鹽湖鉀鹽資源現狀及提鉀工藝技術的進展

朱振光

五礦鹽湖有限公司，青海西寧 810000

在工農業的生產中，鉀鹽都是重要的生產原料，根據預測，我國在2020年前后，對鉀肥的需求量將達到1800萬t左右，但我國目前的鉀肥產量無法滿足實際的生產需要。我國擁有眾多的鹽湖，在青海、新疆、內蒙古以及西藏地區，鹽湖的數量更是達到了1500個以上，在鹽湖中蘊藏這大量的鉀鹽資源。目前，也已經在青海以及新疆地區建立了生產鉀肥基地，并在提鉀技術工藝方面取得了重大突破。然而我國的鉀鹽產量還遠不足以實現自給自足的目標，因此，必須加大對鹽湖鉀鹽資源的開發利用力度，并積極借鑒國內外的先進技術，在目前相對成熟的硫酸鹽類以及氯化物類鉀鹽提取技術的基礎上進行技術創新，研發出更加先進的碳酸鹽類鉀鹽的提鉀技術，以提高我國的鉀肥產量，為我國的工農業生產提供更加充足的資源保障。

1 目前國內鹽湖鉀鹽資源的現狀分析

我國的鉀鹽資源主要屬于陸相鹽湖類型鉀鹽，在青海以及新疆地區的現代鹽湖中有廣泛的分布，目前探明的資源儲量大約為10億t左右。青海的柴達木盆地是主要的蘊藏區之一，其中，包括察爾汗鹽湖在內的現代鹽湖11個，其鉀鹽資源儲量大約為7億t。而在新疆地區的羅布泊鹽湖中目前已探明的儲量大約為2.5億t左右。在西藏地區的現代鹽湖中，已探明的鉀鹽儲量大約在0.5億t左右。此外，在我國的內蒙古地區、云南部分低于以及湖北的潛江地區也有鉀鹽資源的少量分布。

1.1 察爾汗鹽湖的分布以及資源現狀

青海地區的察爾汗鹽湖是我國鉀鹽資源的主要蘊藏區，其地處柴達木盆地的中心區域，與格爾木市相距60km，南北寬度為20～40km，而東西向的長度則達到了約170km，鹽湖的面積為5800km2左右。在該湖區范圍內主要包括四大區段，察爾汗則是該鹽湖幾個區段的總稱。

察爾汗鹽湖的鉀鹽資源主要是液體鉀鹽，同時也有少量固體鉀鹽存在，另外還有多種元素伴生，是一個綜合性比較強的鉀鹽礦床。目前，探明的液相鉀鹽資源的表內儲量達到了約1.5億t，而表外儲量則約為1億t。此外，固相鉀鹽資源的表內儲量雖然只有0.2億t左右，但是其表外儲量卻達到了2.7億t左右。該鹽湖的KCl資源的總儲量為5.4億t左右。同時察爾汗鹽湖中的液體鉀鹽礦主要包括湖水、孔隙和晶間鹵水這3大類，而晶間鹵水是其礦藏的主要形式。此外，還存在鉀石鹽以及光鹵石等固相鉀鹽，但是由于其分布過于分散，而且品位比較低，礦層也比較薄，所以仍以對晶間鹵水的開采作為鉀鹽的主要生產方式。

1.2 羅布泊鹽湖的分布以及資源現狀

新疆地區的羅布泊鹽湖地處塔里木盆地的東北方向。該鹽湖的總面積大約為1萬km2，其東西方向的長度約為90km，而南北方向的長度大約是115km。

新疆羅布泊鹽湖中的鉀鹽資源同樣主要的液相鉀鹽，此外也存在固相鉀鹽以及鈣芒硝、固體石鹽等伴生礦資源。該鹽湖中已探明的KCl鉀鹽儲量大約是2.5億t。在該鹽湖的液體礦中，鉀是主要成分，另外還有硼、鋰、鎂以及鈉等元素成分。晶間鹵水是該礦床中富鉀鹵水的主要賦存形式，而鉀鹽鎂礬則是其固相鉀鹽的主要表現形式，固相鉀鹽的儲量比較少，因此，在羅布泊地區的鉀鹽生產也主要是對晶間鹵水進行開采利用。

1.3 扎布耶鹽湖的分布以及資源現狀

現代鹽湖發育豐富的另一重要地區是我國的西藏地區，其擁有的鹽湖數量達到了340個以上，而鹽湖中蘊藏的鉀鹽礦床到目前為止是35個，鉀鹽資源的儲量大約在4700萬t左右。其中扎布耶鹽湖是西藏地區比較有代表性的鹽湖之一，其鉀鹽資源主要以碳酸鹽類型為主。西藏地區的鹽湖開發也將成為我國鉀鹽資源的重要補充來源。

2 鹽湖鉀鹽資源提鉀工藝技術的進展

2.1 察爾汗鹽湖鉀鹽資源的提鉀工藝

在青海的察爾汗鹽湖中，其液體鉀鹽礦的成分中含有晶間鹵水、表面鹵水以及孔隙鹵水這幾種，同時其鉀鹽形式也包括了氯化物和硫酸鹽類等多種類型，成分十分復雜。在進行提鉀生產時，主要是根據其成分以氯化物為主的特點，通過鹽田相分離的提鉀技術來生產鉀混鹽。

晶間鹵水是察爾汗鹽湖鉀鹽生產的主要原料。首先是利用采鹵溝以及輸鹵渠將鹵水運送到曬池中，然后通過2步曬制使氯化鈉被蒸發析出，達到光鹵石的飽和狀態。再通過調節池對鹵水進行控制調節，最后飽和鹵水進入結晶池內進行光鹵石的結晶，而尾鹵則通過尾鹵管向外排出。光鹵石則需要在工廠中進行進一步的加工。

在青海察爾汗鹽湖的生產基地中，目前已經發展出了多種利用光鹵石進行氯化鉀生產的技術工藝，其中包括反浮選與冷結晶相結合的提鉀技術，以及冷分解、浮選與兌鹵法相結合的提鉀技術等。其中，反浮選與冷結晶相結合是該生產基地最具代表性的提鉀技術。加工企業采用反浮選技術對鹽田結晶后形成的光鹵石進行選礦，從而獲得低鈉光鹵石。再對低鈉光鹵石進行控速分解，就可以獲得氯化鉀粗顆粒。這一生產過程在常溫條件下就可以正常進行。然后再對氯化鉀粗顆粒進行干燥分離，并進行包裝，氯化鉀產品就完成了。

隨著技術的不斷發展，青海鹽湖鉀鹽生產基地還研發出了對固體鉀礦采用浸泡溶解的提鉀技術，實現了對固體鉀礦的開發利用。浸泡溶解提鉀技術主要采用的溶劑是淡水或者不飽和的食鹽水，通過地表漫灌方式對埋深在0～3m以內的固體鉀礦層進行自然溶解及溶采。通過這一轉化方式，其溶出液中的氯化鉀含量能夠達到約1.3%的平均水平，實現了對固體低品位鉀鹽資源的開發利用，極大地提高了鉀鹽的提鉀技術水平。

2.2 羅布泊鹽湖鉀鹽資源的提鉀工藝

在新疆的羅布泊鹽湖的鉀鹽生產中，由于其鹵水主要為硫酸鎂亞型，這一特征為從鹽田直接獲取鉀鹽鎂礬以及軟鉀鎂礬的混合鹽提供了便利。由于鉀鹽在其鹵水在蒸發結晶過程需要較長的時間才能析出，因此在混鹽中的含量會相對較低。所以，羅布泊基地根據這一特點將兌鹵法結合到了結晶技術工藝中。在結晶過程中，鹵水成分點被控制于軟鉀鎂礬這一相區的中間，這樣就可以從光鹵石以及鉀鹽鎂礬中分別析出鉀，之后再通過工廠的加工，采用冷分解以及浮選技術對鉀鹽鎂礬進行轉化，從而獲得KCl。再對KCl進行進一步的復分解反應，就可以完成硫酸鉀產品的生產了。

2.3 扎布耶鹽湖鉀鹽資源的提鉀工藝

由于扎布耶鹽湖的鉀鹽資源主要為碳酸鹽類型，而我國在這方面的提鉀技術還不完善，需要進一步積累經驗，并進行技術研發。目前，在生產加工中主要是通過鹽田曬池對鹵水進行蒸發濃縮，促使富鉀鹵水形成。然后在加工廠中通過堿石法對鹵水進行加工濃縮，并完成氯化鉀產品的生產加工。根據扎布耶的鹵水特點以及季節特征，鉀石鹽在冬季需要較長的析出時間，而在夏季則是鉀芒硝需要更長的析出時間。所以，在生產過程中主要是利用鉀鹽的這一特點，采取分階段的方式來進行鉀鹽的制取。

由于扎布耶鹽湖的碳酸型鹵水中并不含有鎂元素，鉀混鹽在進行天然蒸發時更靠近鉀芒硝的飽和點。因此，在蒸發溫度為25℃時，首先析出的是NaCl，其后鉀芒硝將被析出，KCl則是第三個析出的固相。由于析出的固相成分中含有鉀芒硝、NaCl以及KCl這3種主要成分，因此這一析出過程也被稱作二次混鹽過程。然后在加工工廠中對混鹽采用兩段轉化的提鉀技術來完成硫酸鉀的生產加工。在提鉀過程中要合理控制加工溫度。由于野外鹽湖的溫度以及加工條件具有很多的不確定性因素，因此，為了提鉀技術進行進一步的改進和創新，才能保證轉化過程的穩定高效。

3 結語

我國擁有大量的鹽湖資源，而且鹽湖類型也十分豐富。目前我國在開發利用鹽湖的鉀鹽資源方面已經取得了重要的進展，不僅在青海以及新疆地區建立了鉀肥的生產基地，而且其他的鹽湖開發項目也在陸續的建設過程中。在提鉀的工藝技術方面，我國目前在硫酸鹽類以及氯化物類鹽湖鉀鹽資源的提鉀工藝相對成熟，鉀鹽的生產能力在不斷提高。但未來還需要繼續加大對碳酸鹽類鉀鹽資源提鉀工藝技術的研發力度，不斷改進并創新提鉀工藝技術，積極運用新型的制鹵工藝，與現有的提取技術相結合，對鹽湖資源進行綜合性的開發利用，以降低鉀鹽生產基地的建設成本，提高生產效率和產量，全面提高我國的鉀鹽生產水平，為我國的工農業生產提供更加可靠的資源工藝。