河南省钾肥工业发展(钾肥生产企业)

不溶性含钾岩石资源研发状况分析

赵恒勤 马华龙 胡宏杰 张克仁

(国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,河南 郑州 450006;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南 郑州 450006)

摘要 介绍了国内外不溶性含钾岩石的基本特征和综合开发情况,建议通过综合利用模式开发利用。 不溶性含钾岩石在我国广泛分布,随着可利用含钾资源愈加紧张,对大量赋存的不溶性含钾岩石的价值挖掘和开发利用越来越引起人们的重视。结合对不溶性含钾岩石多年的研究实践,对不溶性含钾岩石的特点、潜在价值、开发利用状况进行了一些分析比较,供开发利用时参考[1~6]。

关键词 不溶性含钾岩石;基本特征;潜在价值;开发利用。

第一作者简介:赵恒勤,研究员,从事矿产资源的综合利用开发和化工新材料研究。

一、我国不溶性含钾岩石的类型和分布特点

不溶性含钾岩石在我国广泛存在,几乎在每个省份都有分布。按所含的主体矿物来划分主要包括以下几种类型:霞石、绿豆岩、钾长石、含钾砂质页岩。

1)霞石(Nepheline):是一种含钾的铝硅酸盐矿物,化学式为(Na,K)2O·Al2O3·(2 +n) SiO2,n=0~0.2,在不溶性含钾岩石中算含硅量相对较少的矿物。云南个旧、陕西平利、新疆拜城等地有较大的典型矿床,其中云南个旧矿床储量达30×108t以上。

2)绿豆岩(Potassium-bearing tuff):是一种富含钾的火山凝灰岩,其化学成分为K2O·Al2O3·10SiO2,在不溶性含钾岩石中属于含钾较高的一种矿石类型。主要分布在四川、陕西。四川绿豆岩一般产于中三叠统雷口坡组下部,常作为白云岩或膏盐层底板。可分两种类型,一是富钾凝灰岩,主要分布在四川东北地区,据开县岩石成分分析,K2O含量高,一般为9.8%~12.05%,平均10.9%;另一种为水云母化凝灰岩,主要分布在川南、川西南,多为火山碎屑岩受强烈水云母化形成的,以水云母为主,该类岩石还含钾水云母粘土岩,一般品位偏低,威远县岩石化学分析 K2O 为 5.60%~7.46%,品位、厚度变化较稳定。

3)钾长石(Potash feldspar):也是一种典型的铝硅酸盐矿物,其化学式为(Na,K)2O·Al2O3·6SiO2,是含硅较高的含钾矿物,化学稳定性强,很难溶解于酸碱。根据已有的调查,以钾长石为代表的含钾岩石K2O含量在8%~15%之间,平均为10%,几乎遍及全国各地,地质储量估计上千亿吨。

4)含钾砂质页岩(Potassium-bearing sandy shale):是一种混合型不溶性含钾岩石,K2O含量一般在4%~15%之间。多数成矿区带的矿物组成一般以钾长石伴生海绿石为主要特征,在河南、陕西、内蒙古等地都有大型矿床发现,储量巨大。

二、我国不溶性含钾岩石的资源价值及其开发利用的意义

(一)不溶性含钾岩石是我国重要的含钾资源

我国是一个钾盐严重短缺的国家,每年都要从国外进口大量钾肥,2005年全国钾肥进口883×104t,占世界贸易量的19.9%,为全球第二大进口国。作为世界上一个农业大国,由于钾肥短缺,基本化肥氮磷钾肥比例长期失调,氮钾肥比例长期徘徊在1∶0.2以下,低于世界平均水平1∶0.30。我国钾肥长期不能自给已经成为农业发展的一大障碍,钾盐对国外资源的依赖程度已达90%,可利用钾盐已成为我国紧缺的非金属矿产之一。造成这种局面的主要原因在于我国可利用的钾盐资源即水溶性钾盐资源很少,而且分布很不均匀,95%以上分布在西部地区。因此今后除了加强在地质工作中继续寻找水溶性钾盐资源外,开发利用大量存在的不溶性含钾岩石已成为我国经济发展中的一件大事。

(二)不溶性含钾岩石也是我国重要的替代铝资源

根据国土资源部和我国最大的氧化铝生产商中国铝业公司的统计,我国目前铝土矿的资源保障年限大约10年,这与有色金属行业通常要求的50年以上的资源保障要求有很大的差距。非铝土矿铝资源在我国有很广泛的分布,从地壳中平均含氧化铝约17%就可以看出其储量非凡。问题的关键在于如何找到经济可行的技术来利用这些大量存在的非铝土矿替代铝资源。含钾岩石作为一种铝硅酸盐矿物,是非铝土矿未来替代铝资源的备选矿种,若能解决其作为替代铝资源的技术难题,将会为我国开发利用非铝土矿替代铝资源如粘土、钠长石、明矾石等资源的利用树立典范,为铝工业的健康发展提供有力的资源保障。

(三)不溶性含钾岩石也是我国重要的硅肥资源

开展不溶性含钾岩石的综合利用研究有助于开辟硅肥生产新的资源来源,为提升我国大量赋存的铝硅酸盐类资源的价值提供技术保障。

含钾岩石中含有60%以上的二氧化硅,然而由于其可溶性差,有效硅含量低,直接作为硅肥的肥效较差。硅肥作为20世纪末新开发的一种化肥,被国际土壤界认为是继氮、磷、钾之后第四种植物营养元素。硅肥是一种含酸钙为主的可溶性矿物肥料,具有无毒、无味、无腐蚀、不易流失等特性,广泛施用于水稻、小麦、玉米、棉花、花生、油菜、甘蔗、果蔬等作物。农作物所需的硅大都是由土壤提供的,但土壤中能被植物吸收的硅却很少。有关部门的勘查表明,我国长江流域70%的土壤缺硅,黄河、淮海及胶东半岛地区约有一半的土壤缺硅,而且缺硅的区域正在逐渐扩大。硅作为农作物生长所需要的重要营养元素,农作物吸收硅后能促进根系生长发育,提高抗倒伏、抗病虫害、抗旱、抗寒和养分吸收的能力,并能够改善农作物的品质,符合现代“绿色食品”发展的要求。因此,如果能在综合利用提钾的工艺技术中兼顾考虑所含的硅作为长效硅肥原料的来源,将有助于开辟我国硅肥生产新的资源来源。目前中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所正在开展林州含钾页岩的综合利用研究,以期获得钾盐、氢氧化铝和硅肥,实现其综合利用。

三、不溶性含钾岩石资源研发状况

(一)国外不溶性含钾岩石资源研发状况

对于不溶性含钾岩石,国外相关的研究开发只在少数国家进行,比较典型的是前苏联。

在前苏联,由于铝土矿资源相对匮乏,有部分氧化铝厂以含钾页岩为原料来生产氧化铝,并综合利用回收钾,而且已有工业化生产厂。比较典型的企业有皮卡列夫铝厂,以含钾岩石霞石为原料,生产氧化铝,副产碳酸钾、碳酸钠;基洛沃巴德铝厂,以明矾石为原料,生产氧化铝,副产硫酸、硫酸钾和五氧化二钒。前者采用碱法,后者采用酸法。他们的研究和产业化技术都以提取氧化铝为主线,兼顾回收钾盐,残渣则作为建筑材料辅料或直接作为建筑材料及其原料。

对于含钾页岩中最难处理的钾长石的综合利用研究,国外矿石由于含铁低,钾长石矿物纯度相对较高,矿物嵌布关系简单,多经过简单选矿除铁以后作为优质钾长石原料用作陶瓷、玻璃原料。对于化工综合处理尚没有成熟的技术可以借鉴。

(二)国内不溶性含钾岩石资源研发状况

国内针对含钾岩石的研究始于20世纪60年代,以运用云南霞石进行的研究较为典型,所采用的工艺包括水化学法和烧结法,目前已有投资人在云南计划投资进行工业实践。

针对不溶性含钾岩石(以下称含钾岩石)的研究开发技术,国内的研究归纳起来有以下几种方法。

1)以钾长石等为主的含钾岩石矿经选矿作为陶瓷、玻璃原料,这在国内已有成熟的工业实践。一般要求原矿石嵌布关系简单,钾长石矿物纯度好,易于选矿除杂。对于复杂嵌布关系的矿,由于选矿除杂效果差,一般不适用。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所曾对国内一些不溶性含钾岩石矿进行过选矿试验研究,主要针对钾长石矿进行,目的在于降低矿石中的含铁杂质,以满足玻璃、陶瓷生产原料的需要。

2)利用窑灰挥发法回收利用钾。此方法的实质在于用含钾岩石作为水泥原料,在高温下部分氧化钾挥发出来富集在窑灰中,进而通过窑灰回收钾。由于受挥发率的限制,钾的回收率较低。

3)食盐钠化焙烧法。此工艺的实质在于利用钠离子很好的渗透性和氯根的化学活动性,在高温下破坏含钾岩石稳定的化学结构,从而将钾转化为可溶性的氯化钾。该方法的缺陷在于回收率低,设备腐蚀严重,环境污染大,目前难于产业化。

4)酸法处理含钾岩石。该工艺的实质在于通过加温酸解来破坏含钾岩石的结构。由此法衍生的工艺包括HCl法、H2SO4法、硝酸法、硫酸铵焙烧法、水明矾法、碱式硫酸铝法等,发表的专利很多。但由于终端产品结构简单、价值较低,加上酸再生困难,设备腐蚀严重,环境治理成本较高,因而难于实现工业化。

5)细菌解钾法。该工艺采用细菌对硅矿物溶蚀,从而破坏钾长石的结构而得到可溶性钾。目前,广泛应用的菌种主要是硅酸盐细菌。硅酸盐细菌对不同晶体结构的矿物具有明显不同的解钾效果。相比之下,硅酸盐细菌对伊利石(钾赋存于层间域中)的解钾效果明显强于对钾长石(钾赋存于结构间隙中)的解钾作用。在有多种矿物共存的条件下,细菌会因矿物晶体结构的不同,在作用强弱或快慢上表现出明显的差异,从而对不同类型的矿物产生不同程度的破坏作用。硅酸盐细菌对矿物的这种破坏作用因矿物产地、矿物结晶程度、伴生矿物状况而有所区别。该工艺随着生物技术的发展应是一个较好的方法,但在目前限于细菌培育成本较高,产业化前景不大。页岩的综合利用研究有助于挖掘非溶性钾盐资源的经济价值,缓解我国水溶性钾盐资源不足的局面,开辟我国钾盐/钾肥生产的新资源和新技术,对保障和提高河南省乃至我国农业可用钾资源储量有重要的科学技术意义。

图1 不溶性含钾岩石烧结法综合利用工艺流程

6)碱法处理含钾岩石。碱法包括高温水化学法、石灰烧结法、碱石灰烧结法和衍生出来的其他碱法流程。该工艺的实质在于或者在高温高碱的水体系中,或者在高温石灰等存在下,使铝变为可溶性的铝酸钠、铝酸钾、铝酸钙,让硅转化为硅酸钙,从而回收铝钾,残渣则用做建筑原料或者生产硅肥。该法的最大特点在于可以很好地实现综合利用,设备较简单,容易闭路循环,环境污染很小。该法的另一个特点在于采用碱法工艺,生产回收的钾以价值相对较高的碳酸钾和氢氧化钾的形式存在,铝则以价值较高的化学品氧化铝,如水铝石、活性氧化铝、易溶氧化铝、超白超细氧化铝等形式存在,硅以硅肥或建筑材料等用量很大的存在方式存在,这给含钾岩石的开发利用走向工业化奠定了很好的市场经济基础。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所已对山西紫金山矿、山东钾长石矿进行过研究,钾的综合收率达到70%以上,氧化铝综合收率达到65%,残渣全部用作水泥原料。该项目已获得国土资源部科技进步奖。在该法的基础上,2003年国内有关科研单位对包头富钾板岩进行的研究表明,碱法仍然是目前最好的处理含钾岩石的工艺方法。图1、图2给出了这两种碱法工艺处理含钾岩石的典型工艺图。

图2 高压水化法工艺流程

四、开发利用建议

1)根据目前国内外针对含钾岩石的研究状况,我国今后在含钾岩石的开发利用方面应着眼于工艺技术路线和最终产品设计。在技术路线上,应朝着工艺简单、易行、经济合理的方向进行。在最终产品设计上,应本着既能最大限度提取有用成分钾、铝,并能对找到残余物硅的用途的原则,同时又要本着钾和铝产品价值最大化的原则,而对硅产品的选择应本着使用量大的原则。只有这样,才能充分挖掘含钾页岩的价值,并真正实用化。

2)国家或有关省份应集中研发力量针对交通、水电等以及开采条件比较好的矿区进行优先开发,兼顾周边地区的工业现状,选择既有资源又靠近具有较大水泥市场或者农用肥料市场的区域开发含钾岩石,这样才能从一开始就走向良性循环。

参考文献

[1]赵恒勤,等.钾长石的高压水化学法浸出.中国锰业,2002,(1):27-29,43

[2]钮旭光,等.硅酸盐细菌解钾活性的研究.土壤通报,2005,(6):950-953

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[6]薛彦辉,等.钾长石综合开发利用新方法.非金属矿,2005,(4):48-50

An Analysis on the Research and development Status Quo of Resources of Insoluble Potassium-bearing Ore

Zhao Hengqin,Ma Hualong,Hu Hongjie,Zhang Keren

(China National Engineering Center for the Multipurpose Utilization of Nonmetallic Mineral Resources;Zhengzhou Minerals Resources Multipurpose Utilization Institute,CAGS,Zhengzhou 450006,Henan,China)

Abstract:Some characteristics of insoluble potassium-bearing ore were introduced.The technology and methods for their comprehensive development were also reviewed simultaneously with corresponding research practices.Some suggestions on comprehensive development and utilization of resources were put forward.

Key words:Potassium-bearing ore,Analysis.

中国钾肥紧缺的原因,钾肥有哪些种类

;     

      回答

      中国钾肥紧缺主要是因为用于钾肥生产的钾盐在我国属于紧缺矿产资源。中国钾资源约占世界资源总量的1.63%,同时中国还是世界钾盐特别是钾肥消耗最大的国家之一,钾肥消耗量约占世界消耗总量的20%。钾肥主要品种有氯化钾、硫酸钾、磷酸钾(磷酸一钾、磷酸二氢钾、聚磷酸钾、多聚磷酸钾)、草木灰、钾石盐、钾镁盐、光卤石、硝酸钾等。

一、中国钾肥紧缺的原因

      1、中国钾肥紧缺主要是因为用于钾肥生产的钾盐在我国属于紧缺矿产资源。全球钾资源分布严重不均,中国占世界资源总量的1.63%。同时,我国还是世界钾盐特别是钾肥消耗最大的国家之一,钾肥消耗量约占世界消耗总量的20%。

      2、中国钾肥工业发展滞后,生产量不能满足国内需求,长期依赖进口,每年约50%的钾肥源自进口。据2000年中国环境状况公报,中国缺钾耕地面积已占耕地总面积的56%。约50%以上的耕地微量元素缺乏,70-80%的耕地养分不足,20-30%的耕地氮养分过量。

二、钾肥有哪些种类

      根据钾肥的化学组成可分为含氯钾肥和不含氯钾肥,主要品种有氯化钾、硫酸钾、磷酸钾(磷酸一钾、磷酸二氢钾、聚磷酸钾、多聚磷酸钾)、草木灰、钾石盐、钾镁盐、光卤石、硝酸钾等。其中氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、硝酸钾被称为“钾肥四兄弟”。

      1、氯化钾:高浓度的速效钾肥,外观呈白色或浅黄色结晶,含有铁盐呈红色,溶于水,有吸湿性,久贮易结块。可做基肥、追肥使用,基肥亩用量8-10公斤,追肥亩用量5-7公斤,叶面喷肥0.5%-1%为宜。

      2、硫酸钾:高浓度速效性钾肥,外观呈白色结晶或带颜色的结晶或颗粒,含钾理论上54%,一般是50%,是化学中性、生理酸性肥料,具有很好的水溶性,特点是吸湿小,易溶于水,贮藏时不易结块。

      4、磷酸二氢钾:含磷52%,含钾约34%,是化学中性、生理中性肥料,具有良好的水溶性,能缓冲土壤酸碱变化,稳定土壤的pH值。

      5、硝酸钾:含硝态氮13.5%,含钾46%,是化学中性、生理中性肥料,具有良好的水溶性,长期施用,不会导致土壤酸化。

罗布泊钾肥中的罗布泊牌硫酸钾生产企业的发展历程如何?

国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司成立后,依靠自身科技实力、借鉴国内外盐湖开发经验,在艰难中起步、探索中前进,自2000年起,在罗布泊腹地开展了探索性试验、小试、中试,建成了工业试验厂项目和年产120万吨钾肥项目,创造了“罗钾速度”和“罗钾质量”,在“死亡之海”谱写了辉煌篇章。

 含钾岩石(Potash-Containing Minerals)

一、概述

含钾岩石是我国经济地质上特有的矿产资源概念,系指钾为有价组分,含K2O较高的各种难溶性硅铝酸盐岩类,如含钾砂岩、页岩、粘土岩、海绿石砂岩、明矾石、绿豆岩、霞石、钾长岩等。地壳上含钾资源基本可分为三类:①可溶性钾盐矿。主要是氯化物、硫酸盐和它们的复盐,还有少量硝酸盐。它们都能溶于水,如钾石盐、光卤石、钾盐镁矾以及它们的混合矿。②海水和盐湖卤水。③不(难)溶性含钾矿物和岩石。前两类,在农业上可直接用于生产被作物吸收的钾肥,而不溶性含钾矿物和岩石中的钾则不能直接被作物吸收,必须进行物理或化学处理,使钾元素活化转换,制成钾肥利于作物吸收,即把岩石(或矿物)中的不溶无效钾转化为可溶有效钾。我国是一个农业大国,钾肥资源十分短缺,每年都要进口相当数量的钾肥。而我国钾盐矿资源仅在青海、云南等地有分布,远远满足不了农业需要。因此,研究与开发我国资源丰富的含钾岩石和矿物,就成为了缓解钾肥资源不足的有效途径。

二、一般工业要求

含钾岩石制取钾肥目前尚无正式的工业指标,选取几个生产厂家实例供参考:

1.北京琉璃河水泥厂,生产硫酸钾、碳酸钾、硅铝酸钾等钾肥,原料为元古宇含钾页岩。对矿石要求如下。

K2O>9%,Na2O<1%,MgO<2%,Al2O3为15%左右,SiO2<70%。

2.江苏丰县水泥厂,生产钾肥,原料为石炭二叠系含钾砂岩、页岩。对矿石要求如下。

K2O:平均品位为13.39%,边界品位7%,贫矿7%~11%;富矿>11%;Al2O3:17.67%;SiO2:56%~57%

3.钾长石制取钾肥参考工业要求

K2O>9%,MgO+CaO<2%,Na2O<3%

三、技术方法与工艺流程

利用不溶性含钾岩石制造钾肥,一直是世界上非常重视的研究课题。国外(尤其是原苏联)于五六十年代已有成功经验并引入我国。我国开展此项研究工作也已有几十年的历史,取得了一定的成果与效益。目前世界各国所研究应用的生产方法有多种,但均存在着工艺流程长、尾矿残渣多、产品质量低和经济成本高等缺点。而我国90年代以来,在研究和应用方面取得了重大突破,如河南、湖南、福建、上海、山西、云南等省的有关科研院所(中心)都有关于利用含钾岩石生产农用钾肥新技术、新方法成果应用报道,农田试验效果良好,已有不少厂家批量生产应用。

在含钾岩石中,钾通常以离子形式存在于铝硅酸盐矿物的晶格中,在自然环境下很难游离出来。利用不溶性钾矿制取钾肥的基本原理就是利用各种方法,破坏铝硅酸盐矿物结构,使钾离子释放出来,变成可被植物吸收的可溶性钾盐。其提取工艺很多,从原理上大致可分为直接破碎法、高温煅烧法和湿化学法三类。

1.直接破碎法

即把富钾岩石直接进行粉碎加工,施撒于农田之中,或简单拌和有机肥、添加剂、钾菌肥堆沤后施撒于农田之中。此种方法成本低,生产工艺简单,能有效提高土壤供钾潜力。不足之处:资源仅限于富钾云母类矿物或岩石,如黑云母、白云母、伊利石、海绿石等,并且易造成土壤局部沙化,肥效也较缓慢。国外挪威、原苏联和我国江西铅山、中国科学院贵阳地球化学研究所等有农田试验成果报道。

2.高温煅烧法

该法是最常用的提钾方法。其原理是把钾矿石与其他配料在高温(1100~1500℃)条件下焙烧,配料分解产物与铝硅酸盐矿物发生反应,使其结构破坏,钾元素与其他元素形成可溶性钾盐,达到提钾的目的。由于矿物种类、配料、焙烧设备不同,其工艺流程也大不相同,通常有立窑法、高炉法、电炉法和水泥窑法几种常用工艺。

(1)立窑法提钾 立窑法提取钾肥多采用“二磨一烧”的工艺流程,即原料混合球磨→煅烧→熟料球磨→钾肥产品。把石灰石、白云石、石膏、矿石、煤按一定的比例混合,破碎至80~100目,加水成球,在1100~1500℃入窑煅烧。其煅烧温度和时间随配料不同而异。熟料球磨后即为钾钙肥。若生料中加入磷矿石,可得钾钙磷肥。此法提钾成本低,但肥效也低,并且多为缓效钾肥。

(2)高炉法提钾 高炉法提钾所采用的设备是矮型炼铁高炉。钾矿石、石灰石、白云石、焦炭按一定比例混合,碱度控制在1:1左右,加一定量的萤石作为挥发剂,破碎至30~50mm,入炉冶炼。在高温条件下,部分钾以K2O的形式随烟气挥发出来,采用收尘设备捕集,经水浸过滤提纯后可得高纯K2CO3和K2SO4。原料中铁硅还原,形成硅铁合金流于炉底,定期排放,铸成钢锭。中部炉渣排放时水淬,其中钾以铝酸钾和硅酸钾的形式存在,经过细磨、水浸、高炉气(CO2)碳酸化,可得K2CO3和Al2O3,滤渣为硅酸钙矿渣,可作为水泥原料。此法综合利用了钾矿石中K、Si、Al三元素,经济效益明显提高。

国内在这方面研究的较多,经验也很丰富。山西闻喜县钾肥试验厂经过多年的摸索取得了成功的经验。他们采用当地的钾长石(K2O含量为12%)为原料进行高炉提钾,结果表明,K2O的挥发率为71.65%,回收率为93.53%,布袋收尘含K2O45%左右,每产1t的K2O,可得白水泥28.9t。技术成熟,效益显著。

(3)电炉法提钾 电炉法提钾主要用于霞石的综合利用。云南个旧化学工业公司用20kVA单相石墨电极电炉冶炼霞石,在还原冶炼硅铁合金的同时,从烟气中回收钾盐。铝与石灰石形成铝氧熟料。每生产1t钾盐产品,可得1t硅铁合金和6.5t的Al2O3,霞石利用率为90%以上。原苏联采用此法冶炼霞石已达到工业化生产,在生产铝原料的同时还生产钾肥。

(4)水泥窑法提钾 原理同高炉法提钾相似,其方法是在水泥生料中加入4%~15%的钾矿石,部分或全部代替粘土,使生料中K2O的含量在2%左右,并加入0.8%~1%的萤石作为促进剂,按正常程序进行回转窑煅烧,在窑口安装收尘装置,捕集窑灰钾。熟料中K2O含量控制在1.1%以下,即可得到高硅水泥。此法优点在于对水泥生产线无须做大的调整,只要增加二级收尘系统就可达到95%以上的收尘率,窑灰钾中K2O大于25%,生产的钾肥(KCl、K2SO4)纯度高,水泥质量也明显提高。

在水泥生产过程中提钾的工艺早已为各国所重视。澳大利亚、芬兰、印度、日本等国都利用钾长石或其他钾矿石做水泥配料,其用量相当大。北京琉璃河水泥厂用河北蓟县长城系含钾页岩代替粘土作水泥配料,每生产10t水泥可回收1t窑灰钾。其主要成分为K2SO4、K2CO3和硅酸钾,折合成KCl为25%。陕西长安县水泥厂使用户县太平口的钾长石化混合花岗岩作配料,不仅生产出高质量的白水泥,而且生产出很好的窑灰钾肥。

(5)食盐氯化焙烧法提钾 采用的设备是冶炼高炉,以食盐为配料,冶炼温度高达1900℃,工艺流程为“二磨一烧”。熟料球磨、水浸、过滤、提纯后可得高纯度的KCl产品。其缺点是成本高,设备腐蚀严重,尾渣多。江苏丰县钾肥厂采用此法冶炼含钾砂岩,原料配比为:钾矿石57t,食盐1.2t,煤0.7t,生产KCl产品纯度高达97%~98%。

3.湿化学法

湿化学法提钾的原理是采用酸碱等化学试剂在溶液中分解钾矿石,达到钾离子溶离出来的目的。其特点是反应温度低,能耗少。主要有酸法、碱法和生物化学法三类。湿化学法提钾目前还主要处于探索阶段,大多为实验室产品,主要原因是工艺流程复杂,所加化学试剂较多,产品成本价格高,并且对环境有一定污染。

4.新方法、新产品介绍与开发前景

20世纪90年代,河南省地质科学研究所在总结前人研究开发不溶性钾矿生产农用钾肥工艺基础之上,经过多年试验研究,采用新的方法和流程,成功研究开发出“热化学转化法”生产钾镁肥技术。经过省内外多年农田肥效试验,效果显著,已成功在我省方城、光山、正阳、漯河、宜阳等县市建成生产厂家多个,产品远销东北、山东及我省各地,并出口日本。

在自然条件下,岩石或土壤中的含钾矿物经风化分解,可以缓慢地释放出能被植物吸收的钾元素。但这个过程进行的非常缓慢,需千百万年。而农业生产的时间相对于矿物风化来说则很短,一个季节或植物发育的一个周期仅几个月或十几个月,难以充分利用到含钾岩石中的钾元素。采用人工模拟方法,模拟自然条件下含钾矿物释放钾元素的最佳环境条件,加入适当的催化剂,对其进行预处理和加工,通过激发活化的方式,在可利用的时间内,使含钾岩石中的钾元素释放出来,被当季作物吸收,此方法称之为热化学转化法,即通过加入特制的钾镁肥转化助剂和辅助材料,使含钾岩石中的铝硅酸盐矿物结构发生转化,把含钾岩石中的结构钾(无效钾)转化成能被植物吸收的有效钾。含钾岩石、含镁的辅料,以及转化助剂一起反应形成一种含有效钾、镁、硅、铁、锰等多种营养元素的无机无氯络合态肥料——矿质钾镁肥。

矿质钾镁肥生产技术工艺简便,所需设备均为常规标准设备,现有的钙镁磷肥厂或钢铁厂可直接转产钾镁肥,投资成本低。生产工艺流程简化为:

河南省非金属矿产开发利用指南

由不溶性钾矿采用热化学转化法生产出的矿质钾镁肥是一种以钾元素为主的多元素复合肥,成品为灰色或灰黑色粉末,具有不吸潮、不腐蚀、不挥发、无毒和不易流失的特性,产品中有益元素含量:有效钾8%~11%,有效镁8%~10%,有效铁1.5%~3%,有效锰0.3%~0.6%,有效锌0.2%~0.5%;另外还含有20%左右的有效硅,与目前市场上的硅肥的有效硅含量基本相等。经过1994年以来连续大面积的农田肥效试验、示范和推广,施用钾镁肥不仅可显著地提高农作物的产量和改善作物的品质,而且作为矿物肥料,它也是一种优质的土壤改良剂,可改善长期施用化肥所造成的土壤板结等。经有关部门施用钾镁肥结果统计,亩施40~50kg钾镁肥,可使小麦增产6.14%~16.9%,玉米增产9.21%~15.84%,水稻增产12.39%~25.22%,花生增产9.1%~24%,烟叶增产5.2%~6.84%,上等烟比例提高8.8%。施用钾镁肥后这些作物抗逆抗病虫害能力增强,作物品质提高,如小麦、水稻等干物质积累多,烟叶中氧化钾含量最高的可达2.31%,已与云烟持平。因此,钾镁肥的生产,为农业系统开展的“补钾工程”提供了物质保证,使我省农业生产中肥料供应结构失调得以纠正,缓解了钾肥紧缺,为农业生产提供钾肥,促进农业生产向一优双高方向发展。该项成果,使我国首次实现了由不溶性钾矿直接生产农用肥的工业化生产,钾镁肥生产技术1997年被列为国家科委的星火推广项目,1998年又被列入国家重大科技成果产业化示范项目。

四、资源概况

我国不溶性钾矿资源丰富,种类繁多。目前已知含钾矿物主要有钾长石、白榴石、黑云母、明矾石、海绿石、伊利石等;主要含钾岩石有含钾页岩、水云母粘土岩、各类钾质火山岩与侵入岩等。这些不溶性钾矿资源几乎遍布全国各个省、市、自治区。据1980年统计资源表明,全国已上表储量共计27亿t,主要产地有河北、山西、北京、辽宁、江苏、河南、湖北、贵州、四川、云南等地。近年来又在陕西、宁夏、福建等地有新的发现。在黔东万山铜仁一带就达十几亿t,云南近30亿t。据不完全统计,全国不溶性钾矿资源约有近百亿t。

河南省不溶性钾矿(含钾岩石)资源丰富,主要集中于豫西、豫南地区。有些矿区曾进行过地质勘探工作,并探求了一定的矿石量,截至1999年底,全省探明上表钾矿(主要指含钾砂页岩)资源量共1.797亿t,但由于未被利用,至今多数仍属呆矿。随着科技水平的提高和材料工业的发展,近年又相继发现了一批可供利用的矿床,但仍主要用于玻璃、陶瓷、磨料、建材等行业。

我省含钾岩石种类较多,但主要可归属为两大类型:①沉积岩型:主要为长石碎屑岩(含钾砂岩、紫红色砂岩、海绿石砂岩)和含钾粘土岩。此类矿在中、新元古界、寒武系、白垩系中均可找到,已发现的新矿床有些已经开发利用,如泌阳、确山等地。②火成岩型:包括正长岩、钾长花岗岩、钾长伟晶岩、钾长石脉和巨斑状钾长花岗岩。其中沉积岩型规模较大,矿体长度可达数百米,并呈群体产出,但矿石品位(K2O含量)较低;而火成岩型规模较小,但矿石品位较高,可作为制造钾镁肥的主要矿物原料。各类型含钾矿石的主要成分和质量见表3-30-1。

表3-30-1 河南省含钾岩石成分简表

上述沉积岩型钾矿,在豫南泌阳、方城、确山一带和豫北林县地区都有很大储量,并经过正规的地质工作,是开发利用钾矿很有前景的地区;火成岩型的各类钾矿,在桐柏、方城、南召、鲁山、嵩县、卢氏、登封等地均有不同规模的产出,应在查清资源的基础上,加快开发利用。

2022年最大钾肥上市公司

盐湖股份:龙头,公司恢复上市后,将进一步聚焦钾、锂核心主业。未来公司将把钾肥、锂电新能源材料业务作为核心业务主体和盈利主体,通过技术创新等手段不断延伸产业链、优化产品结构,不断扩大业务规模,将盐湖股份打造成为中国支农肥的“压舱石”、新能源的“护航者”。

扩展资料:

青海盐湖工业股份有限公司(英文:Qinghai Salt Lake Industry Group Company Limited)是青海省国有资产监督管理委员会管理的省属企业,公司位于中国最大的干涸内陆盐湖-察尔汗盐湖,是中国最大的钾肥工业生产基地,是青海省四大优势资源型企业之一,也是柴达木循环经济试验区内的龙头骨干企业。

青海盐湖工业股份有限公司(原青海盐湖钾肥股份有限公司)是1997年8月25日以募集方式设立的股份有限公司。 1997年9月4日,青海盐湖钾肥股份有限公司在深圳证券交易所上市。 2011年5月9日,公司名称由青海盐湖钾肥股份有限公司变更为青海盐湖工业股份有限公司,英文名称由QING HAI SALT LAKE POTASH CO.,LTD.变更为Qinghai Salt Lake Industry Co., Ltd.,股票简称由盐湖钾肥变更为”盐湖股份”。

经营范围:氯化钾(化肥)、硫酸钾、碳酸钾、金属镁、氯化镁、氧化镁、氢氧化镁、纯碱、PVC、合成氨、尿素、氯化铵、氯化锂、碳酸锂、钠浮选药剂、ADC发泡剂、乌洛托品、光卤石、低钠光卤石、联二脲、氢氧化钾、甲醇、次氯酸钠、盐酸、液氯、硫化钠、农用硝酸钾以及塑料编织品的制造和销售;钾盐露天开采;建设监理,设备安装工程施工(不含特种设备),出口自产的化学品(不含危险化学品),进口本企业生产、科研所需要的原材料、机电设备、仪器仪表及零配件;酒店和物业管理;百货、针纺织品、五金交电、化工产品(不含危险化学品)、日用杂货、仓储、计算机系统工程建设、软件开发、硬件销售、维护、计算机耗材销售、技术培训、有色金属、建材、钢材的销售、房屋租赁、劳务服务。

2007年11月29日,中国证监会批准了盐湖集团收购数码网络整体上市方案,“盐湖集团”股票于2008年3月11日复牌上市交易。公司的注册资本为30.6762亿元人民币,现有职工9400人。现全集团有5个控股子公司,3个分公司,5个全资子公司,3个参股子公司,1 个国家级技术中心。集团现拥有230万吨钾肥生产能力,资产总额达到226亿元。

作为国内首家大型钾肥工业生产企业,地区的艰苦性,企业代表行业的唯一性和钾资源的集中性,构成了企业的鲜明特征。经过多年的发展,盐湖集团已形成了一套比较完善的集科研开发、生产经营、化工产品生产、后勤服务、建筑安装、工程监理、酒店和物业管理、百货、资本运作为一体的大型现代化集团公司。

河南省钾肥工业发展(钾肥生产企业)

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