近期，美歐盯上烏克蘭稀土資源，讓各國(guó)意識(shí)到關(guān)鍵礦產(chǎn)，特別是關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)已成為國(guó)家角力和博弈的“新戰(zhàn)場(chǎng)”。

　　作為一種特殊沉積有機(jī)巖石，煤不僅是重要的化石燃料，同時(shí)可富集關(guān)鍵金屬，是關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)的重要補(bǔ)充。當(dāng)前，中國(guó)和美國(guó)是煤系關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)研究最重要的兩股力量。相比美國(guó)，我國(guó)在成礦理論和資源評(píng)價(jià)方面有較大優(yōu)勢(shì)，并已實(shí)現(xiàn)煤中部分金屬的開(kāi)發(fā)利用。但另一方面，我國(guó)在煤系關(guān)鍵金屬礦床的發(fā)現(xiàn)和提取技術(shù)的研發(fā)工作仍需進(jìn)一步統(tǒng)一部署。

　　儲(chǔ)量較少且分布不均

　　在煤炭形成的復(fù)雜地質(zhì)歷史過(guò)程中，受特殊地質(zhì)因素影響富集關(guān)鍵金屬，同時(shí)在合適條件下得以保存并成礦且形成關(guān)鍵金屬礦床。

　　中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院教授代世峰在接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪時(shí)指出，可以從煤中提取開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵金屬多樣，包括鍺、鎵、鋰、鈧等，此外還有稀土元素?！斑@些關(guān)鍵金屬在新材料、新能源、信息技術(shù)、航天航空等領(lǐng)域有著不可替代的作用，隨著清潔能源、人工智能等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，關(guān)鍵金屬需求量會(huì)越來(lái)越大?！?/p>

　　不過(guò)，關(guān)鍵金屬在自然界的儲(chǔ)量相對(duì)較少且分布不均，供應(yīng)受限且風(fēng)險(xiǎn)較高。當(dāng)前，世界各國(guó)對(duì)關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)的爭(zhēng)奪日趨激烈，進(jìn)一步加劇關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定性。近年來(lái)，世界主要產(chǎn)煤國(guó)家加緊開(kāi)展對(duì)煤系關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)的研究并取得重要進(jìn)展，我國(guó)較早實(shí)現(xiàn)煤中的鍺、鎵、釩、鋁等金屬開(kāi)發(fā)利用，相關(guān)提取技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　代世峰指出，與傳統(tǒng)關(guān)鍵金屬礦床相比，已發(fā)現(xiàn)的煤系關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量巨大，礦床中往往多種關(guān)鍵金屬共同富集，使多種關(guān)鍵金屬共同提取、協(xié)同開(kāi)發(fā)、綜合利用成為可能?！懊簩拥捻?shù)装?、夾矸或其他部位的巖石也可能富集關(guān)鍵金屬元素，煤炭燃燒產(chǎn)生的粉煤灰也是關(guān)鍵金屬元素提取的重要來(lái)源，從中提取可以變廢為寶、變害為利，也可以節(jié)約礦床開(kāi)采成本，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。”

　　開(kāi)發(fā)前景廣闊

　　我國(guó)煤系金屬礦床類型多、組合多樣，煤系關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)分布具有地域特色和資源優(yōu)勢(shì)，大部分分布于西南地區(qū)、山西、內(nèi)蒙古及新疆部分地區(qū)，涉及14個(gè)億噸級(jí)大型煤炭基地中的10個(gè)，開(kāi)發(fā)潛力大，其中鍺、鎵、鋁、鋰等已被工業(yè)化開(kāi)發(fā)利用，此外鈾、鈮、鋯、稀土等也具有良好的開(kāi)發(fā)利用前景。

　　例如，位于鄂爾多斯市的準(zhǔn)格爾礦區(qū)煤炭探明儲(chǔ)量265億噸，屬“高鋁、富鎵、富鋰”煤，該煤田伴生的氧化鋁儲(chǔ)量高達(dá)35億噸，是我國(guó)鋁土礦可采儲(chǔ)量的近12倍；伴生鎵儲(chǔ)量86萬(wàn)噸，相當(dāng)于世界總儲(chǔ)量的80%；伴生鋰儲(chǔ)量260萬(wàn)噸，相當(dāng)于我國(guó)總儲(chǔ)量的51%。

　　鋁是重要的工業(yè)用金屬，在光伏型材、新能源汽車部件等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鎵則是半導(dǎo)體和5G通信的核心材料。鋰作為“能源金屬”，隨著近年儲(chǔ)能和電池需求增長(zhǎng)，重要性不斷提升。

　　國(guó)能準(zhǔn)能集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，準(zhǔn)格爾礦區(qū)煤炭燃燒后的粉煤灰中氧化鋁平均含量約50%，鎵平均含量達(dá)85克/噸、鋰平均含量達(dá)375克/噸。粉煤灰通常做填埋處理，易造成土地占用和重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)準(zhǔn)格爾煤炭資源稟賦，該集團(tuán)構(gòu)建了煤系關(guān)鍵金屬酸法協(xié)同提取產(chǎn)業(yè)體系，形成以“脫碳、除硅、提鋁”為核心的粉煤灰高值化利用的工業(yè)化技術(shù)路徑，實(shí)現(xiàn)了鋁、鎵、鋰等戰(zhàn)略資源的分離。

　　此外，近年我國(guó)還在廣西上林賢安煤田、四川盆地渝東南煤田草堂煤礦和大坪煤礦等發(fā)現(xiàn)鋰的高度礦化。與準(zhǔn)格爾礦區(qū)一樣，這些地區(qū)的煤系鋰資源也具有重要開(kāi)發(fā)前景。

　　避免關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)資源浪費(fèi)

　　美國(guó)煤系關(guān)鍵金屬中的稀土資源豐富，近年在稀土元素和其他關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)的發(fā)現(xiàn)和提取技術(shù)方面取得進(jìn)展。正所謂“稀土非土”，而是包括鑭、鈰、鐠等在內(nèi)的一系列金屬，不僅被廣泛應(yīng)用于尖端科技等領(lǐng)域，在能源領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景也十分豐富。例如，鑭、鈰可用于石油裂化，提高汽油產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)也是制造鎳氫電池原料之一。釓、釤則可用于制造核反應(yīng)堆的中子吸收材料，控制反應(yīng)速率。

　　代世峰表示，在提取技術(shù)方面，美國(guó)正由實(shí)驗(yàn)工廠向工業(yè)化全面推進(jìn)。另外，美國(guó)研究對(duì)象是多方面的，關(guān)鍵金屬的提取源不僅包括粉煤灰，還包括煤本身、酸性礦井水、煤層頂?shù)装宓?，而其相關(guān)技術(shù)發(fā)展快速，主要得益于明確的研發(fā)時(shí)間節(jié)點(diǎn)和需要研發(fā)的核心技術(shù)。

　　我國(guó)在煤中關(guān)鍵金屬礦床成礦理論、地質(zhì)勘探和資源評(píng)價(jià)方面仍具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。例如煤中關(guān)鍵金屬富集程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)、煤中18種（類）煤中關(guān)鍵金屬的開(kāi)發(fā)利用品位、稀土元素開(kāi)發(fā)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)等已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛運(yùn)用。

　　與此同時(shí)，我國(guó)在煤系關(guān)鍵金屬礦床的發(fā)現(xiàn)和提取技術(shù)還有待進(jìn)一步攻關(guān)，同時(shí)部分煤中關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)資源尚未得到充足保護(hù)，將其等同于普通煤層開(kāi)采被粗放利用，造成其中關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)。代世峰指出：“保護(hù)這些煤系關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)資源刻不容緩，相關(guān)研究不僅要包含粉煤灰和煤矸石，同時(shí)也要包括煤本身和酸性礦井水。此外，煤系關(guān)鍵金屬研發(fā)也有待政府部門統(tǒng)一部署。”（記者 楊沐巖）

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)能源報(bào)

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