我国铝土矿贫矿资源的开发利用条件及方向

梁汉轩，鹿爱莉，李翠平，李仲学

(1.北京科技大学金属矿高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083；2.中国国土资源经济研究院，北京 101149)

我国正处于工业化、城镇化快速发展阶段，对铝资源的需求日益增加。国内铝土矿资源中，富矿有限、贫矿比重较大，再生铝产业正处于起步阶段[1]，铝资源供给及铝工业发展面临着资源条件的制约。科学开发和有效利用铝土矿贫矿资源，对于保证我国社会经济的可持续发展，具有重要的意义。

1 铝土矿贫矿资源及其开发利用现状

1.1 资源状况及主要问题

铝土矿贫矿的界定，主要依据我国铝土矿资源现状和现有采、选、冶技术水平及经济因素，一般将铝硅比(A/S)小于7的铝土矿资源视为贫矿，铝硅比更高的视为富矿。值得重视的是，贫矿资源是一个相对的、动态的概念。矿产资源的可利用程度与贫矿资源的利用能力，随着矿产资源及替代资源的开发利用技术与经济条件的发展而变化。

我国铝土矿贫矿资源比重较大。截至2008年底，铝土矿保有资源储量30.56亿t，其中铝硅比3≤A/S<7的贫矿保有资源储量为13.18亿t，约占43%。此外，铝土矿品级不明的保有资源储量8.54亿t，约占27%。我国铝土矿资源主要赋存于山西、河南、贵州、广西、重庆等地区，且贫矿中，约96%的保有资源储量分布于以上五个地区(表1)。

表1 我国铝土矿贫矿储量分布(截至2008年底贫矿保有资源储量(千t))

铝土矿贫矿资源中，经济可采的储量较少。在我国铝土矿贫矿资源中，基础储量2.13亿t，约占贫矿资源总保有资源储量的16%，其中储量1.59亿t，约占贫矿资源总保有资源储量的12%。截至2008年底，广西、重庆两地区的铝土矿贫矿资源中，尚未发现经济可采的储量，重庆贫矿资源中仅有极少量的基础储量。

由此可以看出，我国铝土矿资源的主要问题是地质勘查程度较低，贫矿资源中经济可采的储量较少，资源保障程度低。

1.2 开发利用现状及主要问题

近年来，随着我国工业化及城镇化进程的加速，对铝土矿资源的需求与日俱增，铝工业迅速扩张，特别是氧化铝及高品位铝土矿需求(如耐火材料需求)迅速增加[2]，导致了采富弃贫现象的普遍出现，在河南、山西、贵州等铝土矿资源丰富的地区表现尤为明显，一些铝土矿贫矿资源被当成废弃物弃置，造成了铝土矿资源的浪费和富矿资源的过度消耗。从行业角度看，投入氧化铝生产的铝土矿石品位逐步下降[3]，对国外资源的依赖程度趋于增加，铝工业发展及供给形势严峻。

相应地，为了应对资源约束问题，我国铝土矿贫矿开发利用技术得到了长足发展。譬如，中低品位铝土矿选矿脱硅技术的研发[4]，为科学开发和有效利用我国铝土矿贫矿资源奠定了技术基础。随着氧化铝价格的持续走高和高品位铝土矿资源的耗竭，中等品位(A/S为5～7)的铝土矿在“十一五”期间已经得到大量的开发及利用。配矿技术及工艺方法的研发，使得低品位铝土矿石通过高低品位搭配的方式得到了利用，提高了资源利用效率。但是，中等品位资源利用的能耗较高，尾矿及赤泥的排放量较大，环境扰动及损害范围较大，且品位更低的铝土矿开发利用经济效益不佳。

综合地看，我国铝土矿贫矿资源的开发利用效率仍然较低。在当前技术经济条件下，贫矿资源开发利用的能耗高、环境影响大、社会及经济效益差。

2 铝土矿贫矿资源开发利用条件

我国铝土矿贫矿资源的主要技术特性可以概括如下：

1)资源分布集中

山西、河南、贵州、广西、重庆等地区的贫矿保有资源储量约12.69亿t，约占全国的96%，另有14个地区的铝土矿贫矿保有资源储量合计约占全国的4%。

2)矿石品质差，加工难度大

我国铝土矿贫矿以一水硬铝石型铝土矿为主，Al2O3不小于54%，具有高铝、高硅、低铝硅比的特点，加工难度较大。还有少量的混合型矿石和其他类型矿石。

3)矿石氧化铝含量高

我国一水硬铝石型铝土矿的氧化铝含量高，一般不低于54%，而国外三水铝石型铝土矿氧化铝含量一般为42%～58%，平均而言，我国铝土矿含氧化铝量比国外高15%左右。据统计，我国生产1t铝需一水硬沉积型铝石矿石311～410t ，而国外三水铝石型矿石则需412～500t。

4)共伴生矿产多

我国铝土矿矿床多为古风化壳型，上覆岩层常伴有工业煤层和优质石灰岩。在含矿岩系中，通常与半软质黏土、硬质黏土、铁矿和硫铁矿等共生。铝土矿矿石中，还常常伴生有镓、钪、钛、铌、钒、锂和稀土元素等多种元素[5]。

从铝土矿的选冶加工角度看，我国的铝土矿贫矿具有如下主要工艺特征：①矿石较难溶，需高温高压溶出。贫矿矿物组成以一水硬铝石和伊利石为主，属难溶矿物，需要用流程较长的联合法或烧结法生产氧化铝。②矿石中 SiO2含量较高，但可选性较好。我国一水硬铝石型铝土矿含硅较高，铝硅比较低，但可选性较好[6]。譬如A/S为5左右的原矿，经选矿处理后，精矿A/S可提高到8以上，精矿产率和氧化铝回收率均可达80%左右。

铝土矿贫矿资源的开发利用程度，不仅受制于技术条件，而且受经济社会条件的影响，包括铝土矿及铝产品的市场供求与价格、铝土矿资源地的经济水平及工业基础设施、能源供应及节能政策、生态环境保护政策等因素的影响。

我国的铝土矿资源相对短缺。2008年，我国铝土矿经济可采储量为5.29亿t，基础储量7.35亿t，后备资源不足，铝土矿资源保证程度差，铝土矿资源需求量进口多、对外依存度高。预计未来，随着国内铝资源需求量的增加，对外依存度仍会处于较高水平，大量进口必然导致全球价格维持在较高水平。有数据表明，近年来，进口铝土矿价格一直处于30%左右的上涨水平，将会对我国社会经济的发展与稳定产生负面影响。我国铝土矿资源较为丰富的山西、河南等地区，工业基础设施等方面的条件较为优越，当市场及技术条件发生有利变化时，这些地区在利用贫矿资源方面具有较大的潜力。

3 铝土矿贫矿开发利用方向

我国铝土矿贫矿资源的开发利用方向，可以概括为以下几个主要方面：

1)铝土矿资源潜力评价和综合勘查方向

我国铝土矿贫矿资源所占比例较大，地质勘察程度偏低，经济可采储量较少，因此，需要研究铝土矿资源的潜力评价和综合勘查技术，积极提升铝土矿资源的地质勘察技术、规划与管理水平。

2)铝土矿开采技术的研究及实践方向

随着我国浅表、易采铝土矿资源的迅速消耗及露天矿开采深度的不断加大，原有的露天矿大多数会逐步转入地下开采或露天-地下联合开采，新建矿山也将越来越多地采用地下开采技术。因此，应该针对铝土矿开采由浅部向深部转移的需求和开采技术及装备进步及经济条件的变化，加强对铝土矿地下开采或露天-地下联合开采工艺技术的研究及实践探索。

3)选矿脱硅技术研发方向

继续完善选矿和拜耳法技术联合的研究，加强适合铝土矿浮选的捕收剂、分散剂、抑制剂等药剂的研发，包括合理的药剂制度。深入研究反浮选选矿工艺、药剂和设备，尽快推进反浮选技术的产业化应用。微生物选矿具有良好的发展前景，应加强在性能优良的微生物菌种筛选和菌种浸矿脱硅工艺等方面的研究。同时，针对铝土矿石性质与选矿脱硅的关系研究，将有助于评价铝土矿可选性和选择铝土矿选矿脱硅方法。

4)氧化铝生产工艺方向

拜耳烧结串联法是氧化铝生产工艺变革的重要方向，应逐步形成串联法的氧化铝生产工艺体系，并加强其技术经济效果研究。深入研究选矿药剂对选矿拜耳法过程的影响规律、拜耳法系统中有机物的积累及其对沉降分离和种子分解的影响、积累药剂对硅平衡浓度和硅析出规律的影响。进一步研发烧结法工艺的节能新技术与设备，促进烧结法工艺节能减排。运用现代计算机技术，优化拜耳法主要工艺过程及参数的设计，进一步提高氧化铝生产的工艺技术水平。

4 对策及建议

面对我国社会经济发展对铝土矿资源的大量需求和我国国内铝土矿资源开发利用的现状及条件，包括诸如地质勘察及资源保障程度差、经济可采储量少、贫矿资源多、开发利用能耗高、环境影响大、社会及经济效益低等问题，可以从技术、经济、政策等方面着眼，采取综合对策及措施，具体包括：

1)加强铝土矿资源潜力评价和综合勘查，包括支持河南、贵州、广西、山西等地区的一些(宏观)远景区的铝土矿找矿工作和资源危机、中深部及外围有较大找矿潜力的国有大中型企业等(微观)矿区的铝土矿找矿工作，借以有效地增加经济可采储量，提高资源保障程度，缓解资源需求大、富矿储量少、资源品质差等压力。

2)深化产学研合作与贫矿资源开发利用技术研发，包括鼓励地下开采或露天-地下联合开采工艺技术研发，铝土矿选矿脱硅工艺及选矿药剂研发，反浮选选矿工艺、药剂和设备研发，微生物菌种筛选和菌种浸矿脱硅工艺研发，串联法氧化铝生产工艺研发、富矿(强化)烧结法的完善等。

3)改善投融资环境，包括贫矿资源开发利用的财政贴息、投资补助、减免税收等优惠政策手段和贫矿资源的投资基金、债券投资、股权投资等市场激励机制。

4)拓展铝业企业的国际化运营，鼓励及支持我国大型铝业企业通过国外股权投资、企业兼并收购、国际项目投资、先进技术装备引进、国外资源合作开发等多种途径及方式，有效地实施“两种资源、两个市场”的资源战略，拓展我国铝业企业的国际化运营及资源开发利用空间，减轻对国内贫矿资源的依赖。

5)发展循环经济，研发和采用3R技术、装备、工艺及流程，降低生产加工过程能耗及材耗，提高资源及燃料的效率，减少废弃物的排放，消除或减轻生态环境的污染及损害，促进铝工业产区乃至我国社会经济的可持续发展。

6)实施示范工程，包括铝土矿资源潜力评价技术、铝土矿资源综合勘查技术、一水型铝土矿低成本选冶加工技术、铝土矿资源综合与循环再生利用技术、铝企业国际化运营机制与战略研究等方面的示范工程项目及科学研究项目，推进国内铝土矿资源的节约、综合和循环利用，改善国内铝资源的经济效率，提升我国铝企业的集中度及国际市场竞争力，拓展我国的国外铝资源配置及开发利用空间，进而有效地促进我国社会经济的可持续发展。

5 结论

随着我国工业化及城镇化进程的加速，铝资源需求持续增长。但是，我国国内铝土矿资源开发利用的现状及条件，难以满足社会经济发展的需求，仍然存在诸如地质勘察及资源保障程度差、经济可采储量少、贫矿资源多、开发利用能耗高、环境影响大、社会及经济效益低等问题，迫切需要从技术、经济、政策等方面采取综合对策及措施，包括加强铝土矿资源潜力评价和综合勘查、深化产学研合作与贫矿资源开发利用技术研发、改善贫矿资源投融资环境、拓展铝企业的国际化运营、发展铝资源循环经济、实施铝资源开发利用示范工程等。

[1] 张伦和. 我国再生铝产业现状及发展对策[J]. 轻金属, 2009(6): 3-6.

[2] 李昊. 中国铝土矿资源产业可持续发展研究[D]. 中国地质大学(北京), 2010.

[3] 姜跃华. 氧化铝生产新工艺、新技术的开发与应用[J]. 轻金属, 2007(2): 11-13.

[4] 冯其明, 卢毅屏, 等. 铝土矿的选矿实践[J]. 金属矿山, 2008(10): 1-4.

[5] 鹿爱莉, 贾雅慧. 我国铝土矿的综合利用研究[J]. 矿产保护与利用, 2010(1): 49-51.

[6] 张安朝, 徐靖, 等. 铝土矿资源选矿技术分析[J]. 河南冶金, 2009, 17(4): 20-21.