中國南方離子型稀土現狀淺析

曹 毅，關 鋅

(1.五礦勘查開發有限公司，北京 100010；2.神華集團有限責任公司，北京 100011)

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中國南方離子型稀土現狀淺析

曹 毅1，關 鋅2

(1.五礦勘查開發有限公司，北京 100010；2.神華集團有限責任公司，北京 100011)

離子型稀土礦床是我國獨有的中重稀土資源，已列為國家實行保護性開采的特定礦種。本文從離子型稀土礦床的成礦特征、產業政策及資源開發現狀、開發過程中存在的問題以及加強南方離子型稀土礦產業發展的建議幾個方面，總結了離子型稀土礦床的成礦背景、稀土元素的分餾、遷移和富集規律、稀土元素的分布規律以及找礦標志，闡述了我國稀土產業政策和開采工藝及勘查規范現狀，指出了稀土礦產資源浪費、核心技術缺乏、上下游產業發展不均衡、生態環境破壞嚴重等問題，提出了進一步研究風化殼中稀土分布和遷移規律、延伸和拓展產業鏈加速上下游對接、改進稀土資源開采方式、全面監控，長期監管以及合理利用資源強化政策力度的建議。

南方離子型稀土；原地浸礦；開采方式；礦證管理

稀土元素是化學元素周期表中鑭系元素——鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥，以及與其密切相關的元素——鈧和釔共17種元素，統稱為稀土元素。稀土元素有著廣泛而特殊的用途，被成為“工業維生素”。稀土資源發揮著重要經濟價值和社會效應，是新技術產業發展的不可或缺的資源。

稀土元素廣泛而不均勻的分布在地殼中，中國的稀土資源儲量長久以來占據世界第一的位置。近些年，在美國、澳大利亞、巴西、印度等其他國家相繼發現了許多大型稀土礦，我國稀土的儲量占世界稀土儲量的比例在不斷下降。根據中國工業與信息化部 2012 年公布的數據顯示，中國的稀土礦儲量占全世界儲量的比例已下降到23%，俄羅斯占到 19%，美國占比為 13%[1]。我國稀土礦產資源礦床類型齊全，成礦條件有利，主要包括輕稀土和重稀土兩種類型[2]。輕稀土是以包頭市白云鄂博鐵稀土礦為代表；重稀土以南方離子型稀土礦為代表，主要分布在湖南、江西、福建、廣東和廣西等地。

離子型稀土礦一直是中國獨有的礦產資源，它富含鏑、鋱、銪等其他元素難以替代的應用在高精尖技術中的重稀土元素，例如鏑，主要用于制造新型照明光源鏑燈，可作反應堆的控制材料，鏑化合物在煉油工業中可作催化劑；鋱主要用于磁偏斜，激活劑，磁光貯存材料，磁光玻璃等，鋱系磁光材料已達到大量生產的規模；銪在激光材料及原子能工業中有重要的應用。

1 離子型稀土礦的礦床特征

1.1 稀土元素的成礦背景、遷移、富集規律

離子型稀土礦的行程過程分為內生作用階段和外生作用階段。在內生作用階段通過分餾作用，形成了稀土配分多樣、含量不同的成礦母巖；在外生作用階段，稀土元素在母巖風化的過程中進行遷移和富集，形成礦體[4]。

含稀土元素的風化殼具有明顯的垂向分層特征，這是由于稀土元素的遷移和富集作用主要受大氣降水淋濾作用控制。含礦風化殼從上到下可以分為第四紀表土層(包括腐殖層和殘坡積層)、全風化層、半風化層和基巖。表土層的pH值一般為3.5～5.5，偏酸性；全風化層的pH值一般為5.5～6.0，偏中性。稀土元素在酸性環境中遷移能力較強，因此表土層中的稀土離子在淋濾作用下向下遷移，黏土礦物在偏中性的環境中吸附能力較強，因此全風化層中的黏土礦物吸附了表土層及本層釋放出來的稀土離子，稀土元素在本層進行了富集，形成有工業開采價值的礦體。

根據稀土礦體在風化殼中埋藏的深度不同，稀土礦體可以分為深潛式、潛伏式和表露式三種分布形式[5]。離子型稀土主要富集在全風化層中，它的稀土含量能達到母巖的3～5倍，而且重稀土的富集程度一般大于輕稀土，在常見的風化殼垂直剖面中，稀土含量分布呈中間富，兩邊貧的弓形模式。

1.2 找礦標志

南方離子型礦床的找礦標志有學者總結為以下幾點[6]：成礦母巖是花崗巖，主要富含石英和長石；在離子型礦床區域范圍內的水系沉積物中，可見獨居石、磷釔礦等稀土礦物異常；年降雨量在1500mm左右的地區，氣候溫暖潮濕，有利于花崗巖中的斜長石高嶺土化；在丘陵地貌中，在山脊之間相對平緩的地段，風化殼保存良好，是尋找離子型礦床的最佳位置。

2 我國離子型稀土礦產業政策及資源開發現狀

2.1 我國稀土產業政策

我國稀土工業已經發展了近50年，隨著國家越來越重視，稀土行業也得到了長足的發展，但其中仍然存在著資源開采混亂，產業發展無序，壞境破壞嚴重等問題。針對這些問題，我國出臺了一系列政策，一方面加強對稀土全產業鏈的監督，另一方面促進稀土行業的長足發展[7]。首先是管制生產開采，2013年國土資源部發布了《稀土采礦權名單》和《稀土探礦權名單》，全國范圍內的稀土采礦證由113個減少為67個。其次是對大型企業的扶植，推行稀土行業內部兼并重組，2014年，國務院發布明確的6大稀土生產企業分別是：中國五礦、中國中鋁、包鋼集團、廣東稀土、贛州稀土和廈門鎢業。第三是促進技術改革，提升環保要求，國家在2012年頒布了《稀土行業準入條件》，其中對從事稀土行業的企業在資源能源消耗和環境保護等方面提出了更高的標準和要求。

線性一直以來是護欄外觀追求的一項重要指標，也是為護欄涂粉增光的重要手段，所以線性的好壞很重要。既然重要，就會在此追求中投入太多，如果前面按要求做了，全線走兩遍就基本可以達到線性美觀、直順的要求。第一遍對線形邊走邊調整高低、左右，緊跟進行螺絲的緊固，對于螺絲不能擰緊的地方進行重新鉆眼，保證螺絲全部就位；第二遍就是對緊螺絲后線形不合適的地方進行調整。然后進行防盜螺絲的就位，順帶對松的螺絲進行加固。以往線型調整多次，仍有部分段落線形不順直，就是不能采取好的施工順序，不注重螺絲的緊固時間和二次進行螺絲緊固。一般都是緊好螺絲進行調整或者螺絲不緊，板的受約束力太小，調過的地方，前面調后面又有變形。

2.2 南方離子型稀土礦的開采工藝及勘查規范現狀

離子型稀土礦的開采經歷了池浸工藝、堆浸工藝和原地浸礦三個階段，目前政府大力推行原地浸礦工藝。原地浸礦工藝具有開采成本低，資源利用率高，生態影響小的特點，它是在不破壞地表植被的情況下，通過淺井進行注液，浸礦液從天然埋藏條件下的礦體中有選擇性地交換溶出稀土成分。

隨著南方離子型稀土礦產的勘查、開發實踐，針對該類型礦產的勘查手段、評價指標、采礦方法、選礦工藝等逐漸成熟，加之生態環保要求的不斷提高，該類礦產的經濟技術指標均發生深刻變化，現行《稀土礦產地質勘查規范》已無法全面指導南方離子型稀土礦產的勘查、評價工作。根據多年南方離子型稀土礦產方面的生產實踐和認識，王炯輝[8]在評價對象、勘查階段、勘查手段、巖芯樣品保存、資源儲量計算、底板類型和性質、原地浸礦工藝的適用條件等方面，對現行《稀土礦產地質勘查規范》提出了一些修訂建議。

3 南方離子型稀土礦開發過程中存在的問題

3.1 核心技術缺乏

中國的稀土產量和消費量都是世界第一，但是我國在技術層面過分注重于稀土的冶煉和分離，對于下游應用產業的研究不夠深入，稀土新材料的研發與應用方面我們于發達國家的差距仍然較大，缺乏定價話語權，稀土的價格越來越受到主要進口國的壓制[9]。國內市場的需求以低端稀土材料為主，而海外市場則偏向中高端稀土材料。目前我國在應用方面的研究還處在模仿的階段，創新發明較少，由于技術原因，研發的成果轉化也不盡如人意。資源是基礎，技術是關鍵，核心技術的缺乏已經成為我國離子型稀土礦開發的主要阻礙。

3.2 不均衡的上下游產業發展

目前，我國的稀土產業鏈主要由開采、洗選冶煉，材料的生產以及材料的應用組成。我國稀土的終端應用市場與原料生產市場聯系不夠緊密，上下游產業彼此之間的需求也不夠了解，上游企業很難為應用市場提供足夠的支持，而下游的應用企業也對稀土原材料缺乏系統的認識，難以主動開發出新的應用。這些上下游之間發展不協調，不均衡的問題使得稀土的應用范圍及數量大為減少。除此以外，這些問題還導致稀土的利潤環節被國外掌控，我們國內企業只能進行一些初級階段的加工和開發。近些年受稀土價格的影響，下游企業客戶減少，加上對稀土資源有限的需求，導致稀土的消費與生產都受到了一定程度的抑制，同時也在一定程度上造成了稀土的產能過剩。

3.3 引發地質環境問題

目前，世界公認的最環保的稀土開采模式被稱為原地浸礦工藝，這種開采方式減輕了對礦區生態環境的影響。當然，礦產品的開發利用都會在一定程度上對當地的生態環境產生影響，原地浸礦工藝雖然已經十分環保，但大規模的開采，還是會引起一些地質環境問題[10]。首先，礦區的開采可能發生山體滑坡和泥石流等地質災害。當稀土礦體賦存于滲透性較好的風化殼中時，直接注入浸取液會使山坡發生裂縫，當遭遇大規模的降雨時，就可能引起山體滑坡，甚至誘發泥石流災害。其次，礦區山體的地表植被易受注入液的侵害腐蝕。第三，殘留的注劑等化學成分會通過淋濾作用和滲透作用污染礦區及周邊環境的土壤、地表水和地下水，特別是發生地質災害時，礦體內殘留的硫酸銨外流會加重對當地生態和居民生存的危害。

4 建議

4.1 加強對離子相稀土分布規律的研究，加強稀土應用材料的研究

在稀土元素中，只有離子相稀土是能夠開采回收并具有經濟意義的，目前的稀土研究注重的是全相稀土元素的分布富集規律，因此在今后的研究過程中，希望有關專家能夠更重視離子相稀土，把更多的精力放在對離子相稀土元素的分布、富集以及遷移規律的研究中。此外，中國稀土產業未來的發展方向是開發出具有具有自主知識產權的應用技術，通過對稀土元素的深入研究和認識，希望早日能實現核心技術的創新。

4.2 發展產業鏈，加強上下游聯系

我國離子型稀土下游產品結構單一，抗風險能力較差[11]。我國要以市場需求為主導從而帶動下游產業的發展，不斷突破創新，逐步占領稀土開發應用的領域，同事注重完善和優化產品結構，提升產品的附加價值和科技含量，使稀土產業鏈向高精尖發展。把稀土產業鏈做寬做長。其次，加強上下游聯系，加強企業間的聯系互動，使上游企業能夠獲得更為豐厚的利潤，下游企業則能夠獲得更具市場競爭力的原材料價格。

4.3 不斷優化稀土資源開采方式，加強現場監測力度

進一步改進開采方式，是既實現充分利用資源，又是保護當地生態環境的重要保障。原地浸礦工藝還處在不在的發展和完善的過程當中，研究單位一直在不斷深入剖析浸礦工藝中的各項參數，包括注液孔的網度、浸出液的濃度、導流坑道的坡角，礦體底板的滲透性等，力爭建立一套符合環保要求的指標系統。這些技術參數的推廣具有普遍指導參考意義，但具體到各個礦區，還需要從實際出發，通過試點和實驗結合地質條件，資源情況決定其具體參數。

此外，長期的監督管理機制是確保離子型稀土礦可持續發展的重要保障。在離子型稀土礦的開發過程中，應配有專業的水文監測設備，對水質和水位等信息進行預警監測。

4.4 合理利用資源，強化政策力度

要實現資源的合理利用，一方面我們要采用高效的浮選劑，提高稀土礦的回收率，另一方面要加強稀土元素的循環綜合利用，積極推行綠色低污染的浸礦及選冶工藝。同時希望有關部門能夠出臺針對離子型稀土特點的生產經營管理辦法，加強各類政策的協調性，提高政策的執行力度。建議在稀土應用領域設立重點項目，提供研發基金支持，鼓勵各項稀土應用專利的申請，并在財政、稅收、進出口等方面給與政策的傾斜，促使我國的稀土行業由資源優勢盡快轉化為產業經濟優勢。

[1] 黃靜麗.世界稀土資源儲量分布及供需現狀分析[J].中國集體經濟，2015(6)：109-110.

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[3] 張戀，吳開興，陳陵康，等.贛南離子吸附型稀土礦床成礦特征概述[J].中國稀土學報，2015(1)：10-17.

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[5] 袁長林． 中國南嶺淋積型稀土溶浸采礦正壓系統的地質分類與開采技術[J]．稀土，2010，31(2)：75．

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Analysis of situation of the southern ionic type rare-earth ore in China

CAO Yi1，GUAN Xin2

(1.Minmetals Exploration and Development Co.，Ltd.，Beijing 100010，China； 2.Shenhua Group Corporation Limited，Beijing 100011，China)

Ionic rare earth deposits are heavy rare earth resources，which is unique to China.It has been listed as a national protective mining of certain minerals.This article is to be introduced from the following aspects：mineralization characteristics of ionic rare earth deposits，industrial policy and resources development，problems in the development process and proposed to strengthen the South ionic rare earth mining industry development.It summarizes the background mineralization ionic rare earth deposits，fractionation and migration of rare earth element and enrichment regularity，distribution law rare earth elements and prospecting indicators.It expounded China’s rare earth industry policy and mining technology and exploration standard situation.It noted that the rare earth mineral waste of resources，lack of core technology，upstream and downstream industry development is not balanced，serious ecological damage to the environment and other issues.It concludes with recommendations included：further study the distribution and migration of rare earth ions，expand the industrial chain to accelerate the upstream and downstream docking，improved exploitation of rare earth resources，comprehensive monitoring，long-term supervision and rational use of resources and strengthen policy efforts.

the southern ionic type rare-earth ore；in-situ leaching process；mining method；mining administration management

2016-02-11

曹毅(1986-)，博士，畢業于中國地質科學院，現就職于五礦勘查開發有限公司，主要從事礦產資源評價工作。

F407.1

A

1004-4051(2016)11-060-03