首页 > 地学早知道 > 六种不容小觑的战略性矿产资源,你都认识吗?

六种不容小觑的战略性矿产资源,你都认识吗?


88 阅读
2022-11-22

作者:李逢春 中科院地质地球所     来源:https://mp.weixin.qq.com/s/O6QQ6ZsikI9BeUsZljxZqA

在新冠疫情的笼罩下,在俄乌冲突事件的推动下,让“能源”与“资源”在2022年多次被人们提及与关注,战略资源储备越来越受到重视,其重要性也日渐凸显。毫无疑问,矿产资源是国家资源安全和经济安全的重要载体,被称为“工业的粮食”。尤其是战略性矿产资源,更是国家经济发展的重要支撑,在国家安全中占有极其重要的地位。我国战略性矿产资源的需求持续增长。那么,对于战略性矿产资源大家有多少了解呢?除了稀土,以下重要的战略性矿产你都认识嘛?

“战争金属”—锑

辉锑矿标本

辉锑矿(硫化锑)是金属锑最重要的矿石矿物。铅灰色,金属光泽,性脆,易熔。辉锑矿为分布最广的锑矿物,常见于中、低温热液矿床,与辰砂、雄黄等矿物共生。锑是我国四大战略资源之一。锑的供给跟稀土一样,我国都是全球第一供应大国,全球锑资源主要集中在中国、俄罗斯、玻利维亚,这三个国家锑矿储量占全球总储量近80%。湖南、广西、贵州、西藏、云南等地均有辉锑矿床分布。湖南冷水江市锡矿山的辉锑矿床,总面积为116平方千米,锑的年产量占全国三分之一,具有“世界锑都”之称。

金属锑

锑与其他金属合金化时可提高其强度和耐用性。从17世纪后期开始,它被添加到锡(锡合金)中。锑在一战的时候就被称为“战争金属”,因为锑可以增加金属硬度,增加杀伤力。锑与锡的合金,具有较高的硬度、韧性及耐酸性,用来提升焊接材料、子弹及轴承的性能。锑还可用作蓄电池的金属板,做海底电缆的保护套。锑金属还能用于枪、炮、子弹头内的充填物。锑的化合物可用于阻燃剂、陶瓷、医药、炸药等方面,也是军火工业的原料之一。美国在2018年就已经将锑列入了35种关键的矿产清单,只允许勘测,不允许开采。一方面锑是一种有限的、不可再生的资源,另一方面锑是有剧毒的,而且在提炼锑的过程中也会污染环境,造成水土流失严重,土壤质量受损,重金属污染等问题。

“工业味精”—锡

锡石标本

锡石是金属锡最主要的矿石矿物,呈暗褐色。锡是人类最早发现和使用的金属之一。早在商代,我们的祖先就能用锡、铜、铅生产青铜器皿。锡与金、银、铜、铁并称为“五金”、与钨、锑、稀土并称为我国四大战略资源。锡是一种具有白色光泽的低熔点稀有金属元素。锡的质地柔软、熔点低、耐腐蚀、延展性好且无毒,被广泛应用于医药、化工、农业、航天、电子、轻工、汽车、船舶等领域。被称之为“工业味精”。在锡众多应用中,锡合金焊料所使用的锡用量最多,接近世界锡消费量的50%,主要用于电子工业行业焊接;锡化工行业方面,主要用于工业催化剂、阻燃剂、稳定剂和杀虫剂等;镀锡板俗称马口铁,在食品饮料包装、照明工程、玩具制造和厨房用具等方面广泛应用,其消耗量约占锡消耗量的12%;此外,在新能源领域,锡可以用来提高锂离子电池的续航时间,在电池领域应用比较广泛,约占到锡行业应用的7%。

金属锡

锡是工业发展的重要原材料,我国为产锡大国,它集中分布于广东、江西云南、广西、湖南、内蒙古等地,以上地区占据我国锡总储量的94.6%。云南个旧锡矿素有“锡都”之誉。但是我国同样是全球最大的锡消费国,目前我国自产的锡精矿并不能满足生产消费需求,自2008年开始我国从传统的锡出口大国转为净进口国,每年需要从国外进口大量锡矿,锡矿对进口依赖度大致在30%-40%之间,锡矿进口来源单一,最大进口来源国为缅甸,占我国进口量的90%以上。

“工业牙齿”—钨

黑钨矿含有铁、锰和钨,是金属钨的主要矿石矿物,是提炼钨元素的重要矿石原料之一。颜色会跟随着铁、锰含量而变化,含铁越多,颜色越深,常见为褐红色至黑色。现如今钨已经属于国家战略资源,是欧盟认定的14种关键原材料之一。说到金属钨,大家的第一反应大多会是“灯泡里那根会发光的灯丝”,其实不仅如此,钨金属耐高温而不变形,熔点为3410℃,是熔点最高的金属,常温下不受空气侵蚀,被广泛应用于合金、电子、化学以及军事等领域。钨既能用于制造硬质合金,号称“工业的牙齿”,也能用于制造纯钨制品或钨合金,被称为战争金属之王。

黑钨矿标本

金属钨

钨的最显著用途是用于制作各种高速弹药,尤其是穿甲弹,钨几乎是其必不可少的成分。钨在军事上的广泛用途也决定了其作为一个国家的战略资源地位,在美国国家风险清单中钨的地位也很高,是被严格限制出口的材料之一。世界大部分钨矿分布于环太平洋两岸,中国钨矿主要集中分布于华南地区(江西、湖南、福建、四川等地)。根据美国地质调查局(USGS)数据显示,2021年世界钨储量370万吨(钨金属)。全球钨资源主要分布在中国、俄罗斯和越南等国家,其中,中国钨储量190万吨,占比51.4%;俄罗斯钨储量40万吨,占比为10.8%;越南钨储量9.5万吨,占比为2.7%。中国钨资源储量优势明显。

“矿石玫瑰花”—铀

沥青铀矿(氧化铀)是放射性元素铀的主要矿石矿物。它的成分中常含铅,不含或微含钍、稀土元素,微含钋,另含有极低的镭。沥青铀矿是提取铀的最主要矿物原料,主要产于中、低温热液矿床和沉积、淋积矿床中。澳大利亚是铀矿储量最丰富的国家,占全球储量的27%,其次是哈萨克斯坦,加拿大和南非。这4个国家就占了世界铀储藏量的80%以上。铀是一种十分活泼的化学元素,可以和许多元素结合形成矿物,其中有的特别容易氧化并形成新的矿物,铀矿石色彩斑斓,形态多样。铀矿也被誉为矿石家族中的“玫瑰花”。

沥青铀矿标本

金属铀

铀是重要的天然放射性元素,也是最重要的核燃料。铀元素是1789年由德国杰出的化学家、矿物学家M.H.克拉普洛斯(Martin Heinrich Klaproth,1743~1817)发现的。它的发现在世界科技史上具有划时代的意义,开创了原子能研究的应用领域。1938年O.哈恩(Otto Hahn)和F.施特拉斯曼(Fritz Strassmann)用中子轰击铀核发现在核裂变同时释放出能量,重新引起了人们对铀的重视。第二次世界大战期间和战后,由于核武器的使用让我们认识到了铀的“力量”。战争期间核动力的需要,加速了铀资源的勘探和开采,之后利用铀的核裂变建立了核电站。铀的科研和生产受到世界各国的高度重视,核武器制造和核电工业便也得到迅速发展。铀作为技术成熟的清洁能源,在核能发电、核能供暖、核能制氢、核能海水淡化等方面起着重要的作用。核能作为零排放的清洁能源,被认为具有广阔的发展空间,在减少碳排放中起着重要作用。因此,铀作为唯一天然可裂变核素,其重要性不言而喻。另外,沥青铀矿不仅含有铀元素,还有两个极其重要的放射性元素——钋(Po)和镭(Ra)。所以说,沥青铀矿真的是个“宝藏”矿石!

“人类文明的使者”—铜

蓝铜矿标本

蓝铜矿呈深蓝色,是一种含铜的碳酸盐矿物,分子式为Cu3(CO3)2(OH)2,蓝铜矿在中国古代称为石青,与孔雀石紧密共生,产于铜矿床氧化带中,通常多呈粒状、钟乳状、皮壳状或土状集合体。其大量产出时可作为铜矿石利用,粉末可用于制作天然蓝色颜料。此外,蓝铜矿石可以作为寻找原生铜矿的标志。蓝铜矿石硬度低,做宝石不耐用易磨损,长时间使用易失去光泽,故常用于制作串珠和胸针,或者装饰品、壁炉和桌面镶嵌等。世界著名的蓝铜矿产地有赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。我国著名的蓝铜矿产地有广东阳春、湖北大冶和赣西北等地。1972年我国与联邦德国建交后,曾以“阳春蓝铜矿”作为国宾礼物赠送给当时的德国政府。

金属铜

铜也被誉为开启人类金属文明的矿产,从石器时代到青铜器时代,对铜矿的利用使人类成功跨入金属文明的大门。最早的青铜器记载产于距今5000-4000年前,相当于尧舜禹传说时代。山西中条山的开采历史可追溯至战国时期,至今仍在开采。云南东川铜矿是清朝时期铸币、造器的最重要的原料来源之一,清朝钱币有70%系东川铜所铸。安徽铜陵亦因铜矿得名,因铜而兴,新中国第一个铜工业基地即建于此,第一炉铜水、第一块铜锭均出自铜陵。湖北大冶矿产丰富有“百里黄金地,江南聚宝盆”之美誉,大冶也是华夏青铜文明发祥地之一,拥有中国最早的铜矿冶炼遗址—大冶铜绿山古矿冶遗址。它发现于1973年,是迄今为止中国保存最好、最完整的一处古铜矿遗址,并获评持续开采时间最长的古铜矿吉尼斯纪录。铜矿资源对于我国工业发展来说是必不可少的资源,但是作为全球铜消费大国,目前的资源对外依存度依然较高,要深入推进铜等大宗战略性矿产的勘查。

“无锰不成钢”—锰

硬锰矿标本

硬锰矿是炼锰的重要矿物原料。颜色与条痕均为黑色,半金属光泽,性脆。常见于锰矿床的氧化带和沉积锰矿床中。锰矿是重要的战略矿产之一,我国是全球最大的锰资源消费国和进口国,进口量近年来持续居高不下。尤其是富锰矿和优质锰矿资源,已经被中国列入到紧缺的矿种。作为重要的工业原料,锰被广泛应用于钢铁、有色冶金、化工、电子、农业、医学等领域。锰在电池领域主要是用于生产动力电池正极材料以及传统的锌-锰电池的正极。俗话说,“无锰不成钢”,锰是钢铁行业中必不可少的元素,几乎所有的钢中都含有一定数量的锰。锰能够降低钢的脆性,改善钢的热加工性能,提高钢的强度、硬度和抗磨损度,增强钢的抗大气腐蚀性。同时,锰也是炼钢过程中的脱氧剂、脱硫剂和合金元素。

全球锰矿资源主要分布于南非、巴西、澳大利亚等国。锰在地壳中含量在所有元素里排第十二位,丰度为0.096%。根据美国地质调查局(USGS)数据,2021年全球已探明的锰矿储量约15亿吨(金属量,下同)。南非占比最高,为6.4亿吨,占比为43%,其次为澳大利亚、巴西和乌克兰,占比分别为18%、18%、9%。中国拥有0.54亿吨锰资源,位列全球第六,占比约4%,但是我国的锰矿主要以低品位锰矿为主,品位大多低于30%。富锰矿集中在南非、加蓬、巴西、印度和澳大利亚,品位一般在35%~50%。我国锰矿资源主要集中在贵州、广西、湖南等西南省份,且以小型矿床居多,高品位锰矿石原料进口依存度高。

金属锰


编辑:张凡
校对:马微
审核:梁忠
免责声明:本文为转载,文中观点仅供地学爱好者参考,不代表本网站观点和立场。