张永康1，姚俊1，鲍振襄2，易舜益3，肖卓炳1，贺才储2，田宗平1，吴文学1，麻明友1，田活中1，陈上1，邹升军1，黄可龙1
（1.吉首大学，湖南 吉首 416000；[1]
2.湖南省有色地质勘查局二四五队，湖南 吉首 416007；
3.湘西州地质矿业局，湖南 吉首416007）
摘 要：本文为湘西州计委课题“湘西州”十五“时期矿产品加工业发展战略研究”。文中简要阐述了湘西州矿业经济潜力、存在问题及开发前景；湘西州“十五”时期重点开发的矿种与矿产品；构思了湘西州矿产品深加工的基本设想以及解决环境保护问题的措施。
关键词：矿产加工业现状；重点开发矿种/矿产品；深加工；环境保护；湘西州
湘西州是湖南省正在崛起的新兴地区，它依托得天独厚的矿产资源优势和良好的区位优势，已成为我省重要的原材料工业基地之一，矿产加工业已成为湘西州经济的支柱产业之一。
一、湘西州矿产加工业现状、问题与前景
（一）矿业经济的潜力
湘西州矿产资源丰富，目前已发现63种矿产，485处矿产地[1，2]，有35个矿种探明了一定的工业储量，其中大型矿床21处，中型矿床26处，小型矿床73处。花垣县民乐大型锰矿探明储量在全国排行第二，在湖南省居首位[3]；凤凰县茶田大型汞矿地质储量在国内排行第二，在省内居首位[4]；花垣县渔塘大型铅锌矿是湖南省最具资源潜力的产区之一[5，6]。还有纵贯全州的大型钒矿[7—9]，大型磷矿和省内仅产于湘西州的铝土矿[8]，以及非金属陶瓷黏土矿[9]、白云岩矿、石灰岩矿、硅石矿、大理石、优质矿泉水等。经计算锰、铅、锌、汞、钒及陶瓷黏土、石灰岩、白云岩、硅石等30种矿产潜在价值达2017亿元。充分说明湘西州矿产资源不仅是富有的，而且有很大的潜力，发展湘西州矿产加工业前景广阔。
（二）矿产加工业现状
随着社会主义市场经济的建立，湘西州逐步加强了对锰矿、铅锌矿、铝土矿、硅石矿、白云岩矿、水泥灰岩矿、陶瓷黏土及磷矿等的开发利用，开发出多种新产品。矿产品的深加工也已起步。截至1999年7月湘西州各类矿山企业已发展到670家，其中国有矿山37家，乡镇集体企业有184家，个体采矿474家，年采矿量610多万吨，选矿、冶矿和以矿产品为原料的加工企业承包113家，从业人员达到4.8万多人。全州开采31个矿种，加工13个系列产品，65个品种，有的产品远销西欧、日本、东南亚及我国香港与台湾地区，矿业总产值占全州工业总产值的29.1%，其中花垣、泸溪、龙山和古丈等县矿产值分别占工业总产值的86%、47%、38%和31%左右。矿业已逐步成为湘西州新的经济增长点，脱贫致富的重要财源和支柱产业。
（三）目前矿产加工业存在的问题
湘西州矿产资源开发利用虽然取得了较大的成绩，但和全州快速发展的经济尚不完全适应。矿山企业一般规模小、技术装备较落后、高能耗、高污染，大部分矿产品为粗加工、效益差、结构不合理、市场竞争力不强。
1.矿产加工业的设备陈旧，科技含量低
湘西州矿产加工业大部分设备陈旧，工艺落后，起点低，从事简单的生产和加工，而且，企业人员素质较低。因此，矿产加工业也多是原材料初级加工、高投入、高污染、高能耗、低税利，这种粗放型矿业经济严重地阻碍了湘西州矿产资源社会经济效益的发挥。一般来说，矿产品的经济价值随着精细加工科技含量的增高而成倍增长，其深加工程度越高增值幅度越大。因此，当前应加快改变矿业经济粗放型增长的方式，向高附加值方式发展。
2.工业组织结构松散，不能形成规模优势
湘西州矿产加工业品种多，绝对生产规模可观。但由于长期的低水平重复建设，工业组织结构比较“散”。同类产品，多家企业都能生产，但各家的实际生产能力、产品质量一般都不高。如电解金属锰、电解金属锌、磷肥、硫酸、水泥等产品生产都属这种情况。“散、小、差”和“大而全、小而全”的不合理状况普遍存在，不能形成规模优势，即使像花垣东方锰业集团、三立集团也只是县级的。最终导致工业投入分散，设备更新缓慢，生产消耗高，效益差，抗市场风险能力小，既没有生产规模，也没有生产效益。
3.产品档次低，市场占有率不高
湘西州矿产加工业产品主要以原材料的初级加工为主，技术含量高、附加值大的产品少，在质量、成本、价格等方面缺乏市场竞争优势。矿产品是湘西州优势产品，但进入市场的只是电解锰、电解锌、铝锭等初级加工产品，深加工的不多，产品档次不高。另外，湘西州矿产加工业，至今还没有一个真正的名牌产品，因此，矿产品市场占有率低。
4.工业投入严重不足，发展后劲不强
首先，湘西州多数矿产加工业主要靠银行贷款起家和维持运转，银行实行金融体制改革后，基本上切断了矿产加工企业生产资金“供给线”。其次，招商引资困难，企业有效资产少，吸引投资能力不强。工业投入严重不足，企业无力更新设备、引进高新技术，发展后劲明显不足。
（四）矿产加工业发展前景
从湘西州已探明的矿产资源储量来看，开发矿业具有很大的潜力，几类主要矿种资源量的保有年限可到2010年，甚至更长的时间。只要我们依靠科技进步，充分利用自身的资源优势生产主导产品，并将开发生产过程中产生的二次资源最大限度地回收有用矿物并进行深加工，就一定能将湘西州的资源优势转化为经济优势。上述几类矿业总产值已经说明了这一点。在矿产加工上，应坚持走矿产开发—粗加工—细加工—高精尖加工矿产品的道路，走一体化（集团化或股份制）开发，联合经营的道路。按照“自然资源转换型”发展模式，并充分挖掘自身资金、技术和人才优势，逐步向“综合资源转换型”过渡，从而实现“十五”期间湘西州矿业经济跨上新的台阶。
二、今后应重点开发的矿种与矿产品
为了充分利用湘西州的矿产资源并向经济优势转化，“十五”期间湘西州应重点开发的矿种和矿产品，建议如下。
（一）金属矿产
1.锰
锰主要用于冶金工业，是钢铁工业不可缺少的原料。锰与铜、镍、铝、镁的合金，是耐热耐湿的材料。二氧化锰在干电池中可以做消极剂，在有色金属湿法冶金、氢醌（对苯二酸）生产、铀的提炼上作氧化剂。锰还是陶瓷、搪瓷、玻璃、医药、焊接、油漆和合成工业的重要原料，可见锰在国民经济中占有重要的地位。
锰矿是湘西州最具优势的矿产之一。民乐锰矿累计探明碳酸锰矿石储量3106.5万吨，是资源充足，远景好，并可供外调和出口的矿产。但由于矿石普遍含磷高，尚未被广泛利用。然而随着时间的推移，湖南省富锰矿和优质锰矿的资源逐渐枯竭，民乐锰矿等在21世纪将成为湖南省开发利用的主要对象，以保证钢铁工业对锰矿石日益增长的需要。因此，应加速民乐锰矿石的脱磷试验等选冶技术攻关。民乐锰矿当前的产品主要是湿法生产的电解锰，火法生产的硅锰以及锰粉等，多属于初级矿产品。今后应依靠科技进步，加大试验研究和技改资金的投入，并以市场为导向，以效益为目标，生产出质量好、成本低、高附加值的锰产品。
2.铅锌
在湘西州星罗棋布的铅锌矿中，花垣渔塘铅锌矿一枝独秀。经钻探控制的低品位铅锌远景储量很大，铅锌金属量达980万吨，其中锌金属量为580万吨。该矿开采条件简单，选矿效果好，是湘西州一个最重要的铅锌矿产地，据1999年2月我国7城市生产资料价格统计，铅1号价平均5000元/吨，锌1号价平均9360元/吨，铅、锌价格比为1∶1.87；1998年国际市场矿产品年平均价（伦敦五金交易所）铅528.74美元/吨，锌1024.68美元/吨，铅、锌价格比为1∶1.83，花垣铅锌矿是一个以锌为主的铅锌矿，具有经济优势。另据权威人士预测，在21世纪初的几年，锌市场走势看好，预计锌年均价将由1999年每磅49美分上涨到每磅55～60美分的水平。因此大力开发湘西州锌产品前景喜人。
当前，湘西州铅锌矿企业，主要采用电解法炼锌，年产锌锭4万吨，产品质量已达特级品、一级品，今后应更上一层楼，开发出更多的适销对路产品，以获取更大的企业效益。铅的生产以原矿销售为主，也有部分粗铅产品投入市场。今后，可上一条电解铅生产线，或生产铅的系列化工产品，矿业经济将成倍增长。
3.钒
湘西州钒矿的分布范围甚广。北起永顺中山坪、朗溪，经古丈排口、吉首红坪，南到凤凰长坪，据初步统计，钒矿石储量达7000万吨以上，V2O5储量超过100万吨，是湘西州潜在的，同时也是具有优势的矿产资源之一。其中永顺朗溪钒金属储量25.65万吨，中山坪1.08万吨，古丈龙鼻嘴24.31万吨，排口1.55万吨，吉首红坪2.0万吨，凤凰长坪3.0万吨，都可作为钒矿生产基地。
钒属于高熔点的金属，广泛应用于钢铁工业、钛工业、化学工业、交通运输、电子和无线电工业以及宇航材料和核工业等部门。随着新技术、新材料的大量开发，钒的消耗量也日益增长。过去国内钒的消耗量较小，大部分用于出口。现在由于国内钢铁工业、机械工业和化学工业的发展，钒的需求量也在增大。
但是，近20多年来，由于受供求关系的制约，钒的市场价格变化很大。20世纪70年代初期，出现了钒的消耗高峰，1974年，全世界钒的用量约3.2万吨，精钒价格高达12万元/吨，在高价的刺激下产量猛增，又造成产品过剩，价格暴跌，1981年降到1.83万元/吨，80年代初期，由于世界经济走向复苏与繁荣，钒的需求量大增，1986年西方国家钒的消耗量为3.76万吨，1984年钒价又回升到2.8万元/吨， 1987年上升到3.2万元/吨，1988年底猛涨到9万元/吨，1989年4月暴涨到16万元/吨，由此看来，钒虽然属于高利、高创汇产品，但市场风险很大，这是厂家必须考虑的。
据外电报道，1997年以来国际市场钒铁价格一路上扬，国际市场鹿特丹仓库交货价含量80%的钒铁，由15.30美元/千克上升到19.75美元/千克，估计将进一步上涨到每千克20美元以上，钒铁价格持续上涨的主要原因是市场供不应求和钒价一路上扬的结果。我国V2O598.5%最新价格也已达到7.2万元/吨。这将是湘西州发挥钒资源潜在优势的大好时机。
（二）非金属矿产
非金属矿产的开发利用已成为当今世界的热门产业。随着科学进步与经济发展，世界各国对非金属矿产品的需求不断稳定增长，在今后若干年内，国内外对非金属矿需求将长期稳定增长，因此非金属市场前景光明。湘西州非金属矿资源亦较丰富，开发利用非金属矿势在必行。
1.白云岩
白云岩除可作建筑材料外，在现代工业中，它被用于提取碱式碳酸镁，生产硫酸镁和氢氧化镁以及提取金属镁；用作炼钢助熔剂和耐火材料；若经改性，尚可生产功能性填料；在农业、环保、节能、医药以及卫生领域都可获得应用。据统计，世界上镁的需求量以2.1%的速度增长，这也是世界预测的几种有色金属中增长最高（5%～7%）的金属。1998年8月份纯度为99%以上的金属镁每吨4100～4230美元，1999年3月据我国8个城市镁价格统计，平均镁1号价19700元/吨。开发利用白云岩，并对其进行深加工，前景十分广阔。
镁是一种轻金属，其性坚韧，因此镁合金韧性好，质坚，同时不生锈。这些特点决定了它有较多的用途，应用前景广阔。现今，镁主要用于制造镁铝合金，压铸件和用于钢铁冶炼金中脱硫。这三方面的用量占总消耗量的77%。其中汽车工业占一半以上，制造镁铝合金占14%，钢铁脱硫占11.3%。据专家预测，今后镁的应用将会不断增长，增长最快的将是镁铝合金和镁的压铸件。镁铝合金及压铸件已成为全球汽车工业追求的新型材料。
湘西州白云岩分布较广，储量也十分丰富，已探明储量550万吨，远景储量达10亿吨以上，其中保靖麻园洞探明的白云岩矿石量为158.9万吨，可以满足年产3000吨镁厂生产30年。经中南工业大学以硅作还原剂采用横罐外热法炼镁试验论证，该矿石完全符合冶炼金属镁要求，采用当地铁合金生产硅铁在合理粒度时能获得较高镁提取率与硅的利用率；还原后的结晶镁，经原子吸收光谱分析纯度为99.99%Mg。若保靖建设一座年产3000吨金属镁厂，则年产值约5910万元。
2.石灰岩
石灰石是生产碳酸钙的天然原料之一。按其加工工艺的不同分为重质碳酸钙（GL）和轻质沉淀碳酸钙（PCC）。轻钙用化学方法生产，用量日渐减少。重钙是用物理方法生产，大量用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸、日用品、化妆品及药物和饲料等行业。特别是活性重质碳酸钙，不仅是填充剂，而且是增量剂和改性剂。优异的应用性能，广阔的应用领域，丰富易得的资源和廉价的成本，使重质碳酸钙的市场销售愈来愈好。石灰岩作为建筑材料，主要用于生产普通水泥和特种水泥。此外，石灰石粉还可治理河水酸性污染等。
湘西州的古丈、保靖、花垣及龙山等地，石灰岩资源丰富，远景储量为15.4万吨，现已探明的储量达1.26亿吨。其中，仅古丈河西的石灰岩探明储量就达3500万吨，吉首双塘探明储量3699.5万吨。尤其是湘西州高品位、高质量和高白度的石灰石，用作造纸填料的发展前景很大。为此，我们建议在吉首双塘、古丈河西矿区按用作重质碳酸钙质量要求，补作有关物化性质等方面的测试工作，并选择最佳地区进行技术经济评价及可行性研究。
3.陶瓷黏土
湘西州的龙山、保靖一带，陶瓷黏土资源丰富，品质优良，可以和我国著名的江苏宜兴陶瓷黏土媲美，开发前景诱人。此外，20世纪80年代以来在保靖探明的黑滑石黏土矿则是一种新型的优质陶瓷原料，亦有较广阔的应用领域。这种以镁质为主的瓷比传统的硅铝质瓷相比较，其物理性能良好，是一种较高可塑性，烧结范围较宽的黏土。该黏土成型性能良好，不经粗碎即可投入球磨打浆，其工艺生产流程简单。产品具有白度高，透明度好，机械强度大的特性，还可制作高频装置电瓷件和高瓷墙地面釉砖等。另外，该黑滑石黏土不仅可以作为主要原料生产镁质瓷，也可以作为配料生产硅铝质瓷。
（三）化工矿产
湘西州磷、硫、钾（含钾页岩）等化工矿产资源丰富，已探明的磷矿储量510万吨，其远景储量达5亿多吨；硫矿储量951.1万吨；含钾页岩远景储量达10亿吨以上，其中，吉首社塘坡、双塘二矿区储量就达7亿吨。这是湘西州具有优势或潜在优势的化工矿产资源。它们是无机化工、化肥等工业的基本矿物原料。因此，在继续发展湘西州磷矿生产的同时，还应适时地开展湘西州极具潜在优势的农用矿产资源——即从含钾页岩中提取可溶性钾的开发应用研究，以有效地提高土壤供钾能力，改善土壤钾肥肥力，对湘西州农业的增产、增质、增效意义重大。
（四）石材
随着人们反璞归真，崇尚自然之风兴起，天然石材发展形势迅猛，市场规模扩大，需求大幅度增长。建筑石材、装饰石材、墓碑及石刻品和工艺品等需求畅旺，其中以大理石和花岗石尤为突出。因此，全国各地都在竭力利用自身的优势，加快石材生产的发展步伐，石材工业已经成为许多地区的支柱产业，成为致富一方的重要生产资料。
湘西州石材工业尚未起步。就目前的资料，湘西州亦有一定的石材资源，其中可作石材产品开发的有永顺、凤凰等地的彩色大理石。如凤凰县禾库乡的特大型大理石矿，其蕴藏量约6365×104m3。根据大理石的颜色、花纹及其装饰性，可划分为“沱江绿”“凤凰红”和“龟纹石”三个品种。经初步测试物理性能良好，抗压强度为68.65×106～143.21×106Pa，抗折强度大于13.73×106Pa，其抗压、抗折强度符合国家对大理石板材规定的要求。容重2.73～2.78g/cm，吸水率0.20%～0.42%，其抗风化性能良好，抗冻性能合格，加工性能和装饰性能良好，放射性强度符合国家标准，是一种优质的饰面石材。其成荒率为78.1%，成材率只有15m2/m3，低于永顺大理石厂成材率15～18m2/m3。据此我们建议在初步工作的基础上，进一步在衡量大理石矿床开采价值的两个重要指标即荒料率和成材率方面作必要的生产工艺的前期论证和试验后，再考虑试采或者进行小规模的投资建厂等。
（五）尾矿二次资源开发利用
资源与环境是社会发展的主题，已越来越引起全人类的共同关注。“中国21世纪议程”已把资源合理开发利用与环境保护列为主要优先领域。湘西州在矿业开发利用过程中产生的大量尾矿，常堆放于尾矿坝（库）中，日积月累，数量巨大的尾矿，特别是堆积如山的煤矸石等，不仅存放占用大量的土地面积，且面对环境污染和破坏也越来越显著。因此，尾矿的合理充分开发利用已成为共同关注的课题。
据最新资料介绍，尾矿的整体开发利用成为21世纪各国竞相应用的新资源和增强国力的基础物质。为此，建议由湘西州社会发展部门组织有关人员成立“尾矿资源利用调研小组”，开展州内尾矿调查，在查清湘西州矿渣、尾矿的分布、数量、种类、化学组成、磨细度、开发利用现状，研究程度、利用方向的基础上，提出尾矿整体开发利用规划，从而实现尾矿的二次资源化。从尾矿中回收有价元素，提高现有矿山资源综合开发利用水平，利用尾矿生产新型建筑材料等，这些都为尾矿的利用开辟了广阔的前景。以煤矸石为例，煤矸石中的高岭土具有一定的物化特性和工艺性能，是一种有用的矿产资源。特别是陶瓷工业的发展与高岭土的开发利用密切相关。近年来，随着科学技术的不断发展，高岭土的应用范围也不断扩大，优质高岭土市场紧俏，需求量大。此外，在造纸工业、橡胶工业、耐火材料工业等方面都可应用。因此，对煤矸石中的高岭土组分加以开发利用，前景十分诱人。
综上所述，尾矿作为复合矿物原料进行整体开发利用，可使原来资源枯竭或资源不足的矿山重新成为新资源基地恢复或扩展生产，利用原有设备，挖掘矿山潜力。既可容纳大批人员就业，又可整治土地，改善生态环境，从而发挥了重大的经济、社会、环境效益。
三、深加工的基本设想
矿业经济效益的增长关键在于深加工，而深加工深度和精度关键在于科技水平。根据湘西州矿产资源特点，结合生产现状，湘西州矿产深加工的基本设想如下。
（一）金属矿产品
1.锰
（1）锰矿的脱磷。湘西州最具优势，也最有发展前途的民乐锰矿，由于矿石中磷含量高而得不到更好的利用。因此，当前应加速选冶技术攻关，尤其是脱磷实验，从而尽快改善和提高矿石的加工性能及利用价值。
（2）金属锰。金属锰是一种纯度很高的锰制品，主要用于特殊钢、铝、铜合金以及高纯碳酸锰、四氧化三锰的生产。其工业生产金属锰的方法主要有两种：①电解法：可以生产纯度达99.95%的高纯金属锰，产品为片状，适于铝铜合金和四氧化三锰的生产；②电硅热还原法，只能生产96%纯度的金属锰，产品为块状，适于加入到钢水中。湘西州的碳酸锰矿石可采用酸浸、添加Se O2作添加剂，生产99.8%的金属锰。因此，应在现有的生产基础上，通过技术革新，提高金属锰产品的纯度和降低能耗。
（3）二氧化锰（NMD）。二氧化锰主要用在干电池中作去极化剂，是玻璃工业中的良好脱色剂，电子工业中用以制锰锌铁氧体磁性材料，炼钢工业中用作铁锰合金的原料、浇铸工业的增热剂，化学工业中用作氧化剂、有机合成的催化剂、油漆和油墨的干燥剂，也可用作火柴工业的助燃剂，陶瓷、搪瓷的釉药和锰盐的原料，还可用于烟火、水的净化除铁，医药、肥料及织物印染等方面。近年来二氧化锰的价格为10000元/吨，高于电解锰8000元/吨。二氧化锰制品种类较多，目前主要有以下三种。①化学二氧化锰（CMD），生产方法有硝酸热解锰法；碳酸锰法；天然锰矿活化法三种方法。发展化学二氧化锰的关键在于提高质量，在产品密度、杂质含量、放电性方面下工夫。②电解二氧化锰（EMD），生产方法有硫酸热解锰法和氯化锰法。提高电解二氧化锰的质量在于降低产品的含铁量，提高放电性能和产品的稳定性。此外，还可研制开发供超高性能电池使用微粒电解二氧化锰（CEMD），其经济效益将会更好。③活性二氧化锰（ANMD），由于我国能用于电池工业的天然二氧化锰和化学二氧化锰资源越来越少，而人工合成的电解二氧化锰和化学二氧化锰虽然性能优良，但其生产成本较高。因此，开发周期短的活性二氧化锰对缓解我国优良放电锰资源的不足具有积极的现实意义。生产方法是以碳酸锰选精矿为原料，经焙烧、酸浸、氧化制得活性二氧化锰，这是湘西州锰矿的发展新方向。各厂应根据自己的情况，选择适当的生产方法。充分发挥资源优势和技术优势，大力发展科技含量高、附加值大的锰深加工产品。
综上述可知，二氧化锰制品用途广，开发潜力大。在此建议，为了湘西州锰业在21世纪初获得最大的经济效益，从现在起，还应大力发展纳米级二氧化锰和纳米级锰粉产品的研制及开发，这将是湘西州锰业获得最大经济效益的最新途径。
（4）四氧化三锰。四氧化三锰主要用于电子工业，是生产软磁铁氧化的原料，可用作电子计算机中储存信息的磁芯、磁盘和碰带，电话用变压器和高品质传感器，电视回扫变压器、磁记录用磁头，电感器、磁放大器、饱合电感器、天线棒等。此外，还可用作某些油漆或涂料的色料，具有很好的抗腐性能。目前，市场对四氧化三锰的需求量较大，市场价约16000元/吨，是很有前景的锰深加工产品，尤其是最近几年，随着世界软磁铁氧体市场持续增长，对高纯四氧化三锰的需求量也日益增大，因此，研制开发和生产高纯四氧化三锰的市场前景广阔。这也是湘西州锰深加工的又一发展方向。
其生产方法如下。①焙烧法：将金属锰或锰的氧化物、氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐及高锰酸盐在空气中，于1000℃焙烧，经冷却、粉碎制得四氧化三锰。②还原法：用二氧化锰或水锰矿为原料，先经焙烧成三氧化二锰，在甲烷气体存在下，于250～500℃进一步还原成四氧化三锰，经冷却、粉碎制得四氧化三锰产品。其他还有氧化法和电解法等。
目前湘西州电解金属锰的市场价格为8000元/吨左右，若加工成锰粉、二氧化锰、四氧化三锰、碳酸锰、硫酸锰、氯化锰、高锰酸钾等锰系列产品，以及将初加工产品进行延伸加工成精细化工产品，随着加工深度的提高，锰业经济效益将成几倍、几十倍的增长。
（5）锰盐化工产品。如碳酸锰、高纯碳酸锰、软磁性碳酸锰、硝酸锰、液体硝酸锰、硫酸锰、饲料硫酸锰、高锰酸钾、医药用高锰酸钾、食品添加剂高锰酸钾、酸式磷酸锰、高锰酸钠溶液等，一般对锰矿石品位和杂质含量要求不像冶炼金属锰（主要用于钢铁工业）那样严格，因此，以贫锰矿为原料，直接生产锰系列化工产品，是湘西州矿产加工业的另一个途径，这些产品产值高，效益好，是外向型产品，可以出口创汇。
2.铅锌
（1）产品纯度。铅锌产品的关键在于提纯，最大限度地清除产品中的杂质，提高企业效益。例如，铅锌矿石售价500元/吨，加工成铅精粉（60%），售价3500元/吨，锌精分（40%～50%），售价4300元/吨。而冶炼铅1号产品7000元/吨，锌锭9300元/吨，锌1号10000元/吨。此外，还应强制性地回收产品中的镉。据资料介绍，每生产1吨锌，大约可副产3千克的镉。花垣铅锌矿年产4万吨锌，则可回收120吨镉，按市场镉价（99.99%）8000元/吨计，产值可达96万元。
（2）氧化锌及纳米级或活性氧化锌。氧化锌作白色颜料，用于印染、造纸、火柴及医药工业；用作橡胶或电缆的补强剂，以使橡胶具有良好的耐腐蚀性，抗撕裂性和弹性，颗粒细小者（粒径0.1μm左右）可用作聚烯烃或聚氯乙烯等塑料的光稳定性；还可用作电子激光材料、荧光粉、饲料添加剂、磁性材料制造等。氧化锌的制备方法有①间接法：将锌锭加热至1000℃，熔融汽化、导入热空气进行氧化，生成的氧化锌经冷却、旋风分离，将细粒子用布袋捕集，即制得氧化锌成品。②直接法；焙烧锌矿粉与无烟煤矿、石灰按比例配制成球。经还原冶炼，矿粉中氧分锌被还原成锌蒸气，再通入空气进行氧化，生成的氧化锌经捕集，制得氧化锌成品。③湿法：用锌灰与硫酸反应生成硫酸锌，再将其分别与碳酸钠和氨水反应，以制得碳酸盐和氢氧化锌为原料制氧化锌。活性氧化锌一般用碱式碳酸锌焙烧法制得。近年氧化锌现价是8000～10000元/吨，而制成纳米级活性氧化锌售价高达20万元/吨左右，经济效益极为可观。
（3）4针形氧化锌晶须。用于晶须补强塑料中，用作振吸收材料、摩擦材料、电波吸收材料、屏蔽材料和防静电材料。
（4）锌系列化工产品。七水硫酸锌、水硫酸锌、饲料及硫酸锌、硝酸锌、磷酸锌、氯化锌、磷酸锌等系列化工产品，是湘西州低品位锌资源的重要用途之一。这些产品在工业中的用途大，市场前景好，而硫酸就是电解锌生产中的副产品，磷酸、盐酸也是湘西州较多的化工产品，若能将这些初级产品与低品位的锌矿直接反应加工氯化锌、硫酸锌和磷酸锌，其经济效益是相当可观的。用盐酸生产氯化锌，可用含锌废料，如金属加工与有色冶金工业的废料、废锌渣等，都是生产氯化锌的良好原料。
3.铝
铝是一种银白色延展性的轻金属。铝的导电和导热性好，耐蚀性强。铝主要用于生产合金。由于铝及其合金具有体轻、易氧化而成坚实的薄膜、坚韧性强等特点，而被广泛应用于飞机、汽车、电器、机械、航天、导弹、民用器具等。铝及其合金的粉末，能迅速燃烧，放出强光和热能而被用作燃烧体、照明弹及信息火箭等。
目前，我国提炼金属铝的矿石主要是铝土矿，湘西州泸溪李家田铝土矿已探明工业储量512.3万吨，平均含Al2O355.04%，铝硅比值5.6，铝铁比值3.4，属高铁低硫型矿石。主要可用来生产氧化铝等产品。湘西州泸溪铝厂是具有多年生产铝锭的厂家，也是湘西州矿产品深加工重点企业之一，年产铝锭8000吨。目前引进并开发了2000吨/年微料球形铝粉项目。该项目被国家计委列为重点科技试验项目，得到了国家及省有关部门的大力支持。总投资5000万元，项目投产后，预计年创产值6000万元，利税2000万元，经济效益十分可观。在此，提出两点建议：一是用湘西州将要生产的镁铝产品加工制造镁铝合金，即筹建铝合金厂；二是尽快立项开发利用李家田铝土矿，并建设一座年产15～20万吨的氧化铝厂，以作为泸溪铝材厂原料基地之一。
4.钒
（1）五氧化二钒（V2O5）。V2O5用于冶金工业铁合金，合成氨工业中脱碳、脱硫和催化剂。用作印染、陶瓷的着色材料，石油化工装置防腐缓蚀剂，也是制备钒化合物的原料。其制备方法如下。①湿法（直接法）：钒精粉与纯碱高湿焙烧生成偏钒酸钠，加热搅拌后再加入硫酸中和，制得V2O5。②湿间接法：钒矿石与氯化钠成球后进行氧化焙烧得到偏钒酸钠，与盐酸作用生成五氧化二钒粗品，再经氢氧化钠、氯化铵处理得到偏钒酸铵，偏钒酸铵加热至500℃进行焙烧分解得V2O5。③石煤钙化 铵浸提钒，这也是湘西州钒矿提钒的工艺之一。
（2）偏钒酸铵和偏钒酸钠。主要用作化学试剂、催化剂、催干剂、媒染剂等；陶瓷工业广泛用作釉料。一般作碱解法制备偏钒酸铵，用烧碱法制备偏钒酸钠。目前此两种产品的市场前景较好。
（3）制造钒电池。钒电池是我国新近研制成功的一种新能源。该电池是从含钒石煤（是湘西州主要的钒矿类型）中提取V2O5再制备电活性物质合成钒电池材料制成的。湘西州钒矿资源丰富，也曾有过多年提供V2O5的生产经验。建议通过进一步的市场调查分析与评估后做出决策。
（二）非金属矿产品
1.白云石
（1）提取碱式碳酸镁。碳化法是从白云石中提取碱式碳酸镁的方法之一。由碱式碳酸镁分解，可制作轻质氧化镁，用它可烧制高纯镁砂。
（2）生产硫酸镁和氢氧化镁。硫酸镁的制作方法是将30%左右的稀硫酸和白云石按一定的比例混合，使其反应，然后按其溶解度在各种温度下不同的特点，将硫酸镁和硫酸钙分离浓缩，在温度升高的条件下，使硫酸钙等沉淀出来。硫酸镁溶液冷却结晶得硫酸镁。成品质量可达99.78%。提取氢氧化镁是用煅烧白云石作海水中Mg2+的沉淀剂，在获得Mg（OH）2的同时又回收了白云石中的Mg O。
（3）利用白云石生产氧化镁。首先把白云石放在炉中焙烧，其温度控制在1000℃，得到Ca O和Mg O，此熟料加入到充满水的反应器内，则Ca O变成Ca（OH）2，此放热反应使白云石崩裂，大部分的Ca（OH）2不溶解，溶液中留下细分散的Mg O悬浮液。在槽内加入强酸性的、宜于吸收钙离子的阳离子交换树脂（磺酸盐型）以吸收阳离子。此工艺生产的Mg O纯度为96%～97%。
（4）用白云石提取金属镁。未来生产金属镁的效益在于提炼高纯镁。一般采用皮江法制镁，其产品为镁粉，因含杂质需用熔剂或六氟化硫加以提炼，最终可获99.99%～99.999%的高纯镁。金属镁粉（40目筛下粉）价值4200元/吨。而镁1号则达20000元/吨。此外，还可研制开发广泛用于军工、航天、冶金、制药、化工等高科技领域的高粒度镁粉。
（5）含镁水泥及菱镁制品。用白云石经煅烧成苛性白云石后，可用于制取氢氧化镁水泥和硫酸氧化镁水泥。这两种非水硬性胶凝材料具有生产工艺简单、凝结硬化快、强度高、黏结力强、弹性好、耐磨、成型方便、低能耗等优点，具有很高的开发和使用价值。
（6）制美术陶瓷。首先将白云石配料磨至20μm，采用泥浆成型，形成坯体干燥，在选定的温度下煅烧，素坯再进行施釉及釉烧即成。
2.石灰石（重质碳酸钙）
石灰石加工成重质碳酸钙，其身价在于超细粉碎与精细分级以及表面改性等。湘西州石灰岩蕴量丰富，而且纯度和白度均较高，如仅作粗加工，产品价格低。深加工产品除超细后，作造纸涂料用外，还可进行表面活化剂处理，偶联剂表面处理以及表面接枝和聚合物包裹。随着环境保护要求提高，我国的造纸工艺将由酸性转向中性、碱性。造纸用碳酸钙的需求量也将越来越大。此外，表面改性的碳酸钙可以增高填料的价值等。
重质碳酸钙是用物理方法生产，即以天然石灰石、方解石等为原料，通过粉碎（干法和干湿法）将其磨碎至一定的细度而制得。由于生产方式的不同，因此所采用的磨矿设备也不相同。干法细磨常用的设备是雷蒙磨、高速机械式冲击磨、气流磨以及新近开发的高压辊磨机等。湿法细磨常用的设备是立式或卧式搅拌磨、球磨机、振动磨等。一般来讲，干法细磨投资少、工艺简单，但超细粉（＜2μm）的比例较少，而湿法细磨产品纯度高，粒径细（可达1～2μm），更常用于生产造纸填料或涂料。
目前，重质碳酸钙深加工工艺方面的重点是：①生产平均粒径大于45μm普通级重钙。该产品易加工，成本低，在塑料、橡胶和涂料行业有一定的竞争力，尤其是80～120目产品可广泛用作动物饲料添加剂；②开发平均粒度2～10μm的超细级重钙。该产品可代替部分钛白粉作塑料、橡胶和造纸业颜料；③研究超微级（平均粒径小于2μm）和不同形状的碳酸钙；④加速表面改性碳酸钙的研制，以进一步提高性能和填料价值。此外，石灰石煅烧产品综合回收，如普通石灰、活性石灰，副产品CO2可生产碳氢铵、干冰等，用途广泛，市场很大。
3.陶瓷制品
湘西州龙山保靖现有多家紫砂陶产品生产专业厂家，且都具有10多年的生产历史，技术力量雄厚，生产工艺成熟，产品的市场占有份额逐年增大，经济效益显著。为在21世纪能够享誉华夏，走出国门，应在原有生产水平的基础上，加大开发力度，研制新产品，诸如镀铜陶瓷制品和工艺品以及其他制品；光催化陶瓷制品；甚至纳米级粉或高纯、超细的高级陶瓷原料及其制品的研制和开发等，它必将给湘西州的瓷业带来更多、更大甚至是意想不到的经济效益。
（三）农业矿产品及其他
1.磷肥
泸溪、古丈一带的磷矿属于中低品位的磷矿，一般仅能生产以普钙和钙镁磷肥为主的磷肥。通过应用新技术或技术改造，提高磷肥产品的有效养分和质量，生产出含有效P2O5在20%～30%之间的富过磷酸钙产品应为湘西州磷矿资源的应用方向。经测算，若一家5万吨/年的普钙厂改产富钙，每年可获得300万元。同时，1吨富钙的有效成分相当于含12%有效P2O5的普钙1.67吨，对运送相同的有效养分，富钙的运输可减少40%。此外，还可从节能、无害、高效、专用等方面考虑生产出品质更高的化肥品种，向缓效化、流体化、复合化、高效化、专用化方向发展。
2.磷系列化工产品
白磷、磷酸、食品级磷酸、高纯磷酸、亚磷酸、五氧化二磷、磷化铝、磷化锌、磷酸二氢铝、磷酸铁、磷酸锌、二盐基亚磷酸铅、焦磷酸钠、医药用磷酸二氢钠、食品级磷酸钠、牙膏用磷酸氢钙、饲料用磷酸氢钙等系列化工产品用途很多，且市场的需求量很大，是大有前途的化工产品。目前这些产品国内都有成熟的生产工艺。
这里还要提到的是，湘西州是一个农业州，发展优质高效农业具有特殊重要的意义。近年来，地矿部门在湘西州开展的土壤微量元素研究表明，湘西州的一些优势作物，如柑橘、猕猴桃、茶叶、烟草、油菜等与地质背景存在重要关系，这些成果可为湘西州农林经济作物的增产增收提供一条新的途径。建议州有关部门把这些研究与试验成果逐步运用到农业生产的实践中去。
四、解决环境保护问题的主要措施
环境问题是社会经济可持续发展的重要问题，重视和加强环境治理已是当务之急。就湘西州而言，由矿业开发利用产生的环境污染原因是多方面的，而分散的、经营粗放的矿山企业是导致生态平衡环境污染的重要原因，少数矿山企业急功近利、缺乏环境保护意识，法制观念不强、执法不严也是造成环境污染的原因。因此，要解决矿山企业在采、选、冶活动中带来的环境问题，首先，要完善矿业环保制度建设，依法加强监督管理。其次，对于像花垣铅锌矿山企业分散的地区，建议实施“集中生产，统一管理；谁排污，谁出钱；我治理，我收费”的办法。具体建议如下。
（一）矿石的开采和洗选过程产生的固体废物治理
（1）加强管理、集中堆存。
（2）查清湘西州矿渣，尾矿的分布数量、种类、化学组成，开发利用规划，实现尾矿的二次资源化。从尾矿中回收有价元素，提高现有矿山资源的综合开发利用水平。
（二）矿产品深加工产生的环境污染治理
1.深加工产生的废渣治理
（1）选择固定场所集中堆存，加强管理，防止二次污染。
（2）无害化处理：目前主要有化学处理法和固化处理法。化学处理法是利用沉淀作用原理，使废渣中易溶态重金属离子转成难溶解的重金属氢氧化物，从而降低废渣的毒性，常用的沉淀剂是石灰。固化处理是将废渣与固化剂或黏合剂（如石灰、水泥、沥青、玻璃等），在常温或加热条件下，经混合发生化学反应而形成坚硬的固状物，使有害物质在固状物内或用物理方法将有害物密封包装起来，而后进行堆存或填埋等处理，以达到消除或减轻污染的目的。
（3）废渣的综合利用：①回收废渣中有价金属；②开发建筑材料，如青岛海洋大学研制的混品包容专利技术，集无害化与综合利用为一体，该技术适用广泛，可引进综合利用湘西州矿产资源加工产生的工业固体废物；③生产复合肥和型煤添加剂，如由州环保局研究并取得专利的电解锰渣制复合肥和型煤添加剂的技术，建议推广应用；④加大科研力度，进一步开发废渣在其他方面的综合利用。
2.深加工产生的废水治理
矿产的深加工各行业外排的废水中含有的化学组成是不相同的，治理上存在差异和共性。但总的原则是：达标排放或循环利用。其治理措施：
具体到各行各业应根据本行业废水特点制定不同的治理方案，按照总的原则进行治理，以减轻对环境的污染。
3.深加工产生的废气治理
（1）强化管理。从实际出发，以技术可行性和经济合理性为原则，对不同地区确定相应的大气污染控制目标，对污染源集中地区实行总量达标控制。按照工业分散布局的原则规划“十五”期间的工业布局。
（2）改革工艺和装备，提高能源材料的利用率。要发展无污染和少污染低能耗的生产工艺。化工、冶金等企业要充分利用硫资源，多途径控制二氧化碳污染，要在降低能耗上挖潜力。
以上提出的是对废水、废渣、废气的防治措施。但噪声和放射性污染也不能忽视，在深加工过程中必须结合具体情况，采用经济合理的方法进行治理。
（附记：本文为湘西州计委课题《湘西州“十五”时期矿产品加工业发展战略研究》，由吉首大学原副校长张子康教授负责，姚俊策划，由鲍振襄在1999年9月29日完成，经全体参加人员讨论通过上报，获2000年湘西州政府颁发的湘西州“十五”计划研究课题三等奖。）
参考文献
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[2]湖南省地质局区域地质测量队.1∶20万大庸幅区域地质矿产报告[R].1969.
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[8]湖南省有色地质勘查局二四五队.湖南省古丈县排口钒矿详查报告[R].1987.
[9]湖南省地质局四〇五队.湖南省凤凰县东方钒矿详查报告[R].1988.
[1]文章来源：《湘西州科技论文》，1991年。作者简介：张永康（1950—），男，江苏溧阳人，教授级高级工程师，研究方向为化学、生物学等。
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