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1我國鉀資源的分布及開發(fā)現(xiàn)狀

我國的鉀資源分布極不均勻，難溶性鉀資源豐富，但可溶性鉀資源匾乏。我國已探明的可溶性鉀資源工業(yè)儲量只有1.3億tKZO，且主要分布在青海、新疆;而全世界已探明的可溶性鉀資源的工業(yè)儲量在200億tKZO以上，是我國的150多倍。我國的可溶性鉀資源主要產(chǎn)地—青海察爾汗鹽湖發(fā)現(xiàn)于1957年。1958年開始建廠并小規(guī)模生產(chǎn)低品位的鉀肥。1968年建成年產(chǎn)2.0萬tKCI浮選法生產(chǎn)廠，產(chǎn)品品位在90腸以上。1985年規(guī)模擴(kuò)大到年產(chǎn)4.0萬tKCI。1989年經(jīng)國家重點(diǎn)開發(fā)，建成了年產(chǎn)20.。萬tKCI的大型工廠—青海鉀肥廠(即第一期年產(chǎn)20.0萬tKCI的工程項(xiàng)目〔l))。經(jīng)發(fā)展，目前青海鹽湖集團(tuán)(原青海鉀肥廠)已是我國鉀肥生產(chǎn)規(guī)模最大的企業(yè)，該廠于1997年采用的反浮選冷結(jié)晶法加工工藝，具有當(dāng)今世界先進(jìn)水平〔2，。1999年生產(chǎn)能力達(dá)到55.0萬t/a，實(shí)際產(chǎn)量為40.8萬t/a。第二期年產(chǎn)100.0萬tKCI的工程項(xiàng)目也已完成，預(yù)計(jì)總生產(chǎn)能力將達(dá)到150.0萬t/a。據(jù)中國地質(zhì)科學(xué)院和新疆地質(zhì)三大隊(duì)聯(lián)合勘查證實(shí)，在新疆羅布泊有一個(gè)特大規(guī)模的鹵水抓化鉀礦床，專家認(rèn)為，這是繼青海省察爾汗鹽湖之后的我國第二大可溶性鉀資源儲地。200。年9月由新疆維族自治區(qū)計(jì)委牽頭組建的新疆羅布泊鉀鹽科技開發(fā)有限責(zé)任公司開始了一期年產(chǎn)20.0萬，KZSO;的項(xiàng)目工程開發(fā)，預(yù)計(jì)2004年建成投產(chǎn)。我國以鉀長石(KZO•A幾O。•65102)為主的難溶性硅酸鉀資源卻十分豐富且分布廣泛，在黑龍江、遼寧、河北、河南、江蘇、安徽、湖北、陜西、四川、云南、廣東、廣西等省均有礦藏，總儲量近100億t〔3，。我國明礬石〔KZSO‘.A12(50;)3•2A12O。.6HZO〕資源也較豐富，在全國18個(gè)省的108個(gè)縣均發(fā)現(xiàn)有礦點(diǎn)，主要分布在浙江、安徽和福建三省。已探明的明礬石儲量約3.2億t，但中、低品位的礦石占絕大多數(shù)。我國芒硝(NaZSO4•10H20)類硫酸鹽礦物資源也極為豐富，已探明的產(chǎn)地有79處，蘊(yùn)藏量居世界首位。主要分布地有12個(gè)省(自治區(qū))，其中青海、四川、湖南、湖北、云南、新疆的芒硝產(chǎn)地就有50處。儲藏量超過10億t的超大型礦區(qū)，青海有2處，四川有1處，占總儲量的64%。經(jīng)勘查發(fā)現(xiàn)，西藏也是我國芒硝資源的又一集中分布區(qū)。我國從1958年開始開發(fā)利用鉀礦資源和發(fā)展鉀肥工業(yè)，經(jīng)過40多年的努力已取得了卓有成效的成就。但我國可溶性鉀資源的匾乏和大量難溶性鉀礦資源的難以開發(fā)，仍然制約著我國鉀肥工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，自給率極低，尚不足5%，這與國際鉀肥市場長期供應(yīng)過剩，形成了鮮明的對比。大力發(fā)展我國鉀肥工業(yè)還任重而道遠(yuǎn)。

2我國鉀肥的主要品種、主要生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝

2.1我國鉀肥的主要品種我國鉀肥的主要品種有抓化鉀(KCI)、硫酸鉀(KZSO4)、硝酸鉀(KNO3)、碳酸鉀(KZCO:)和磷酸二氫鉀(KHZPO.)等。抓化鉀是鉀肥的主要品種，有效成分KZO的含量通常在60%左右，為化學(xué)中性、生理酸性的速效鉀肥，適施于水稻、小麥、玉米、棉花等大田作物，不宜在忌抓化物的作物(如煙草、甜菜、甘蔗、馬鈴薯)田中施用;硫酸鉀是一種含硫、鉀元素的復(fù)合肥料，農(nóng)用硫酸鉀一般含KZO為33.0%~50.0%(含S18.0%)，適合于一切作物施用;硝酸鉀是一種含N、K兩種營養(yǎng)元素的速效復(fù)合肥料，含KZO44.0%一45.0緯(含N13.5%)，主要用在煙草上，少量施用在大棚蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物上;KNO3具有強(qiáng)溶解性，其有效成分K+和NO矛均能被植物迅速吸收，不易揮發(fā)，是液體肥料的最佳配料;碳酸鉀在農(nóng)業(yè)上是一種高效無抓液體噴灑鉀肥，KZO的理論含量近68.2寫，其所含的碳酸根(C以一)還對土壤有疏松作用;磷酸二氫鉀是一種優(yōu)良的速效磷、鉀復(fù)合肥料，含KZO34.0%(含PZO:2.0%)，養(yǎng)分HZPO呈一和K十可全部被農(nóng)作物吸收，是一種理想的葉面噴施肥料。

2.2我國鉀肥的主要生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝

2.2.1氛化鉀的主要生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝

根據(jù)含鉀資源的不同，抓化鉀的生產(chǎn)方法可分為兩大類:一類是從固體鉀鹽礦中加工提取，另一類是從含鉀鹵水中加工提取，后一類又分為兩種，一種是以氛化物型含鉀鹽湖鹵水為原料制取KCI，一種是以制鹽鹵水為原料制取KCI。(1)以固體鉀鹽礦為原料生產(chǎn)KCI的主要方法有浮選法、熱溶解結(jié)晶法等。現(xiàn)在我國利用可溶性固體鉀鹽礦采用浮選法生產(chǎn)KCI的只有云南思茅的動野井鉀鹽礦，浮選法生產(chǎn)的KCI其純度可達(dá)95%，可直接做鉀肥施用。熱溶解結(jié)晶法生產(chǎn)KCI的方法常適用于含雜質(zhì)較多的鉀石鹽礦，因?yàn)殁浭}礦的主要成分是KCI和NaCI。KCI的溶解度隨著溫度的升高而迅速增大，而NaCI的溶解度在有KCI存在時(shí)隨著溫度的升高而略有下降。熱溶解結(jié)晶法就是利用KCI和NaCI的溶解度在不同溫度下的差別，在高溫下溶解出鉀石鹽礦中的KCI，形成KCI溶液，然后將鹽渣除去，再將浸液冷卻、結(jié)晶，分離出KCI。(2)以含鉀鹽湖鹵水為原料制取KCI的主要方法有:冷分解浮選法、冷分解熱溶法、反浮選冷結(jié)晶法和兌鹵脫鈉控速分解法(4”工藝)。下面只對技術(shù)較先進(jìn)的后兩種方法加以分析。反浮選冷結(jié)晶工藝是我國在借鑒國外冷結(jié)晶技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)青海察爾汗鹽湖的鹽田光鹵石的組成特點(diǎn)，由國內(nèi)自行開發(fā)成功的，其技術(shù)處于國際先進(jìn)水平，工藝流程如圖1所示。(3)以海鹽苦鹵為原料生產(chǎn)KCI的方法主要有兌鹵法和海鹽苦鹵結(jié)晶法。其中海鹽苦鹵結(jié)晶法生產(chǎn)的KCI產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)均達(dá)到國標(biāo)GB6549一19961類優(yōu)等標(biāo)準(zhǔn)，KCI(干基)含量等于或高于98.。%。

2.2.2硫酸鉀的主要生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝

硫酸鉀的生產(chǎn)方法可分為兩大類:一類是用天然含鉀礦物為原料制取，有制鹽加工法、水熱法;另一類是以KCI為原料轉(zhuǎn)化成KZSO4法，又可分為熱法和濕法。熱法中較為典型的是曼海姆法，濕法中應(yīng)用較多的是復(fù)分解法，復(fù)分解法中又以芒硝法最為典型。此外，還有硫酸按法、離子交換法和制鹽苦鹵法等。下面簡述最主要的方法和工藝。(1)以天然含鉀礦物為原料制取KZSO4。利用可溶性硫酸鹽鉀礦加工KZSO.法，主要包括制鹽加工和水熱法。利用難溶性鉀礦石(鉀長石、明礬石)為原料制取KZSO‘主要采用壓煮法、還原熱解法等。目前，我國利用難溶性鉀礦石(鉀長石、明礬石)制取鉀肥還局限于在生產(chǎn)鈣鎂磷肥時(shí)用鉀長石取代鉀或部分硅石，制得鈣鎂磷鉀肥。(2)芒硝法制取KZS()‘。以芒硝為原料使之與KCI轉(zhuǎn)化制取KZSO。被確認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)、最有利于生態(tài)的現(xiàn)代生產(chǎn)工藝。山西運(yùn)城鹽化局利用自己開發(fā)的“兩段轉(zhuǎn)化、一次蒸發(fā)”的芒硝法生產(chǎn)工藝，建成了3套年產(chǎn)5萬tKZSO‘生產(chǎn)裝置。

2.2.3硝酸鉀的主要生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝

目前，我國工業(yè)生產(chǎn)硝酸鉀廣泛采用以KCI一NH卿O:為原料的復(fù)分解法和離子交換法，生產(chǎn)工業(yè)級KNO。。

2.2.4破酸鉀的主要生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝

目前，我國生產(chǎn)碳酸鉀的方法有離子交換法和離子膜一流化床法(氫氧化鉀碳化法)2種。

2.2.5磷酸二氮鉀的主要生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝

磷酸二氫鉀的生產(chǎn)方法很多，大致可概括為中和法、復(fù)分解法、直接法、有機(jī)溶劑萃取法、電析法、沉淀法、光鹵石沉淀法一萃取法等，下面僅對前3種方法做簡單分析。

321世紀(jì)我國鉀肥工業(yè)的發(fā)展前景

我國鉀肥工業(yè)發(fā)展較慢，且可溶性鉀資源不豐富。在21世紀(jì)，我國鉀肥工業(yè)將依托國內(nèi)鉀資源和巨大的市場，充分利用國內(nèi)、國際兩種資源，形成一個(gè)滿足國內(nèi)農(nóng)業(yè)需求的相對穩(wěn)定的鉀肥供應(yīng)體系。被列人國家西部大開發(fā)首批十大項(xiàng)目之一的青海鹽湖集團(tuán)100萬t/a鉀肥項(xiàng)目已破土動工。該項(xiàng)目采用當(dāng)前國際先進(jìn)水平的反浮選冷結(jié)晶法生產(chǎn)工藝，投資為28億元，投資回收期為9年。該項(xiàng)目在2005年建成投產(chǎn)后，青海鹽湖集團(tuán)年產(chǎn)鉀肥能力可達(dá)到150萬t。新疆羅布泊將是我國繼青海察爾汗鹽湖后可開發(fā)利用的第二大可溶性鉀資源源地。2000年9月由新疆維族自治區(qū)計(jì)委牽頭組建了以國有經(jīng)濟(jì)成分為主，國有企業(yè)與民營企業(yè)優(yōu)勢組合的新疆羅布泊鉀鹽科技開發(fā)有限責(zé)任公司，一期工程年產(chǎn)20萬tKZSO‘項(xiàng)目預(yù)計(jì)2004年建成投產(chǎn)，2006年新增年產(chǎn)100萬t鉀肥生產(chǎn)能力。二期工程將在2010年竣工，再次增加年產(chǎn)100萬t鉀肥生產(chǎn)能力，總體規(guī)劃達(dá)到年產(chǎn)鉀肥220萬t以上生產(chǎn)能力。此外，馬海湖和大浪灘也將分別建成一個(gè)年產(chǎn)20萬t和一個(gè)年產(chǎn)30萬t的鉀肥裝置。在21世紀(jì)，我國有望借助相關(guān)國家投資建設(shè)100~200萬t/a的鉀肥生產(chǎn)基地，以彌補(bǔ)國內(nèi)鉀肥需求的不足。