任洪波

(中國科學技術信息研究所，北京 100038)

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南非的礦業(yè)技術及加強中南礦業(yè)技術合作的建議

任洪波

(中國科學技術信息研究所，北京 100038)

南非是我國的重要礦業(yè)合作伙伴之一，其礦業(yè)技術發(fā)展演變過程和現(xiàn)行鼓勵礦業(yè)技術研究的政策和計劃對于我國礦業(yè)主管部門、研究教育機構(gòu)和企業(yè)有一定的參考價值。本文結(jié)合礦業(yè)技術專利和礦山機械進出口數(shù)據(jù)對南非礦業(yè)技術的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀進行了分析，調(diào)研了南非礦業(yè)研發(fā)活動的主要參與者、與礦業(yè)研究有關的主要政策、計劃和項目，提出了借南非礦業(yè)景氣下滑之機，利用中南政府間科技合作項目、金磚國家新開發(fā)銀行等平臺和渠道，加強中南礦業(yè)技術合作、吸納南非優(yōu)秀人才的建議。

南非；礦業(yè)；礦業(yè)技術；國際合作

南非礦業(yè)的發(fā)展源于19世紀70年代金伯利鉆石礦和80年代約翰內(nèi)斯堡黃金礦的開采，經(jīng)過一百多年的發(fā)展，形成了完備的集采、選、冶煉和加工為一體的現(xiàn)代礦業(yè)體系，具有高水平的礦業(yè)技術和專業(yè)化的生產(chǎn)經(jīng)驗，在產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，包括地質(zhì)普查勘探、采選礦設備、礦產(chǎn)品冶煉和加工技術、礦井通訊和安全保障技術、環(huán)保技術等各項技術都較先進[1]。不過，新南非成立以來，政府對于礦業(yè)研究缺乏重視，造成技術老化和人才流失，特別是由于礦企對南非政府是否會實施礦業(yè)國有化政策的擔憂和勞資關系的緊張對立，以及南非礦業(yè)技術人才流失海外導致礦企研發(fā)活動的海外轉(zhuǎn)移，引起了有識之士的極大擔憂。南非政府正在采取措施，希望充分挖掘和轉(zhuǎn)化礦產(chǎn)資源的儲量優(yōu)勢，通過對礦產(chǎn)資源特別是鉑族金屬、金、氟、鈦等南非具有獨特優(yōu)勢的礦產(chǎn)品的加工利用，拉動經(jīng)濟增長和創(chuàng)造就業(yè)。本文介紹了南非礦業(yè)技術的現(xiàn)狀、礦業(yè)研發(fā)活動的主要參與者、與礦業(yè)研究有關的主要政策、計劃和項目，分析了南非當前礦業(yè)技術發(fā)展面臨的制約因素，提出了加強中南礦業(yè)技術合作的建議。

1 南非礦業(yè)技術的現(xiàn)狀

南非在礦業(yè)相關技術和創(chuàng)新方面具有較強的國際競爭力。根據(jù)對美國專利技術辦公室1976～2006年專利數(shù)據(jù)分析，南非相對于其他國家來說，礦業(yè)相關專利在全部專利中所占的比重最大(4.5%)，其他幾個礦業(yè)技術領先的國家中，美國為0.5%，澳大利亞為1.9%，加拿大為1.3%，而全球的礦業(yè)相關專利占全球所有專利的比重為0.54%(表1)，可以認為，南非在礦業(yè)領域的技術創(chuàng)新相對于其他科技領域具有明顯的比較優(yōu)勢。在專利的引用方面，南非礦業(yè)相關專利相對于南非在其他領域的專利來說，被引用次數(shù)最多，同時，這一數(shù)據(jù)也超過了其他幾個礦業(yè)強國，僅次于美國(表2)，反映了南非礦業(yè)技術專利的價值(技術先進性)[2]。

表1 礦業(yè)相關專利數(shù)量和比例

數(shù)據(jù)來源：美國專利辦公室數(shù)據(jù)庫(1976～2006年)。

表2 礦業(yè)相關專利被引用情況

數(shù)據(jù)來源：美國專利辦公室數(shù)據(jù)庫(1976～2006年)。

南非的礦業(yè)技術的發(fā)展與其礦藏地理特性密切相關，比如在金礦開采方面，南非開采的深度和巖石的堅硬程度遠超多數(shù)國家；南非的煤礦較易開采，但品位較低；南非鉑族金屬儲量豐富，但利用已知方法很難開采和利用。同時，由于種族隔離時期面臨國際社會的制裁，南非很難獲得外國先進技術。上述因素決定了南非礦業(yè)的采、選、冶和加工技術和工藝必須走自己的發(fā)展路線。20世紀70年代和80年代，南非大力發(fā)展本土礦業(yè)技術，深井采礦、煤清洗技術、水力、熔煉設備、通風和制冷、尾礦處理、工程采購及建筑管理和服務等設備和服務走在了世界前沿[3]。這些主要依靠本土公司所開發(fā)的技術最初只是針對國內(nèi)市場，出口極為有限，但隨著種族隔離制度的終結(jié)和新南非的成立，南非礦業(yè)公司迅速邁向了國際化，本土公司通過向這些關系密切的新興國際礦企提供技術和服務，支持其國際活動，實現(xiàn)了技術的發(fā)展和轉(zhuǎn)移。

南非礦業(yè)技術特別是采礦機械設備和相關服務的領先，也極大地吸引了外國投資的目光。南非是國際礦企的全球研發(fā)特別是在非洲進行研究和產(chǎn)品開發(fā)的首選地。這些國際礦企的南非分公司利用南非當?shù)刂R技能和服務為其總體研究和產(chǎn)品開發(fā)活動提供支撐，同時也幫助解決南非本土面臨的技術挑戰(zhàn)。南非本土公司規(guī)模較小，但頗具競爭力，許多公司能夠與跨國巨頭有效競爭。在需要專業(yè)定制的產(chǎn)品和服務領域，南非具有相當強的產(chǎn)品設計開發(fā)能力，包括鉆探設備、洗煤機、深井泵、水力設備、可定位采礦設備、地下機車和通風設備等產(chǎn)品享譽世界，南非提供的礦業(yè)相關服務包括沉井、勘探、地理服務、新礦設計和運營交鑰匙服務以及其他服務都是世界領先并且最先進入市場應用的。上述產(chǎn)品和服務大都是南非當?shù)毓惊毩⒒蚺c外國合作伙伴共同設計和開發(fā)的。據(jù)估計，南非礦山設備的本土化率達到了90%。從出口看，礦山機械設備出口占南非出口總額的8.5%，占南非所有資本設備出口的55%，占世界礦山設備出口份額的0.9%(同期南非總出口占世界總出口的比例為0.4%)，2008年、2009年，南非的資本設備的進口是出口的3倍，而南非礦山設備則是凈出口[4]。這從另一個側(cè)面證明了南非礦業(yè)的技術實力和競爭力。不過，在需要規(guī)模經(jīng)濟效益的生產(chǎn)領域，例如礦用車輛和拖運車輛生產(chǎn)領域，南非往往表現(xiàn)得較弱。

由于人才匱乏、技能短缺、產(chǎn)學研聯(lián)系不足、公共研發(fā)資助減少以及政策穩(wěn)定性等方面的原因，南非礦業(yè)技術的競爭力正在弱化。過去20年里，南非礦業(yè)研究的公共投入明顯減少，雖然仍有部分大學保持著國際領先的研發(fā)能力，但總體上看，大學研究和培訓能力下降很快。人才問題是困擾南非科技發(fā)展的重要因素，礦業(yè)領域也不例外，特別是在全球礦業(yè)技術人才稀缺，以英語為溝通語言的礦業(yè)工程師平均年齡接近60歲的情況下，其他國家對南非工程師的需求愈加急切[5]，導致南非人才嚴重外流，進而迫使在南國際礦企只能更依靠私營部門的研發(fā)，許多礦企與國外的大學特別是澳大利亞的大學加強研發(fā)合作，或者將研發(fā)能力向國外轉(zhuǎn)移。

2 礦業(yè)技術研發(fā)創(chuàng)新的主要參與部門

圍繞著從勘探到開采、加工、增值利用的礦業(yè)價值鏈，南非礦業(yè)技術研發(fā)創(chuàng)新的參與方包括政府主管部門(礦產(chǎn)資源部、科技部、環(huán)境部等)和研發(fā)資助機構(gòu)(國家研究基金會、技術創(chuàng)新署、礦業(yè)安全顧問委員會、煤技術協(xié)會、南非礦物金屬研究所)、研究和教育機構(gòu)(地學研究理事會、礦業(yè)技術研究理事會、科學工業(yè)研究理事會、各大學)、產(chǎn)業(yè)機構(gòu)(各類咨詢服務公司、設備制造商、礦企、礦業(yè)技術研究理事會、科學工業(yè)研究理事會、南非核能公司等)[6](表3)。

表3 礦業(yè)技術創(chuàng)新體系的主要參與者

其中礦產(chǎn)資源部是南非礦產(chǎn)資源管理和開發(fā)的政府主管部門，主要通過對國家地學研究理事會和礦業(yè)技術研究理事會的行政撥款，支持這兩個理事會開展地質(zhì)普查、勘探和礦產(chǎn)品加工、提取、冶煉等研發(fā)創(chuàng)新和技術服務活動?？萍疾繉τ诘V業(yè)技術的支持是比較有限的，工作重點主要集中在礦產(chǎn)品的加工利用上，包括支持建立鈦能力中心探索新型方式生產(chǎn)鈦金屬粉、支持建立氫能力中心利用鉑族金屬作為催化劑研制氫燃料電料等。其他政府部門如環(huán)境部、水利部、土地事務部、貿(mào)工部等也在一定程度上涉及礦業(yè)技術研發(fā)創(chuàng)新。礦業(yè)技術研究理事會(MINTEK)成立于1934年，是南非國家級研究機構(gòu)，在礦產(chǎn)加工、提取、冶金及相關領域享有世界聲譽。其他研究機構(gòu)包括科學工業(yè)研究理事會(CSIR)、開普敦大學礦物研究中心、金山大學礦業(yè)工程學校、比陀大學礦業(yè)工程系也都是世界知名的礦業(yè)研究和教育機構(gòu)。此外，南非有十余所大學設有地理系、環(huán)境系，其中許多與礦業(yè)研究密切相關，包括比陀大學地理系、夸祖魯-納塔爾大學地理系的礦物學研究，Venda大學的礦業(yè)與環(huán)境研究，羅德斯大學地理系的勘探和經(jīng)濟地理等。英美礦業(yè)、SASOL等許多大型礦企擁有研發(fā)和技術服務能力，同時也出資支持有關研究理事會和大學的研發(fā)，比如英美鉑金公司與斯坦陵布什大學合作建立了礦業(yè)加工監(jiān)控中心，為英美鉑金公司各家工廠的自動化作業(yè)監(jiān)控提供支持。在各方的共同努力下，南非取得了許多重要的礦業(yè)技術研究成果，包括深井無人采礦技術、礦山安全管理和礦山救援技術裝備、生物氧化工藝、煤礦酸水處理、鉆石礦物斷層掃描等技術都得到了廣泛的工業(yè)應用，創(chuàng)造出極大的產(chǎn)業(yè)價值。

3 涉及礦業(yè)技術發(fā)展的主要政策/研發(fā)計劃/項目

3.1 礦產(chǎn)品增值戰(zhàn)略

2009年3月南非礦產(chǎn)資源部出臺的《礦產(chǎn)品增值戰(zhàn)略》，提出了明確的發(fā)展目標、重點和行動計劃，特別是要利用南非豐富的礦產(chǎn)資源，建立有序發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈，把原礦石加工成高附加值的半成品或制成品出口[7]，以拉動南非礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展，鼓勵在可再生能源、清潔技術、礦產(chǎn)開采技術和采礦安全技術等領域與外國投資者加強合作，以期帶動南非礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展，縮小由種族隔離原因造成的收入不平等差距。

3.2 礦業(yè)部門國家干預政策

南非執(zhí)政黨非洲國民大會黨2012年3月出臺《將人民的礦業(yè)資產(chǎn)的發(fā)展影響最大化：礦業(yè)部門的國家干預》政策討論報告，建議加強對礦業(yè)部門的宏觀調(diào)控，主要措施包括征收50%的礦業(yè)轉(zhuǎn)讓稅以阻止投機行為，并且對礦業(yè)企業(yè)的超額利潤進行征稅，提出建立礦業(yè)發(fā)展基金，以探索、發(fā)現(xiàn)新的礦產(chǎn)，管理礦產(chǎn)并在中長期發(fā)展人力資源和技術開發(fā)，使礦業(yè)部門的發(fā)展惠及社會民生。其中涉及礦業(yè)技術的方面主要是加大對地理測繪的投入和與私營部門一起加強礦業(yè)技術研發(fā)，目標是整個礦業(yè)部門研發(fā)投入達到礦業(yè)增加值的3%(約每年30億蘭特*根據(jù)2015年4月2日外匯牌價，1美元可兌換11.95蘭特。)的標準。報告建議修訂礦業(yè)技術法，成立新的礦業(yè)技術科學理事會，該理事會將整合MINTEK和CSIR的礦業(yè)研究部門，覆蓋從勘探到采礦、選礦和冶煉的整個活動。還要在南非的經(jīng)濟特區(qū)內(nèi)試點建立礦業(yè)增值中心，在提高人員技能和創(chuàng)造就業(yè)同時，與大學、研究機構(gòu)和企業(yè)合作建立研究同盟，推動技術發(fā)展[8]。

3.3 氫能力中心

南非科技部2008年宣布正式實施國家氫與燃料電池技術研究、開發(fā)與創(chuàng)新戰(zhàn)略(HySA)，啟動了國家氫和燃料電池技術旗艦項目，并圍繞氫燃料電池的關鍵技術陸續(xù)成立了具有產(chǎn)學研結(jié)合特色的能力中心。該戰(zhàn)略的主要目標之一是通過生產(chǎn)與開發(fā)鉑族金屬催化劑帶來的高附加值為南非創(chuàng)造財富，到2020年，供給全球氫能與燃料電池市場催化劑需求的25%。為此，南非科技部支持開普敦大學和MINTEK共同領導建設“南非氫/催化劑能力中心”，進行鉑族金屬催化劑及其裝置研究，西北省大學和CSIR共同領導建設“南非氫/基礎設施能力中心”，研究氫的生產(chǎn)、儲存和運輸，以及鉑族金屬的循環(huán)利用[9]。

3.4 鈦能力中心

2009年南非科技部支持CSIR成立了鈦金屬能力中心，負責組織和協(xié)調(diào)有關鈦金屬制造技術研究，以及下游產(chǎn)業(yè)開發(fā)和人才培養(yǎng)，其目的是解決鈦金屬生產(chǎn)上的技術難題，實現(xiàn)2020年前建立南非自己的鈦產(chǎn)業(yè)的夢想。南非鈦礦儲量居世界第二，多年來卻只是出口原礦石，不能生產(chǎn)鈦金屬。鈦金屬能力中心避開國際上已有的、成本昂貴的Kroll工藝，發(fā)明了路線更短、成本較低的先制出鈦粉，再將鈦粉熔融制造鈦金屬及其合金的路線，取得了重要的技術突破，并于2013年啟動建設年產(chǎn)500t鈦金屬粉的示范工廠，未來目標是建設年產(chǎn)2萬t的世界級工廠。此外，中心在鈦金屬精密熔模鑄造工藝研究方面也取得了令人矚目的進展，并計劃建立一個鈦金屬鑄造示范廠[10]。

3.5 氟化工研發(fā)

2009年南非科技部宣布實施氟化工研發(fā)計劃，先后出資7700萬蘭特推動南非氟化工研發(fā)和技能發(fā)展。2012年，南非科技部又宣布出資3100萬蘭特，資助南非核能公司建立多用途氟化工試點廠。為加強科研與人才培養(yǎng)，南非科技部還在比陀大學和夸納大學設立了兩個研究席位[11]。上述舉措極大地增強了南非氟化工產(chǎn)業(yè)的基礎。南非的螢石儲量世界第一，產(chǎn)量居世界第三，南非出口的氟化氫產(chǎn)品占全球供應的5%，但出口收入僅占全球市場 0.3%的份額。南非科技部希望通過計劃的實施和試點廠的建立，發(fā)展世界一流的高附加值氟化學產(chǎn)業(yè)，吸引投資，創(chuàng)造就業(yè)。

3.6 Autek計劃

根據(jù)世界黃金理事會2011年的數(shù)據(jù)，黃金的主要用途仍是珠寶首飾和投資，僅有12%應用于技術領域。自2000年起，Mintek與南非最大的黃金生產(chǎn)商安格魯黃金公司合作設立AuTEK計劃，研究探索黃金在工業(yè)行業(yè)的用途，特別是在汽車工業(yè)中用作催化劑減少尾氣排放，隨后又與金田、Harmony黃金礦業(yè)等企業(yè)和開普敦大學、金山大學等國內(nèi)外知名大學和研究機構(gòu)合作，將對黃金的研究拓展到了納米技術和生物醫(yī)學領域。目前AuTEK計劃的主要研究領域包括了與安格魯黃金公司合作開展催化劑研究、與金田公司合作開展納米技術研究、與Harmony黃金礦業(yè)公司合作開展生物醫(yī)學科技研究等。AuTEK計劃的催化劑研究已經(jīng)進入試點生產(chǎn)階段，正在依托世界黃金理事會尋找潛在用戶；納米技術研究得到了南非科技部的認可，2007年南非科技部授權(quán)Mintek組建了南非納米技術創(chuàng)新中心，專門開展基于礦物的健康和水納米技術應用研究；在生物醫(yī)學研究方面，正在與部分大學合作開展基于黃金的抗艾滋病、癌癥、瘧疾的化合物研制[12]。

4 加強中南礦業(yè)技術合作的建議

我國是全球礦產(chǎn)資源生產(chǎn)和消費第一大國，在地球科學基礎領域，特別是地質(zhì)勘探方面具有優(yōu)勢，礦產(chǎn)資源開采和加工技術發(fā)展很快，同時極大地帶動了下流冶煉加工和裝備制造業(yè)的發(fā)展，但相對礦業(yè)發(fā)達國家來說，在礦物深加工增值利用方面仍較落后。當前世界經(jīng)濟復蘇艱難，南非礦業(yè)下行壓力持續(xù)增加，礦業(yè)國有化前景不明，國際礦業(yè)巨頭在南活動收縮，礦業(yè)資產(chǎn)和技術研究能力部分向海外轉(zhuǎn)移。這恰好給中南兩國加強礦業(yè)技術合作，特別是在包括選礦、礦物加工冶煉等高附加值領域開展技術合作、實現(xiàn)共同發(fā)展創(chuàng)造了契機。南非在礦山設計、深井采礦、礦山安全、環(huán)境治理和生態(tài)恢復等方面都有一定的優(yōu)勢。中南兩國同為發(fā)展中國家，政治高度互信，經(jīng)貿(mào)聯(lián)系緊密，在礦產(chǎn)資源品種方面具有互補性，在礦業(yè)技術合作方面有一定的基礎，也存在現(xiàn)實的合作需求，因此建議在瞄準美、加、澳等礦業(yè)技術發(fā)達國家開展國際合作的同時，進一步加強同南非的交流合作。

一是通過政府間科技合作項目和其他渠道重點支持兩國企業(yè)與研究機構(gòu)開展礦業(yè)技術領域的產(chǎn)學研合作。在中南兩國1999年簽署的科技合作協(xié)定中，礦業(yè)技術是中南科技合作的重點領域之一，中南科技合作聯(lián)委會在礦業(yè)技術領域共同支持過“小秦嶺地區(qū)金礦資源利用評價及礦區(qū)調(diào)查”等項目，但總體上看沒有取得太大的成果。這一方面是南非科技管理體制的原因，南非對于礦業(yè)技術的主要資助和管理部門是南非礦產(chǎn)資源部，而從南非科技部的角度更傾向于支持礦業(yè)與新材料、納米、環(huán)境等交叉領域的跨學科研究；另一方面，礦業(yè)技術的成熟度較高，并且其研發(fā)、實驗往往以面向商業(yè)化應用的合同研究為導向，對資金的要求也更高，因此也較難獲得科技聯(lián)委會合作研究項目的支持。為此，在充分利用科技聯(lián)委會聯(lián)合研究項目這個主渠道的同時，還需要拓展合作思路，創(chuàng)新合作方式，鼓勵和引導企業(yè)積極參與中南礦業(yè)技術國際合作，并依托南非企業(yè)或研究機構(gòu)共建聯(lián)合研究中心，開展科技示范項目/工程，通過產(chǎn)學研結(jié)合的方式吸收南非先進技術和經(jīng)驗，促進研究成果的市場化應用。

二是在礦業(yè)技術人才領域加強合作。比如在地質(zhì)勘探領域，中國作為地學大國，學科門類齊全，高等教育體系完備，有一支相當規(guī)模的科研隊伍，區(qū)域地球化學調(diào)查技術與方法在國際上處于領先地位，中國地質(zhì)調(diào)查局與南非地學研究理事會的合作已經(jīng)起步，雙方具有良好的合作基礎。我們可以幫助南非培養(yǎng)地學人才，并派技術人員協(xié)助南非開展地質(zhì)勘探調(diào)查活動，比如南非卡魯?shù)貐^(qū)頁巖氣和沿海油氣的勘查和資源評價。在南非領先的礦業(yè)工程、礦山安全、環(huán)境保護等領域，我們可以通過培訓班、技術交流等形式，加強與南非業(yè)界的聯(lián)系，并充分利用南非礦業(yè)景氣下滑的契機吸引優(yōu)秀技術和管理人才。

三是在金磚國家合作機制框架下，充分利用金磚國家首腦峰會、金磚國家新開發(fā)銀行等平臺推進中南礦業(yè)技術合作。中南兩國在金磚國家合作機制框架下有良好的互動，2014年7月，金磚國家領導人第六次會晤宣布組建金磚國家新開發(fā)銀行，總部設在上海，同時在南非設立金磚國家新開發(fā)銀行非洲區(qū)域發(fā)展中心。礦業(yè)對于提振南非經(jīng)濟具有舉足輕重的作用，因此，南非政府通過利用金磚國家新開發(fā)銀行投資改善其礦業(yè)基礎設施的需求是相當迫切的。在此情況下，中南兩國可充分利用金磚國家新開發(fā)銀行平臺，加強在礦業(yè)基礎設施建設領域的合作，這種合作不僅局限于投融資，更要符合中南兩國的礦業(yè)發(fā)展規(guī)劃，重點瞄準產(chǎn)業(yè)升級和技術創(chuàng)新，在綠色采礦技術、智能礦山設備、信息化、礦山安全、環(huán)境治理、生態(tài)保護與恢復、資源綜合利用、節(jié)能減排等數(shù)字礦山和綠色礦山領域，在經(jīng)驗、制度、技術和標準方面加強交流合作。

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[3] Marian Lydall.Backward linkage development in the South African PGM industry：A case study[J].Resources Policy，2009，34(3):112-120.

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The state of mining technologies in South Africa and the suggestion on enhancing bilateral cooperation between China and South Africa

REN Hong-bo
(Institute of Scientific and Technical Information of China，Beijing 100038，China)

As an important cooperation partner to China，the evolution of the mining technology of South Africa and current supportive policies and plans for its development provides valuable references for competent authority，research institutes and universities and enterprises of mining sector in China.In this article，the history and state of the development of mining technology in South Africa is introduced based on the patent and mining machine import and export data，and the role players of research and development activities and major policies，plans and projects are explored.Suggestions on enhancing bilateral cooperation between China and South Africa and bringing in South Africa talents in mining technology in the trends of the decline of mining through the channel of China- South Africa Joint Research Program and BRICS New Development Bank are recommended.

South Africa；mining sector；mining technology；international cooperation

2014-06-09

任洪波(1973-)，男，情報學碩士，工程師，主要從事國際科技動態(tài)跟蹤和科技政策管理方面的研究工作。E-mail：rhb1973@hotmail.com。

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1004-4051(2015)10-0063-05