让矿物利用和谐起来

昆仑剑客 · 发表于 2014-12-18 09:52

让矿物利用和谐起来

——访宣化正朴铁业公司总经理许贵宾

2014年12月18日来源：中国矿业报分类：地质矿业作者：赵京燕

五千年前，中华民族的人文始祖黄帝、炎帝、蚩尤在河北张家口涿鹿一带生活劳作，征战融合，建都立业，经过“阪泉之战”、“涿鹿之战”后，“合符釜山，而邑于涿鹿之阿”，实现了中华民族的第一次大团结、大统一，开创了中华民族五千年文明史。
　　物华天宝，地灵人杰。从小生长在这里的许贵宾，用他曾经做过中学语文老师的严谨态度，认真地经营着他的铁矿和生态园，将二者结合起来，实践了尾矿综合利用、用伴生含钾页岩替代钾肥、对矿石组分进行和谐利用的巧妙思维，演绎了一个又一个传奇。
　　铁矿与生态园的巧妙结合
　　许贵宾介绍，涿鹿位于桑干河的中下游，是一个气候宜人、物阜民丰的地方。他在这里开垦的生态实验园，却原本是一块荒瘠的砂石地。
　　深秋季节，记者跟随中国老科技工作者协会国土资源分会李章大教授和正朴铁业公司总经理许贵宾来到涿鹿实验农场生态园。走进园中，一片长势喜人的水稻映入眼中，许贵宾说，这一块地亩产可达到1000多斤。池塘的莲藕也到了收获的季节，他摘了几棵莲子给大家品尝。再往里走，几棵挂满紫黑色果子的树进入记者的视野。许贵宾说，这是西梅，是新培育出来的，果实非常地甜美。在园里，还有葡萄、杏、枣、梨、桃、花生及各种蔬菜、玉米、水稻，以及秋葵、芝麻菜等各种北方稀有的蔬菜。
　　而这块生态园的试验成功，与许贵宾开采的铁矿有着密不可分的联系。
　　许贵宾介绍，他在宣化开采铁矿石的过程中，同时采出的另一种岩石叫作含钾页岩，将含钾页岩以一定的比例混合在植物根部的泥土中，可起到替代钾肥的作用。与此同时，植物在吸收含钾页岩中钾元素的同时，可产生多种生物酶，被植物根部吸收后储存起来，并随时释放出来供植物消化。
　　钾盐是我国的稀缺资源，曾经，我们的地质队员为了寻找钾盐，深入大漠腹地新疆罗布泊，前赴后继，生死无惧，经过八年奋战，终于破译罗布泊钾盐密码，勘探出超大型的钾盐矿床，破解了我国钾盐的瓶颈。
　　“而今，我们经过实验发现，含钾页岩可发挥钾肥的作用。在宣化地区有大量的含钾页岩，被当作尾矿堆在那里，全国其他地区也有大量的含钾页岩。如果将其进行合理利用，对破解我国钾盐进口的瓶颈或者可以起到关键性作用。”许贵宾说。
　　项目得到国土资源部领导高度重视
　　许贵宾介绍，生态园项目在发展过程中遇到过很多困难，但是他之所以“不离不弃”，其中一个很大原因是国土资源部领导对其寄予了厚望，而且现在，老科协国土资源分会的老专家们还在不遗余力地进行着深入研究。
　　早在2008年，老科协国土资源分会技术专家遵照时任国土资源部副部长贠小苏的意见，到正朴铁业公司现场调查，选定对其宣龙式铁矿尾矿、炉渣等资源综合利用进行技术指导和实验研究。2010年，老科协国土资源分会秘书长钱玉好，尾矿及矿山固体废弃物综合利用专业委员会主任委员廖希圣，副主任委员袁宗仪、李章大，顾问陈希廉教授到正朴铁业公司考察，发现正朴铁业在铁矿资源综合利用中，把球团炼铁技术与资源特点结合起来，还把尾矿、炉渣用于实验农场改土，提出铁矿层顶板含钾页岩可作为钾肥农用。老科协国土资源分会会长蒋承菘根据我国钾肥资源紧缺及宣化含钾页岩资源的特点，提出应该加强含钾页岩农用实验研究。
　　按照中国地质调查局批准的《尾矿资源产业化利用研究与推广》地质调查项目，2013年8月，中国地质科学院将《尾矿及含钾页岩综合利用研究》项目交给中国老科技工作者协会国土资源分会，开展了典型尾矿资源综合利用相关政策研究，提出含钾页岩综合开发和钒钛磁铁尾矿农业利用的政策及建议；开展含钾页岩综合利用技术研发，对钒钛磁铁尾矿的农业利用进行实验研究。
　　2011年，许贵宾投入80万元建起3亩塑料大棚做对照试验，使用无害尾矿改良土壤，使用尾矿与有机料混合微肥改良农田，提高土壤肥力，从而把矿山资源综合利用与土地优化造田、生态环境恢复完整结合起来。
　　让矿物利用和谐起来
　　作为一个企业老总，许贵宾在老专家的协助下进行理论联系实际的实验研究。他认识到，粘土矿物大多具有两个特性：吸附功能和离子交换功能。“含钾页岩属于粘土矿物，我们将它施到地里，会自然成为土壤的组成部分。含钾页岩的离子交换功能在土壤中有平衡作用，我们在实验中发现，钾、氮等农肥成分被吸附进去后，变成自然的、天然的，植物在成长的过程中将其吸收。现在大家非常关注的就是雾霾问题，在雾霾的形成过程中，氮肥是有很大作用的。因为氮肥在施用的时候，被农作物吸收了一部分，但是大部分氮都挥发掉了，进入到空气里面成为氮氧化物。因此，我们想寻求一种氮肥使用量低、不污染环境、还能够保证粮食产量的农业肥料，而含钾页岩就是我们找到的答案。”许贵宾说。
　　经过实践，许贵宾认识到：自然土壤形成的基本规律就是物质的地质大循环过程与生物小循环过程的矛盾统一。“岩石、矿物等成土母质在一定的水、热、生物等一系列物理、化学和生物化学作用下逐渐形成基土，这是地质大循环；随着时间推移和环境变迁，发生一系列物质与能量交换、转化，形成腐殖质和微生物催化下的粘土，发育成各类结构、构造、层次分明的土壤，形成具有营养成分肥力特性的自然土壤，这是生物小循环。”许贵宾说。
　　“人类在工业生产中采选矿石，有如土壤形成过程中的地质大循环，对采选废弃物的改造，可视为人类自觉进行的生物小循环，尾矿农用改造就是人工完成土壤形成的产业化行为。”在实验过程中，许贵宾发现，植物在吸收含钾页岩中钾元素的过程中，产生生物酶，可将钾肥储存起来，在合适的时候释放出来，呈现出比使用传统钾肥更好的优势。
　　“土壤本身就是由矿物质组成的。”李章大教授介绍，土壤的矿物质来源，其原生矿物主要是石英、长石、角闪石、辉石、粘土、方解石等硅铝酸盐和碳酸盐类矿物，构成土壤颗粒和原始矿物质养分；其次生矿物则是层状铝硅酸盐类粘土矿物和铁、铝、钙、镁、硅等含水氧化物的土壤粘结物，除本身含有养分外，还有吸附、离子交换、蓄水、保肥、保温等强大能力，成为微生物生存繁衍和植物生长不可缺少的组分。
　　为查明正朴公司生产工艺技术创新对改善当地生态环境的作用，陈希廉、李章大教授等人运用现代地球化学研究技术，对正朴公司生产过程的相关原料和产品进行系统采样，对52种组分进行了检测，除13种主要组分的氧化物外，含量高于华北平原土壤地球化学背景值的有氮、氟、氯、钡、银等15种元素，接近或低于地球化学背景值的有溴、碘、汞、钇、镧等24种元素。
　　钱玉好和陈希廉教授等人提出，决定农业丰产的三大营养元素是氮、磷、钾，钾在作物体内分布很广，尤其在细胞分裂活跃部位，并随作物生长最旺盛部分移动。钾的主要功能有：促进作物光合作用，提高60多种酶的活性态对氮的吸收和利用，增强豆科作物根瘤菌的固氮作用；促进作物有效利用水分，降低水分损耗；促进碳水化合物的代谢和产物输送、贮存；增强作物的抗寒、抗旱、抗病虫等能力，消除过量氮、磷所造成的不利影响，达到协调营养平衡的作用。农作物对钾还有奢侈吸收的功能，所以多余的钾对作物没有不良影响。钾不仅是速效肥，同时也是长效肥，被称为“品质元素”。
　　据资料介绍，我国70%的耕地缺钾，严重的占45%，土壤钾元素亏缺成为制约我国农业持续发展的突出问题。我国钾矿资源仅占世界探明储量的1%~2%，虽有丰富的非水溶性富钾岩石和矿物，但适用于农业使用的水溶性钾矿却很少（如青海的察尔汗和新疆的罗布泊）。据不完全统计，近10年，我国累计进口钾盐4054.7万吨，进口量居世界第二。预计到2020年，我国钾肥需求量将达到上千万吨。“如果我们的含钾页岩项目引起国家的重视，大规模利用起来，也许会对国际市场钾肥产生较大影响。”许贵宾说。
　　据资料记载，宣化地区出露的中元古界富钾页岩产于长城系串岭沟组地层中，其分布与宣龙式铁矿层一致，是铁矿层顶板，主要分布在烟筒山、庞家堡一带，厚度平均25.61米，沿走向长十余公里。原地质矿产部张家口地质三大队于20世纪60年代探明钾矿储量2亿吨，主要矿物组成为微斜长石、海绿石、伊利石、石英，次为蒙脱石和高岭石，页岩中氧化钾含量丰富。
　　在项目实验过程中，老专家们将含有铁、钒、磷、锰、钴、镍、铬及多种微量元素的超基性-基性岩及其风化产物作为农肥施用，促进了农作物增产，提高了农产品质量。在一些地区，可提高甜菜块根产量20%~25%，含糖量提高0.5%~0.7%，提高葡萄及其他农作物的含糖量；用滑石-蛇纹岩-菱镁岩可促使西红柿根繁育发育，结合氮磷钾肥可提高农作物产量的8%~30%；将钒钛铁矿尾矿施用于草莓，结果期延长近一倍，果实味浓；将硅肥施用于水稻，生产出的大米口味特别好。
　　“在实验的过程中，对矿物的属性、禀赋一定要弄清楚。能不精选的就不要选，一定要综合利用，即所谓的‘和谐矿物’，就是不要和矿物较劲。我们对宣龙式赤铁矿的利用就是非常巧妙的，一点也不较劲。就像教育成长的孩子一样，把他的短处变成长处。对于企业来讲，则会带来更多的经济效益。”许贵宾深有感触地说。
　　在经过几十年的粗放型发展之后，我国很多矿区可谓满目疮痍，而矿区环境治理、土地生态修复技术也还未成熟，许贵宾在专家们的指导下，带领着公司员工依然在上下求索。期待着他的示范工程能为我国生态文明建设起到样板作用，小小的生态园能够发挥出神奇的效应。