专题42战略性矿产-2024年高考地理三轮复习(全国通用)
展开战略性矿产是对国家经济发展至关重要、对战略新兴产业不可或缺,同时又被赋予地缘政治色彩的一类矿产资源。了解战略性矿产应用及其领域,追溯战略性矿产种类的时空变化,分析各国之间战略性矿产的竞争关系,探讨中国战略性矿产供应链和产业链安全需要关注的问题,对于制定中国战略性矿产战略,支撑国家现代化建设意义重大。复习时能够借助图表归纳战略性矿产资源的空间分布特征,能够分析战略性矿产资源开发对区域目前、未来发展的影响,能够阐述不同区域面临的战略性矿产资源安全问题并且提出对策。
〖真题回顾〗
(2023·河北·高考真题)阅读图文材料,完成下列要求。
锂是我国战略性矿产资源,开发盐湖锂矿对保障我国锂资源安全意义重大。为探究盐湖锂矿成因与可持续开发问题,苏扬老师组织学生搜集了柴达木盆地那棱格勒河流域富锂盐湖相关资料(下图)。资料表明:(1)印度洋板块与欧亚板块碰撞导致青藏高原隆升和柴达木盆地内部凹陷,为该地盐湖锂矿的形成提供了基础条件;(2)锂矿物质主要源自沿昆仑断裂带和第四纪火山活动区分布的热泉,被那棱格勒河与地下水搬运至终端湖;(3)受蒸发和补给等因素影响,一方面湖区萎缩,分裂成三个盐湖,另一方面含锂湖水蒸发浓缩,形成多成分共生锂矿;(4)为开发东、西台吉乃尔盐湖锂矿,修筑了人工堤坝,使河水不再·注入东、西台吉乃尔盐湖而改入鸭湖。
(1)经纬和丹霞两位同学分别从内、外力作用角度探究了该地盐湖锂矿的成矿条件。下面是他们各自的观点,请任选其一并加以分析。
经纬:板块构造运动是盐湖锂矿形成的先决条件。
丹霞:流水搬运是盐湖中锂富集的主要途径。
(2)试述鸭湖可作为后备锂矿资源库的条件。
(3)若未来东、西台吉乃尔盐湖锂矿资源枯竭,请基于“绿色低碳”理念,提出开发鸭湖锂矿的工程和技术措施。
〖基础知识〗
1、概念:战略性矿产资源与国家利益存在不同程度的相关性。它一是反映在国家危急时期的战略需要;二是体现在国家经济社会发展的重大战略实施时期减少潜在发展危机的战略需要上。
2、中国和美国战略性矿产的比较:
由于国家国情不同,战略性矿产资源的界定也不竟相同。
战略性矿产对国家的科技,经济,军事乃至国防都有着重大意义。然而,战略性矿产资源的短缺却需要考虑到供应风险和替代性问题,这两大问题也会成为影响划分战略性矿产的关键因素之一。
我国发布的“战略性矿产名录”同样也是基于这一系列因素的考虑。我国战略性矿产资源有的较为短缺,需要从其他国家进口;有的矿产却储量丰富。比如,江西大余被称为“钨都”,云南个旧被称为“锡都”,云南兰坪被称为“锌都”等等,这些储量丰富的战略性矿产保障了我国经济的良好发展。
而美国认定的这些“关键矿物”,是指对美国的经济和国家安全具有至关重要作用的非燃料矿物或矿物材料,其供应链容易受到破坏,其应用功能在制造产品时必不可少,缺乏后会对经济或国家安全产生重大影响。根据美国地质调查局的数据显示,这份关键矿物清单里的31种矿物,美国主要依赖进口。
3、主要矿产资源的用途:
(1)铀:铀矿可以提取铀用于核工业,包括军用(核弹)和民用(核电站),还可以从中提取到镭和其他稀土元素。核电厂的燃料来源铀235是一种从地球诞生就存在的天然放射性元素,其从铀矿开采、加工而来,也是当前核电厂的绝对主力燃料。
(2)铬:在冶金工业上,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船,以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。
在耐火材料上,铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特殊耐火材料。
铬铁矿在化学工业上主要用来生产重铬酸钠,进而制取其他铬化合物,用于颜料、纺织、电镀、制革等工业,还可制作催化剂和触媒剂等。
(3)铝(铝土矿):铝土矿是生产金属铝的最佳原料,也是最主要的应用领域,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。铝土矿的非金属用途主要是作耐火材料、研磨材料、化学制品及高铝水泥的原料。铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小,但用途却十分广泛。
(4)钴:钴的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。
钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。在化学工业中,钴除用于高温合金和防腐合金外,还用于有色玻璃、颜料、珐琅及催化剂、干燥剂等。同时,钴也是永久磁性合金的重要组成部分。
(5)钨:钨在冶金和金属材料领域中属高熔点稀有金属或称难熔稀有金属。钨及其合金是现代工业、国防及高新技术应用中的极为重要的功能材料之一,广泛应用于航天、原子能、船舶、汽车工业、电气工业、电子工业、化学工业等诸多领域。特别是含钨高温合金主要应用于燃气轮机、火箭、导弹及核反应堆的部件,高比重钨基合金则用于反坦克和反潜艇的穿甲弹头。
(6)锑:60%的锑用于生产阻燃剂,而20%的锑用于制造电池中的合金材料、滑动轴承和焊接剂。锑的最主要用途是它的氧化物三氧化二锑用于制造耐火材料。此外,锑能与铅形成用途广泛的合金,这种合金硬度与机械强度相比锑都有所提高。
(7)锂:锂是一种重要的能源金属,它在高能锂电池、受控热核反应中的应用使锂成为解决人类长期能源供给的重要原料。50年代,由于研制氢弹需要提取核聚变用同位素6Li,因而锂工业得到了迅速发展,锂则成为生产氢弹、中子弹、质子弹的重要原料。锂的化合物还广泛用于玻璃陶瓷工业、炼铝工业、锂基润滑脂以及空调、医药、有机合成等工业。锂系列产品广泛应用于冶炼、制冷、原子能、航天和陶瓷、玻璃、润滑脂、橡胶、焊接、医药、电池等行业。
(8)锆:锆矿资源是稀有金属矿产资源之一。锆矿按照主要用途分为金属锆和工业锆两类。金属核级锆处于锆产业链最顶端,金属锆主要用作核武器与核装备相关产业,核方面的应用占金属锆消耗的90%左右,工业民用方面的应用仅占金属锆消耗。金属锆及其合金制品处于锆矿产业链的最高环。
(9)锡:锡在冶金工业中主要用于生产镀锡板(马口铁)和各种合金。镀锡板是锡的主要消费领域,约占锡的消费量的40%左右,它可以用作食品和饮料的容器、各种包装材料、家庭用具和干电池外壳等。锡在化工方面主要用于生产锡的化合物和化学试剂。锡的有机化合物主要用作木材防腐剂、农药等,锡的无机化合物主要用作催化剂、稳定剂、添加剂和陶瓷工业的乳化剂。锡精矿是炼锡的主要原料。
(10)稀土:稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、 超导等诸多高科技的润滑剂。稀土元素在 石油、 化工、 冶金、 纺织、 陶瓷、 玻璃、 永磁材料等领域都得到了广泛的应用,随着科技的进步和应用技术的不断突破, 稀土氧化物的价值将越来越大。
(11)萤石:萤石的用途十分广泛,随着科学技术的进步,应用前景越来越广阔。目前主要用于冶金行业制生产炼铝熔剂冰晶石的原料,化工行业制氢氟酸、各利氟盐及制冷剂氟利昂的原料,建材行业作装饰材料,其次用于轻工、光学、雕刻和国防工业。
(12)钾盐:钾盐矿主要用于制造工业用钾化合物和钾肥;世界上95%的钾盐产品用作肥料,5%用于工业。按工业用途,35%用于生产洁净剂,25%以碳酸盐和硝酸盐形式用于玻璃和陶瓷工业中,20%用于纺织和染色,13%制化学药品;其余用于罐头工业、皮革工业、电器和冶金工业等。钾的氯酸盐、过磷酸盐和硝酸盐是制造火柴、焰火、炸药和火箭的重要原料。钾的化合物还用于印刷、电池、电子管、照相等工业部门,此外也用于航空汽油及钢铁、铝合金的热处理。
(13)石墨:石墨在工业上用途很广,用于制作冶炼上的高温坩埚、机械工业的润滑剂、制作电极和铅笔芯,它广泛用于冶金工业的高级耐火材料与涂料、军事工业火工材料安定剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业催化剂等。鳞片石墨经过深加工,又可生产出石墨乳、石墨密封材料与复合材料、石墨制品、石墨减磨添加剂等高新技术产品,成为各个工业部门的重要非金属矿物原料。
(13)石油:石油经过加工提炼,得到的产品可以供人们日常生活使用。石油燃料是用量最大的油品。润滑油和润滑脂被用来减少机件之间的摩擦,保护机件以延长它们的使用寿命并节省动力。从生产燃料和润滑油时进一步加工可以得到沥青。而另外一种产品则是溶溶剂,它是有机合成工业的重要基本原料和中间体。
(14)天然气:天然气可以代替煤,用于工厂采暖,生产用锅炉以及热电厂燃气轮机锅炉。天然气发电是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例,减少环境污染的有效途径,且从经济效益看,天然气发电的单位装机容量所需投资少,建设工期短,上网电价较低,具有较强的竞争力。此外,天然气是制造氮肥的最佳原料,具有投资少、成本低、污染少等特点。
(15)页岩气:页岩气即蕴藏在页岩中的天然气可以通过提供廉价而充足的新型燃料来源,在未来几十年或将改变世界第一大能源消耗国中国的能源供给格局。它是一种清洁、高效的能源资源和化工原料,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等,用途广泛。
(16)煤炭:煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为三大主要用途:动力煤、炼焦煤、煤化工用煤,主要包括气化用煤,低温干馏用煤,加氢液化用煤等。动力煤包括:发电用煤,蒸汽机车用煤,建材用煤,一般工业锅炉用煤,生活用煤,冶金用动力煤等。焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。
(17)煤层气:煤层气可能大家听到的不多,但它的俗称“瓦斯”大家一定很熟悉。煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料,用途非常广泛。煤层气的热值是通用煤的2-5倍,1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤,其热值与天然气相当,可以与天然气混输混用,而且燃烧后很洁净,几乎不产生任何废气,是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。
(18)铁:铁矿石主要用于钢铁工业,冶炼含碳量不同的生铁(含碳量一般在2%以上)和钢(含碳量一般在2%以下)。此外,铁矿石还用于作合成氨的催化剂(纯磁铁矿),天然矿物颜料(赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿)、饲料添加剂(磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿)和名贵药石(磁石)等,但用量很少。
(19)铜:在金属王国里,铜的导电性仅次于银。铜矿比银矿多且价格便宜。当今世界,一半以上的铜用于电力和电讯工业。其延展性好,导热性和导电性高,因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料,也可用作建筑材料,可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异,电阻率很低,其中最重要的数青铜和黄铜。此外,铜也是耐用的金属,可以多次回收而无损其机械性能。
(20)金:黄金的社会地位虽在人类数千年的文明史中,历尽沧桑,沉浮荣辱,升降变迁不定,但至今在众多的人群之中仍保持着神圣的光环,为世人共同追求的财富。首饰制造是中国黄金市场上最大的需求方。其他工业用金,如手机、军工产品、甚至寺庙装饰等都是黄金使用者。
(21)镍:镍是一种十分重要的有色金属原料,被用来制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢,广泛用于飞机、雷达、导弹、坦克、舰艇、宇宙飞船、原子反应堆等各种军工制造业。在民用工业中,镍常制成结构钢、耐酸钢、耐热钢等大量用于各种机械制造业。镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层,镍钴合金是一种永磁材料,广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等领域,在化学工业中,镍常用作氢化催化剂。
(22)钼: 纯钼丝用于高温电炉和电火花加工还有线切割加工;钼片用来制造无线电器村和X射线器材;合金钢中加钼可以提高弹性极限、抗腐蚀性能以及保持永久磁性等。钼是植物生长和发育中所需七种微量营养元素中的一种,没有它,植物就无法生存。动物和鱼类与植物一样,同样需要钼。
(23)磷:世界上84%~90%的磷矿用于生产各种磷肥,3.3%生产饲料添加剂,4%生产洗涤剂,其余用于化工、轻工、国防等工业。磷矿又是重要的化工矿物原料。部分磷矿用于制取纯磷(黄磷、赤磷)和化工原料,少量用作动物饲料。
(24)锰:在现代工业中,锰及其化合物应用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是最重要的领域,用锰量占90%~95%,主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂,以及用来制造合金。其余10%~5%的锰用于其他工业领域,如化学工业(制造各种含锰盐类)、轻工业(用于电池、火柴、印漆、制皂等)、建材工业(玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂)、国防工业、电子工业,以及环境保护和农牧业等等。
(25)钒:在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门,到处可见到钒的踪迹。此外,钒的 氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。把钒掺进钢里,可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构更紧密,韧性、弹性与机械强度更高。
(26)钛:钛原料主要用来生产钛白(二氧化钛)、金属钛(海绵钛)、含钛钢以及焊条涂料。钛白不仅是性能优异的白色颜料,而且是重要的化工原料。钛精矿经冶炼成海绵钛后,再铸锭并制成工业纯钛和钛合金钛材。钛和钛合金钛材主要用于航空和宇航部门。金属钛除主要用于生产工业纯钛和钛合金外,另一用途是为钢铁工业生产钛铁合金和含钛钢。钛在钢中作为添加元素,可以改变钢的性能。此外,主要含钛矿物金红石还是优质电焊条涂层不可缺少的原料。
(27)镁:镁常用做还原剂,去置换钛、 锆、 铀、 铍等金属。主要用于制造轻金属合金、球墨铸铁、科学仪器和 格氏试剂等。也能用于制烟火、闪光粉、镁盐、吸气器、 照明弹等。结构特性类似于铝,具有 轻金属的各种用途,可作为飞机、导弹的合金材料。但是镁在汽油燃点可燃,这限制了它的应用。
此外,镁在医疗中可用于治疗缺镁和痉挛。镁是最轻的结构金属材料之一,又具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等优点。国内外将镁合金应用于汽车行业,以减重、节能、降低污染,改善环境。
(28)铋:主要用于制造易熔合金,熔点范围是47~262℃,最常用的是铋同铅、锡、锑、铟等金属组成的合金,用于消防装置、自动喷水器、锅炉的安全塞,一旦发生火灾时,一些水管的活塞会“自动”熔化,喷出水来。在消防和电气工业上,用作自动灭火系统和电器保险丝、焊锡。铋合金具有凝固时不收缩的特性,用于铸造印刷铅字和高精度铸型。碳酸氧铋和硝酸氧铋用于治疗皮肤损伤和肠胃病。
(29)铂族金属:铂族金属除锇为蓝灰色金属外,其他均为银白色金属。铑金的元素用途多样,可用来制造加氢催化剂、热电偶、铂铑合金等。也常镀在探照灯和反射镜上。还用来作为宝石的加光抛光剂和电的接触部件。纯铂和钯有良好的延展性,不经中间退火的冷塑性变形量可达到90%以上,能加工成微米级的细丝和箔。铑和铱的高温强度很好,但冷塑性加工性能稍差。用粉末冶金方法制得的金属钌在1150~1500℃时才能进行少量塑性加工,而锇即使在高温下也几乎不能进行塑性加工。
(30)铌:世界上很大一部份铌以纯金属态或以高纯度铌铁和铌镍合金的形态,用于生产镍、铬和铁基高温合金。这些合金可用于喷射引擎、燃气涡轮发动机、火箭组件、涡轮增压器和耐热燃烧器材。铌作为超导材料几乎不会损失电流,如果使用超导电缆输电,因为它没有电阻,电流通过时不会有能量损耗,所以输电效率将大大提高。
(31)钽:钽属于难熔金属,常作为合金的次要成份。钽的化学活性低,适宜代替铂作实验器材的材料。钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜,用钽制成的电解电容器,具有容量大、体积小和可靠性好等优点,制电容器是钽的最重要用途。钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。
(32)铍:铍作为一种新兴材料日益被重视,铍是原子能、火箭、导弹、航空、宇宙航行以及冶金工业中不可缺少的宝贵材料。在所有的金属中,铍透过X射线的能力最强,有金属玻璃之称,所以铍是制造X射线管小窗口不可取代的材料。铍是原子能工业之宝。在原子反应堆里,铍是能够提供大量中子炮弹的中子源(每秒钟内能产生几十万个中子);铍对快中子有很强的减速作用,可以使裂变反应连续不断地进行下去,所以铍是原子反应堆中最好的中子减速剂。在冶金工业中,含铍1%至3.5%的青铜叫做铍青铜,机械性能比钢好,且抗腐蚀性好,还保持有很高的导电性。
(33)锶:锶元素广泛存在在矿泉水中,是一种人体必需的微量元素,具有防止动脉硬化,防止血栓形成的功能。不论是在用碳还原SrS然后反应的制造过程中还是在苏打处理过程中,天青石都是制造SrCO的起始物质,由于碳酸锶可以制造出其它Sr化合物,用于提纯制造陶瓷永磁体的Zn(清除Pb和Cd),用作制造电视荧光屏,它是最重要的Sr化合物。Sr(NO)用于烟火装置,SrO用于铝的冶炼,Sr、SrCl用于修补牙齿。Sr (OH)早已用于磨拉石的提纯。
(34)铷:铷无单独工业矿物,常分散在云母、铁锂云母、铯榴石和盐矿层、矿泉之中。铷是制造电子器件(光电倍增管光电管)、分光光度计、自动控制、光谱测定、彩色电影、彩色电视、雷达、激光器以及玻璃、陶瓷、电子钟等的重要原料;在空间技术方面,离子推进器和热离子能转换器需要大量的铷;铷的氢化物和硼化物可作高能固体燃料;放射性铷可测定矿物年龄,此外铷的化合物应用于制药、造纸业;还可作为真空系统的吸气剂。吸气剂的作用类似净化剂,可去除可能会污染系统的多余气体。
(35)铯:铯-137可作为γ辐射源,用于辐射育种、辐照储存食品、医疗器械的杀菌、癌症的治疗以及工业设备的γ探伤等。工业上是由氯化铯高温用金属钙还原制取金属铯。此外,还可以用铯离子作宇宙火箭的推进剂。
(36)铪:它可以用作X射线管的阴极,铪和钨或钼的合金用作高压放电管的电极。纯铪具有可塑性、易加工、耐高温抗腐蚀,是原子能工业重要材料。铪的热中子捕获截面大,是较理想的中子吸收体,可作原子反应堆的控制棒和保护装置。铪粉可作火箭的推进器。
(37)钪:钪主要作为钪钠灯,太阳能光电池,γ射线源等用途。单质形式的钪,已经被大量应用于铝合金的掺杂。钪也是铁的优良改化剂,少量钪可显著提高铸铁的强度和硬度。另外,钪还可用作高温钨和铬合金的添加剂。当然,除了为他人做嫁衣裳之外,因为钪具有较高熔点,而其密度却和铝接近,也被应用在钪钛合金和钪镁合金这样的高熔点轻质合金上。而钪的氧化物则用在陶瓷材料上面。
(38)锗:锗具备多方面的特殊性质,在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用,是一种重要的战略资源。在电子工业中,在合金预处理中,在光学工业上,还可以作为催化剂。高纯度的锗是半导体材料。从高纯度的氧化锗还原,再经熔炼可提取而得。掺有微量特定杂质的锗单晶,可用于制各种晶体管、整流器及其他器件。锗的化合物用于制造荧光板及各种高折光率的玻璃。
(39)镓:镓的工业应用还很原始,尽管它独特的性能可能会应用于很多方面。液态镓的宽温度范围以及它很低的蒸汽压使它可以用于高温 温度计和高温 压力计。镓可以用来制造半导体氮化镓、 砷化镓、 磷化镓、 锗半导体掺杂元;纯镓及低熔合金可作核反应的热交换介质;高温温度计的填充料;有机反应中作二酯化的催化剂。镓铟合金可用于汞的替代品。
(40)铟:铟锭因其光渗透性和导电性强,主要用于生产ITO靶材(用于生产液晶显示器和平板屏幕),这一用途是铟锭的主要消费领域,占全球铟消费量的70%。其次的几个消费领域分别是:电子半导体领域,占全球消费量的12%;焊料和合金领域占12%;研究行业占6%。另,因为其较软的性质在某些需填充金属的行业上也用于压缝。医学上,肝、脾、骨髓扫描用铟胶体。脑、肾扫描用铟-DTPA。肺扫描用铟-Fe(OH)3颗粒。胎盘扫描用铟-Fe-抗坏血酸。肝血池扫描用铟输送铁蛋白。
(41)铼:金属铼及其合金可制自来水笔尖和高温热电偶,在醇类脱氢、合成氨和由二氧化硫制三氧化硫中做催化剂。含钨 90%、钒 1%、铼 9%的合金可耐高温。
(42)碲:碲消费量的80%是在冶金工业中应用:钢和铜合金加入少量碲,能改善其切削加工性能并增加硬度;在白口铸铁中碲被用作碳化物稳定剂,使表面坚固耐磨;含少量碲的铅,可提高材料的耐蚀性、耐磨性和强度,用作海底电缆的护套;铅中加入碲能增加铅的硬度,用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇的催化剂。氧化碲用作玻璃的着色剂。高纯碲可作温差电材料的合金组分。碲化铋为良好的制冷材料。碲和若干碲化物是半导体材料。超纯碲单晶是新型的红外材料。
(43)重晶石:重晶石是一种很重要的非金属矿物原料,具有广泛的工业用途。目前,世界重晶石的消费结构大致为:用作钻井泥浆加重剂,占85%;作为钡化工的原料占10%;其他用途如填料、水泥用矿化剂、道路建设等占5%。
(44)砷:砷的许多化合物都含有致命的毒性,常被加在除草剂、杀鼠药等。砷作合金添加剂生产铅制弹丸、印刷合金、黄铜(冷凝器用)、蓄电池栅板、耐磨合金、高强结构钢及耐蚀钢等。黄铜中含有重量砷时可防止脱锌。高纯砷是制取化合物半导体砷化镓、砷化铟等的原料,也是半导体材料锗和硅的掺杂元素,这些材料广泛用作二极管、发光二极管、红外线发射器、激光器等。
(45)氦:由于氦很轻,而且不易燃,因此它可用于填充飞艇、气球、温度计、电子管、潜水服等。也可用于原子反应堆和加速器、激光器、火箭、冶炼和焊接时的保护气体,还可用来填充灯泡和霓虹灯管,也用来制造泡沫塑料。
由于氦在血液中的溶解度很低,因此可以加到氧气中防止减压病,作为潜水员的呼吸用气体,或用于治疗气喘和窒息。
液体氦的温度(-268.93 ℃)接近绝对零度(-273℃),因此它在超导研究中用作超流体,制造超导材料。液态氦还常用做冷却剂和制冷剂。在医学中,用于氩氦刀以治疗癌症。它还可以用作人造大气层和镭射媒体的组成部分。
这么看来,这些战略性矿产真是用处颇多,且都对一个国家的发展、稳定和国际竞争力具有重要战略意义。一个国家拥有战略性矿产资源的多少更是其综合国力的重要体现,战略性矿产的勘查和开发依旧不容忽视!
4、战略性矿产安全面临的新形势
(1)战略性矿产资源稳定供应面临挑战
当前,百年变局和疫情互相交织,严重冲击全球经济,全球战略性矿产资源的稳定供应面临挑战。例如,欧洲矿产资源稳定供应被破坏,全球大宗商品价格飙升。截至2022年11月,天然气期货较前一年最高上涨了12倍,石油价格上涨了1.2倍,铝上涨了67%,氯化钾上涨了1.8倍。能源价格和钾盐价格的大幅上涨,使全球矿产品、粮食等大宗商品及下游工业产品价格也出现大幅上升。
(2)战略性矿产成为关注焦点,西方国家加快在全球开展布局与合作
大国博弈进入新常态,重心从贸易、政治、经济、科技蔓延至矿产资源领域。美国、欧洲、英国、日本等发达国家或地区纷纷发布战略性矿产清单,制定战略性矿产政策,保障本土供应安全。美国联合加拿大、澳大利亚、刚果(金)等10个国家发起“能源资源治理倡议”,组建矿产资源大联盟,加强对锂、钴、镍等战略性矿产的控制力度;联合日本、澳大利亚和印度尼西亚等建立稀土产业链;联合英国、澳大利亚、日本等矿产资源加工、消费国,建立“金属北约”,建立“矿产安全伙伴关系”,加强矿产资源供应链安全以及技术保障。
(3)积极应对气候变化,矿产资源向绿色低碳方向转型
工业化以来,由于温室气体大量排放,全球气温较工业化前上升了约l℃。如果气温继续以目前速度上升,预计2030-2052年将再上升1.5℃,进而引发一系列灾难性气候,对全人类造成巨大损失。为积极应对气候变化,各国采取多种措施应对气候变化,包括减少化石能源使用,加快发展风电、光伏等清洁能源。2020年,全球化石能源消费量占83%,新能源占17%;预计到2040年,新能源消费将首次超过化石能源,2060年消费占比将超过80%。新能源矿产需求将持续增长,2020-2040年全球铜消费将增长62%、铝增长44%、锂增长8倍、钴增长2倍、镍增长1倍。据国际能源署预测,到2040年,全球铜、锂、钴等新能源行业的产值有望达到2500亿美元,届时将超过煤炭产业产值。
5、发达国家战略性矿产安全保障举措
(1)美国:通过扩大本土供给、加强盟友合作等方式保障矿产资源供应链安全
①修改《采矿法》,促进本土战略性矿产开发生产
②提出“能源资源治理倡议”,并邀请加拿大、澳大利亚、巴西等10国加入,谋求稀土、锂、钴、镍等新能源矿产安全
③着手打造“金属北约”,美国与加拿大等10个国家或地区建立“矿产安全伙伴关系”
④与澳大利亚签署《净零技术加速伙伴关系》,进一步加强两国关键矿产和材料等方面合作
(2)欧盟:高度关注供给多元化及新能源矿产供应安全
①推动本土矿产资源勘查开发、强化二次供应、加强替代技术研发等系列措施
②俄乌冲突影响,欧洲多国重启燃煤发电
(3)日本:持续推进海外资源开发、本土资源回收利用、储备体系完善和融入美欧矿产资源供应链体系
①扩展石油天然气金属矿产资源机构职能,支持绿地项目投资
②出台“确保稀有金属安全战略”,加强二次资源循环利用以及替代技术研究
③提高部分稀有金属储备量至半年消费量以上,储备量不再公开发布
④企业通过与西方财团互相持股,融入美国和西欧矿产资源供应链体系
(4)对我国的启示
一是提高我国战略性矿产清单厘定与发布频率。当前世界正面临百年未有之大变局,国际形势变化较快,与美国最长三年厘定一次战略性矿产清单相比,我国战略性矿产清单调整周期较长,应缩短厘定周期,建议至多三年重新评估一次,并在必要时根据形势变化及时调整。
二是尽快提高国内战略性矿产供应能力。美国、欧盟等均加大本土矿业开发力度保障战略性矿产安全。我国需尽快梳理制约国内矿业发展的政策和制度因素,及时调整政策导向、繁荣矿业市场,加大社会勘查投入、提高战略性矿产储量,提升资源采选水平。
三是加强二次资源循环利用以及替代技术研究。相比发达国家,我国二次资源利用率普遍较低,应尽快提高二次资源利用水平,强化我国短缺矿产的替代技术研究,支撑国内资源稳定供应。
四是积极与其他矿业国家开展战略性矿产及下游产业链全面合作,促进各国共同繁荣发展,维护好国际矿业市场秩序,巩固、提升我国在国际矿业市场地位,保障我国战略性矿产安全。
〖押题预测〗
钴作为电动汽车电池与储能系统中重要的原材料之一,是支撑低碳能源转型不可或缺的关键金属。下图为2000~2020年日本精炼钻生产量、进口量和对外依存度状况示意图。2022年,日本参与了美国和加拿大等西方国家组建的“可持续关键矿产(稀土、钴、镍等)联盟”。完成下面小题。
1.由图可知,2000~2020年日本精炼钴( )
A.进口量整体呈下降趋势B.对外依存度持续降低
C.生产量总体呈增加趋势D.进口来源地数量减少
2.日本参与美国和加拿大等西方国家组建的“可持续关键矿产联盟”,可以( )
A.增加国内精炼钻生产量B.保障钴资源供应安全
C.降低钴资源对外依存度D.消除钴产品贸易壁垒
钨是国民经济和现代国防建设等重要领域中难以替代的战略性矿产资源。我国钨资源储量占全球56%,精钨矿产量占全球80%以上。虽然再生钨资源回收利用优势明显,但在钨产量中占比不高。下表是每吨钨金属回收与传统钨冶炼的优势对比。据此,完成下面小题。
3.与传统的野外勘探相比,利用资源卫星开展钨矿资源勘探的优势是( )
A.快速划定矿区范围B.精确定位矿产露头
C.不受天气变化限制D.实时监测矿产位移
4.我国要实现再生钨资源大幅度回收,应需的重大举措是( )
A.加码政策力度B.提高环境标准
C.革新回收技术D.进口先进设备
5.从国家安全角度看,目前中国钨矿资源政策合理可行的是( )
A.建立安全的全球资源供应系统B.实行钨矿资源的出口配额管理
C.大力发展钨矿资源的替代产品D.增加钨矿资源的勘探开采力度
钽电容是现代高端电子、航空航天等工业中必备的部件。江西省宜春钽铌矿是我国可供工业用途开发的矿床之一,其查明具有内蕴经济价值的资源量仅为1.4万吨左右,但已占到全国钽矿资源总量的28%以上。多年来,我国钽矿、钽电容产品始终处于净进口状态,而钽产业的中低端钽粉产品则保持着净出口。“一带一路”背景下,众多中国矿产企业走出国门与非洲、南美洲等国家合作开发矿产资源。下图示意“一带一路”框架下托管式矿产资源开发国际合作模式。据此完成下面小题。
6.据材料分析,我国进口钽矿、钽电容商品,出口钽粉的主要原因是( )
①钽矿开采成本较高 ②钽产业技术水平低 ③钽矿资源禀赋较差 ④钽粉产品附加值高
A.①②B.②③C.①④D.③④
7.“一带一路”背景下,我国矿产企业在国际合作中采用托管式开发模式,主要目的是为了( )
A.降低国外资源开发成本B.提升我国选矿采矿技术
C.提高企业海外运营效率D.促进沿线国家经济发展
俄罗斯北极地区(包括其陆地领土和海洋部分)能源矿产资源富集,是我国战略资源保障重要潜力区。近年来,我国与俄罗斯大力开展北极航道合作,共同打造“冰上丝绸之路”,下图为北极航线示意图。据此完成下面小题。
8.俄罗斯北极地区资源开发难度大、成本高的原因主要是( )
①资源分布较分散②开发技术较落后③恶劣的气候环境④薄弱的基础设施
A.①②B.①③C.②④D.③④
9.“冰上丝绸之路”的建设对我国最重要的影响是( )
A.保障我国能源的安全B.缩短资源运输的时间
C.增加资源的进出口量D.提高货物市场竞争力
10.与②段相比,①段通航时间更长的主要原因是( )
A.纬度相对较低B.受陆地影响小C.受暖流影响大D.冷高压影响小
在新能源技术高速发展背景下,全球锂产业链资源端利润暴涨,多国将锂矿资源列入国家战略性资源,并出台一系列保护政策,津巴布韦则全面禁止上游产品出口。我国锂产业链中游产能位居世界前列。但有学者预测,未来我国本土锂产业链中下游企业或将有“抱团”向海外转移的趋势。读锂产业链示意图(下图),据此完成下面小题。
11.津巴布韦政府全面禁止锂产业链上游产品出口,可能是因为( )
A.资源市场形势不佳B.本土产业结构单一
C.锂矿资源储量奇缺D.国内市场需求量大
12.为抵御锂产业链风险,保护国家锂矿资源安全,实现可持续发展,可以采取的措施有( )
①集中发展产业链资源端②提高盐湖提锂技术水平③建设锂矿战略储备基地④加大锂矿资源出口力度
A.①②B.①④C.③④D.②③
金属镍具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化、延展性好等优良性能,是制备不锈钢、高温合金、动力电池等的重要原材料,属于制造业发展的关键支撑材料。我国作为世界上最大的锂电池和不锈钢生产国,每年都要消耗大量的镍资源,但国内镍资源储量仅占世界的3%左右。下图示意世界四大镍矿产品进口国进口结构(圆圈大小表示贸易规模大小),据此完成下面小题。
13.下列国家中,在国际镍矿产品出口中占据重要地位的是( )
A.印度尼西亚B.瑞士C.芬兰D.英国
14.为提高镍资源供应安全度,我国可采取的措施是( )
A.加大国内资源开采力度B.投资入股海外镍矿
C.缩小相关产业规模D.提高采购价格
矿产资源是经济社会发展的重要物质基础。2035年前,我国大多数矿产消费仍将持续增长,但是国内找矿难度不断增大,石油、铁、钢等紧缺矿产供应“大头在外”的局面短期难以改变。越来越多的国家更加重视矿产资源安全问题,使得全球矿产资源争夺变得更加激烈。下图示意2021年中国与全球主要矿产品产量增幅,据此完成下面小题。
15.图示反映我国矿产资源最紧缺的是( )
A.铬矿B.铜矿C.镍矿D.铅矿
16.我国紧缺矿产资源“大头在外”局面短期难以改变的主要原因是( )
A.国内开采成本高,进口更廉价B.全球产矿国减少,出口国更集中
C.矿产资源集团化,供应链稳定D.国内矿产量有限,且消费量巨大
17.阅读材料,完成下列要求。
锂是自然界中最轻的金属,被广泛应用于航空、通信、核聚变发电等领域。近十年来,我国锂产量占世界的13%~15%,消费量占世界的24.5%,是全球最大的锂消费国。目前世界锂盐生产中盐湖卤水提锂占主导地位,而我国卤水提锂产量占锂总产量的份额较低,矿石提锂产量占主导地位,且多为小规模、粗放式生产。盐湖卤水提锂一般直接产品为工业级碳酸锂,需要经过一定的提纯技术方可转化为深加工锂产品,提锂技术难度相对较高,且技术通用性差,不同盐湖资源禀赋需要不同的提锂技术。下表示意我国锂矿类型及分布。
(1)描述我国锂矿资源的空间分布特征。
(2)分析目前我国盐湖锂资源开发程度低的原因。
(3)请为保障我国锂资源安全提出可行性建议。
18.阅读图文材料,完成下列要求。
2023年8月起,我国对国内镓及关联产品实施出口管制。镓是一种稀散金属,以微小的含量主要伴生于铝土矿中,主要从炼铝工业的副产物中回收和提取,是半导体产业不可或缺的基础材料,已被多国列为战略性矿产资源。我国是金属镓的最大生产国,镓产业一直处于出口粗镓产品占比过高,进口核心技术深加工产品的尴尬境地。下图为2019~2022年我国镓产量变动情况示意图。
(1)简述金属镓被多国列为战略性矿产资源的原因。
(2)从资源安全角度,说明我国对国内镓及关联产品实施出口管制的积极意义。
(3)随着我国生态文明建设的持续深入,有人建议我国矿业应该走出国门。请为该观点提供理论依据。
19.阅读图文材料,完成下列要求。
锗是重要的战略资源,在通信、航天航空、军事武器和新能源领域应用广泛。查明的锗资源储量约一半与煤矿伴生,称为煤层型锗矿。产自于煤系沉积物中的锗矿,其中一部分由富含锗的岩石在一系列外力作用下,形成于泥炭沼泽、湖滨等环境中。我国锗储量居世界第二,是全球锗矿产品生产大国,也是全球最大的锗出口国。2023年7月,我国宣布对锗相关物项实施出口管制。下图为2011—2020年世界锗产量和中国锗产量占世界比例变化示意图。表为2017—2021年我国锗供需情况和产量结构。
(1)据材料,从外力作用角度说明煤系沉积物中锗矿的富集过程。
(2)根据数据分析我国锗矿在开发和利用中可能面临的问题,并据此提出可行性措施。
(3)从国家安全角度分析我国对锗进行出口管制的原因。
20.阅读图文资料,完成下列要求。
材料一 稀土是新能源产业、人工智能等高精尖产业发展中必不可少的战略性资源。目前,我国已探明的稀土储量、供应量、冶炼分离技术均位居世界第一。2019年,我国以全球38%的稀土资源储量供应了全球80%的稀土市场份额,但如何把我国稀土资源优势转化为战略优势,仍是我国稀土产业面临的重大挑战。
材料二 专利资产指数反映个别专利创造长期竞争优势的能力。我国稀土冶炼分离技术世界第一,其他国家均没有稀土分离技术的应用,全球80%以上的稀土产业集中在中国境内。但我国下游产品应用专利不足,众多企业集中于产业链较短的上中游,稀土企业“多、小、散”,资源以“薄利多销”的形式出口。下左图为世界主要国家稀土产业专利资产指数,下右图为稀土产业链示意图。
(1)与美日两国相比,说明我国稀土专利资产指数特点及其原因。
(2)分析我国稀土企业“多、小、散”的主要原因。
(3)指出我国稀土产业正面临的主要问题。
项目
传统钨冶炼
资源回收
产生废渣量/t
0.4~0.5
1t废渣中可回收0.8~0.9t钨金属,产生0.1t废渣
产生废水量/t
1.28
0.23
耗能/(kW·h)
23.45
2.36
矿床类型
矿床式
主要分布地区
盐湖卤水型锂矿
柴达木式硫酸盐型盐湖锂矿
柴达木盆地
扎布耶式碳酸盐型盐湖锂矿
青藏高原
花土沟式氯化物型油田水锂矿
柴达木盆地
硬岩型锂矿
甲基卡式花岗伟晶岩型锂辉石矿
松潘—甘孜造山带
宜春式花岗岩型锂云母矿
华南
可可托海式花岗伟晶岩型锂辉石矿
阿尔泰造山带
湘源式云英岩型锂矿
华南
原生锗产量
国内消费量
净出口量
原生锗供需平衡
二次回收锗产量
2017
79100
59650
18646
804
1200
2018
94900
75050
13262
6588
28000
2019
85700
78230
17854
-10384
21000
2020
97000
115000
-192
-17808
—
2021
110000
130000
29308
-49308
-
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