中國磷礦大型資源基地開發利用現狀分析

周文雅，呂振福，曹進成，武秋杰，丁國峰

(1.中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所，河南 鄭州 450006； 2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術研究中心， 河南 鄭州 450006； 3.自然資源部多金屬礦綜合利用評價重點實驗室，河南 鄭州 450006)

《全國礦產資源規劃(2016—2020年)》明確指出：要綜合考慮資源稟賦、開發利用條件、環境承載力和區域產業布局等因素，建設103個能源資源基地，作為保障國家資源安全供應的戰略核心區域，大力推進資源規模開發和產業集聚發展。基地肩負著保障國家資源安全的重要使命，對優化礦產資源空間開發格局、轉變礦業發展方式、推動礦業高質量發展具有重要意義[1-2]。

磷是地球上所有生命體所必需的有益元素，而磷礦是工農業生產中磷元素的主要來源，磷礦的最主要用途是制取磷肥(約占總消費量的66%)[3]。磷礦資源的功用及固有的天性，自然而然地就使其具有了顯著的“戰略屬性”。近年來，習近平總書記和黨中央把糧食安全問題提到了新的高度，在確保糧食安全的鏈條上，磷礦資源的開發利用和保護是其關鍵節點[4]。同時全球磷礦分布呈高度集中態勢，主要集中在少數幾個國家，摩洛哥和西撒哈拉就有500億t儲量，約占全球總量的74%，中國磷礦儲量號稱世界第二，但占全球總量不足5%[5-6]。在此背景下，加強我國磷礦大型資源基地的研究，穩定磷礦資源的供給，對服務糧食安全戰略具有重要現實意義[7]。

本文以《全國礦產資源規劃(2016—2020年)》中規劃的磷礦資源基地為研究對象，對全國磷礦2018年開發利用數據進行匯總分析，對基地內磷礦礦權分布、產能結構、開發利用指標、礦業固廢循環利用指標等進行了探討。

1 我國磷礦能源資源基地分布及礦山數量

我國磷礦能源資源基地有3個，分別為滇中基地、貴州開陽—甕福基地、湖北宜興保基地，從區域分布來看，集中在云貴鄂三省。

2018年全國共有磷礦采礦權證272個，其中在產礦山149座；3個大型磷礦資源基地有采礦權141個，其中在產礦山105座。基地內磷礦采礦權數占到全國的51.83%，在產礦山占比更是高達70.47%，磷礦資源基地開發利用對我國磷礦發展具有舉足輕重的作用。我國磷礦資源基地分布及礦山數量見表1。

2 我國磷礦大型資源礦山產能結構

能源資源基地的功能定位是在國家宏觀尺度上，引導各類生產要素集聚，促進整體開采，提高資源開發規模化、集約化和規范化水平，形成保障國家礦產資源安全供應的戰略核心區域。磷礦能源資源基地的作用是要發展先進采選技術，加強中低品位礦利用，磷礦開采總量保持在1.5億t/a左右，保障磷復肥供應能力。

表1 大型磷礦資源基地分布及礦山數量情況Tab.1 Distribution of large-scale phosphate resource bases and number of mines

大型磷礦資源基地內礦業集中度及產能利用率見表2。由表2可知，我國磷礦大型磷礦資源基地內礦山總設計產能為9 855.50萬t。其中，大型礦山設計產能4 910.00萬t，礦業集中度為51.65%，高于全國磷礦的礦業集中度50.14%；基地內礦山實際產能為5 316.24萬t，其中大型礦山實際產能為3 000.98萬t，實際產能占比為56.94%，產能利用率為56.45%，高于全國磷礦41.33%的產能利用率。這表明磷礦資源基地產能占比高、開發情況優于全國平均水平，實現基地磷礦資源的高質量發展，才可保障國家磷礦資源安全，實現國家對磷礦資源的宏觀調控。

表2 大型磷礦資源基地內礦山集中度及產能利用率Tab.2 Mine concentration and capacity utilization rate in the large-scale phosphate resource base

3個磷礦基地中，貴州開陽—甕福基地的礦石儲量豐富，質量上乘[8]，利于大規模開采，礦業集中度為70.59%，遠超全國礦業集中度50.14%，同時產能利用率為80.45%，也超過全國產能利用率41.33%。湖北宜興保基地由于長江生態環境保護的需要[9]，磷礦停產、限產較為普遍，因此宜興保磷礦基地產能利用率為41.07%，低于全國平均水平。基地總礦業集中度(51.65%)和產能利用率(56.45%)優于全國平均值。

3 我國磷礦大型資源基地開發利用指標

3.1 開采情況

我國磷礦大型資源基地內礦山平均開采回采率為86.33%，高于全國的84.55%。其中，基地露天磷礦開采回采率為95.83%，略優于全國的95.00%；基地地下開采的磷礦開采回采率為79.52%，高于全國的77.95%；基地聯合開采的磷礦開采回采率為95.17%，略高于全國平均值94.14%。基地內礦山開采技術水平優于全國平均水平。

宜興保磷礦基地內均為地下開采，由于湖北磷礦典型的夾層結構，即中層富礦、上下兩層貧礦的結構，小型礦山多數只采中部富礦，基地平均開采回采率(74.73%)，低于全國磷礦開采回采率(84.55%)。大型磷礦資源基地磷礦開采情況見表3。

表3 大型磷礦資源基地磷礦采情況Tab.3 Phosphate mining situation in large-scale phosphate resource base %

3.2 選礦情況

全國磷礦資源選礦產能利用率為26.66%，其中滇中基地為43.80%、湖北宜興保基地為29.54%，均高于全國平均水平； 貴州開陽—甕福基地的選礦產能利用率僅15.96%，低于全國平均水平，這與該基地內采礦的產能利用率80.45%相差較大，表明貴州開陽—甕福基地內礦石入選率較低。各基地磷礦選礦廠產能利用情況見表4。

表4 大型磷礦資源基地內磷礦選礦廠產能利用情況Tab.4 Capacity utilization of phosphate ore dressing plant in large phosphate rock resource base

我國磷礦大型資源基地內礦山平均選礦回收率為87.30%，高于全國平均值82.37%。其中，大型礦山磷礦選礦回采率為87.36%，高于全國大型磷礦的82.02%；中小型礦山及小礦磷礦選礦回收率為87.04%，高于全國的83.56%。各基地磷礦選礦回收率情況見表5。

表5 大型磷礦資源基地內磷礦選礦回收率情況Tab.5 Recovery rate of phosphate ore beneficiation in large phosphate rock resource base

依據行業標準《礦產資源綜合利用技術指標及其計算方法》(DZ/T 0272—2015)[10-11]，計算礦產資源新“三率”指標，得出全國磷礦綜合利用率69.64%，大型資源基地磷礦綜合利用率為75.36%。

4 我國磷礦大型資源基地礦業固廢循環利用指標

4.1 廢石循環利用指標

2018年，我國磷礦山共排放廢石554.90萬t，年利用廢石315.80萬t，平均年廢石利用率為56.91%；大型資源基地內共排放廢石369.66萬t，年利用廢石258.74萬t，平均年廢石利用率為69.99%，基地內廢石利用情況優于全國平均水平。磷礦大型資源基地廢石利用情況見表6。滇中基地年廢石利用率為18.76%，低于全國平均水平；貴州開陽—甕福基地、湖北宜興保磷礦基地年廢石利用率分別為94.61%、100%，高于全國平均水平。原因在于貴州開陽—甕福基地僅有一家露天開采，其余均為地下開采，湖北宜興保基地均為地下開采，廢石用于采空區的填充，故廢石利用率較高；而滇中基地以露天開采為主，故廢石利用率較低[12-13]。

表6 我國磷礦大型資源基地固廢循環利用情況Tab.6 Recycling of solid waste in a large-scale phosphate resource base in China

我國磷礦大型資源基地廢石排放強度為0.38 t/t，即每生產1 t磷精礦排出廢石0.38 t，優于全國磷礦廢石排放強度0.46 t/t。其中，滇中基地和宜興保基地的廢石排放強度分別為0.27、0.29 t/t，優于全國平均值。

4.2 尾礦循環利用指標

2018年，我國磷礦山共排放尾礦10 063.49萬t，年利用尾礦849.35萬t，平均年尾礦利用率為8.44%。其中，大型資源基地中磷礦山排放尾礦為9 705.55萬t，年利用尾礦536.47萬t，平均年尾礦利用率為5.53%，低于全國平均尾礦利用率8.44%(表6)。

宜興保基地尾礦充填采空區技術應用較多，年尾礦利用率為135.14%，減少了尾礦堆積量，此技術值得推廣。滇中基地磷礦露天開采為主，尾礦利用率僅為0.48%。

我國磷礦山尾礦排放強度8.41 t/t，即每生產1 t磷精礦排出尾礦8.41 t。大型資源基地中磷礦山尾礦排放強度為10.03 t/t，高于全國平均值。其中貴州滇中基地尾礦排放強度為18.73 t/t，貴州開陽—甕福基地尾礦排放強度為3.17 t/t，宜興保基地尾礦排放強度為0.55 t/t。

5 結論

(1)2018年，我國3個磷礦大型基地中在產礦山占全國的70.47%，實際產能卻占全國的56.94%；磷礦大型基地礦業集中度和產能利用率分別為51.65%和56.45%，而全國的產業集中度和產能利用率分別為50.14%和41.33%，優于全國平均水平；基地內平均開采回采率為86.33%，與全國平均值84.55%基本持平；基地內選礦產能利用率為25.88%，略低于全國平均值29.89%；基地內平均選礦回收率為87.30%，優于全國平均值82.37%；基地內磷礦綜合利用率75.36%，優于全國平均值69.64%；基地內年廢石利用率為69.99%，優于全國平均值56.91%；基地內年尾礦利用率為5.53%，略低于全國平均值8.44%。整體來看，基地內磷礦礦產開發利用技術水平優于全國平均值。

(2)基于磷礦資源的重要性，國家加強對磷礦資源的保護性利用[14]。“十三五”礦產資源規劃提出的磷礦開采總量保持1.5億t/a左右，2018年全國磷礦設計產能1.38億t，實際產能9 335萬t。表明對磷礦開發強度的控制工作已有成效，這將大大延長我國磷礦資源開采使用年限，保障磷礦資源的供應安全。

(3)我國磷礦礦石的入選率還較低，磷礦選礦技術有待提高。目前低品位礦石選礦技術難度和經濟成本明顯提高，磷礦價格大幅下跌，又擠壓了中低品位難選磷礦綜合利用微薄的利潤空間，企業減少了對低品位礦石的加工處理，更放棄了對磷礦伴生資源碘、氟、稀土的回收[15]。企業應進一步加大技術開發，破解中低品位及其共伴生資源開發利用的瓶頸，實現技術與經濟均可行的目標，滿足礦產資源的節約集約利用和可持續發展的要求，推動綠色礦業發展[16]。