俄罗斯锰矿资源现状与利用情况

臧忠江，隋延辉

(1. 中国地质大学(武汉),湖北 武汉 430074； 2. 新疆广汇锰业有限公司,新疆 乌恰 845450；3. 吉林大学 地球探测与信息技术学院,吉林 长春 130021)

0 前 言

俄罗斯地下矿产资源丰富及其多样性是俄罗斯经济的主要竞争优势之一。这一优势决定着俄罗斯在国际舞台上的地位和作用。由此来看，发展俄罗斯矿物原料综合体是其最重要的任务，解决这一问题将确保矿物原料安全并巩固俄罗斯作为世界矿物原料市场主要参与者之一的地位。

俄罗斯矿物原料基地(即矿产资源勘探储量、评价储量和被定位的预测资源量总和)是俄罗斯的经济基础。实际上，世界上所有已知的矿产资源，在俄罗斯地下深处以不同的数量被发现。在石油、天然气、煤炭、铁矿石、镍、铂族元素、黄金、磷酸盐和许多其它矿产资源的储量、开采量和出口量方面，俄罗斯是世界上的领先国之一。

锰是黑色冶金工业最重要的金属。全球锰矿资源丰富，但分布极其不均匀。锰矿资源在全球56个国家均有发现，经理论计算评价为213亿t[1]。其中超过95%的世界锰矿石总资源量分布在13个国家：南非、乌克兰、哈萨克斯坦、加蓬、巴西、中国、澳大利亚、玻利维亚、格鲁吉亚、墨西哥、保加利亚、俄罗斯和印度[1]。世界上有26个国家开采锰矿石，2018年锰矿石开采总量(锰金属量)达到1 800万t，其中超过100万t的南非、澳大利亚、加蓬、中国和巴西5国约占开采总量的77%[2]。尽管中国的锰矿自然矿石质量相对较低，但被认为是全球出口电解金属锰的领导者。

前苏联作为当时世界上最大的锰矿资源国和生产国。特别是20世纪80～90年代初，当时乌克兰加盟共和国占有超过75%的世界总储量和超过86%的世界锰矿石开采量[3]；相应地，格鲁吉亚加盟共和国为7%和11.2%；哈萨克斯坦加盟共和国为13%和2.7%[3]。1991年12月苏联解体后，对俄罗斯来讲，锰属于特别稀缺的金属。根据最新的国家报告，俄罗斯锰矿石储量超过2.3亿t[4]，仅从数量上看，是可以满足俄国内黑色冶金工业需求。但俄罗斯锰矿石类型以碳酸锰为主，锰矿石平均品位不超过20%，绝大多数属于贫矿，而且开采难度较大。为解决锰矿石完全依赖进口的现状，俄罗斯需要研发新的采矿、选矿与冶炼工艺，加强在俄钢铁生产基地周边勘查富锰矿床和中等质量锰矿床。

《俄罗斯联邦矿物原料资源现状和利用情况国家报告》(以下简称：俄国家报告)是了解俄罗斯矿物原料资源总体状况的最重要窗口,包含了俄罗斯矿物原料基地现状和利用情况的最新资料，以及说明国家矿物原料综合体运营状况的分析资料。俄国家报告是俄罗斯自然资源与生态部的正式文件，可以作为行业领导和国家政权机关，在俄罗斯矿物原料安全保障方面，作出战略和经营管理决策的事实依据。该报告也可作为外界了解俄罗斯矿物原料资源的重要资料。

1 锰矿分类

矿床分类反映了人类对矿床成因和成矿过程的认识程度，也是人类对矿床研究成果的高度概括和总结。分类研究对于系统了解矿床成矿作用，研究矿床形成条件，分析成矿规律，以及指导找矿勘查和矿床评价均有重要意义，还可作为矿床类比评价的依据。目前，锰矿分类研究的内容主要包括：锰矿床成因分类、锰矿床矿石储量规模分类和锰矿石工业类型分类。

1.1 锰矿床成因类型

锰矿床成因类型(即地质—工业类型)通常按照锰的成矿作用、锰质来源及成矿条件等主要划分为：海相沉积型锰矿床、火山(热液)—沉积型锰矿床、变质型锰矿床和表生型锰矿床，以及海洋底部的铁锰结核等5种类型；另外，还有矽卡岩型锰矿床和热液型锰矿床[5]。俄罗斯及前苏联学者所研究的矿床地质—工业类型，是在锰矿床成因分类基础上，根据锰矿工业意义和在世界经济中所起主要作用的锰矿类型来划分的。

对锰矿床的古地理展布研究表明，全球具有重要工业价值的锰矿床均形成于海相环境中，海相沉积型锰矿床最具有工业意义，世界十大巨型锰矿床中沉积型锰矿床就有5个，其形成环境均属于海相：例如乌克兰的尼科波尔和大托克马克锰矿床、格鲁吉亚的恰图拉锰矿床、澳大利亚的格鲁特锰矿床和保加利亚的瓦尔纳锰矿床[6]。在俄罗斯斯维尔德洛夫斯克州北乌拉尔矿床群的锰矿床如马尔夏特、腾因、别廖佐夫斯科耶等属于该类锰矿床。

陆相沉积型锰矿床是锰的氢氧化物结核体在湖泊和沼泽的聚集。其含锰建造为陆相碎屑岩(砂泥粘土质)。该类锰矿床的工业价值通常很低。尽管如此，在美国密歇根湖格林湾湖底有可观的结核矿石组成的矿体。锰矿层面积为460～510 km2。砂岩层内锰矿体的厚度30 cm，含锰4～6万t/km2[7]，锰矿资源潜在价值巨大。

火山(热液)—沉积型锰矿床，以加蓬的莫安达锰矿床最为典型。在独联体国家具有最重要的工业意义。该类锰矿床受区域变质作用影响，矿石成分有不同程度的改变，矿物成分复杂，主要矿石矿物有锰的氧化物(黑锰矿和褐锰矿)，一些锰矿床中还存在锰的硅酸盐矿物(蔷薇辉石、锰硅灰石和锰铝榴石)。锰矿石常常与其他金属矿石相组合：与铁矿石组合的俄罗斯南乌拉尔马格尼托戈尔斯克铁矿床群；与铁和多金属组合的哈萨克斯坦阿塔苏矿床群。

变质的锰矿床，该类锰矿床与含锰的硅酸盐岩石(石英锰榴岩和铁英岩)有关。该类型锰矿在南非、印度和巴西最为重要。俄罗斯与石英锰榴岩建造有关的是图瓦共和国萨彦岭乌特胡姆锰矿点。

风化型锰矿床(即表生富集型)，该类型锰矿床就其矿床储量规模看，西非、南美和印度最著名。在俄罗斯境内，其实没有表生型锰矿床，而表生富集带的锰矿石在所有锰矿床内均有显现，主要与中新生代的风化壳有关，例如乌辛斯克、帕尔诺克、杜尔诺夫、尼古拉耶夫、马祖尔等，波罗任斯克锰矿床已经确定出工业价值。

世界海洋底部铁锰结核与钴锰外壳，归属于俄罗斯波罗的海芬兰湾底部的铁锰结核是一种新型的矿物资源，使用该原料可以解决俄罗斯含锰矿石严重短缺的问题。俄罗斯1999年开始对该类型锰矿资源进行有针对性的研究。

1.2 锰矿床按照储量规模分类

同其他矿床一样，锰矿床也按照储量规模进行分类，世界各国和地区对于锰矿床按照锰矿石储量规模分类尚未有建立统一的方案。俄罗斯及前苏联在不同时期对锰矿石储量规模分类方案也是不同的。

前苏联时期将锰矿床储量超过1.5亿t的列入超大型锰矿床；介于0.75 t～1.5亿t之间的归入大型锰矿床；介于2 500～7 500万t之间的归入中型锰矿床；低于2 500万t的认为是小型锰矿床[8]。

另外，前苏联时期高等学校教科书中指出的锰矿床储量规模分类：1 000万t以下的为小型锰矿床；介于1 000～3 000万t之间的为中型锰矿床；超过3 000万t的属于大型锰矿床[9]。

前苏联解体后，俄罗斯仍沿用以上锰矿床储量规模分类(过渡型标准)。俄罗斯现行的锰矿床按照锰矿石储量进行分类，是根据俄罗斯自然资源与生态部1997年3月31日第50号令和俄罗斯联邦政府2007年1月22日第37号令来制定的，具体如下：

锰矿石储量低于300万t的为小型锰矿床；介于300～3 000万t的为中型锰矿床；超过3 000万t的为大型锰矿床[10]。应当指出，2003年俄罗斯曾经将大型锰矿床界定为0.3 t～2.5亿t；超过2.5亿t的被定义为罕见的、独一无二的巨型锰矿床[11]。

独联体国家有几个巨型锰矿床，按照锰矿石储量对锰矿床进行的分类如下：小型锰矿床，其锰矿石储量低于1 000万t；中型锰矿床，其锰矿石储量介于1 000～5 000万t；大型锰矿床，其锰矿石储量介于0.5 t～1亿t；特大型锰矿床，其锰矿石储量则超过1亿t[12]。

目前中国锰矿床储量(按照锰的矿石量)分类：特大型锰矿(超过1亿t)、大型锰矿(0.2 t～1亿t)、中型锰矿(200～2 000万t)、小型锰矿(小于200万t)[13]。

1.3 锰矿石工业类型

目前对锰矿石的分类有许多种方案：按照矿床成因类型分为沉积型、变质型和风化型锰矿石；按照矿石中的铁和锰的含量分为锰矿石和铁锰矿石；按其工业用途分为冶金用锰矿石和化工用锰矿石；按照锰矿石工艺特性分为：碳酸锰矿石、氧化锰矿石、共生多金属锰矿石、硫锰矿石和锰结核；按矿物的自然类型和所含伴生元素分为碳酸锰矿石、氧化锰矿石、混合型矿石及多金属锰矿石等等。

需要指出，锰矿石按其形成条件划分为原生锰矿石和次生锰矿石。沉积矿床中由不同矿石建造所组成的矿石，以及在区域变质作用中产生的矿石均属于原生锰矿石；而不同成因类型锰矿床表生富集带内形成的、由锰的氧化物和氢氧化物所组成的矿石则属于次生锰矿石。

俄罗斯现行的锰矿石分类是将锰矿石按照矿物成分划分，为氧化型锰矿石、碳酸盐型锰矿石和混合型锰矿石3大类[14]。

氧化型锰矿石最具工业意义，锰的氧化物和氢氧化物(软锰矿、硬锰矿、黒镁铁锰矿、水锰矿、褐锰矿和黑锰矿)是矿石中主要金属矿物。氧化型锰矿石包括氧化锰矿石(原生的软锰矿、硬锰矿、水锰矿、褐锰矿和黒镁铁锰矿等)和主要为碳酸锰矿石风化壳内的氧化锰矿石—次生锰矿石(软锰矿、硬锰矿、偏锰酸矿、钡镁锰矿和锰钾矿)。国外大型锰矿床中氧化锰矿石的特点是(过氧化物—软锰矿—六方锰矿即恩苏塔矿)锰的品位高(Mn 50%±8%)、低磷(P 0.04%～0.08%)，通常不用选矿直接可以使用。在俄罗斯缺少大型和中型的氧化型锰矿床，而小型的氧化型锰矿床，其矿石质量贫锰和中等(含锰15%～37%)，矿石较脆，矿石破碎时倾向于过度研磨，结果导致损失最有价值的矿泥矿物。

在氧化型锰矿石中划分出主要由软锰矿矿物成分所组成的过氧化物锰矿石。锰矿石是否属于过氧化物锰矿石，利用过氧化物系数——二氧化锰对全锰的比值(K=МnO2/Mn)作为判定标准。当矿石中二氧化锰的品位≥41.8%，过氧化物系数K≥1.3时，该矿石就属于过氧化物锰矿石。格鲁吉亚恰图拉锰矿床过氧化物锰矿石的特点是贫锰(锰的品位26%)，也是独联体国家中仅有的。该类型锰矿石通过选矿可以得到高质量的软锰矿精矿[15]。

在俄罗斯，乌辛斯克锰矿床、波罗任斯克锰矿床、尼古拉耶夫、帕尔诺克和杜尔诺夫等锰矿床，其风化壳中的被氧化矿石—锰矿石和铁锰矿石从低磷(P≤0.1%)到高磷(P>0.3%)具有重要工业意义。

世界海洋底下的铁锰结核和钴锰壳氧化矿石是独立的一类，该类锰矿石是天然的合金，可以广泛用于黑色冶金行业。

碳酸锰矿石主要由锰的碳酸盐矿物(菱锰矿、锰方解石和含锰的方解石、锰白云石和锰菱铁矿)所组成的。该类矿石锰的品位相对较低(不超过20%～25%)、磷的含量常常较高、生产的精矿成本较高，目前该类矿石工业利用上受到限制。然而，随着氧化型锰矿石储量的减少和寻找到先进的矿石加工技术，碳酸盐型锰矿石在锰矿生产中的份额将会不断地增加。

锰质石灰岩(系指含锰Mn 5%～10%、氧化钙CaO 46%～52%的灰岩)对于黑色冶金工业具有巨大潜力，可以作为助溶剂和脱氧剂来使用。试验分析表明，在俄罗斯巴什基尔共和国乌鲁捷利亚克锰矿床(锰质石灰岩Mn 8%～10%)和克麦罗沃州乌辛斯克锰矿床，100万t加入锰助溶剂的石灰岩可以节省大约2万t的锰合金[14]。

按照锰矿石的矿物成分，锰矿石类型中还应划分出硅酸盐型锰矿石。硅酸盐型锰矿石主要矿物组成包括：蔷薇辉石、锰硅灰石和锰铝榴石。由于矿石中二氧化硅含量高，在冶金工业中使用硅酸盐型锰矿石的可能(性)很难[16]。目前，在俄罗斯并未把硅酸盐型锰矿石作为锰矿石主要工业类型。

混合型锰矿石是氧化型锰矿石与碳酸锰矿石之间的过度类型，其化学成分取决于锰的氧化物(水锰矿、软锰矿和硬锰矿)和锰的碳酸盐(锰方解石和菱锰矿)数量比。根据该比值将混合型锰矿石划分为：铁锰矿石、碳酸盐—硅酸盐锰矿石、氧化物—硅酸盐锰矿石和氧化物—硅酸盐—碳酸盐锰矿石等。这在乌克兰大托克马克锰矿床中表现得最显明。在俄罗斯，犹太自治州南兴安斯克锰矿床中混合型锰矿石最为重要。

锰矿石的特点是成分不稳定，特别是在锰与铁的含量方面。由于全球所开采的锰矿石95%的量用于冶金工业，因此，还可以按照锰的品位和铁合金类型对矿石进行分类。例如： 锰超过35%的锰矿石，适合生产不同品级的铁锰合金；含锰10%～35%的铁锰矿石或镜铁矿石，适用于生产镜铁矿；含锰5%～10%的锰铁矿石，主要用于生产锰铸铁。

应当指出，锰矿石中除了含铁外，还常常含有钨、镍、钴、金、银、锌、铅、铊、钡、硼和磷等伴生元素。磷是有害混合物，磷的含量在锰精矿中有严格的要求。金呈细粒和微粒金产出，处于自由状态，可以用机械方式来分离。地质资料分析表明，在俄罗斯和独联体所有锰矿床被氧化的锰矿石中含有相当数量的黄金(有的高达300 mg/t)；在所回收的黄金品位超过80 mg/t的情况下，这一过程经济上是有收益的[14]。

2 俄罗斯联邦境内锰矿资源量与储量

俄罗斯锰矿原料基地的规模相当大,国家矿产资源储量平衡表中统计的29个锰矿床(其中12个被列入到配给资源)，A+B+C1+C2级储量为23 020万t，其中A+B+C1级储量占13 780万t(见表1)[4]。俄罗斯锰矿相对有效的储量超过了澳大利亚的工业储量。

俄罗斯联邦锰矿预测资源量很大(P1+P2+P3级总和为9.85亿t)，其中仅最可靠的P1级预测资源量就超过了储量，被评价为2.32亿t[4]。但其质量也很差，而且大部分(超过60%的量)局限在已知锰矿床的深部和在矿区范围内已查明。另外，俄罗斯的锰质石灰岩资源量达到5.2亿t。俄罗斯在世界锰矿资源量和储量中的份额分别为4.5%和4%[4]。

俄罗斯锰矿石原料基地在联邦版图区域内的分布是不均匀的(见图1)。截至2017年1月1日，按照联邦管区，俄罗斯的锰矿石资源量和储量主要集中于西伯利亚联邦管区阿尔泰—萨彦成矿省范围内(见图2)，在此，有占俄联邦近3/4的锰矿石储量(17 050万t)被勘探，大约80%的P1级预测资源量(18 450万t)被定位。目前俄罗斯两个较大的锰矿床：乌辛斯克超大型锰矿床和波罗任斯克大型锰矿床均位于西伯利亚联邦管区(见图1)。

图1 俄罗斯主要锰矿床与含锰的联邦主体表内储量和预测资源量分布

图2 俄罗斯锰矿石预测资源量和储量按照

乌辛斯克超大型锰矿床位于克麦罗沃州，锰矿体赋存于早寒武纪的火山—沉积岩中。含有俄罗斯锰矿A+B+C1+C2级储量的55.5%(约12 770万t)和P1级预测资源量的6%(1 440 000 t)。该锰矿床实际上完全由碳酸锰矿石所组成，氧化矿石的数量明显居于次要地位。矿石中锰的平均品位为20.2%。克麦罗沃州高可靠性的铁锰矿石具有可观的预测资源量，在凯加达特锰矿点评价为5 200万t(约占俄罗斯锰矿总的资源量22%)，但矿石中锰的平均品位仅为8.6%。

西伯利亚联邦管区内重要的锰矿石还集中在阿尔泰共和国，其最高级别的P1级预测资源量为2 000万t；P2级预测资源量为6 600万t，这一数量几乎占了俄罗斯锰矿总的预测资源量的50%。

在乌拉尔联邦管区同名成矿省范围内集中了俄罗斯锰矿石总储量的大约19%，即4 470万t。在斯维尔德洛夫斯克州，北乌拉尔矿床群9个沉积型锰矿床(总储量4 170万t)的主要部分已完成勘探。该矿床群锰矿石类型主要是碳酸锰矿石，锰的平均品位为20%～22%。在乌拉尔联邦管区算出的锰矿石P1级预测资源量为2 220万t。实际上，这些P1级预测资源量以相同的数量(均分)被定位在斯维尔德洛夫斯克州和车里雅宾斯克州。

远东联邦管区锰矿石储量为890万t(约占俄罗斯锰矿储量的4%)，全部集中于犹太自治州南兴安斯克锰矿床，该矿床赋存于早元古宙变质岩石中，矿石类型属于铁锰混合型，矿石中锰的品位为20.8%。南兴安斯克矿田锰矿石P1级预测资源量为2 500万t。

俄罗斯锰矿石除上述主要储量外，其剩余的锰矿石储量(约占总储量的2.6%)则分摊到俄罗斯大陆架(波罗的海大陆架铁锰结核220万t)、西北联邦管区(科米共和国200万t)和伏尔加沿岸联邦管区(巴什科尔托斯坦共和国180万t)。应当指出，在这些区域内锰矿石P1级预测资源量没有被定位。

3 锰矿资源现状

前已述及，俄罗斯锰矿石的预测资源(P1+P2+P3)为9.85亿t，比探明的表内储量(A+B+C1+C2)2.30亿t多了4倍以上。仅仅从量的角度看，是可以完全满足俄国内黑色冶金工业需求的。但是，俄罗斯已探明的锰矿储量中锰的平均品位不超过20%。明显低于乌克兰、格鲁吉亚和哈萨克斯坦的锰矿石平均品位。俄罗斯锰矿资源表内储量中90%的属于贫矿。

另外，俄罗斯境内的锰矿石类型有3种：氧化矿石、碳酸盐型和次生氧化的锰矿石。其中碳酸型锰矿石占绝对优势。碳酸锰矿石的表内储量占俄罗斯锰矿总储量的91.4%。碳酸锰矿石中锰的平均品位从18%到22%不等，而氧化锰矿石中锰的平均品位从21%到27%不等，次生氧化的锰矿石中锰的平均锰品位为27%[17]。在俄罗斯，高质量的氧化锰矿石没有足够的储备，由于选矿工艺研发程度差和生产上的低收益率，那么开采难选的碳酸盐型锰矿石就不能进行。

俄罗斯的近邻——独联体国家(乌克兰、哈萨克斯坦和格鲁吉亚)拥有非常大的锰矿原料储量，其锰矿石的特点也主要是贫锰的难选的碳酸盐型锰矿石。因所有碳酸盐型锰矿石中磷的含量超过0.2%(P/Mn比值大于0.006)，使得无助熔剂工艺无法在全球范围内得到广泛推广[16]。

目前，俄罗斯锰矿原料基地主要缺点是工业上开发难选的碳酸盐型锰矿石明显不足。难选的碳酸盐型锰矿石需要更为复杂的选矿方法。碳酸盐型锰矿石以原料的形式在普通铸铁冶炼时用于添加炉料来使用[18]。中国的锰矿资源中碳酸锰矿石约占总储量的73%[19]，但是中国在低品位碳酸锰矿石的采矿、选矿和冶炼等开发利用方面已取得突出成就[20]。

关于锰矿石生产，近年来俄罗斯国内锰矿石断续生产，产量甚低(见图3)[4]。俄罗斯本国矿物原料基地无法保障黑色冶金工业国内需求，目前俄罗斯需求的锰矿石基本上是全部依赖进口，被迫向国外按照国际价格大量购买锰矿产品。

图3 2008-2017年俄罗斯商品级锰矿石生产和进口动态

关于锰在俄罗斯的战略地位，目前锰矿石在俄罗斯属于特别稀缺的矿产资源，特别是富锰矿石。根据俄罗斯联邦2035年矿物原料基地发展战略[21]，俄罗斯将所有战略矿物原料和最重要的矿产资源(种类)划分为3大类，锰被列入第3类。第3类属于稀缺的矿产资源、其国内需求在很大程度上需要由进口和库存持有量来保障，具体包括铀、锰、铬、钛、铝土矿、锆、铍、锂、铼、钇族稀土、萤石、铸造用膨润土、长石原料、高岭石、大片白云母、碘、溴和光学原料等。

对于包括锰在内的第3类矿产资源，《发展战略》中规定其指标目标值在75%的水平上，而其极限允许值在50%的水平上。在运用完善的预测—普查综合方法基础上，对劣质的锰矿原料研发出经济上有效的选矿和精炼工艺，以及通过发现含优质矿石的矿床，以保障这些指标达到[21-22]。

然而，由于俄罗斯锰矿石的质量很低，使用传统的矿石加工方法不可能获得有竞争力的锰矿产品。确保生产生态安全的复杂性(困难)也阻碍了俄罗斯黑色冶金工业的发展。高效与经济合理利用贫锰矿资源是解决优质锰资源短缺的重要途径。

目前，在俄罗斯还没有大型开采的锰矿床。冶金工业和化学工业对锰矿产品的需求主要依靠进口商品级锰矿石来满足。因此，可以依靠研发更先进的碳酸盐型锰矿石选矿技术，以及通过普查与勘探新的锰矿床(包括非传统类型)，来解决建立本国的锰矿基地问题。

为了解决俄罗斯锰矿几乎完全依赖进口的现状，需要大力开发新的采矿、选矿和贫矿加工处理工艺，确保乌辛斯克大型锰矿床和波罗任斯克大型锰矿床的高效工业开采。鉴于俄罗斯至今仍未发现大型富锰矿床，因此，对俄境内钢铁生产基地附近的中小型锰矿床(富锰和中等质量)的勘探与开发具有特别重要的意义。

4 结 语

俄罗斯锰矿资源储量较大，但锰矿石质量较差。深入研究并开采锰矿石对于俄罗斯来讲是非常重要的。

自2013年起，逐步增加俄罗斯联邦国家原料基地，是在俄罗斯联邦“自然资源再生产和利用”国家规划(2013-2020)第1号子项目——“矿物原料基地再生产再现与地下矿产资源地质调查研究”的范围内来开展的。俄罗斯联邦政府2018年3月30日第373号令通过的国家规划新版本规定，应以累计的方式完成计划指标，以便能够对整个地质勘探工作进行核算。

相信随着俄罗斯国家规划(2013-2020)第1号子项目的实施，查明具有远景的锰矿新项目，将会以超前的速度增加。同时，俄罗斯将积极研发与引进锰矿石开采、选矿与冶炼的先进技术和新工艺，高效、合理地使用锰矿资源。

考虑到中国在低品位碳酸锰矿石的开发利用方面已经形成了“中国经验”。对此，俄罗斯可以借鉴成功的中国方案，以实现俄罗斯锰矿资源战略计划。