盐湖钾盐资源现状及提钾工艺技术的进展

朱振光

五矿盐湖有限公司，青海西宁 810000

在工农业的生产中，钾盐都是重要的生产原料，根据预测，我国在2020年前后，对钾肥的需求量将达到1800万t左右，但我国目前的钾肥产量无法满足实际的生产需要。我国拥有众多的盐湖，在青海、新疆、内蒙古以及西藏地区，盐湖的数量更是达到了1500个以上，在盐湖中蕴藏这大量的钾盐资源。目前，也已经在青海以及新疆地区建立了生产钾肥基地，并在提钾技术工艺方面取得了重大突破。然而我国的钾盐产量还远不足以实现自给自足的目标，因此，必须加大对盐湖钾盐资源的开发利用力度，并积极借鉴国内外的先进技术，在目前相对成熟的硫酸盐类以及氯化物类钾盐提取技术的基础上进行技术创新，研发出更加先进的碳酸盐类钾盐的提钾技术，以提高我国的钾肥产量，为我国的工农业生产提供更加充足的资源保障。

1 目前国内盐湖钾盐资源的现状分析

我国的钾盐资源主要属于陆相盐湖类型钾盐，在青海以及新疆地区的现代盐湖中有广泛的分布，目前探明的资源储量大约为10亿t左右。青海的柴达木盆地是主要的蕴藏区之一，其中，包括察尔汗盐湖在内的现代盐湖11个，其钾盐资源储量大约为7亿t。而在新疆地区的罗布泊盐湖中目前已探明的储量大约为2.5亿t左右。在西藏地区的现代盐湖中，已探明的钾盐储量大约在0.5亿t左右。此外，在我国的内蒙古地区、云南部分低于以及湖北的潜江地区也有钾盐资源的少量分布。

1.1 察尔汗盐湖的分布以及资源现状

青海地区的察尔汗盐湖是我国钾盐资源的主要蕴藏区，其地处柴达木盆地的中心区域，与格尔木市相距60km，南北宽度为20～40km，而东西向的长度则达到了约170km，盐湖的面积为5800km2左右。在该湖区范围内主要包括四大区段，察尔汗则是该盐湖几个区段的总称。

察尔汗盐湖的钾盐资源主要是液体钾盐，同时也有少量固体钾盐存在，另外还有多种元素伴生，是一个综合性比较强的钾盐矿床。目前，探明的液相钾盐资源的表内储量达到了约1.5亿t，而表外储量则约为1亿t。此外，固相钾盐资源的表内储量虽然只有0.2亿t左右，但是其表外储量却达到了2.7亿t左右。该盐湖的KCl资源的总储量为5.4亿t左右。同时察尔汗盐湖中的液体钾盐矿主要包括湖水、孔隙和晶间卤水这3大类，而晶间卤水是其矿藏的主要形式。此外，还存在钾石盐以及光卤石等固相钾盐，但是由于其分布过于分散，而且品位比较低，矿层也比较薄，所以仍以对晶间卤水的开采作为钾盐的主要生产方式。

1.2 罗布泊盐湖的分布以及资源现状

新疆地区的罗布泊盐湖地处塔里木盆地的东北方向。该盐湖的总面积大约为1万km2，其东西方向的长度约为90km，而南北方向的长度大约是115km。

新疆罗布泊盐湖中的钾盐资源同样主要的液相钾盐，此外也存在固相钾盐以及钙芒硝、固体石盐等伴生矿资源。该盐湖中已探明的KCl钾盐储量大约是2.5亿t。在该盐湖的液体矿中，钾是主要成分，另外还有硼、锂、镁以及钠等元素成分。晶间卤水是该矿床中富钾卤水的主要赋存形式，而钾盐镁矾则是其固相钾盐的主要表现形式，固相钾盐的储量比较少，因此，在罗布泊地区的钾盐生产也主要是对晶间卤水进行开采利用。

1.3 扎布耶盐湖的分布以及资源现状

现代盐湖发育丰富的另一重要地区是我国的西藏地区，其拥有的盐湖数量达到了340个以上，而盐湖中蕴藏的钾盐矿床到目前为止是35个，钾盐资源的储量大约在4700万t左右。其中扎布耶盐湖是西藏地区比较有代表性的盐湖之一，其钾盐资源主要以碳酸盐类型为主。西藏地区的盐湖开发也将成为我国钾盐资源的重要补充来源。

2 盐湖钾盐资源提钾工艺技术的进展

2.1 察尔汗盐湖钾盐资源的提钾工艺

在青海的察尔汗盐湖中，其液体钾盐矿的成分中含有晶间卤水、表面卤水以及孔隙卤水这几种，同时其钾盐形式也包括了氯化物和硫酸盐类等多种类型，成分十分复杂。在进行提钾生产时，主要是根据其成分以氯化物为主的特点，通过盐田相分离的提钾技术来生产钾混盐。

晶间卤水是察尔汗盐湖钾盐生产的主要原料。首先是利用采卤沟以及输卤渠将卤水运送到晒池中，然后通过2步晒制使氯化钠被蒸发析出，达到光卤石的饱和状态。再通过调节池对卤水进行控制调节，最后饱和卤水进入结晶池内进行光卤石的结晶，而尾卤则通过尾卤管向外排出。光卤石则需要在工厂中进行进一步的加工。

在青海察尔汗盐湖的生产基地中，目前已经发展出了多种利用光卤石进行氯化钾生产的技术工艺，其中包括反浮选与冷结晶相结合的提钾技术，以及冷分解、浮选与兑卤法相结合的提钾技术等。其中，反浮选与冷结晶相结合是该生产基地最具代表性的提钾技术。加工企业采用反浮选技术对盐田结晶后形成的光卤石进行选矿，从而获得低钠光卤石。再对低钠光卤石进行控速分解，就可以获得氯化钾粗颗粒。这一生产过程在常温条件下就可以正常进行。然后再对氯化钾粗颗粒进行干燥分离，并进行包装，氯化钾产品就完成了。

随着技术的不断发展，青海盐湖钾盐生产基地还研发出了对固体钾矿采用浸泡溶解的提钾技术，实现了对固体钾矿的开发利用。浸泡溶解提钾技术主要采用的溶剂是淡水或者不饱和的食盐水，通过地表漫灌方式对埋深在0～3m以内的固体钾矿层进行自然溶解及溶采。通过这一转化方式，其溶出液中的氯化钾含量能够达到约1.3%的平均水平，实现了对固体低品位钾盐资源的开发利用，极大地提高了钾盐的提钾技术水平。

2.2 罗布泊盐湖钾盐资源的提钾工艺

在新疆的罗布泊盐湖的钾盐生产中，由于其卤水主要为硫酸镁亚型，这一特征为从盐田直接获取钾盐镁矾以及软钾镁矾的混合盐提供了便利。由于钾盐在其卤水在蒸发结晶过程需要较长的时间才能析出，因此在混盐中的含量会相对较低。所以，罗布泊基地根据这一特点将兑卤法结合到了结晶技术工艺中。在结晶过程中，卤水成分点被控制于软钾镁矾这一相区的中间，这样就可以从光卤石以及钾盐镁矾中分别析出钾，之后再通过工厂的加工，采用冷分解以及浮选技术对钾盐镁矾进行转化，从而获得KCl。再对KCl进行进一步的复分解反应，就可以完成硫酸钾产品的生产了。

2.3 扎布耶盐湖钾盐资源的提钾工艺

由于扎布耶盐湖的钾盐资源主要为碳酸盐类型，而我国在这方面的提钾技术还不完善，需要进一步积累经验，并进行技术研发。目前，在生产加工中主要是通过盐田晒池对卤水进行蒸发浓缩，促使富钾卤水形成。然后在加工厂中通过碱石法对卤水进行加工浓缩，并完成氯化钾产品的生产加工。根据扎布耶的卤水特点以及季节特征，钾石盐在冬季需要较长的析出时间，而在夏季则是钾芒硝需要更长的析出时间。所以，在生产过程中主要是利用钾盐的这一特点，采取分阶段的方式来进行钾盐的制取。

由于扎布耶盐湖的碳酸型卤水中并不含有镁元素，钾混盐在进行天然蒸发时更靠近钾芒硝的饱和点。因此，在蒸发温度为25℃时，首先析出的是NaCl，其后钾芒硝将被析出，KCl则是第三个析出的固相。由于析出的固相成分中含有钾芒硝、NaCl以及KCl这3种主要成分，因此这一析出过程也被称作二次混盐过程。然后在加工工厂中对混盐采用两段转化的提钾技术来完成硫酸钾的生产加工。在提钾过程中要合理控制加工温度。由于野外盐湖的温度以及加工条件具有很多的不确定性因素，因此，为了提钾技术进行进一步的改进和创新，才能保证转化过程的稳定高效。

3 结语

我国拥有大量的盐湖资源，而且盐湖类型也十分丰富。目前我国在开发利用盐湖的钾盐资源方面已经取得了重要的进展，不仅在青海以及新疆地区建立了钾肥的生产基地，而且其他的盐湖开发项目也在陆续的建设过程中。在提钾的工艺技术方面，我国目前在硫酸盐类以及氯化物类盐湖钾盐资源的提钾工艺相对成熟，钾盐的生产能力在不断提高。但未来还需要继续加大对碳酸盐类钾盐资源提钾工艺技术的研发力度，不断改进并创新提钾工艺技术，积极运用新型的制卤工艺，与现有的提取技术相结合，对盐湖资源进行综合性的开发利用，以降低钾盐生产基地的建设成本，提高生产效率和产量，全面提高我国的钾盐生产水平，为我国的工农业生产提供更加可靠的资源工艺。