0 引 言
矿产资源是国家和社会经济发展的重要物质基础。矿产资源通过综合利用成为矿产品，用于工业、农业和国防等领域。我国90%以上的能源、80%以上的工业原料和70%以上的农业生产原料都来自于矿产资源。矿产品也是军工领域的必要材料，来自于矿产资源的镓、锗、钛等稀有金属为我国雷达、潜艇等尖端武器的不断进步打下了坚实的材料基础。刚果欣科洛布韦铀矿（Shinkolobwe）为当年世界上第一颗原子弹爆炸提供了原料，使得含铀矿物不再是岩石。美国军需委员会确认，1942 年在爱达荷州的斯蒂布尼特（Stibnite）发现的钨矿使第二次世界大战缩短了至少一年，并拯救了一百万名美国士兵的生命。
矿产资源综合利用的内涵是什么？它是充分合理地利用矿产资源满足国家和社会不断发展的需求的过程，以实现矿产资源经济价值和功能价值的最佳利用为实质，以满足国防、社会和民生需求为目的，以采选冶和加工利用技术为手段。不同经济社会发展阶段对矿产资源综合利用有不同的评价方式，但其结果总是激励企业技术进步、淘汰落后。一般而言，国家和社会都期望在当期发展阶段的场景下，把充分利用矿产资源当要求，以合理利用矿产资源作前提，把清洁绿色利用贯穿全过程；矿产资源综合利用通过不断满足国家社会对矿产品的需求来丰富与扩展矿产及矿产品内涵。鞠建华等指出，很多找矿发现的单矿种矿床，经过综合勘查、综合评价、综合开发和综合利用，一矿变多矿的现象可以占到六成、七成。科学评价矿产资源综合利用水平已经不仅是矿业高质量发展的需要，也是生态文明社会建设的需要，对于促进矿业技术进步和经济社会可持续发展有着重要意义。一般而言，社会技术经济发展水平越高，相应的技术指标和环境约束越高，反之就越低。
1 加强矿产资源综合利用评价的主客观条件更加成熟
1.1 我国矿产资源综合利用技术进步领先世界
第一，全球矿业研究中心已经向我国转移。我国矿业工程和冶金工程在全球学科排名表现突出，中南大学、中国矿业大学等已经在冶金工程学科和矿业工程学科居于世界领先地位，多家矿冶科研院所科研实力已经位居世界前列，为我国矿产资源综合利用的进步提供了人才保障和研究支撑。
第二，我国重要共伴生矿产资源综合利用率总体上达到30%～50%，共伴生矿产综合回收的有价元素近40 种，很大程度提高了矿产资源储量和生产供应能力。
第三，过去长期存在的矿产品低出高进局面已经不复存在。国内原料国外加工返销国内的局面已得到根本扭转，国外原料中国加工产品出口的格局已经形成。2005 年我国石墨出口量近50 万t，却只换回8 544.67 万美元，折合单价170.89 美元/t。近20 年之后情况已经全然不同。2023 年，高纯度（纯度＞99.9%）、高强度（抗折强度＞30 MPa）、高密度（密度＞1.73 g/cm³）的人造石墨材料及其制品已经限制出口。我国稀土矿产资源类型齐全，已建立了从采选冶、分离提纯到稀土材料的完整产业链和拥有独有知识产权的先进技术体系。
第四，发现矿物新性质、新功能、开发矿物新用途促进矿产品市场定位的变化，提升了矿产资源经济价值。锂矿物的工业用途已经从传统的陶瓷助熔剂发展为新能源电池用磷酸铁锂和三元电池材料，市场增长百倍。用于太阳能材料的碲化合物、Ⅱ-Ⅳ主族半导体材料矿物、金属铼等耐高温金属为矿产资源综合利用展示了新的活力。2025 年，高纯石英被列为新矿种则是硅基高纯矿物在半导体和新能源材料高附加值用途上突破的结果。共伴生矿产品价值的变化还能造成矿山主矿种变化。高纯氢氟酸产品的需求持续增长，萤石价格高企，使得个别有色金属矿山主矿种金属储量规模低于萤石矿产。
第五，一大批采选冶领域技术进步，带动矿业设备大型化、智能化走在国际前列；主要矿山的采矿、选矿、冶金技术指标提高。保护矿物结构性能特点、改善修饰矿物表界面、在线检测和标准化技术不断突破。根据2023年《矿产资源开发利用水平通报》，我国矿业集约化程度整体提高、先进适用技术推广促进开发利用水平提升、主要矿产“三率”指标稳中有升、矿石采选品位总体呈下降趋势、废石尾矿利用率大幅提升、矿业经济效益总体增幅较快、专利申请数量质量大幅提升。
第六，矿床动态技术经济评价取得实效。陈景河等以矿石流为走向，对地质、采矿、选矿、冶炼和环保五个环节统筹研究和全流程优化，初步构建了基于“矿石流五环模型”的矿床动态技术经济评价方法框架，以“矿石流五环模型”为指导，通过补充勘查和动态评价，福建紫金山金铜矿床由一个资源储量仅5.45 t 的中小型金矿床，扩大为316 t 的特大型金矿床，累计产金208 t，累计实现利润225 亿元。
1.2 矿产资源综合利用水平评价迈出了坚实步伐
2015 年以来，我国矿产资源综合利用评价得到了高度重视。国家《生态文明体制改革总体方案》提出了建立矿产资源开发利用水平调查评估制度的具体要求。2025 年7 月新施行的《中华人民共和国矿产资源法》（以下简称“《矿产资源法》”）规定“开采矿产资源，应当采取合理的开采顺序、开采方法，并采取有效措施确保矿产资源开采回采率、选矿回收率和综合利用率达到有关国家标准的要求。采矿权人在开采主要矿种的同时，对具有工业价值的共生和伴生矿产应当综合开采、综合利用，防止浪费；对暂时不能综合开采或者必须同时采出但暂时不能综合利用的矿产以及含有有用组分的尾矿，应当采取有效的保护措施，防止损失破坏。”2022 年12 月，中共中央印发《关于全面加强资源节约工作的意见》，进一步强调“建立常态化的矿产资源开发利用调查评估制度”的要求。2023 年，自然资源部党组明确了“严守资源安全底线、优化国土空间格局、促进绿色低碳发展、维护资源资产权益”的新定位。2024 年，自然资源部印发了《矿产资源开发利用水平调查评估办法（试行）》。建立矿产资源开发利用水平调查评估制度，有利于摸清矿产资源开发利用家底、更好地统筹资源开发和生态环境保护关系，是从源头上加强矿业领域生态文明建设的重要举措。制定差别化的激励约束政策措施，有利于提升企业科技创新内生动力，是加强矿产资源科学管理的重要基础工作。近年来，国内“三率”调查评价研究团队创新矿产开发利用“新三率”理论，构建了矿产开发利用评价体系，突破一批关键技术，创建了覆盖全国所有在产矿种、2 万余家矿山的矿产开发利用大数据平台；发布了4 项国家标准、24 项行业标准和124 种矿产“三率”指标要求、编制了42 份专题报告，促进矿产利用评价从物质链连接到价值链、生态链全方位综合评价。资源内禀经济价值的利用程度成为矿产资源综合利用率的评价指标。开采回采率评价聚焦消耗储量；选矿回收率聚焦利用组分和数量；共伴生矿产资源综合利用率反映当期消耗矿产资源储量中所有共伴生有用组分的利用程度。研究团队还揭示了建立开采回采率、选矿回收率、综合利用率与其主要影响因素的关系；进而编写、发布了《矿产资源综合利用技术指标及其计算方法》（GB/T 42249—2022）等一系列标准助力高技术创新和矿业高质量发展。随着部分矿种加工技术进步和市场条件变化，伴生组分综合评价品位也得以修订。绿色矿山建设国家标准促进我国在矿产资源充分利用、保护和矿业生态环境修复方面走在世界前列。
1.3 矿业大数据与人机智能结合为综合利用评价提供了有力支撑
自然资源部信息中心、中国地质调查局发展研究中心和中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所等已经建立了我国自然资源、矿产资源和矿产综合利用大数据，有的已经覆盖全球资源，成为行业领先的矿业大数据中心。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所基于矿山物质链分析建立的全国重要矿山数据库，包括地质、采矿、选矿、冶金等不同阶段的重要数据和图像资料，以及尾矿、废石、废水循环利用情况；持续发布《矿产资源开发利用水平通报》，开发了矿产资源概略研究平台软件。随着人工智能和大数据技术的发展，结合矿产资源综合利用技术进步，矿产开发利用有了更为广阔的平台，相关研究成果也有了更好的应用场景。
1.4 矿产资源综合利用评价任重道远国家仍在不断完善提高矿产资源开采回采率、选矿回收率、综合利用率的激励性政策措施。《矿产资源法》对相关作业要求的合理性，相关技术指标要求的达标性，共伴生组分综合开采、综合利用的约束条件，需要保护的矿产资源边界提出了更为重要和现实的要求。但我国矿产资源综合利用的调查研究主要依靠督察员、年度检查、试点等制度来实现，矿山开发利用水平的调查评价制度不完善。矿产资源综合利用评价指标从物质流评价向价值链、功能链和生态链评价的链接不到位。聚焦矿产品经济价值、功能价值和生态价值的评价体系尚未建立。部分矿种的工业指标不尽合理，如以往金红石原生矿最低工业品位为TiO₂ 含量1.5%，如果没有共伴生组分可以利用，该条件下产出的金红石矿物经济价值很难抵消采矿、选矿和尾矿处理成本，也是过去40 年来多数金红石矿难以经济合理开发的原因之一。矿产资源综合利用水平评价的不到位，现行优惠政策评价指标、评价程序和政策实施主体不明确，认定矿产资源综合利用奖励的技术要求高，没有开展相应的技术支撑单位认证，使得矿产资源领域的激励约束政策难以落地。因此，矿产资源综合利用评价不仅意义重大，而且任务艰巨。
2 加强矿产资源综合利用评价的几点建议
2.1 加强矿业大数据的研究，构建体系性矿产资源综合利用评价平台
矿业大数据是矿产资源综合利用评价的基石。应聚焦包括矿产资源、采选冶技术、矿产品经济、生态环境在内的矿山基础数据的调查、采集、分析、评价和数据库集成。明确相关数据的术语内涵，建立必要的算法和标准，为矿产开发领域人工智能打下基础。大数据要从矿产资源物质流扩展到价值流、产品功能包，为矿产资源领域的鼓励限制目录提供基础。有必要构建包括资源端的利用水平和需求端的满足程度的体系性矿产资源综合利用评价平台。加强国际矿业大数据的建设，提高矿产资源概略性研究智能诊断系统的精度与适用范围，研究人机智能协同评价决策平台。为诊断不同产状、类型、结构构造和赋存状态的矿产资源利用指标提供依据，为科学衡量不同地区、矿山的技术水平，为国家对矿产资源勘查、开采实行统一规划、合理布局、综合勘查、合理开采和综合利用的方针的具体落实提供技术工具，为矿产资源综合利用激励政策落地提供技术论证。
2.2 建立分阶段多维度合理开采综合利用评价技术体系
聚焦消耗储量、保有储量、各产品产量的物质链评价。加强基于物质链的矿产资源综合利用评价理论和方法研究，刻画矿产资源全产业链实物形态演变规律。深刻剖析并构建开采回采率、选矿回收率、共伴生综合利用率、集约化水平和产能利用率、废石尾矿和废水指标、形貌界面等方面术语定义，按照工作阶段明确计算方法、解决技术难题，形成分阶段多维度的评价参数和智能模型。根据新产业新业态和战略新兴产业需求，评价共伴生组分价值增值潜力，提升矿产资源勘查中的综合利用技术支撑能力，为充分利用矿产资源奠定基础。研究地质-采矿-选矿-后处理各阶段的物质联系和性状演变，明确具体的评价取样方式、方法和位置、数量和检查程序及质量保障措施。研究各阶段物质链计量测量和必要监测的难点，开发先进适用技术和装备，丰富评价方法，建立知识网络。
聚焦基于矿产经济价值利用水平的矿产资源综合利用率评价。加强基于价值评估的矿产资源综合利用评价理论和方法研究；研究建立主矿种、共伴生组分和尾矿废石利用的价值评价理论和方法，丰富综合利用率的内涵和评价要素，促进矿产开发向更高效率转变。社会发展不同阶段的矿产价格变化很大，会严重影响矿产资源的利用方式、方法和产品结构，需要科学合理确定矿产资源的价值评价动态调整原则和机制，跟踪评价不同矿产品不同的冶炼计价系数和杂质扣减系数，研究技术进步对矿产品冶炼计价系数的影响，使矿产资源综合利用率反映矿产开发利用过程中资源内禀经济价值的利用水平。研究不同流程阶段矿产品价值传递特征，共伴生矿产价值演变状况、特殊市场和环境变化可能造成的主副产品价值倒挂等，建立基于市场导向性的评价理论和资源价值利用评价模型。加强地质概略研究、预可行性研究、可行性研究方面的评价，探讨企业净冶炼结算收入、净利润分成、现金流分成、投资回报率等评价方法与综合利用率的关系。
聚焦矿产品对战略新兴产业需求的满足程度、矿产品的质量等级和价值链接的评价理论与方法，加强矿产品的功能性评价。矿产品的功能性评价是战略新兴产业带来的新课题，技术发展引领矿产资源利用方向。如铀矿虽然作为原子弹原料被发现，但却以核电材料被更多应用。石英作为半导体和光伏元器件材料，使得高纯石英成为新矿种。发掘颠覆性技术，面向科技前沿、经济主战场、国家重大需求和人民生命健康，评价“卡脖子”矿产品的自主保障程度和优化路径。面向矿产品杂质互含要求越来越严格、纯度更高、分级更细、共伴生元素和废弃物利用形态多种多样，跟踪评价国内外不同矿山产品结构和质量特征，战略新兴产业特别是半导体、新能源、现代医药等对矿产品的新要求，引导矿山在不同类型、产状、规模和加工条件下实现产品最佳利用。
聚焦矿业开发生态修复和矿产品生态链评价。统筹采矿、选矿和加工过程中外加物质的影响，如炸药、药剂、水等物质及矿产品中间产物。共伴生重金属组分的充分利用可为环境生态修复提供基础条件。对于有色金属，特别是重金属共伴生矿产，矿产资源综合利用程度越高，尾矿废石对环境的影响越小。反之亦然。如这些年来受到关注的广西某地重金属污染事件、秦岭某地锑污染事件，都与早些年粗放利用、综合利用率不高有关。开展不同流程结构关键节点的生态环境要素评价，结合废石、尾矿、废水排放类型和强度、不同矿种药剂和重金属污染物种类和影响数据，结合文献研究其生物效应，评价其环境效应，为绿色矿山建设提供基础资料。
聚焦各工段能效评价，加强全流程能效评价。根据生产实际，建立采矿-选矿-后处理各阶段各作业能效指标。研究不同类型矿产资源能效与技术方法的关系、与矿石类型的关系、与装备条件的关系等。提出鼓励或者限制、淘汰的技术方法和设备目录建议。
2.3 加强矿产资源利用与保护边界的研究
聚焦矿产资源开发和保护的评价理论和方法研究。矿产资源原料的最大化利用并不一定是矿产资源的充分利用；矿产资源内禀经济价值和功能的最大化利用才是矿产资源综合利用，矿产资源充分满足国家和社会对矿产品的需求才是矿产资源综合利用。既要大力开发国家安全和社会发展紧缺战略矿产，也要保护具有重要功能和经济价值潜力的资源。有些大宗低品位矿产现阶段利用价值不高，不一定鼓励开发，保护好留给子孙后代也不失为好的决策。有些具有重要经济价值和功能价值的尾矿和废石，可能是放错地方的资源，另一时空条件下也许会成为宝贝。立足不同时间尺度和全球视野，前瞻社会技术进步和环境约束，讨论不同场景下的产品供求关系，探讨不同矿种边界品位演变趋势，绘制不同条件下的规模成本效益曲线，分析技术进步带来产品替代的可行性，建立矿产资源及其尾矿废石利用与保护的决策模型，为国家矿业政策落地提供依据。
3 结 语
科学评价矿产资源综合利用水平是我国矿业政策的需求，也是技术进步的需求，目前已经具有一定的基础条件支撑，矿业大数据和人机智能发展为之提供了广阔的空间。构建包括资源端的利用水平和需求端的满足程度的体系性矿产资源综合利用评价平台，立足矿产资源全产业链条，集成物质链评价，经济价值利用水平评价，矿产品的功能性评价、生态链评价、能效评价等，分阶段建立矿产资源综合利用水平综合评价体系，有望为推动矿业科技进步、提高矿产资源综合效益、《矿产资源法》落地实施提供有力的技术支撑。
作者简介冯安生，博士，二级研究员，主要从事矿产综合利用研究工作。单位：1.中国地质科学院水文地质环境地质研究所；2.中国地质科学院。
中国矿业杂志 2025年08月05日