礦產(chǎn)資源是國家資源安全和經(jīng)濟(jì)安全的重要載體,被稱為“工業(yè)的糧食”。尤其是戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源,更是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐,在國家安全中占有極其重要的地位。我國戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的需求持續(xù)增長。那么,對于戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源大家有多少了解呢?除了稀土,以下重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)你都認(rèn)識嘛?
“戰(zhàn)爭金屬”—銻
輝銻礦(硫化銻)是金屬銻最重要的礦石礦物。鉛灰色,金屬光澤,性脆,易熔。輝銻礦為分布最廣的銻礦物,常見于中、低溫?zé)嵋旱V床,與辰砂、雄黃等礦物共生。銻是我國四大戰(zhàn)略資源之一。銻的供給跟稀土一樣,我國都是全球第一供應(yīng)大國,全球銻資源主要集中在中國、俄羅斯、玻利維亞,這三個(gè)國家銻礦儲量占全球總儲量近80%。湖南、廣西、貴州、西藏、云南等地均有輝銻礦床分布。湖南冷水江市錫礦山的輝銻礦床,總面積為116平方千米,銻的年產(chǎn)量占全國三分之一,具有“世界銻都”之稱。
銻與其他金屬合金化時(shí)可提高其強(qiáng)度和耐用性。從17世紀(jì)后期開始,它被添加到錫(錫合金)中。銻在一戰(zhàn)的時(shí)候就被稱為“戰(zhàn)爭金屬”,因?yàn)殇R可以增加金屬硬度,增加殺傷力。銻與錫的合金,具有較高的硬度、韌性及耐酸性,用來提升焊接材料、子彈及軸承的性能。銻還可用作蓄電池的金屬板,做海底電纜的保護(hù)套。銻金屬還能用于槍、炮、子彈頭內(nèi)的充填物。銻的化合物可用于阻燃劑、陶瓷、醫(yī)藥、炸藥等方面,也是軍火工業(yè)的原料之一。美國在2018年就已經(jīng)將銻列入了35種關(guān)鍵的礦產(chǎn)清單,只允許勘測,不允許開采。一方面銻是一種有限的、不可再生的資源,另一方面銻是有劇毒的,而且在提煉銻的過程中也會污染環(huán)境,造成水土流失嚴(yán)重,土壤質(zhì)量受損,重金屬污染等問題。
“工業(yè)味精”—錫
錫石是金屬錫最主要的礦石礦物,呈暗褐色。錫是人類最早發(fā)現(xiàn)和使用的金屬之一。早在商代,我們的祖先就能用錫、銅、鉛生產(chǎn)青銅器皿。錫與金、銀、銅、鐵并稱為“五金”、與鎢、銻、稀土并稱為我國四大戰(zhàn)略資源。錫是一種具有白色光澤的低熔點(diǎn)稀有金屬元素。錫的質(zhì)地柔軟、熔點(diǎn)低、耐腐蝕、延展性好且無毒,被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、農(nóng)業(yè)、航天、電子、輕工、汽車、船舶等領(lǐng)域。被稱之為“工業(yè)味精”。在錫眾多應(yīng)用中,錫合金焊料所使用的錫用量最多,接近世界錫消費(fèi)量的50%,主要用于電子工業(yè)行業(yè)焊接;錫化工行業(yè)方面,主要用于工業(yè)催化劑、阻燃劑、穩(wěn)定劑和殺蟲劑等;鍍錫板俗稱馬口鐵,在食品飲料包裝、照明工程、玩具制造和廚房用具等方面廣泛應(yīng)用,其消耗量約占錫消耗量的12%;此外,在新能源領(lǐng)域,錫可以用來提高鋰離子電池的續(xù)航時(shí)間,在電池領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛,約占到錫行業(yè)應(yīng)用的7%。
錫是工業(yè)發(fā)展的重要原材料,我國為產(chǎn)錫大國,它集中分布于廣東、江西云南、廣西、湖南、內(nèi)蒙古等地,以上地區(qū)占據(jù)我國錫總儲量的94.6%。云南個(gè)舊錫礦素有“錫都”之譽(yù)。但是我國同樣是全球最大的錫消費(fèi)國,目前我國自產(chǎn)的錫精礦并不能滿足生產(chǎn)消費(fèi)需求,自2008年開始我國從傳統(tǒng)的錫出口大國轉(zhuǎn)為凈進(jìn)口國,每年需要從國外進(jìn)口大量錫礦,錫礦對進(jìn)口依賴度大致在30%-40%之間,錫礦進(jìn)口來源單一,最大進(jìn)口來源國為緬甸,占我國進(jìn)口量的90%以上。
“工業(yè)牙齒”—鎢
黑鎢礦含有鐵、錳和鎢,是金屬鎢的主要礦石礦物,是提煉鎢元素的重要礦石原料之一。顏色會跟隨著鐵、錳含量而變化,含鐵越多,顏色越深,常見為褐紅色至黑色?,F(xiàn)如今鎢已經(jīng)屬于國家戰(zhàn)略資源,是歐盟認(rèn)定的14種關(guān)鍵原材料之一。說到金屬鎢,大家的第一反應(yīng)大多會是“燈泡里那根會發(fā)光的燈絲”,其實(shí)不僅如此,鎢金屬耐高溫而不變形,熔點(diǎn)為3410℃,是熔點(diǎn)最高的金屬,常溫下不受空氣侵蝕,被廣泛應(yīng)用于合金、電子、化學(xué)以及軍事等領(lǐng)域。鎢既能用于制造硬質(zhì)合金,號稱“工業(yè)的牙齒”,也能用于制造純鎢制品或鎢合金,被稱為戰(zhàn)爭金屬之王。
鎢的最顯著用途是用于制作各種高速彈藥,尤其是穿甲彈,鎢幾乎是其必不可少的成分。鎢在軍事上的廣泛用途也決定了其作為一個(gè)國家的戰(zhàn)略資源地位,在美國國家風(fēng)險(xiǎn)清單中鎢的地位也很高,是被嚴(yán)格限制出口的材料之一。世界大部分鎢礦分布于環(huán)太平洋兩岸,中國鎢礦主要集中分布于華南地區(qū)(江西、湖南、福建、四川等地)。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)數(shù)據(jù)顯示,2021年世界鎢儲量370萬噸(鎢金屬)。全球鎢資源主要分布在中國、俄羅斯和越南等國家,其中,中國鎢儲量190萬噸,占比51.4%;俄羅斯鎢儲量40萬噸,占比為10.8%;越南鎢儲量9.5萬噸,占比為2.7%。中國鎢資源儲量優(yōu)勢明顯。
“礦石玫瑰花”—鈾
瀝青鈾礦(氧化鈾)是放射性元素鈾的主要礦石礦物。它的成分中常含鉛,不含或微含釷、稀土元素,微含釙,另含有極低的鐳。瀝青鈾礦是提取鈾的最主要礦物原料,主要產(chǎn)于中、低溫?zé)嵋旱V床和沉積、淋積礦床中。澳大利亞是鈾礦儲量最豐富的國家,占全球儲量的27%,其次是哈薩克斯坦,加拿大和南非。這4個(gè)國家就占了世界鈾儲藏量的80%以上。鈾是一種十分活潑的化學(xué)元素,可以和許多元素結(jié)合形成礦物,其中有的特別容易氧化并形成新的礦物,鈾礦石色彩斑斕,形態(tài)多樣。鈾礦也被譽(yù)為礦石家族中的“玫瑰花”。
鈾是重要的天然放射性元素,也是最重要的核燃料。鈾元素是1789年由德國杰出的化學(xué)家、礦物學(xué)家M.H.克拉普洛斯(Martin Heinrich Klaproth,1743~1817)發(fā)現(xiàn)的。它的發(fā)現(xiàn)在世界科技史上具有劃時(shí)代的意義,開創(chuàng)了原子能研究的應(yīng)用領(lǐng)域。1938年O.哈恩(Otto Hahn)和F.施特拉斯曼(Fritz Strassmann)用中子轟擊鈾核發(fā)現(xiàn)在核裂變同時(shí)釋放出能量,重新引起了人們對鈾的重視。第二次世界大戰(zhàn)期間和戰(zhàn)后,由于核武器的使用讓我們認(rèn)識到了鈾的“力量”。戰(zhàn)爭期間核動力的需要,加速了鈾資源的勘探和開采,之后利用鈾的核裂變建立了核電站。鈾的科研和生產(chǎn)受到世界各國的高度重視,核武器制造和核電工業(yè)便也得到迅速發(fā)展。鈾作為技術(shù)成熟的清潔能源,在核能發(fā)電、核能供暖、核能制氫、核能海水淡化等方面起著重要的作用。核能作為零排放的清潔能源,被認(rèn)為具有廣闊的發(fā)展空間,在減少碳排放中起著重要作用。因此,鈾作為唯一天然可裂變核素,其重要性不言而喻。另外,瀝青鈾礦不僅含有鈾元素,還有兩個(gè)極其重要的放射性元素——釙(Po)和鐳(Ra)。所以說,瀝青鈾礦真的是個(gè)“寶藏”礦石!
“人類文明的使者”—銅
藍(lán)銅礦呈深藍(lán)色,是一種含銅的碳酸鹽礦物,分子式為Cu3(CO3)2(OH)2,藍(lán)銅礦在中國古代稱為石青,與孔雀石緊密共生,產(chǎn)于銅礦床氧化帶中,通常多呈粒狀、鐘乳狀、皮殼狀或土狀集合體。其大量產(chǎn)出時(shí)可作為銅礦石利用,粉末可用于制作天然藍(lán)色顏料。此外,藍(lán)銅礦石可以作為尋找原生銅礦的標(biāo)志。藍(lán)銅礦石硬度低,做寶石不耐用易磨損,長時(shí)間使用易失去光澤,故常用于制作串珠和胸針,或者裝飾品、壁爐和桌面鑲嵌等。世界著名的藍(lán)銅礦產(chǎn)地有贊比亞、澳大利亞、納米比亞、俄羅斯、扎伊爾、美國等地區(qū)。我國著名的藍(lán)銅礦產(chǎn)地有廣東陽春、湖北大冶和贛西北等地。1972年我國與聯(lián)邦德國建交后,曾以“陽春藍(lán)銅礦”作為國賓禮物贈送給當(dāng)時(shí)的德國政府。
銅也被譽(yù)為開啟人類金屬文明的礦產(chǎn),從石器時(shí)代到青銅器時(shí)代,對銅礦的利用使人類成功跨入金屬文明的大門。最早的青銅器記載產(chǎn)于距今5000-4000年前,相當(dāng)于堯舜禹傳說時(shí)代。山西中條山的開采歷史可追溯至戰(zhàn)國時(shí)期,至今仍在開采。云南東川銅礦是清朝時(shí)期鑄幣、造器的最重要的原料來源之一,清朝錢幣有70%系東川銅所鑄。安徽銅陵亦因銅礦得名,因銅而興,新中國第一個(gè)銅工業(yè)基地即建于此,第一爐銅水、第一塊銅錠均出自銅陵。湖北大冶礦產(chǎn)豐富有“百里黃金地,江南聚寶盆”之美譽(yù),大冶也是華夏青銅文明發(fā)祥地之一,擁有中國最早的銅礦冶煉遺址—大冶銅綠山古礦冶遺址。它發(fā)現(xiàn)于1973年,是迄今為止中國保存最好、最完整的一處古銅礦遺址,并獲評持續(xù)開采時(shí)間最長的古銅礦吉尼斯紀(jì)錄。銅礦資源對于我國工業(yè)發(fā)展來說是必不可少的資源,但是作為全球銅消費(fèi)大國,目前的資源對外依存度依然較高,要深入推進(jìn)銅等大宗戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的勘查。
“無錳不成鋼”—錳
硬錳礦是煉錳的重要礦物原料。顏色與條痕均為黑色,半金屬光澤,性脆。常見于錳礦床的氧化帶和沉積錳礦床中。錳礦是重要的戰(zhàn)略礦產(chǎn)之一,我國是全球最大的錳資源消費(fèi)國和進(jìn)口國,進(jìn)口量近年來持續(xù)居高不下。尤其是富錳礦和優(yōu)質(zhì)錳礦資源,已經(jīng)被中國列入到緊缺的礦種。作為重要的工業(yè)原料,錳被廣泛應(yīng)用于鋼鐵、有色冶金、化工、電子、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。錳在電池領(lǐng)域主要是用于生產(chǎn)動力電池正極材料以及傳統(tǒng)的鋅-錳電池的正極。俗話說,“無錳不成鋼”,錳是鋼鐵行業(yè)中必不可少的元素,幾乎所有的鋼中都含有一定數(shù)量的錳。錳能夠降低鋼的脆性,改善鋼的熱加工性能,提高鋼的強(qiáng)度、硬度和抗磨損度,增強(qiáng)鋼的抗大氣腐蝕性。同時(shí),錳也是煉鋼過程中的脫氧劑、脫硫劑和合金元素。
全球錳礦資源主要分布于南非、巴西、澳大利亞等國。錳在地殼中含量在所有元素里排第十二位,豐度為0.096%。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)數(shù)據(jù),2021年全球已探明的錳礦儲量約15億噸(金屬量,下同)。南非占比最高,為6.4億噸,占比為43%,其次為澳大利亞、巴西和烏克蘭,占比分別為18%、18%、9%。中國擁有0.54億噸錳資源,位列全球第六,占比約4%,但是我國的錳礦主要以低品位錳礦為主,品位大多低于30%。富錳礦集中在南非、加蓬、巴西、印度和澳大利亞,品位一般在35%~50%。我國錳礦資源主要集中在貴州、廣西、湖南等西南省份,且以小型礦床居多,高品位錳礦石原料進(jìn)口依存度高。