张国晏
贵州开磷集团股份有限公司 贵州贵阳550000
摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，磷矿开采越来越多。磷矿是我国重要的战略性矿产资源之一，是磷肥的主要来源。以磷矿大型资源基地为研究对象，对矿山数量及分布特征、产能结构、开发利用指标、尾废循环利用指标等进行了探讨，初步掌握了我国磷矿大型基地开发利用现状。分析结果表明，我国磷矿大型资源基地开发利用情况较好，开发利用强度的控制成效较为明显，对保障磷矿资源的供应安全、服务国家粮食安全战略具有重要意义。
关键词：磷矿；地质特征；储量；产量；世界分布
引言
虽然近年来我国的磷矿安全情况有了较大的改善，但与其他先进的工业化国家相比，还存在很大的差距。一方面是因为企业不重视生产的安全性，生产设备比较落后;另一方面是因为磷矿企业安全管理水平较低，安全管理投入不够，存在的安全隐患得不到及时地解决和控制，最终导致事故的发生。企业工作人员的人身及财产安全能否得到保障与磷矿的安全生产息息相关，所以磷矿企业必须把安全管理作为工作的重点并加以重视。开磷集团高度重视矿山安全生产工作，作为全国最大的地下开采磷矿山，快速发展的计算机技术提高了矿山的机械化,自动化和数字化水平,促进了矿山的现代化建设,信息化和数字化技术由此成为矿业领域内的重要研究内容.阐述了开磷集团采矿和管理等方面的信息化建设,实施进程及发展,主要包括井下无人计量系统,破碎机远程控制系统,六大系统,智能采矿设备,管控一体化和矿山数字软件等.结果表明,信息化矿山不仅安全性高,而且高产高效,工作环境友好,矿石损失贫化低,符合可持续发展的思想.同时,对下一步构建现代化矿山提出了建设性的意见,最终实现无人智能化采矿,信息化矿山是基础。
1世界磷矿的分布
世界各大洲均不同程度有磷矿分布，但富集程度不同，据S&PGlobal数据统计，截至2020年4月全球共有332个磷矿床，主要分布于东南亚、中东、非洲、澳大利亚、南美洲、北美洲东部和西部等地区。鲍荣华（2015）据美国地调局的统计数据分析显示，非洲和亚洲的磷矿资源分别占世界的80%和13%。非洲，尤其是北非是磷矿集中产出的地区，区内磷矿资源最为丰富的国家或地区为摩洛哥和西撒哈拉、阿尔及利亚、南非、埃及、突尼斯等，著名的矿床（区）有摩洛哥的胡里卜盖（Khouribga），尤索菲亚（Youssoufia），本格里（Benguerir），阿尤恩（Laayoune），阿尔及利亚的DjebelKouif、DjebelOnk，南非的Glenover、Outeniqua，突尼斯的KalaaKhasba、KefShfaier，塞内加尔的Taiba、Baobab，多哥的Bassar、Kpeme以及埃及的AbuTartur等。亚洲的磷矿资源量仅次于非洲，在东亚和东南亚地区比较重要的磷矿有中国西南及中南地区的磷块岩矿，越南、老挝等地也有磷块岩矿产出。中国磷矿集中分布在扬子、华北及天山等三大成磷区（王海平和吕凤翔，2002），其中80%以上的磷分布于云南、贵州、四川、湖南和湖北等省内（赵省民等，2000），且多为P2O5品位大于30%的富矿石（常苏娟，2011；孙小虹等，2015）。在中亚和西亚地区的沙特阿拉伯、约旦、伊拉克、以色列、哈萨克斯坦等国也分布有磷矿床。亚洲地区主要的磷矿床有中国的开阳磷矿、谭家场高坪磷矿，越南的LaoCai，老挝的MuongFeuong，哈萨克斯坦的Chilisai、Karatau，沙特阿拉伯的AlJalamid、UmmWual，约旦的Al-Hassa，伊拉克的Akashat及以色列的NegevDesert等。美洲磷矿资源主要分布在美国、巴西和秘鲁，加拿大和智利等国也有磷矿产出。美国磷矿多位于佛罗里达州、北卡罗来纳、爱达荷以及犹他州等，加拿大的磷矿分布在其西部和东部地区。
2我国磷矿大型资源矿山产能结构
能源资源基地的功能定位是在国家宏观尺度上，引导各类生产要素集聚，促进整体开采，提高资源开发规模化、集约化和规范化水平，形成保障国家矿产资源安全供应的战略核心区域。磷矿能源资源基地的作用是要发展先进采选技术，加强中低品位矿利用，磷矿开采总量保持在1.5亿t/a左右，保障磷复肥供应能力。我国磷矿大型磷矿资源基地内矿山总设计产能为9855.50万t。其中，大型矿山设计产能4910．00万t，矿业集中度为51.65%，高于全国磷矿的矿业集中度50.14%;基地内矿山实际产能为5316.24万t，其中大型矿山实际产能为3000.98万t，实际产能占比为56.94%，产能利用率为56.45%，高于全国磷矿41.33%的产能利用率。
3磷矿的开发利用情况
3.1磷矿开采的安全风险和隐患
安全风险是由可能发生的事故及其后果的严重程度决定的，风险不及时处理解决而形成的缺陷和漏洞就为日后留下了隐患。风险管控是磷矿安全管理工作的重要部分。通过对磷矿安全生产活动中存在的各种不安全因素进行识别和分析，找出其中存在的隐患，从而确定风险等级。然后根据风险等级的程度进行分级管理，风险等级越高管理的要求越严格，从而减少风险带来的损失。磷矿事故产生的直接原因往往是由隐患造成的，并且隐患多数都是因为对危险源的认识不够和对管理的不严格造成的。
3.2超细粉碎对磷矿晶体结构变化的影响
磷矿超细粉碎过程中，机械力的作用破坏了矿物的晶体结构，发生位错、变形、缺陷甚至形成非晶态物质，有利于同象置换，使得有效磷含量增加，有望直接作为磷肥使用。JargalbatP利用X射线、中子和同步粉末衍射技术，对Burenkhan、Tsakhiruul和Aldarkhan天然磷矿和机械化学活化后的样品分别进行了晶体结构研究。结果表明，机械活化后，有新的晶相形成，氟磷灰石的晶格畸变较强，尤其是［PO4］3－四面体的畸变，使得氟磷灰石的晶格能增加，溶解度随之提高。
3.3世界磷肥进出口情况
（1）世界磷肥出口。由于受磷矿资源储量、磷矿工业生产能力以及本国磷肥消费情况等多重因素的共同影响，世界各国间磷肥的进出口交易依存关系和磷矿有着较大区别。2000年前后，世界磷肥出口的地区或国家主要有北非、中东、北美（美国、黑西哥）、中国、南非以及俄罗斯等。2006年以后南非、北美的出口量显著减少，美国和南非的磷肥并逐渐转为进口为主，俄罗斯的磷肥出口量也有所降低。至2018年，世界磷肥的出口中心转为中国、北非和中东地区，出口量分别占到世界的20.02%、34.68%和14.15%。（2）世界磷肥进口。从2000年到2018年，世界磷肥总进口量稳中略升，在世界磷肥进出口形势图中可以看出2000年以来世界磷肥的进口地区主要为东南亚、南美、北美、欧洲、中东和东亚（日本）等，其中2018年世界磷肥主要进口国有印尼、巴西、美国、马来西亚、法国、澳大利亚、孟加拉国、罗马尼亚、巴拉圭、荷兰、英国和阿根廷等。
结语
综上所述，目前低品位矿石选矿技术难度和经济成本明显提高，磷矿价格大幅下跌，又挤压了中低品位难选磷矿综合利用微薄的利润空间，大多数企业减少了对低品位矿石的加工处理，更放弃了对磷矿伴生资源碘、氟、稀土的回收。开磷集团具有矿石品位高、伴生氟、碘资源充分回收利用，破解了其共伴生资源开发利用的瓶颈，同时企业进一步加大精细化工产品产出，对磷资源精细深加工，满足矿产资源的节约集约利用和可持续发展的要求，推动绿色矿业发展。
参考文献
[1]巴图林.1985.海底磷块岩(东野长峥译)[M].北京:地质出版社,1-192.
[2]鲍荣华.2015.世界磷矿供需格局及其变化[J].国土资源情报,2015(5):48-51.
[3]常苏娟,朱杰勇,刘益,杨永超,白光顺.2010.世界磷矿资源形势分析[J].化工矿物与加工,(9):1-5.
[4]常苏娟.2011.滇东磷矿多层位控矿地质特征及形成机理[D].昆明:昆明理工大学,5-17.
[5]崔荣国,张艳飞,郭娟,郭振华,肖宇评.2019.资源全球配置下的中国磷矿发展策略[J].中国工程科学,21(1):128-132.
张国晏
贵州开磷集团股份有限公司 贵州贵阳550000
摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，磷矿开采越来越多。磷矿是我国重要的战略性矿产资源之一，是磷肥的主要来源。以磷矿大型资源基地为研究对象，对矿山数量及分布特征、产能结构、开发利用指标、尾废循环利用指标等进行了探讨，初步掌握了我国磷矿大型基地开发利用现状。分析结果表明，我国磷矿大型资源基地开发利用情况较好，开发利用强度的控制成效较为明显，对保障磷矿资源的供应安全、服务国家粮食安全战略具有重要意义。
关键词：磷矿；地质特征；储量；产量；世界分布
引言
虽然近年来我国的磷矿安全情况有了较大的改善，但与其他先进的工业化国家相比，还存在很大的差距。一方面是因为企业不重视生产的安全性，生产设备比较落后;另一方面是因为磷矿企业安全管理水平较低，安全管理投入不够，存在的安全隐患得不到及时地解决和控制，最终导致事故的发生。企业工作人员的人身及财产安全能否得到保障与磷矿的安全生产息息相关，所以磷矿企业必须把安全管理作为工作的重点并加以重视。开磷集团高度重视矿山安全生产工作，作为全国最大的地下开采磷矿山，快速发展的计算机技术提高了矿山的机械化,自动化和数字化水平,促进了矿山的现代化建设,信息化和数字化技术由此成为矿业领域内的重要研究内容.阐述了开磷集团采矿和管理等方面的信息化建设,实施进程及发展,主要包括井下无人计量系统,破碎机远程控制系统,六大系统,智能采矿设备,管控一体化和矿山数字软件等.结果表明,信息化矿山不仅安全性高,而且高产高效,工作环境友好,矿石损失贫化低,符合可持续发展的思想.同时,对下一步构建现代化矿山提出了建设性的意见,最终实现无人智能化采矿,信息化矿山是基础。
1世界磷矿的分布
世界各大洲均不同程度有磷矿分布，但富集程度不同，据S&PGlobal数据统计，截至2020年4月全球共有332个磷矿床，主要分布于东南亚、中东、非洲、澳大利亚、南美洲、北美洲东部和西部等地区。鲍荣华（2015）据美国地调局的统计数据分析显示，非洲和亚洲的磷矿资源分别占世界的80%和13%。非洲，尤其是北非是磷矿集中产出的地区，区内磷矿资源最为丰富的国家或地区为摩洛哥和西撒哈拉、阿尔及利亚、南非、埃及、突尼斯等，著名的矿床（区）有摩洛哥的胡里卜盖（Khouribga），尤索菲亚（Youssoufia），本格里（Benguerir），阿尤恩（Laayoune），阿尔及利亚的DjebelKouif、DjebelOnk，南非的Glenover、Outeniqua，突尼斯的KalaaKhasba、KefShfaier，塞内加尔的Taiba、Baobab，多哥的Bassar、Kpeme以及埃及的AbuTartur等。亚洲的磷矿资源量仅次于非洲，在东亚和东南亚地区比较重要的磷矿有中国西南及中南地区的磷块岩矿，越南、老挝等地也有磷块岩矿产出。中国磷矿集中分布在扬子、华北及天山等三大成磷区（王海平和吕凤翔，2002），其中80%以上的磷分布于云南、贵州、四川、湖南和湖北等省内（赵省民等，2000），且多为P2O5品位大于30%的富矿石（常苏娟，2011；孙小虹等，2015）。在中亚和西亚地区的沙特阿拉伯、约旦、伊拉克、以色列、哈萨克斯坦等国也分布有磷矿床。亚洲地区主要的磷矿床有中国的开阳磷矿、谭家场高坪磷矿，越南的LaoCai，老挝的MuongFeuong，哈萨克斯坦的Chilisai、Karatau，沙特阿拉伯的AlJalamid、UmmWual，约旦的Al-Hassa，伊拉克的Akashat及以色列的NegevDesert等。美洲磷矿资源主要分布在美国、巴西和秘鲁，加拿大和智利等国也有磷矿产出。美国磷矿多位于佛罗里达州、北卡罗来纳、爱达荷以及犹他州等，加拿大的磷矿分布在其西部和东部地区。
2我国磷矿大型资源矿山产能结构
能源资源基地的功能定位是在国家宏观尺度上，引导各类生产要素集聚，促进整体开采，提高资源开发规模化、集约化和规范化水平，形成保障国家矿产资源安全供应的战略核心区域。磷矿能源资源基地的作用是要发展先进采选技术，加强中低品位矿利用，磷矿开采总量保持在1.5亿t/a左右，保障磷复肥供应能力。我国磷矿大型磷矿资源基地内矿山总设计产能为9855.50万t。其中，大型矿山设计产能4910．00万t，矿业集中度为51.65%，高于全国磷矿的矿业集中度50.14%;基地内矿山实际产能为5316.24万t，其中大型矿山实际产能为3000.98万t，实际产能占比为56.94%，产能利用率为56.45%，高于全国磷矿41.33%的产能利用率。
3磷矿的开发利用情况
3.1磷矿开采的安全风险和隐患
安全风险是由可能发生的事故及其后果的严重程度决定的，风险不及时处理解决而形成的缺陷和漏洞就为日后留下了隐患。风险管控是磷矿安全管理工作的重要部分。通过对磷矿安全生产活动中存在的各种不安全因素进行识别和分析，找出其中存在的隐患，从而确定风险等级。然后根据风险等级的程度进行分级管理，风险等级越高管理的要求越严格，从而减少风险带来的损失。磷矿事故产生的直接原因往往是由隐患造成的，并且隐患多数都是因为对危险源的认识不够和对管理的不严格造成的。
3.2超细粉碎对磷矿晶体结构变化的影响
磷矿超细粉碎过程中，机械力的作用破坏了矿物的晶体结构，发生位错、变形、缺陷甚至形成非晶态物质，有利于同象置换，使得有效磷含量增加，有望直接作为磷肥使用。JargalbatP利用X射线、中子和同步粉末衍射技术，对Burenkhan、Tsakhiruul和Aldarkhan天然磷矿和机械化学活化后的样品分别进行了晶体结构研究。结果表明，机械活化后，有新的晶相形成，氟磷灰石的晶格畸变较强，尤其是［PO4］3－四面体的畸变，使得氟磷灰石的晶格能增加，溶解度随之提高。
3.3世界磷肥进出口情况
（1）世界磷肥出口。由于受磷矿资源储量、磷矿工业生产能力以及本国磷肥消费情况等多重因素的共同影响，世界各国间磷肥的进出口交易依存关系和磷矿有着较大区别。2000年前后，世界磷肥出口的地区或国家主要有北非、中东、北美（美国、黑西哥）、中国、南非以及俄罗斯等。2006年以后南非、北美的出口量显著减少，美国和南非的磷肥并逐渐转为进口为主，俄罗斯的磷肥出口量也有所降低。至2018年，世界磷肥的出口中心转为中国、北非和中东地区，出口量分别占到世界的20.02%、34.68%和14.15%。（2）世界磷肥进口。从2000年到2018年，世界磷肥总进口量稳中略升，在世界磷肥进出口形势图中可以看出2000年以来世界磷肥的进口地区主要为东南亚、南美、北美、欧洲、中东和东亚（日本）等，其中2018年世界磷肥主要进口国有印尼、巴西、美国、马来西亚、法国、澳大利亚、孟加拉国、罗马尼亚、巴拉圭、荷兰、英国和阿根廷等。
结语
综上所述，目前低品位矿石选矿技术难度和经济成本明显提高，磷矿价格大幅下跌，又挤压了中低品位难选磷矿综合利用微薄的利润空间，大多数企业减少了对低品位矿石的加工处理，更放弃了对磷矿伴生资源碘、氟、稀土的回收。开磷集团具有矿石品位高、伴生氟、碘资源充分回收利用，破解了其共伴生资源开发利用的瓶颈，同时企业进一步加大精细化工产品产出，对磷资源精细深加工，满足矿产资源的节约集约利用和可持续发展的要求，推动绿色矿业发展。
参考文献
[1]巴图林.1985.海底磷块岩(东野长峥译)[M].北京:地质出版社,1-192.
[2]鲍荣华.2015.世界磷矿供需格局及其变化[J].国土资源情报,2015(5):48-51.
[3]常苏娟,朱杰勇,刘益,杨永超,白光顺.2010.世界磷矿资源形势分析[J].化工矿物与加工,(9):1-5.
[4]常苏娟.2011.滇东磷矿多层位控矿地质特征及形成机理[D].昆明:昆明理工大学,5-17.
[5]崔荣国,张艳飞,郭娟,郭振华,肖宇评.2019.资源全球配置下的中国磷矿发展策略[J].中国工程科学,21(1):128-132.