钾肥工业拓展前景

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1我国钾资源的分布及开发现状

我国的钾资源分布极不均匀，难溶性钾资源丰富，但可溶性钾资源匾乏。我国已探明的可溶性钾资源工业储量只有1.3亿tKZO，且主要分布在青海、新疆;而全世界已探明的可溶性钾资源的工业储量在200亿tKZO以上，是我国的150多倍。我国的可溶性钾资源主要产地—青海察尔汗盐湖发现于1957年。1958年开始建厂并小规模生产低品位的钾肥。1968年建成年产2.0万tKCI浮选法生产厂，产品品位在90肠以上。1985年规模扩大到年产4.0万tKCI。1989年经国家重点开发，建成了年产20.。万tKCI的大型工厂—青海钾肥厂(即第一期年产20.0万tKCI的工程项目〔l))。经发展，目前青海盐湖集团(原青海钾肥厂)已是我国钾肥生产规模最大的企业，该厂于1997年采用的反浮选冷结晶法加工工艺，具有当今世界先进水平〔2，。1999年生产能力达到55.0万t/a，实际产量为40.8万t/a。第二期年产100.0万tKCI的工程项目也已完成，预计总生产能力将达到150.0万t/a。据中国地质科学院和新疆地质三大队联合勘查证实，在新疆罗布泊有一个特大规模的卤水抓化钾矿床，专家认为，这是继青海省察尔汗盐湖之后的我国第二大可溶性钾资源储地。200。年9月由新疆维族自治区计委牵头组建的新疆罗布泊钾盐科技开发有限责任公司开始了一期年产20.0万，KZSO;的项目工程开发，预计2004年建成投产。我国以钾长石(KZO•A几O。•65102)为主的难溶性硅酸钾资源却十分丰富且分布广泛，在黑龙江、辽宁、河北、河南、江苏、安徽、湖北、陕西、四川、云南、广东、广西等省均有矿藏，总储量近100亿t〔3，。我国明矾石〔KZSO‘.A12(50;)3•2A12O。.6HZO〕资源也较丰富，在全国18个省的108个县均发现有矿点，主要分布在浙江、安徽和福建三省。已探明的明矾石储量约3.2亿t，但中、低品位的矿石占绝大多数。我国芒硝(NaZSO4•10H20)类硫酸盐矿物资源也极为丰富，已探明的产地有79处，蕴藏量居世界首位。主要分布地有12个省(自治区)，其中青海、四川、湖南、湖北、云南、新疆的芒硝产地就有50处。储藏量超过10亿t的超大型矿区，青海有2处，四川有1处，占总储量的64%。经勘查发现，西藏也是我国芒硝资源的又一集中分布区。我国从1958年开始开发利用钾矿资源和发展钾肥工业，经过40多年的努力已取得了卓有成效的成就。但我国可溶性钾资源的匾乏和大量难溶性钾矿资源的难以开发，仍然制约着我国钾肥工业的大规模发展，自给率极低，尚不足5%，这与国际钾肥市场长期供应过剩，形成了鲜明的对比。大力发展我国钾肥工业还任重而道远。

2我国钾肥的主要品种、主要生产方法和生产工艺

2.1我国钾肥的主要品种我国钾肥的主要品种有抓化钾(KCI)、硫酸钾(KZSO4)、硝酸钾(KNO3)、碳酸钾(KZCO:)和磷酸二氢钾(KHZPO.)等。抓化钾是钾肥的主要品种，有效成分KZO的含量通常在60%左右，为化学中性、生理酸性的速效钾肥，适施于水稻、小麦、玉米、棉花等大田作物，不宜在忌抓化物的作物(如烟草、甜菜、甘蔗、马铃薯)田中施用;硫酸钾是一种含硫、钾元素的复合肥料，农用硫酸钾一般含KZO为33.0%~50.0%(含S18.0%)，适合于一切作物施用;硝酸钾是一种含N、K两种营养元素的速效复合肥料，含KZO44.0%一45.0纬(含N13.5%)，主要用在烟草上，少量施用在大棚蔬菜等经济作物上;KNO3具有强溶解性，其有效成分K+和NO矛均能被植物迅速吸收，不易挥发，是液体肥料的最佳配料;碳酸钾在农业上是一种高效无抓液体喷洒钾肥，KZO的理论含量近68.2写，其所含的碳酸根(C以一)还对土壤有疏松作用;磷酸二氢钾是一种优良的速效磷、钾复合肥料，含KZO34.0%(含PZO:2.0%)，养分HZPO呈一和K十可全部被农作物吸收，是一种理想的叶面喷施肥料。

2.2我国钾肥的主要生产方法和生产工艺

2.2.1氛化钾的主要生产方法和生产工艺

根据含钾资源的不同，抓化钾的生产方法可分为两大类:一类是从固体钾盐矿中加工提取，另一类是从含钾卤水中加工提取，后一类又分为两种，一种是以氛化物型含钾盐湖卤水为原料制取KCI，一种是以制盐卤水为原料制取KCI。(1)以固体钾盐矿为原料生产KCI的主要方法有浮选法、热溶解结晶法等。现在我国利用可溶性固体钾盐矿采用浮选法生产KCI的只有云南思茅的动野井钾盐矿，浮选法生产的KCI其纯度可达95%，可直接做钾肥施用。热溶解结晶法生产KCI的方法常适用于含杂质较多的钾石盐矿，因为钾石盐矿的主要成分是KCI和NaCI。KCI的溶解度随着温度的升高而迅速增大，而NaCI的溶解度在有KCI存在时随着温度的升高而略有下降。热溶解结晶法就是利用KCI和NaCI的溶解度在不同温度下的差别，在高温下溶解出钾石盐矿中的KCI，形成KCI溶液，然后将盐渣除去，再将浸液冷却、结晶，分离出KCI。(2)以含钾盐湖卤水为原料制取KCI的主要方法有:冷分解浮选法、冷分解热溶法、反浮选冷结晶法和兑卤脱钠控速分解法(4”工艺)。下面只对技术较先进的后两种方法加以分析。反浮选冷结晶工艺是我国在借鉴国外冷结晶技术的基础上，根据青海察尔汗盐湖的盐田光卤石的组成特点，由国内自行开发成功的，其技术处于国际先进水平，工艺流程如图1所示。(3)以海盐苦卤为原料生产KCI的方法主要有兑卤法和海盐苦卤结晶法。其中海盐苦卤结晶法生产的KCI产品质量指标均达到国标GB6549一19961类优等标准，KCI(干基)含量等于或高于98.。%。

2.2.2硫酸钾的主要生产方法和生产工艺

硫酸钾的生产方法可分为两大类:一类是用天然含钾矿物为原料制取，有制盐加工法、水热法;另一类是以KCI为原料转化成KZSO4法，又可分为热法和湿法。热法中较为典型的是曼海姆法，湿法中应用较多的是复分解法，复分解法中又以芒硝法最为典型。此外，还有硫酸按法、离子交换法和制盐苦卤法等。下面简述最主要的方法和工艺。(1)以天然含钾矿物为原料制取KZSO4。利用可溶性硫酸盐钾矿加工KZSO.法，主要包括制盐加工和水热法。利用难溶性钾矿石(钾长石、明矾石)为原料制取KZSO‘主要采用压煮法、还原热解法等。目前，我国利用难溶性钾矿石(钾长石、明矾石)制取钾肥还局限于在生产钙镁磷肥时用钾长石取代钾或部分硅石，制得钙镁磷钾肥。(2)芒硝法制取KZS()‘。以芒硝为原料使之与KCI转化制取KZSO。被确认为是最经济、最有利于生态的现代生产工艺。山西运城盐化局利用自己开发的“两段转化、一次蒸发”的芒硝法生产工艺，建成了3套年产5万tKZSO‘生产装置。

2.2.3硝酸钾的主要生产方法和生产工艺

目前，我国工业生产硝酸钾广泛采用以KCI一NH卿O:为原料的复分解法和离子交换法，生产工业级KNO。。

2.2.4破酸钾的主要生产方法和生产工艺

目前，我国生产碳酸钾的方法有离子交换法和离子膜一流化床法(氢氧化钾碳化法)2种。

2.2.5磷酸二氮钾的主要生产方法和生产工艺

磷酸二氢钾的生产方法很多，大致可概括为中和法、复分解法、直接法、有机溶剂萃取法、电析法、沉淀法、光卤石沉淀法一萃取法等，下面仅对前3种方法做简单分析。

321世纪我国钾肥工业的发展前景

我国钾肥工业发展较慢，且可溶性钾资源不丰富。在21世纪，我国钾肥工业将依托国内钾资源和巨大的市场，充分利用国内、国际两种资源，形成一个满足国内农业需求的相对稳定的钾肥供应体系。被列人国家西部大开发首批十大项目之一的青海盐湖集团100万t/a钾肥项目已破土动工。该项目采用当前国际先进水平的反浮选冷结晶法生产工艺，投资为28亿元，投资回收期为9年。该项目在2005年建成投产后，青海盐湖集团年产钾肥能力可达到150万t。新疆罗布泊将是我国继青海察尔汗盐湖后可开发利用的第二大可溶性钾资源源地。2000年9月由新疆维族自治区计委牵头组建了以国有经济成分为主，国有企业与民营企业优势组合的新疆罗布泊钾盐科技开发有限责任公司，一期工程年产20万tKZSO‘项目预计2004年建成投产，2006年新增年产100万t钾肥生产能力。二期工程将在2010年竣工，再次增加年产100万t钾肥生产能力，总体规划达到年产钾肥220万t以上生产能力。此外，马海湖和大浪滩也将分别建成一个年产20万t和一个年产30万t的钾肥装置。在21世纪，我国有望借助相关国家投资建设100~200万t/a的钾肥生产基地，以弥补国内钾肥需求的不足。