我国“三稀矿产”的资源特征及开发利用 | 中国工程院院刊

关注风云之声
提升思维层次
导读
难度最大而具有革命性意义的 , 是锂作为可控核聚变的基础原材料!
作者:王登红 , 孙艳 , 代鸿章 , 郭唯明 , 赵芝 , 赵汀 , 李建康 , 王成辉 , 黄凡 , 于扬 , 李德先
来源:我国“三稀矿产”的资源特征及开发利用研究[J].中国工程科学,2019,21(1):119-127.
编者按
我国“三稀矿产”总体上资源丰富 , 既是资源大国 , 也是主要生产国和出口国 , 但因为深加工技术落后、环境代价太大、战略意识不强等原因而始终拿不到市场的话语权 。 目前 , 我国已经进入科技创新引领社会发展的关键时期 , “三稀矿产”的开发和综合利用将带来无限的创新潜力 。
中国工程院院刊《中国工程科学》刊发《我国“三稀矿产”的资源特征及开发利用研究》 , 通过梳理2011年以来全国“三稀矿产”资源调查和找矿过程中积累的资料 , 总结了我国稀有、稀土和稀散元素矿产的主要特点 , 提出了具体的开发利用建议 , 进一步强调“稀土不土 , 稀有常有 , 稀散不散”的禀赋特征 , 提出了开发利用过程中“稀土管得着 , 稀有找得到 , 稀散用得好”的基本思路 。

我国“三稀矿产”的资源特征及开发利用 | 中国工程院院刊
文章图片
一、稀有金属矿产资源的主要特点与开发利用
我国稀有金属除锶矿在世界资源储量中占优势地位外 , 其余矿种均因赋存状态、矿床类型等原因不具备竞争力 。 其贸易结构主要为低端出口 , 高端进口 。 加强找矿、调整产业结构、扩宽应用领域已迫在眉睫 。
(一)锂(Li)的主要特点与开发利用
锂在冶金领域可用于制造各种合金 , 目前主要应用于原子能、特种合金、特种玻璃和新能源电池等领域 , 尤其是在锂电池方面的广泛应用而被称为“能源金属” , 既是高科技新兴产业所必需的高端材料 , 也成为老百姓日常生活所必需的常规材料 。
锂矿床按地质成因可划分为花岗伟晶岩型、卤水型、云英岩化花岗岩型和富锂黏土型四类 。 卤水型是锂矿床最重要的类型 , 但花岗伟晶岩型锂矿因常伴生多种稀有元素可作综合利用 , 黏土岩型锂矿也作为“潜在”资源应被高度重视 。
对锂资源的开发利用 , 难度最大而具有革命性意义的是锂作为可控核聚变的基础原材料在民用发电方面的应用 。 据科学家计算 , 1kg锂通过热核反应放出的能量相当于两万多吨优质煤的燃烧 。 我国四川甲基卡地区的锂矿是全球已知锂矿中6Li富集度最高的 , 其战略意义非同小可 , 应予以高度重视 。 我国锂的主要成矿区带和找矿远景区主要有:青藏高原盐湖型锂成矿带、新疆阿尔泰伟晶岩型稀有金属成矿带、川西伟晶岩型稀有金属成矿带和华南铌钽锂成矿带(包括幕阜山-九岭-武功山一带和南岭、武夷山成矿带) 。
从发展趋势看 , 随着新能源、新材料行业的快速发展 , 以电池级碳酸锂为代表的高端锂产品需求强劲 , 特别是动力电池、特种工程塑料等领域需求旺盛 , 成为锂产品行业的主要增长点 。 目前中国的锂产品主要集中于工业级碳酸锂、氢氧化锂等生产难度小、附加值低的传统锂产品 。 在高端锂产品加工方面 , 中国与国际先进水平还存在较大的差距 , 供应不足 , 需要大量进口 。 深加工技术水平的高低决定了企业的竞争力 , 也决定了中国锂行业在国际竞争格局中的定位 。 因此 , 加快中国锂资源的开发 , 丰富锂产品种类 , 进行产品结构升级换代 , 开发各类高端锂产品 , 提升综合竞争力 , 成为中国锂行业的紧迫任务 。
(二)铍(Be)的主要特点与开发利用
铍主要以铍铜合金和铍金属的形式广泛用于航空、航天和核反应堆等领域 , 是新兴产业发展必需的战略性金属矿产资源 。 铍铜合金在民用领域具有广泛的前途 , 如用铍青铜制成的弹簧可以压缩几亿次以上 。 铍具有良好的耐腐性和高温强度 , 热导率大 , 具良好的辐射透过性和对中子慢化、反射及红外线的反射性能 。
铍矿以花岗伟晶岩型最重要 , 储量也大 , 其余还包括接触交代型铍矿、火山热液型铍矿、云英岩型铍矿及石英脉型铍矿等 。
中国铍矿产资源丰富 , 分布在14个省区 。 中国已探明的铍储量以伴生矿产为主 , 主要与锂、钽铌矿伴生(占48%) , 其次与稀土矿伴生(占27%)或与钨矿伴生(占20%) 。 花岗伟晶岩型是我国最主要的铍矿类型 , 约占总储量的一半 , 主要产于新疆、四川、云南等地 。 热液石英脉型铍矿具有规模中等、品位较富、矿物结晶较粗等特点 , 主要分布在中南及华东地区 。 花岗岩型铍矿多见于地槽褶皱带 , 成矿时代以中生代为主 , 如新疆青河县阿斯喀尔特铍矿;另一种以钽铌为主 , 伴生铍等稀有金属 , 如江西宜春414矿 。 中国铍矿产资源具有分布高度集中、单一矿床少、共伴生矿床多、品位低、储量大等特点 。