摘  要：磷矿资源始终是国家粮食安全和经济运行安全的重要因素，本文论述了我国磷矿资源的特点，以及磷矿开采对土地资源的影响和磷矿开采存在的问题。为保障我国粮食安全，提出了磷矿开采的主要技术对策。

关键词：磷矿开采；粮食安全；开采技术；土地复垦

　　磷矿是一种重要的非金属矿产资源，它不仅在许多工业中具有重要的应用价值，而且在农业、医药、生物中也扮演着重要的角色，是********和不可替代的战略资源。由于磷矿资源绝大部分用于磷肥生产，而磷肥是粮食增产的关键，世界磷资源供应的充足度和稳定性，关系到世界粮食供应安全。因此，实现磷矿资源可持续开发和利用，事关粮食安全的伟大工程。

　　1、我国磷矿资源的特点

　　我国磷矿资源比较丰富，截至2007年底，储量为66亿t，储量基础(注：“储量基础”包括以现有技术就可开采的矿藏储量和将来有可能被利用的潜在储量。)为130亿t(资料来源：美国地质调查所2008年1月发布的《矿藏储量概要》)。但我国磷矿“丰而不富”，目前可供利用资源储量动态可供开采35年左右。目前，每年开采的磷矿石量达4000多万t，并以5 %的速度增长。全国磷矿平均品位16．95％，P2O5大于30％的富矿仅为11．2亿t，占探明总储量的7％；P2O5为26％以下的中低品位磷矿，约占90％；矿石P2O5低于18％的低品位磷矿，约占总储量的一半[1]。

　　我国磷矿资源的主要特点为：储量较大，分布比较集中；中低品位矿多，富矿少；胶磷矿多，采选难度大。具体如下：

 　　(1)矿床类型齐全，但以沉积磷块岩矿床为主。沉积磷块岩矿床储量占总量的79％；内生成因的磷灰石矿床储量占16％；沉积变质磷灰岩矿床储量占4％；鸟粪等类型的磷矿储量占0．4％。

　　 (2)较难开采的倾斜至缓倾斜、薄至中厚矿体多，适宜于大规模高强度开采的少。我国磷矿床大部分成矿时代久远，埋藏深，岩化作用强，矿石胶结致密，且约有75％以上的矿层呈倾斜至缓倾斜产出，为薄至中厚层。这种产出特征，给磷矿开采带来一系列技术难题，往往造成损失率高、贫化率高和资源回收率低等问题。

　　 (3)我国磷矿质量较差，全国磷矿平均品位P2O5在17％左右。矿石品位大于30％的富矿只有14亿t左右，富矿占磷矿总量约8．5％，并且主要分布在云、贵、鄂三省。因此，我国大部分的磷矿必须经过选矿富集后，才能满足湿法磷酸生产的需要。

　　 (4)难选矿多，易选矿少。我国磷矿中，大部分为中低品位矿石，且以胶磷矿为主，占全国总储量的80％左右，这类矿石颗粒细微、嵌布紧密；另外，磷矿中约90％是高镁磷矿，其矿石中有用矿物的粒度细，它和脉石结合紧密，不易解离，一般需要磨细到200目占90% 以上才能单体解离，属当今世界上难选的磷矿石。

　　 (5)磷矿伴生资源丰富，可利用的伴生资源多。磷矿生成过程中，共生了一些伴生资源。我国沉积磷块岩矿主要伴生一定品位的碘；部份变质型磷灰岩矿含有硫铁矿，如黄麦岭磷矿；华北的岩浆岩型磷灰石矿，如矾山磷矿含有铁矿；贵州织金磷矿中含有伴生的稀土金属；其它伴生的资源还有氟、镁、钒、镍、钼等。从资源综合利用角度看，这些共伴生资源虽相对较少，但在开发利用磷矿资源的同时，有些可进行相应的回收、利用。

　　2、磷矿开采对土地资源的影响

　　 (1)开采引起地表塌陷。由于磷矿的大量需求，云南、湖北和贵州等地，纷纷建矿、建厂，占用了大量的农田。我国磷矿开采约60％是地下开采，磷矿的开采形成大量的采空区，引起覆岩移动、顶板冒落。岩层移动后，较终导致基岩破裂、地面沉降、耕地破坏、岩溶塌陷、潜水出露、沼泽化、山体开裂、滑坡与泥石流、水土流失、荒漠化等。开采引起地表的塌陷，使地下水位上升到地表标高以上，就会形成积水坑、沼泽地或地表盐碱化，破坏土地的经济使用价值，使矿区原有农田不能耕种[2]。

　　 (2)尾矿、剥离岩土排放侵占土地并污染环境。我国磷矿资源中低品位矿多、富矿少的主要特点，决定了磷矿开采会产生大量的尾矿。除了开磷集团较好的采用了井下充填处置了尾矿，大部分磷矿山是建尾矿库地表堆存尾矿，这种尾矿处置的方式虽然简单，生产成本低，但存在污染环境、不安全和占用大量土地等问题。

　　剥离岩土同样存在尾矿处置的问题，另外剥离岩土被雨水淋溶后，还会有微量有害元素析出，通过某些媒介质作用在土壤中迁移、富集，还可能转化为毒性更大的化合物，通过食物链危害生物和人体，而且土壤一旦受到污染，很难恢复。

　　 (3)磷矿开采对水资源的影响。磷矿开采对水资源的影响主要有两个方面：一方面是对地表及地下水系的破坏，另一方面是对地表及地下水的污染。磷矿开采必然涉及到对地下水的疏干和排泄。由于地下水的不断疏干和排泄，必然导致地下水位大面积大幅度的下降，矿区主要供水水源枯竭，地表植被干枯，自然景观破坏，农业产量下降，严重时可引起地表土壤沙化。还有磷矿大量排放矿井废水以及选矿厂废水，也会不同程度地污染地表及地下水系。

　　3、磷矿开采存在的问题

　　我国经济的持续高速发展和全面建设小康社会的进程，对磷矿产资源的开发利用提出更高的要求。必须提高磷矿的开采回收率、降低贫化与损失，加大中低品位磷矿的利用力度，发展中低品位磷矿的高效开发技术，提高磷资源的综合回收率，走安全高效、清洁生产、无废开采和矿业循环经济发展之路，以促进磷矿工业的可持续性发展，从而保障我国粮食安全。

　　我国磷矿开采方面具有以下特点：****，开采中的安全问题突出。1995年6月24日，开阳磷矿由于开采废弃物堆积的影响，发生特大山洪和泥石流，死亡18人，失踪3人。矿区设施遭到严重破坏，使生产陷于瘫痪，直接经济损失2．05亿元。此外，开阳磷矿还受到不同程度的地下水害和民采乱采所遗留的采空区的影响。有些磷矿还因露天边坡稳定性问题，直接影响了露矿开采的经济效益和安全生产。还有，随着开采的推进，很多磷矿也渐渐进入深井开采，同时给安全生产带来诸如地压加剧、地温增高和供风困难等系列技术难题。总之，当前磷矿开采面临严峻的安全生产形势，实施科技兴安战略，重点解决矿山安全生产科技关键问题，提升矿山的安全生产技术水平已迫在眉睫。****，资源回收率低。开采技术、方法与工艺，直接决定磷资源的开采贫化损失等技术指标。同时，矿体的难采性和选矿水平，也影响磷资源的回收，造成了资源的巨大损失与浪费。尤其是中低品位磷矿的采选技术，如矿体中稀有元素、多种伴生元素的提取，磷石膏的综合利用等。提高资源的回收利用率，需要采选技术的创新与改进。第三，矿体复杂难采。如开磷集团用砂坝矿段开采过程中的压矿问题，如压矿资源作临时矿柱留下不采，保护公路与村庄，势必影响现阶段矿山的生产能力，影响矿山的合理开采顺序，造成资源紧张、采矿成本提高等。如果继续沿用原来的普通矿房矿柱法进行回采，既难以保证金阳公路的行车安全，又使得矿石资源的回收率(实际回收率难以达到50％)，因而造成资源的大量损失与浪费。另外，还涉及到复杂采矿环境，如较破碎围岩、高应力高温度的深井开采等条件下的开采技术。能否安全高效地开采难采矿体，这要求开采方法与技术的创新。第四，生态影响。贵州属于典型的喀斯特地貌，生态链脆弱，石漠化严重，环境自我调节能力差。所以，磷矿开采所带来的种种问题，如废水、废气、废石的排放与处理，废渣(主要为磷石膏)的综合利用等，同时，还有地表的塌陷、磷石膏的堆放与植被的破坏等，都影响着脆弱的生态平衡。

　　4、主要技术对策

　　4．1开采技术及装备水平

　　我国磷矿的开采方式，有地下开采和露天开采两大类：地下开采约占开采总产量的60％，采矿方法主要为空场法和崩落法，如贵州开磷(集团)采用锚杆护顶分段空场法。露天开采有代表性的大中型矿山是云南磷化学工业(集团)公司、湖北黄麦岭磷化工集团公司、贵州瓮福、湖北大峪口，约占磷矿总产量的40％。从开采技术和装备水平上看，国外矿山企业采矿实现机械化生产，而我国除国有大型企业机械化水平较高外，中、小型矿山主要以人工开采为主。

　　因此，矿山企业要依靠科技进步，改造传统磷矿开采的装备和工艺，特别是“全层开采”的技术创新；加快磷矿山固体废弃物无害化充填技术与新材料的研究；提高生产效率，使开采过程尽可能实现自动化，从而提高回采率，确保安全、高效、环保地开发磷矿资源。

　　4．2磷尾矿、废渣和废石的综合利用

　　通过一些磷矿山的探索，磷尾矿可以用来生产空心墙体砖、微晶玻璃板材，还可以做路基的填料。而磷废渣用处可谓更广，烧制水泥熟料、做磷石膏砌块等等。

　　通过技术攻关和改造，不断提高装置能力，抓好磷矿“三废”排放综合利用，在劳动力循环、资本循环基础上，一定能做到低消耗、低排放、少污染、能循环、可回收、再利用。

　　4．3矿区水体污染的防治

　　国外矿井水治理以达标排放为准，污水的处理技术和工艺已经成熟。近年来，我国在矿区地下水利用及保护技术方面做了大量的研究，在地下水排供结合和优化管理、矿井水净化及其资源化等方面取得一定的研究成果。磷矿开采的废水要实现闭路循环，达到排放标准方可排放，不断提高矿坑水、选矿回水的综合利用率。

　　4．4矿区土地复垦和综合治理

　　对破坏土地的治理主要采用土地复垦方法。许多发达国家对土地的复垦，建立在土质科学分析、改良土壤的实验测定以及详细的种植和播种计划的基础上，已形成集采矿、地质、农业、林业、生态等多学科为一体的景观生态再造技术。磷矿区土地复垦的较终目标，是恢复因采矿而破坏的土地的利用价值，实现矿区生态系统的平衡，为企业生产创造一个良好的外部环境，保障采矿、土地利用、社会经济的持续发展。矿区的土地复垦和生态重建，应与采矿活动同步进行，根据矿山不同开采时期的技术特点和自然环境等因素，及时决策确定相应的复垦或生态重建方案，实现采矿与生态重建的一体化。

　　5、结论

　　磷矿主要用来生产磷肥、磷复肥及精细磷化工产品，由于其利用价值在农业、工业、医药等工业与民用领域备受重视，磷矿资源在全球范围内已逐步成为一种战略性资源。

　　我国的现在粮食产量与20年前相比，增长49．8％，化肥对农业的增产贡献率在35％左右。磷肥是化肥的三大基础肥料之一，年消费总量已占化肥总消费量的三分之一，生产磷肥的基础原料磷矿的战略地位已突现出来；磷矿资源还是精细磷化工的基础原料，是无法替代的。因此，磷矿资源的开发利用，在国民经济发展中的地位十分重要。在我国这个人口大国，磷矿资源始终是国家粮食安全和经济运行安全的重要因素[3,4]。

　　总而言之，我们必须加快开展安全高效的磷矿开采与综合利用技术研究，进行矿山无废开采、清洁生产和循环经济开采等环保无害化开采技术攻关，一方面减少磷矿开采对农业生产带来的负面影响；另一方面要不断提高磷矿开采的总体技术水平。对获得优质磷精矿、开展共伴生资源的综合利用、进行产品深加工研究、提高资源的附加值、发展区域经济和促进磷业可持续发展等方面，都具有重大意义。