(yè)往往存在濫采亂伐、采富棄貧、污染環(huán)境、競相壓價等不良現(xiàn)象。

澳大利亞也是世界上重要的非金屬礦產(chǎn)品生產(chǎn)國。但其主要的非金屬礦業(yè)公司僅有8家[9]，它們擁有澳大利亞非金屬礦產(chǎn)資源90%以上的份額。英國ECC公司高嶺土的年生產(chǎn)能力300萬t，占英國總產(chǎn)量的80%。良好的產(chǎn)業(yè)集中度有利于企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和形成價格優(yōu)勢。

1.5 非金屬礦產(chǎn)的深加工程度不高，產(chǎn)品單一，初級產(chǎn)品比重大

我國非金屬礦產(chǎn)的深加工技術(shù)還不夠成熟，高附加值產(chǎn)品的比例太少。如南非能在無過濾條件下生產(chǎn)出超級品位石墨片；我國硅藻土的產(chǎn)品僅有50余種，而國外達(dá)500多種；石墨產(chǎn)品200多種，而國外多達(dá)1400余種[10]。三大類礦產(chǎn)的產(chǎn)量產(chǎn)值比和非金屬礦產(chǎn)的進(jìn)出口價格差也可以較好地說明這個問題。

2006年我國非金屬礦、能源礦產(chǎn)和金屬礦三類礦產(chǎn)的產(chǎn)量占比分別為52%，35%和13%，而相應(yīng)的產(chǎn)值占比分別為16%、51%和23%。也就說我國52%的非金屬產(chǎn)量只占16%產(chǎn)值，而世界非金屬礦產(chǎn)品的產(chǎn)值早已超過金屬礦。

從國際貿(mào)易的數(shù)據(jù)看，無論是同一年份的不同非金屬礦產(chǎn)品，還是同一非金屬礦種的不同年份的價格均顯示，我國優(yōu)勢非金屬礦初級產(chǎn)品與國外的同礦種產(chǎn)品相比，進(jìn)出口價格相差幾倍，甚至近十倍(表1和表2)。再如我國的高純石英主要依賴進(jìn)口，其價格也是一路上漲，2010年5.4萬元/t，2011年6萬元/t，而雜質(zhì)含量為8ppm的超純石英更是高達(dá)16萬元/t。表明加強非金屬礦的開發(fā)利用和深加工，提升產(chǎn)品的附加值是我國非金屬礦業(yè)一項任重道遠(yuǎn)的艱巨任務(wù)。

2 我國非金屬礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略措施

我國政府工作報告指出，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，從資源開采、生產(chǎn)消耗、廢棄物利用和社會消費等環(huán)節(jié)，加快推進(jìn)資源綜合利用和循環(huán)利用，是我國礦業(yè)的未來發(fā)展的正確方向。可持續(xù)開發(fā)與綜合利用也是我國非金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)的戰(zhàn)略選擇。

表1 2012年部分非金屬礦產(chǎn)品進(jìn)出口價格倍差

表2 2009～2012年長石礦進(jìn)出口價格倍差

2.1 運用各種形式，大力進(jìn)行礦產(chǎn)資源國情和礦業(yè)法律法規(guī)的宣傳教育，提高全民對非金屬礦產(chǎn)資源的認(rèn)識和法律意識

目前礦業(yè)公司普遍認(rèn)為存在非金屬礦產(chǎn)品的附加值低，投資回報率低、規(guī)模都較小等看法。非金屬初級產(chǎn)品確實如此，但深加工產(chǎn)品是截然不同的。事實上非金屬礦業(yè)也有進(jìn)入世界500強的企業(yè)，如經(jīng)營無機非金屬材料圣戈班(Saint-Gobain)公司年營業(yè)額約600億美元，年凈利潤20多億美元；主營建筑材料拉法基(Lafarge)公司年銷售額170多億歐元，年凈利潤近20億歐元[11]。

我國瓶頸的非金屬礦產(chǎn)，如金剛石、鉀鹽，沒有取得找礦突破。同時一些傳統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)非金屬礦產(chǎn)保有資源量也出現(xiàn)了告急的情況，如滑石、隱晶質(zhì)石墨等。山東魯塘微晶石墨占全國隱晶質(zhì)石墨儲量72.56%，現(xiàn)保有儲量1620萬t，每年的消耗量為200萬t，照此速度，探明的資源儲量在8年內(nèi)消耗殆盡[12]。我國礦產(chǎn)資源可持續(xù)開發(fā)與綜合利用領(lǐng)域的政策法規(guī)正在不斷地完善，逐步走上有序和法制化的軌道。如2010年國土資源部首次頒發(fā)了《礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用鼓勵、限制和淘汰技術(shù)目錄》，規(guī)定新建礦產(chǎn)資源開發(fā)項目不得采用限制類和淘汰類技術(shù)，這是指導(dǎo)綠色礦山建設(shè)的重要技術(shù)依據(jù)。在礦山關(guān)閉前，礦山企業(yè)應(yīng)盡到礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)的義務(wù)。

因此要利用各種形式，特別是互聯(lián)網(wǎng)，改變?nèi)藗兊膫鹘y(tǒng)觀念，樹立礦產(chǎn)資源的憂患意識和法制觀念。

2.2 調(diào)整礦業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的投資結(jié)構(gòu)，加強國內(nèi)外非金屬礦產(chǎn)資源勘查，增加礦源儲備，建立儲量動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)庫

近十年，我國在礦業(yè)領(lǐng)域的投資快速增長，但從礦業(yè)鏈的投資結(jié)構(gòu)來看，地質(zhì)勘查投入、采選業(yè)投資和礦物原材料加工業(yè)投資占比分別為4%，36%和60%，非金屬礦物制造業(yè)的投資增速過快，據(jù)統(tǒng)計從2003～2010年投資年均增速高達(dá)38%[12]，下游投資增幅明顯快于上游地質(zhì)勘查投入，導(dǎo)致礦業(yè)發(fā)展出現(xiàn)嚴(yán)重機構(gòu)性失調(diào)。上游的原材料供應(yīng)緊張，而部分礦種的產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。工信部公布了2013年淘汰落后產(chǎn)能的19個行業(yè)[13]，其中水泥、平板玻璃、造紙等行業(yè)和非金屬礦業(yè)直接相關(guān)，勢必會進(jìn)一步加劇部分非金屬礦種的加工產(chǎn)能過剩。

在4%的地質(zhì)勘查投入中，投入非金屬礦的比例嚴(yán)重滯后，如圖3所示，江西省2012年地勘基金投入到非金屬領(lǐng)域的比例只占全部的2%，在全國的情況也大體相當(dāng)，致使我國非金屬礦山資源勘查相對滯后，新增探明儲量增長緩慢，部分企業(yè)缺乏后備礦山。

圖3 江西省2012年地勘基金分配比例

中央和省級財政十分有必要加大對非金屬礦產(chǎn)勘查工作的投入，改變在區(qū)調(diào)、礦調(diào)等基礎(chǔ)性工作中幾乎不涉及非金屬礦產(chǎn)的狀況；加強對我國傳統(tǒng)優(yōu)勢非金屬礦產(chǎn)資源找礦規(guī)律的研究，改變非金屬礦產(chǎn)的研究往往與地質(zhì)學(xué)關(guān)系不大，而與材料科學(xué)密切相關(guān)的局面。如火山成礦過程中，往往可形成一系列相似成礦條件的成礦系列，如：珍珠巖一沸石一膨潤土組合，明礬石一黃鐵礦一葉臘石一紅柱石一高嶺土組合；螢石一方解石(重晶石)一石英組合等等[14]。在實際研究中，同時充分利用國內(nèi)和國際兩個市場，鼓勵和支持有實力的企業(yè)到國外參與非金屬礦資源的地質(zhì)勘查和礦山開采，從戰(zhàn)略上掌握資源。

利用全國礦產(chǎn)資源利用現(xiàn)狀調(diào)查、危機礦山接替資源找礦行動和礦產(chǎn)資源潛力評價的綜合成果，理清非金屬礦產(chǎn)資源的家底，建立動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，為非金屬礦產(chǎn)資源規(guī)劃和地質(zhì)找礦重點突破等提供指導(dǎo)。

2.3 充分依托市場機制，積極開展非金屬礦產(chǎn)資源深加工和綜合利用的技術(shù)創(chuàng)新，滿足循環(huán)礦業(yè)和低碳社會的發(fā)展需要

目前我國非金屬礦物的深加工技術(shù)還不領(lǐng)先，綜合利用工藝技術(shù)也沒有取得重大突破。一是推動非金屬產(chǎn)品向深加工的方向發(fā)展，深加工技術(shù)方向就是“提純、超細(xì)、改性、復(fù)合”[15]；二是伴生礦、低品位礦、礦業(yè)“三廢”的綜合利用和回收利用。我國非金屬礦山的大量共伴生資源、“三廢”沒有得到合理利用，采富棄貧、專吃白菜心等嚴(yán)重破壞和浪費資源的情況嚴(yán)重，如大量石英礦物被當(dāng)作脈石丟掉，與煤共生的陶瓷原料大多未被利用，非金屬礦的平均利用率約20%～30%[16]。在山東平度石墨礦采選企業(yè)的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，大量隱晶質(zhì)石墨作為燃料燒掉，中小型企業(yè)的選礦回收率僅為45%，礦石回采率約為50%，資源的利用率不到30%。采礦廢棄物是一個“人工礦床”，如果借助選礦技術(shù)的發(fā)展，不亞于建立一個新礦山。還有很多固體廢棄物可以二次回收利用，如石墨電池材料，用于油污吸附的膨脹石墨等。

企業(yè)光靠國家的政策扶持和資源稟賦是不可持續(xù)的短期行為。國外同行領(lǐng)先者的基本經(jīng)驗就是充分依托市場機制的技術(shù)創(chuàng)新。綜合利用的本質(zhì)就是循環(huán)經(jīng)濟模式的體現(xiàn)。

2.4 加強宏觀調(diào)控和監(jiān)管，整合資源，提高非金屬礦產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)集中度，實行戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)資源儲備制度

按照《關(guān)于全面整頓和規(guī)范礦山資源開發(fā)秩序的通知》和《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)金屬非金屬礦山資源整合和整頓關(guān)閉工作的通知》等文件要求，截止到2007年，我國非金屬礦山企業(yè)的數(shù)量減少到9.05萬個。通過扶持有技術(shù)、有投資能力的大公司，我國正在形成石墨、高嶺土、滑石等優(yōu)勢礦種的大型企業(yè)集團，產(chǎn)業(yè)集中度有了明顯提高，逐步走出多、小、散的狀況，這有利于提高整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和綜合利用水平，延長產(chǎn)業(yè)鏈，減少資源浪費。

對我國的優(yōu)勢和重要的非金屬礦產(chǎn)資源實行開采總量的控制，防止過度開采，開展重點非金屬礦產(chǎn)的戰(zhàn)略性資源儲備的研究和試點。

2.5 抓住國家發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的有利時機，加快我國非金屬礦業(yè)的發(fā)展

國家“十二五”規(guī)劃明確提出發(fā)展節(jié)能環(huán)保、新能源、新材料、生物工程、信息技術(shù)、高端裝備制造、新能源汽車等在內(nèi)的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),到2020年，七大產(chǎn)業(yè)的GDP由目前的3%提高到15%。不僅新材料與非金屬礦產(chǎn)直接相關(guān)，而且其他的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)都與非金屬材料有千絲萬縷的聯(lián)系。如廣泛應(yīng)用緩(控)釋肥料已成為我國發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的急迫任務(wù)。農(nóng)田直接施肥不但造成水體污染，而且肥力得不到有效的發(fā)揮，我國氮肥、磷肥和鉀肥的平均利用率均不到發(fā)達(dá)國家的40%。非金屬礦物沸石和膨潤土是用于生產(chǎn)控釋肥的優(yōu)良材料，能大大降低其生產(chǎn)成本，在建設(shè)低碳環(huán)保型社會中發(fā)揮巨大作用。又如鋰電池是廣泛應(yīng)用的移動能源，但存在熱穩(wěn)定性不夠好的缺點。但將厚度僅30μm的新型陶瓷隔離層用作鋰電池隔離層后，即使在高溫情況下也能保持電池的穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于電動車、船艦、航空航天和潛艇等行業(yè)[17]。非金屬礦產(chǎn)要積極參與到國家戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的實施中來，充分利用國家對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的稅收優(yōu)惠、技改和科研經(jīng)費支持、政府優(yōu)先采購、消費端補貼等扶持政策，抓住機遇，加快發(fā)展。國家對歐、美等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗表明，政府的產(chǎn)業(yè)政策在非金屬礦業(yè)發(fā)展初期階段的作用是十分明顯的。

3 結(jié)語

非金屬礦業(yè)是一個地位不如金屬礦顯著但又是作用日益重要的朝陽產(chǎn)業(yè)，其開發(fā)利用將成為國家綜合實力競爭的重要手段。目前我國正處在由非金屬礦業(yè)大國向非金屬礦工業(yè)強國轉(zhuǎn)型發(fā)展的新階段，本文分析了我國非金屬礦業(yè)的資源稟賦和開發(fā)利用現(xiàn)狀，提出了我國非金屬礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略措施。

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