中国青少年报采访者吕Shirley、冀泽、骆晓飞,国际信资集团罗钾硫酸钾产品纯度达到97%上述

盐湖有“无机盐宝库”之称,提钾之后卤水中伴生资源丰富。近年来,青海先后启动盐湖资源综合利用一期、二期和金属镁一体化项目等重点建设项目,推动盐湖资源形成“资源-产品-再生资源”的循环利用模式。

从今天的国际钾肥市场格局而言,中国硫酸钾企业——尤其是中国资源型硫酸钾企业的发展可以说是一枝独秀。但从资源角度讲,新疆罗布泊盐湖卤水化学组成与世界上其他盐湖有很大的不同,没有任何成熟的技术可供借鉴,加上自然环境恶劣,基础设施几乎为空白,开发难度非常大。面对困难,国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司的创业者根据罗布泊盐湖资源的特点,因地制宜,自主创新,开发出了一套适合罗布泊资源特点的工艺技术。这标志着中国资源型硫酸钾从无到有,并在技术水平上走在世界前列。

钾肥被称为“粮食的粮食”。青海盐湖工业股份有限公司总工程师王石军介绍说,随着盐湖自主研发的“反浮选冷结晶”工艺和水采船采输光卤石矿等技术取得突破,钾肥的产量和品质大幅提升。目前察尔汗钾资源利用率由过去不足30%提高至70%以上,产品品位由不足90%提高到95%以上。

罗布泊盐湖分为7个卤水含矿层,包括1个潜水层和6个承压水层,厚度在2~160米。
潜水层卤水所占比例较大,且孔隙度较大,轻易开采利用,故目前富钾卤水一般来自潜水层,厚度在2~45米,属晶间卤水,年采卤量约4.5亿方。国投罗钾硫酸钾生产的第一步就是通过采卤泵站抽出卤水,由输卤渠送至盐田晒矿,随后将原卤注入盐田后进行日晒自然蒸发。国投在晒矿中采用四级盐池分阶段结晶,年光卤石和钾混盐晒矿量约2000万吨。

记者调查发现,察尔汗盐湖的钾肥产量800万吨,占到了国产量的85%以上,有力支撑了我国的钾肥自给,保障了国家粮食安全。

据了解,依托自行研发的硫酸钾生产工艺,国投罗钾硫酸钾产品纯度达到97%以上,钾离子总回收率达到50%,每吨产品耗水量不到7吨淡水。而其硫酸钾生产工艺主要分为采输卤工艺、盐田晒矿工艺、矿物采输工艺、矿物加工工艺及产品包装五部分。

记者在位于青藏高原腹地的察尔汗盐湖看到,整齐划一的盐田碧波荡漾、水天一色、如梦如幻,采盐船漂浮在盐田中像联合收割机一样在进行采收作业。记者了解到,这里已经成为我国最大、世界第四的钾肥生产基地。

而据姚莫白介绍,国投罗钾产品包装车间共有10条自动包装生产线,年包装量150万吨以上,包装的成品经公路或铁路运输至全国各中转站或客户手中。“国投罗钾自建包装袋生产厂,一方面支持公司实现生产全流程‘自给自足’,另一方面也为地方解决了部分就业难题,实现了企业和社会的双赢。”

卤水通过太阳能分级蒸发,第一级析出氯化钠,用于制取碱化工系列产品;第二级形成含钾光卤石,用于生产钾系列产品;第三级蒸发形成水氯镁石,是金属镁、镁阻燃剂和镁建材的主要原料;第四级蒸发出碳酸锂、金属锂等锂电池材料的生产原料,而最后形成的尾卤通过固体钾矿溶解转化工艺又回到了盐田。

针对罗布泊盐湖的独特性,罗钾人创造性地解决了这些难题。在近期召开的一场钾盐钾肥技术交流会上,国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司总经理助理姚莫白介绍了国投罗钾开发罗布泊过程中采取的创新手段。他介绍说:“为避免地下卤水兑卤结盐,我们采取了深部、分层钻井采卤新技术,通过数值模拟分配调节各井开采量,有效控制地下卤水流场,使地下卤水被虚拟为像固体矿一样的区块‘依次有序’采出。而为了提高盐田含钾矿物品位,国投罗钾采用软钾镁矾加工技术,加入一定量老卤调整卤水体系点,采取盐田分散高效兑卤,改变蒸发结晶路线,缩短了钾盐结晶路线。并且采用加水转化方法,将含钾矿物均转化为软钾镁矾,选用特效捕收剂,针对单一矿物进行浮洗,选矿效率及浮选产品品位大幅提高。”

从盐湖中的卤水开始,青海用科技创新驱动盐湖资源绿色、梯级开发,逐步搭建起从单一钾肥开发到盐湖化工、能源化工、有色金属、新能源、新材料等多产业耦合发展的循环产业模式。

盐田中原料的采收分为旱采、旱运和水采、水运两种方式。旱采旱运方式是卤水晒制成矿石后,将卤水排干,用铲车或挖掘机把矿石收集成堆,再装车运送至生产车间。罗布泊120万吨钾盐项目主要采用水采方式采收矿物,目前共有12条水采机采收供矿,年采收钾混盐和光卤石矿量约1700万吨,旱采做为辅助方式进行配矿。
重点矿物加工工艺分为三个步骤,姚莫白说:“我们首先将光卤石矿物通过分解、浮选、过滤得到粗氯化钾
,然后将钾混盐矿物通过球磨、转化浮选、过滤得到软钾镁矾,最后将粗氯化钾及软钾镁矾洗涤过滤去除杂质后,物料进入结晶器进行二段转化生成硫酸钾。”

加拿大赫氏工程咨询公司澳大利亚籍专家格莱告诉记者,相比世界上其他大型盐湖,青海盐湖开发是绿色、循环经济的有益实践,将为世界提供盐湖开发新思路。

罗布泊盐湖总面积逾1万平方公里,已探明罗布泊钾盐资源量2.5亿吨,占全国钾盐资源量50%以上。但罗布泊盐湖跟其他国内外盐湖相比有以下特点:首先,罗布泊盐湖地下卤水层数多,埋藏深,不可能“渠采”,且易兑卤析盐堵塞地下通道;
其次,罗布泊的含钾硫酸镁亚型卤水中,钾离子的含量较低,硫酸根含量偏高,钾、硫比例严重失衡,难以得到高品质钾镁矾原料,且回收率低;第三,盐湖区酷热缺水、位置偏远,不可能得到钾石盐产品生产氯化钾,亦难有大量淡水分解光卤石生产氯化钾;第四,钾混盐硬度大、易结块,用采盐船采收国内外尚无先例;第五,氯化钾、软钾镁矾两种物料反应易分层、产品质量难控制,加上恶劣的环境和气候等因素,开发难度非常大。

在素有“聚宝盆”之称的柴达木盆地分布有30多个盐湖,其中,总面积5856平方公里的察尔汗盐湖是我国最大的可溶性钾镁盐矿床,其钠、镁、钾、锂的储量均居国内之首。

除了以上两点,姚莫白还补充到:“我们对蒸发路线合理分级,得到生产氯化钾产品的光卤石原料。采用特定卤水代替淡水,通过物理选矿方法,得到粗氯化钾,节约淡水资源。提高了硫酸钾转化收率,为常温或低温转化提供便利条件。设备方面,国投罗钾自主研发了国内第一台钾盐镁矾水采机,履带悬挂实现水陆两栖,可上岸检修,加压输送实现管道大块破碎。此外,还放大优化设计制造了国际同行业单体容量最大的上推下扬式混合结晶器,这套装置具有反应充分、效率高、结晶颗粒大且均匀等特点,解决了反应分层、产品粒度细及搅拌消泡等难题。”

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