世界鋁土礦儲量之王-幾內亞世界鋁工業原料國(一)

張佰永,黃飛

(沈陽鋁鎂設計研究院有限公司,遼寧 沈陽 110001)

1 概 述

幾內亞位于非洲西部,西瀕大西洋,國土面積24.6萬km2,海岸線長352 km。幾內亞礦產資源豐富,素有“地質奇跡”之稱;幾內亞目前有5條鐵路干線,總長1 200 km,鐵路網密度44 km/(104km2)(2017年)[1]。其中4條為通往鋁土礦區的專用線,目前運營良好;4條礦區專用線,全部是運輸鋁土礦專用鐵路,它們分別是德貝勒-科納克里(約130 km),卡姆薩-桑加雷吉(135 km),科納克里-弗里亞(145 km)及達比隆-圣圖(125 km)。原法國修建的1條民用運輸線尼日爾鐵路現已廢棄。幾內亞公路總長44 301公里,有鋪裝路面3 346公里,公路密度0.18 km/km2(2018年)[1]。幾內亞對外貿易約95%貨物通過海運運輸。幾內亞主要有科納克里自治港、卡姆薩鋁礬土專用港,贏聯盟內河港和中鋁博法內河港;科納克里港為西非重要海港之一,可與世界各大港通航;幾內亞運往世界的鋁土礦都由上述港口運出。幾內亞水利資源豐富,降水充沛,地勢起伏大,是尼日爾河、塞內加爾河和岡比亞河西非三大河流的發源地,素有“西非水塔”之稱。

幾內亞擁有世界上最大鋁土礦儲量,2022年保有鋁土礦儲量為74億噸[2],占全球保有儲量近四分之一。其具有富鋁、高鐵、低硅、易采等特點。豐富的鋁土礦資源是幾內亞經濟發展的主要來源。

2 鋁土礦儲量及典型礦體特征

2.1 鋁土礦分布及儲量

幾內亞鋁土礦主要分布在距離大西洋100～500 km以內的上幾內亞、中幾內亞和下幾內亞地區。礦體分布在晚元古代、古生代和中生代巖石上,礦體一般厚度3～9 m,單個礦床資源量幾百萬噸至幾十億噸;礦床可露天開采,礦石品位高。

礦石礦物以三水鋁石為主;礦床分布相對集中,幾內亞主要礦區及儲量見下表。

表1 幾內亞主要礦區儲量及資源量[4] 億噸

從表1可以看出:幾內亞在產礦區8個,在產礦區資源量達105.89億噸,幾大主要礦區的總資源量達205.65億噸。

幾內亞鋁土礦礦床規模大,一個礦床鋁土礦儲量甚至達幾十億噸,埋藏淺、覆土薄,多可露天開采。礦床的單個礦體穩定、規模大,呈層狀產于硅鋁鐵風化殼上部,厚度一般3～9 m,長幾千米至數萬米,寬幾百米至數千米。礦石構造主要為塊狀和土狀。

幾內亞鋁土礦主要分布于幾內亞西部富塔德賈隆高原與大西洋沿海平原、東部草原區的過渡地帶和中部。成礦母巖主要為古生代變質巖和侵入其內的富鋁基性巖類,經長期的風化淋濾作用形成賦鐵鋁風化殼,再通過剝蝕、搬運,于新近紀和更新世形成紅土型鋁土礦。中西部鋁土礦成礦區為包含多期基性巖侵入和噴發的沿海古生界沉降區,為一個規模較大的向斜盆地,發育多級斷裂構造。

鋁土礦質量及分布與地形和地表植被相關性明顯,多賦存于山體頂部和坡度適中的斜坡上,礦石質量好、厚度大,地表植被繁茂;溝谷部位礦體質量差或無礦體。在地形平緩地帶,堅硬的硅鋁鐵質風化殼發育,無植被,一般鋁土礦質量差。

2.2 典型礦山特征

幾內亞最典型的鋁土礦床為桑加雷迪礦體;從礦山產量看,幾內亞桑加雷迪鋁土礦已成為繼澳大利亞的韋帕、達令山兩個鋁土礦礦山之后的全球第三大鋁土礦生產礦山。桑加雷迪的礦山特征分述如下:

礦體特征:面積4 km2的桑加雷迪臺地頂部覆蓋著連續的鋁土礦礦體,臺地中等不規則形狀,向南西方向延伸,該臺地的頂部海拔高度為200～240 m,比周圍溝谷高出 80～130 m,臺地的邊緣由陡峭的斜坡形成,沒有垂直的懸崖。鋁土礦剖面具有明顯的特點,它幾乎完全是由原地再沉積鋁土礦所組成?？蓜澐譃樯喜績蓚€再沉積單元和下部殘留單元(圖1)。

土壤:厚可達1 m,夾雜有腐殖質和鋁土礦-紅土礫石。硬結層:通常缺失,沿臺地邊緣發現一些鐵質紅土。

上部再沉積單元:厚約20 m,呈粉紅色、黃色、灰色,主要由被膠結的鋁土礦礫石和砂屑狀鋁土礦交替組成,也稱作碎屑鋁土礦或骸骨狀鋁土礦。鋁土礦為孔隙狀和囊泡狀,堅硬至中硬,呈層狀。礦床的上部和中部單元之間有一明顯的侵蝕接觸帶-不整合接觸。

中部再沉積單元:厚25～30 m,顏色為粉紅色、紫色及灰色,主要由堅硬至極硬的角礫狀鋁土礦組成,具有較薄的砂狀鋁土礦夾層,底部漸變過渡成為豆狀鋁土礦和隱晶質鋁土礦。

下部再沉積單元:厚5～10 m,淺棕色至粉紅色,主要發育在礦床的南部,由略微固結的鋁土礦礫石組成。該單元也產出膠狀鋁土礦、隱晶質鋁土礦、鮞狀鋁土礦和豆狀鋁土礦。在下部再沉積單元與下伏殘留鋁土礦之間存在著非常明顯的不整合接觸,局部因有較薄的鐵殼層而更為明顯。

原地鋁土礦層:厚2～3 m,棕色至紅色,堅硬,帶有下伏母巖的殘余構造。有些部位的殘余鋁土礦已被侵蝕殆盡。

腐泥土:厚10～20 m,粉紅色至紫色,帶有母巖的殘余構造,呈孔隙狀,主要由高嶺石組成。

母巖:泥盆紀的頁巖和粉砂巖,呈灰色,具有明顯的層理,局部含化石。

3 幾內亞鋁工業現狀

3.1 幾內亞鋁土礦資源開發狀況

幾內亞的鋁工業重點是鋁土礦的開發。幾內亞鋁土礦開發歷史較為悠久,最早始于20世紀50年代,由美國私人礦業公司進行開采,后來歐美、俄羅斯、中國的企業相繼加入,使幾內亞成為世界主要鋁土礦生產國之一。2022年,幾內亞鋁土礦產量9 225萬噸。近幾年,中國成為其第一大鋁土礦出口國,2022年中國從幾內亞進口鋁土礦合計7 048萬噸,出口中國鋁土礦量占幾內亞鋁土礦總產量的76%。而中國鋁土礦進口總量的56%來自于幾內亞。

圖1 桑加雷迪礦床主要單元及結構概要剖面圖[3]

表2 2010-2022年幾內亞、非洲及世界鋁土礦產量[5]萬噸

表3 2010-2022年幾內亞主要供給目標國家鋁土礦供礦量[5] 萬噸

表4 2010-2022年中國鋁土礦總進口量[5] 萬噸

從表2～表4中可以看出:2022年全球消耗鋁土礦3.76億噸,幾內亞供應鋁土礦9 225萬噸,占整個鋁土礦供應的24.48%;其中幾內亞供應中國鋁土礦7 048萬噸,占中國進口鋁土礦的56.07%;幾內亞近10年鋁土礦產量增長了4倍,已成為僅次于澳大利亞的全球第二大鋁土礦生產國。

3.2 幾內亞主要鋁土礦生產企業

目前在幾內亞進行鋁土礦開發的礦業公司主要有“贏聯盟”、俄羅斯鋁業聯合公司、河南豫礦國際礦業公司、中鋁集團、英國阿魯法礦業公司、阿聯酋環球鋁業公司、幾內亞鋁土礦公司及國家電投幾內亞公司等企業。

(1)贏聯盟(La Societe Miniere de Boke,SMB)

由中國宏橋集團、煙臺港集團、新加坡韋立、幾內亞聯合礦業供應公司等4家公司組成的企業聯合體。贏聯盟開發的礦山統稱為“博法-博凱礦山”,位于博凱市附近,距河港25 km,在河港接駁水運到海港,裝上遠洋散裝貨輪運到山東煙臺港,贏聯盟旗下的礦山鋁土礦儲量為6.24億噸,2015年9月正式投產。2019年鋁土礦產量為3 396.41萬噸,現已成為全球第一大鋁土礦開采和出口基地。

(2)俄羅斯鋁業聯合公司(UC RUSAL)

俄鋁在幾內亞的子公司包括金迪亞鋁土礦公司(CBK)和寇柏達(COBAD)鋁土礦公司。其中,金迪亞鋁土礦公司在幾內亞開展業務歷史較長。2019年俄羅斯鋁業聯合公司鋁土礦產量560.55萬噸。2001年,俄羅斯鋁業聯合公司與幾內亞政府簽署了開發迪安迪安(Dian Dian)鋁土礦礦山合同,2002年獲得該礦山特許經營權,2006年簽署開采協議,該礦山位于博凱大區,分為3個地塊,總面積856 km2,儲量13億噸,Al2O3平均含48.5%,SiO2含量1.6%。2018年投產,2019年鋁土礦產量278萬噸。

(3)英國阿魯法礦業公司(Alufer Mining Limited)

阿魯法在幾內亞的法人公司為貝爾埃爾礦業公司,該公司在幾內亞獨立控股拉貝和貝爾埃爾兩個鋁土礦礦山,其中貝爾埃爾位于幾內亞東北部博法省孔迪得(Koundinde)縣,距大西洋出?？?5 km,已于2018年8月投產,鋁土礦儲量1.46億噸,年產能550萬噸。

(4)幾內亞鋁土礦公司(La Compagnie des Bauxites de Guinee,CBG)

幾內亞政府占股49%,HALCO礦業公司(美國鋁業公司持股45%、力拓集團持股45%、德國DADCO礦業公司持股10%)占股51%,主要在桑加雷迪高原開發鋁土礦,該礦位于博凱省東北60 km處,儲量4.28億噸,是幾內亞在產的大型鋁土礦礦山之一,2019年鋁土礦產量1 565.61萬噸。

(5)中鋁集團(CHINALCO)

2016年10月31日,中鋁集團與幾內亞政府、幾內亞國家礦業公司就博法區塊開發合作簽署合作框架協議。博法區塊鋁土礦保有可開發資源量約17.5億噸,設計規模為年產優質鋁土礦1 200萬噸,可持續開采長達60年。2018年6月8日,中鋁集團與幾內亞政府在科納克里簽署博法區塊礦業協議,同年10月28日正式開工。2019年10月6日,該區塊啟動現場采礦作業。2020年4月6日投產運營,遠期產能1 200萬噸/年。

(6)中國河南豫礦國際礦業公司(Henan International Mining Dev Co., Ltd.)

河南豫礦國際2007年獲得幾內亞西部558 km2的博凱省的區域探礦權,經勘查,該區塊鋁土礦儲量達15億噸。2010年10月獲得采礦證,2019年鋁土礦產量為744萬噸。

(7)幾內亞氧化鋁公司(GAC)

阿聯酋環球鋁業公司在幾內亞的分公司,2016年啟動GAC鋁土礦礦山,設計年產能為1 200萬噸。

(8)國家電投集團國際投資開發(幾內亞)有限公司(SPIC)

國家電投集團國際投資開發(幾內亞)有限公司是國家電投在幾內亞實施項目的實體公司;礦山項目一期工程為開發博法南礦段750萬噸/年鋁土礦,2021年6月第一艘載有國電投鋁土礦的運輸船運抵京唐港。

幾內亞各主要礦權公司的股比、權益量及產量見表5。

從表5可以看出:幾內亞鋁土礦礦權主要分布在世界大型礦山企業手中;現有主要礦權公司的權益資源量達到160億噸。

3.3 鋁土礦各礦區品位

幾內亞的主要礦區的礦石供給品位見表6。

幾內亞的鋁土礦為三水鋁石型鋁土礦,部分含有一定量的一水軟鋁石;從表6中可以看出:現開采鋁土礦石的氧化鋁含量39%～50%,可反應硅一般低于2%;三水鋁石易于低溫拜耳法工藝處理;若含有一水軟鋁石較高,或含鋁針鐵礦較高的礦石,可考慮高溫拜耳法工藝[8];幾內亞鋁土礦含有有機物,工藝需要考慮或預留有機物的處理方案[9]。

表5 幾內亞主要鋁土礦業公司及礦山[6] 億噸

表6 幾內亞主要鋁土礦出礦品位[7] %

3.4 氧化鋁廠

幾內亞的氧化鋁冶煉環節比較薄弱。俄羅斯鋁業聯合公司旗下的弗里幾亞(Frigia)氧化鋁廠是幾內亞唯一一家氧化鋁廠。弗里亞氧化鋁公司于1957年由國外聯合投資公司投資興建,為鋁土礦-氧化鋁一體化企業,氧化鋁年設計能力為70萬噸?，F為俄羅斯鋁業集團獨資企業,2012年因勞資沖突停工,2018年恢復運營。工廠采用低溫拜耳法工藝生產,溶出溫度107℃,溶出罐為常壓容器,間接加熱,弗里幾亞氧化鋁廠是全世界僅有用此低溫溶出工藝兩家工廠之一[10],工廠年產能及耗礦量見表7。

表7 弗里幾亞氧化鋁產量及鋁土礦消耗量[5]萬噸/年

表8 弗里幾亞氧化鋁廠噸鋁生產指標[7] t /Al2O3

弗里幾亞氧化鋁廠由于建廠早,工廠生產裝備比較落后,從表8可以看出拜耳法循環能耗達7.1 GJ/t氧化鋁,總能耗達12.9 GJ/t氧化鋁;2018年復產后,由于受政治、經濟等因素影響,目前仍不能滿負荷生產。

幾內亞無電解鋁及鋁加工企業。

4 討 論

幾內亞的鋁工業嚴重依賴鋁土礦生產和出口;現礦石開采量世界第二,僅次于澳大利亞,其礦石產量近10年增加4倍;目前幾內亞在產礦山8處,在建礦山3處,還有多處勘查、勘探礦區;隨著礦石開采量的不斷增加,幾內亞的礦石產量將超過澳大利亞,成為世界最大鋁土礦供應國。

幾內亞現有1家氧化鋁廠,采用低溫拜耳法常壓溶出,由于政治經濟因素的影響,2018年復產后,至今不能滿產。幾內亞沒有電解鋁及鋁加工企業。

幾內亞政府正積極致力對鋁土礦資源的進一步開發,推進鋁工業向下游產業鏈延伸,以優化幾內亞的鋁工業發展;隨著各礦權公司對基礎設施的投入,幾內亞的鋁工業,尤其是鋁工業下游產業鏈,將得到進一步的發展;同時,隨著幾內亞豐富的水電資源得到有效開發利用和一帶一路政策的進一步落實,幾內亞的鋁工業在未來世界鋁工業中將扮演越來越重要的角色。