氯化鉀生產(chǎn)技術(shù)研究國內(nèi)外文獻綜述1我國鉀肥資源概況我們國家的鉀資源主要可以分為三個部分,這三個部分分別是可溶性鉀資源、難溶性鉀資源還有境外鉀資源。在我們國家鉀鹽的研發(fā)生產(chǎn)和綜合利用已經(jīng)歷經(jīng)了相當長的一段時期,而這當中我們國家的鉀鹽主要歸類為新生代鉀鹽,可溶性鉀的資源量與其總體鉀資源量所占比重仍然是比較小,但是難溶性鉀資源量所占的比例卻比較大,不過由于其開采環(huán)境條件惡劣、產(chǎn)品品位低(鹵水中所含氯化鉀的質(zhì)量分數(shù)大概在0.90%～1.92%這個區(qū)間),而且隨著時間推移開采量越來越大而且開采的深度也隨著開采量的擴大而逐漸加深,生產(chǎn)成本也隨之越來越高。通過查閱大量文獻后了解到，截至目前為止已經(jīng)探明和發(fā)現(xiàn)的鉀資源存儲量在我們國家當中其主要分布在大部分現(xiàn)代鹽湖當中，早在五年前2015年時我們國家通過詳細的調(diào)查發(fā)現(xiàn)可溶性鉀資源總儲量為10.78億t（其中在7個以上的省份中共發(fā)現(xiàn)了48處鉀資源產(chǎn)地），通過與上一年的比較發(fā)現(xiàn)大概少了3.66%左右，在這些當中基礎(chǔ)儲量占了5.76億t,相對于2014年下降了3.18%,而在這當中基礎(chǔ)儲量同樣比2014年下降1.18%REF_Ref72100863\r\h[1]。通過鉀資源的初步調(diào)查結(jié)果分析顯示,難溶性鉀資源儲量在我們國家大概有3000億t以上。根據(jù)不完全的資料統(tǒng)計,總共28個境外石酸鉀礦物資源開發(fā)工程項目所同時擁有的鹵代高錳酸鉀石酸銨鹽和鹵代磷酸鈣-鹵代硫化物資源儲量大約200億t(以KCl為計量單位)以上。目前,我國的鉀鹽耕地面積大約也只是等于占2010年全球總鉀鹽農(nóng)田人均土地利用面積的8%,我國每年鉀鹽農(nóng)業(yè)資源量僅僅也只是大約占到了2010年全球人均農(nóng)田土地總量的5%,而2010年我國的人均農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人口僅僅也只是大約占到了2010年全世界人均農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總?cè)丝诘?0%,資源量和國際市場鉀鹽需求量之間的平衡關(guān)系極不完全相符。在2016年時中國資源型鉀肥總產(chǎn)能規(guī)模達到了8010千噸/年(用K2O計)，與之2015年相比同期增長了3.4%而則達到了5630萬噸(用K2O計)，相當于采用KCl計為9380萬噸(這些當中重復(fù)量不計算在內(nèi))，2016年與2015年相比后者比前者明顯多了1.5%。而這次的變化則是中國鉀肥產(chǎn)量自20世紀90年代以來首次開始下降，而這一現(xiàn)象也是一件舉足輕重的大事我們必須要給與足夠的重視。由于中國鉀資源短缺，而且鉀肥供需缺口較大，為了鉀肥可以長時間持續(xù)性的對我國國內(nèi)進行供給從國外進口也是一個不錯的長期舉措。2氯化鉀的物化性質(zhì)氯化鉀和食鹽非常相似其味道為咸對人體也無毒無害，通常以為白色或乳白色的固體出現(xiàn)。它的分子式為KCl，分子質(zhì)量為74.55g/mol；密度：1987kg/m3(15℃)；熔點：776℃；熱容：50877；硬度：2.0(礦物)；溶解性發(fā)熱(稱為吸熱):247.337(理論上可以在無窮大的水中溶解);晶系：屬立方晶系，軸角，軸長；純度：純品氯化鉀中氧化鉀含量為63.09%；溶解度：在水中隨溫度的升高而迅速增加。3氯化鉀的用途及鉀肥的市場需求氯化鉀的經(jīng)濟用途是相當廣泛的，其主要用于工程和農(nóng)業(yè)。除此之外此外，氯化鉀還在化工行業(yè)、冶金行業(yè)、軍事領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、機械方面等方面都有非常重要的作用。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，鉀被認為是植物發(fā)育和生長過程中的三種必不可少的元素之一。鉀元素在調(diào)控植物生命活動過程當中的起著舉足輕重的重要的作用。它有助于提植物對水的吸收能力還可以有助于糖的合成和轉(zhuǎn)移而這些當中鉀元素有一個最為特別的作用，它可以有效的促進淀粉的積累。隨著鉀肥的廣泛應(yīng)用,將有效地改善我國各種農(nóng)作物產(chǎn)量以及質(zhì)量水平而且鉀肥在這其中起到的功效和作用也是不可估量的。例如鉀肥不但可以使谷物的顆粒變得圓潤飽滿而且還會讓麻的纖維拉力增加，由于鉀肥的眾多優(yōu)點不但提高了茶葉和煙草的種植率而且質(zhì)量更是有了極大的提升，在果蔬方面鉀肥也可以使甘蔗、菠蘿和各種柑橘類水果的味道更加的清新甜美等等。其中最重要的是鉀肥可以極大地促進土豆和番薯的果實體積增加從而達到產(chǎn)量增大的目標。因此這類作物應(yīng)該多施鉀肥使得鉀肥的效用可以充的發(fā)揮出來。鉀肥還能促進栽培作物使其更加茁壯的成長，施用后可以使農(nóng)作物起到強壯其根莖增加抗倒伏能力，尤為重要的是它還可以增強農(nóng)作物的抵抗干旱寒冷寒以及預(yù)防疾病的能力REF_Ref72102331\r\h[2]。與磷元素相比鉀元素在土壤中的含量更為豐富，但能被動植物直接吸收的鉀元素相對比較還是稍微略顯不足。在農(nóng)作物成長的過程中的適量的施用鉀肥還可以起到促使吸收的氮使之快速而良好地將吸入的氮轉(zhuǎn)換成蛋白質(zhì)。所以，隨著氮肥和磷肥施用方法以及數(shù)量的逐步變大，鉀肥的施肥量必然需要相應(yīng)的增加。在當代工業(yè)行業(yè)以及化學(xué)工程等等諸多領(lǐng)域，在我國諸多鉀鹽工業(yè)生產(chǎn)過程當中鉀一直有著不可替代的重要作用，它可以當做主要輔助化學(xué)料原材料由此可見其在現(xiàn)代工業(yè)當中廣泛的應(yīng)用前景。而鉀在我們的生活當中也有著不可替代的作用，比如氯酸鉀可以用作與制造各種火柴以及它還是火藥的主要化學(xué)原料之一；此外在我們國家的高壓冶金工業(yè)當中，鉀還可以用來當做高壓煉鋁廠的助溶劑，如印染等光敏金屬復(fù)合材料、熒光傳輸劑等。在其他應(yīng)用領(lǐng)域當中，氯化鉀也可以在軍事上用作消焰劑它也在中國醫(yī)學(xué)中被廣泛用作利尿劑我們還可以用氯化鈉代替制成低鉀鹽從而達到降血壓的效果。也可用于治療各種疾病從而引起的低鉀血癥。世界上95%以上的鉀鹽產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和肥料領(lǐng)域。結(jié)合當?shù)氐耐寥?、氣候和環(huán)境條件以及各種作物的種類還有數(shù)量，每年按一定比例施用氮、磷、鉀肥對提高作物單個面積的生長速度和產(chǎn)量非常重要。一般可以按照N:P2O5:K2O來精確計算各種肥料中的有效培養(yǎng)物質(zhì)含量。截至目前為止根據(jù)調(diào)查中國鉀肥利用率大概在1:0.28:0.1，而同時世界上的利用率為1:0.47:0.4，說明這條數(shù)據(jù)可以說明中國鉀肥在世界上的利用率還是有著相當明顯的差距而這一現(xiàn)象進一步說明了鉀肥在中國的需求量還是很大的。到目前為止中國一直是歷史上重要的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中心。每年中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的氯化鉀和鉀肥種類還有數(shù)量繁多。然而，我國鉀肥生產(chǎn)資源和物質(zhì)儲備嚴重短缺除了依賴國內(nèi)每年生產(chǎn)所需的大量鉀肥外，根據(jù)實際生產(chǎn)情況可能還需要從中國以外進口大量的氯化鉀。因此以中國國內(nèi)鉀資源為根本，因勢利導(dǎo)，努力研究更好的氯化鉀生產(chǎn)方法具有舉足輕重的重要的研究意義。目前，中國的磷酸鉀資源資源開發(fā)利用主要是鹵水中的鉀類磷酸鈣資源，在這當中其中大部分主要集中在青海省柴達木盆地。鉀作為多種作物所需營養(yǎng)的三大基本元素之一，也是各種作物中60多種磷酸鈣和酶的有機活化劑對作物光合作用、呼吸作用等功能的生理調(diào)節(jié)和促進，以及糖類的運動，淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)營養(yǎng)的綜合利用等都有著及其重要的作用。中國東北部冬小麥主要產(chǎn)區(qū)黃淮海平原分布著約170萬噸砂質(zhì)濕潤潮土，由于其質(zhì)地輕、肥力薄、淋溶肥和速效鉀等礦物質(zhì)含量低，在冬小麥上施用鉀肥將對提高農(nóng)田產(chǎn)量和利用率產(chǎn)生顯著效果。尤其是近幾年來，隨著我國土壤鉀肥施用數(shù)量和種類的減少土壤鉀素供需緊張。所以，施用鉀肥已發(fā)展成為該地區(qū)培育農(nóng)田土壤、實現(xiàn)農(nóng)作物生長和增產(chǎn)的重要科技手段。中國的鉀肥工業(yè)最早開始于1958年，而在中國的鉀肥行業(yè)當中青海鹽湖工業(yè)有限公司曾是重要代表。該公司經(jīng)過60多年的艱苦探索、研究和自主創(chuàng)新建成了一批科技先進、產(chǎn)品種類多樣、鉀肥規(guī)?；途C合利用的綠色可再生循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)示范基地，形成了一批在國際上相比也具有相當競爭力的中國鉀肥基地。鉀肥生產(chǎn)能力一度達到了500萬噸/a，成為了全國第一全球第四；同時還開發(fā)并掌握了從高鎂鋰比的鹽湖鹵水中提取鋰的獨特工業(yè)技術(shù)。年產(chǎn)1萬噸級裝置達到生產(chǎn)和質(zhì)量指標年產(chǎn)2萬噸級裝置建設(shè)成功。2018年全國鋰行業(yè)排名第四；引用了國外世界級的先進鹵水電解法制備金屬鎂的方法和技術(shù)，建成了全球最大的年產(chǎn)10萬噸的金屬鎂設(shè)備。60幾年來我國大型鉀肥農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工企業(yè)發(fā)展迅速，實現(xiàn)了我國鉀肥生產(chǎn)資源的多種高效綜合利用。4氯化鉀的工業(yè)質(zhì)量標準氯化鉀系列產(chǎn)品相關(guān)國家標準GB6549-2011中的主要技術(shù)指標請參見表1。表1氯化鉀國家標準Table1

National

standard

for

potassium

chloride項目Ⅰ類Ⅱ類優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品氯化鉀（KCl）質(zhì)量分數(shù)

≥62.060.058.060.057.055.0水分（H2O）質(zhì)量分數(shù)

≤2.02.02.02.04.06.0鈣鎂含量（Ca+Mg）質(zhì)量分數(shù)

≤---氯化鈉（NaCl）質(zhì)量分數(shù)

≤1.22.04.0---水不溶物質(zhì)量分數(shù)

≤---1.2自然環(huán)境條件1.2.1察爾汗鹽湖的地理條件在青海省格爾木市柴達木盆地的東南方向就是我們國家的察爾汗鹽湖。該地區(qū)地勢平坦開闊。因為地表鹽堿化使植物的生長環(huán)境變差直接導(dǎo)致地表植被減少。察爾汗鹽湖地區(qū)的鹵水資源是目前中國發(fā)現(xiàn)的最大儲量。而其中氯化鉀是該地鹵水的主要成分之一以及含有一些其他鹽，如鈉鹽和鎂鹽。因此察爾汗鹽湖的資源儲備量依然是及其可觀的。在中國可用于生產(chǎn)氯化鉀的原料數(shù)量仍然很大。1.2.2察爾汗鹽湖的氣候條件察爾汗鹽湖地處中國西北部地區(qū)氣候和水文環(huán)境相對來說仍然還是會比較嚴峻。該地區(qū)屬于典型的大陸性氣候而此類地區(qū)氣候最主要的特征之一就是年平均降雨量小而水分蒸發(fā)的數(shù)量多直接造成該地特別干旱。再加上青海省的海拔偏高,日照時間也變長與之伴隨著較大的輻射,還有一個原因是晝夜之間的溫差比較大這對生產(chǎn)氯化鉀也有一定的影響。由于這個湖區(qū)的天氣和自然環(huán)境條件都是及其惡劣的,植物根本難以存活從而加導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境的惡化,因此我們在資源開采和生產(chǎn)過程中也同樣要注意維護對生態(tài)環(huán)境。1.2.3青海省察爾汗鹽湖資源概況截至目前中國發(fā)現(xiàn)鹵水資源量最大的地區(qū)是察爾汗鹽湖地區(qū)。而其中氯化鉀是該地鹵水的主要成分之一以及含有一些其他鹽，如鈉鹽和鎂鹽。因此察爾汗鹽湖的資源儲量仍然相當可觀。在中國可用于生產(chǎn)氯化鉀的原料數(shù)量仍然很大。而在我國鹽湖資源非常豐富且資源儲備充足的地區(qū)主要有鉀鹽礦床，察爾汗鹽湖，昆特依、和馬海等REF_Ref72103415\r\h[3]。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)察爾汗地區(qū)的鉀鹽在世界范圍內(nèi)儲量還是很大。該怎樣更加高效的開采并且產(chǎn)出更高品質(zhì)的鹽產(chǎn)品需要很多的科研人員的共同努力，并且改進工藝流程增加產(chǎn)品的產(chǎn)量并極大的緩解我國鉀肥市場的一些壓力。1.2.4環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀由于該地在近20年來不停的進行自然資源利用、開發(fā)和生產(chǎn)，導(dǎo)致察爾汗鹽湖出現(xiàn)了很大面積的嚴重環(huán)境污染，而其主要原因在于沒有按合理的規(guī)定排放尾鹵造成該地區(qū)污染還有由于幾年前采用的選礦技術(shù)相對落后也同樣造成了鹽湖的污染。另一間接原因是，在浮選法制備氯化鉀的過程中使用了一些浮選藥劑，這些浮選藥劑對鹽湖地區(qū)的自然環(huán)境與地理環(huán)境也同樣造成了嚴重污染。1.3文獻綜述經(jīng)過詳細的查閱資料發(fā)現(xiàn)與其他國家相比較我們國家農(nóng)產(chǎn)品需求明顯大于別國從而直接導(dǎo)致我國的農(nóng)作物生長對肥料的需求也在逐步遞增當中。而在眾多肥料當中鉀肥因其明顯增產(chǎn)的優(yōu)勢相當明顯而得到廣泛應(yīng)用。目前在我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)肥料的生產(chǎn)當中主要使用的氯化鉀肥料還包括、磷鎂硫酸鉀肥料和磷硅酸鹽肥料它們是由各種不溶性鉀礦物混合而成的。鉀肥眾多使用種類當中，氯化鉀擁有絕對的優(yōu)勢將近占到92%左右。而它之所以有此現(xiàn)象的原因在于：1.由于生產(chǎn)所需的原料主要來源于鹽湖鹵水，所以原料資源是相當?shù)呢S富的。2.經(jīng)查閱文獻發(fā)現(xiàn)有很多種方法可以生產(chǎn)制造氯化鉀而且這些方法的生產(chǎn)工藝流程趨近于成熟，最重要的是其加工成本低廉。3.氯化鉀由于其相當明顯的優(yōu)勢使其制成的肥料能使作物增產(chǎn)，間接導(dǎo)致農(nóng)民收入增加。4.氯化鉀雖然是產(chǎn)品，但也可以作為制作其他鉀肥的原料。因此氯化鉀的市場需求仍處于緊張狀態(tài)。如何開發(fā)出更高產(chǎn)量和質(zhì)量的氯化鉀產(chǎn)品是一個務(wù)必解決的問題。截至目前我們國家氯化鉀生產(chǎn)過程當中主要遇到以下幾個問題：1.我國鉀鹽資源與資源總量相比還是相當小的，且儲量也比較少；2.鹽湖鹵水資源具有地域性它僅在西北地區(qū)豐富但鹽湖鹵水的綜合利用率并不可觀；3.尤于青海省植被少生態(tài)環(huán)境脆弱而氯化鉀生產(chǎn)過程中恰恰會排放廢棄老鹵，對生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞。青海省察爾汗鹽湖地區(qū)是我國勘探和調(diào)查發(fā)現(xiàn)的諸多鹽湖中液體和固體鉀鹽平均儲量最大的一個大鹽湖。其年平均鉀鹽儲量可達數(shù)億噸約占目前全國資源儲量總量的97%上下，暫時極大的緩解了我國鉀鹽資源匱乏所帶來的壓力。青海鹽業(yè)集團生產(chǎn)鉀鹽已有40多年的歷史。經(jīng)過不斷的探究和發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟基礎(chǔ)設(shè)施也有了很大的改善。因此我國氯化鉀的生產(chǎn)不斷挺進向前也很大程度鼓勵了大量科研人員探索更先進的生產(chǎn)方法和工藝。參考文獻亓昭英,商立朋,杜雙江,等.CurrentOperationStatusandFutureDevelopmentProposalsofPotassiumFertilizerIndustryinChina%中國鉀鹽(肥)行業(yè)運行現(xiàn)狀及未來發(fā)展建議[J].化肥工業(yè),2017,044(005):59-64.陳杭芳,何積秀.鉀肥對水稻生長的影響[J].浙江