西部地區(qū)無機鹽行業(yè)現(xiàn)狀與前景展望

胡久平

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730060）

西部地區(qū)無機鹽行業(yè)現(xiàn)狀與前景展望

胡久平

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730060）

中國的無機鹽原料礦產(chǎn)資源主要分布在中西部地區(qū)，西北地區(qū)的無機鹽資源優(yōu)勢主要體現(xiàn)在鹽湖資源上。介紹了察爾汗鹽湖和羅布泊鹽湖的資源；詳細敘述了鹽化工產(chǎn)業(yè)鏈；重點分析了鉀鹽、鈉鹽、鎂鹽資源的綜合開發(fā)。堅持綠色經(jīng)濟的發(fā)展理念和“資源—產(chǎn)品—再生資源”、“低開采—高利用—低排放”的發(fā)展目標。西北地區(qū)還有豐富的石油、天然氣、煤資源優(yōu)勢，可為發(fā)展西北地區(qū)無機鹽行業(yè)提供廉價、充足的能源。

鹽湖；鹵水；鉀；鈉；鎂

1 西部鹽湖資源

1.1 察爾汗鹽湖

察爾汗鹽湖是中國最大的天然鹽湖，是中國最大的可溶性鉀鎂鹽礦床。湖中蘊藏著極為豐富的鉀、鈉、鎂、硼、鋰、溴等自然資源，總儲量為600多億t，其中僅氯化鉀表內(nèi)儲量為5.4億t，占全國已探明儲量的97%；氯化鎂儲量為16.5億t，氯化鋰儲量為800萬t，氯化鈉儲量為426.2億t，均占全國首位。整個鹽湖潛在的開發(fā)價值超過12萬億元，是發(fā)展中國鹽化工業(yè)的戰(zhàn)略寶地［1］。

1.2 羅布泊鹽湖

羅布泊鹽湖鉀鹽儲量十分豐富，分布十分廣泛。初步探明羅布泊地區(qū)鉀鹽資源儲量達到2.99億t。據(jù)地質(zhì)專家測算，羅布泊鉀鹽資源的潛在價值超過5 000億元，完全具備成為中國最大鉀鹽生產(chǎn)基地的潛力。 羅布泊盆地聚集了50多億t的石鹽資源，其中氯化鉀、硫酸鉀和硝酸鉀等鉀鹽成分含量很高，平均要比察爾汗鉀鹽礦高出數(shù)倍［2］。

2 鹽化工產(chǎn)業(yè)鏈

鹽化工是指利用鹽或鹽鹵資源，加工成氯酸鈉、純堿、氯化銨、燒堿、鹽酸、氯氣、氫氣、金屬鈉，以及這些產(chǎn)品的進一步深加工和綜合利用的過程。其產(chǎn)業(yè)鏈見圖1。

圖1 鹽化工產(chǎn)業(yè)鏈

3 西部鹽湖資源綜合開發(fā)分析

3.1 鉀肥產(chǎn)品

硫酸鉀作為主要無氯鉀肥，同時具有鉀元素、硫元素雙重肥效。目前，全世界硫酸鉀的年消費量超過4.2×106t，主要生產(chǎn)于德國、比利時、美國等地，其中德國硫酸鉀產(chǎn)量近1.0×106t。中國近幾年硫酸鉀生產(chǎn)能力逐步上升，2006年生產(chǎn)能力達7.0×105t，但均是采用傳統(tǒng)的“以鉀換鉀”模式，生產(chǎn)工藝主要有“曼海姆法”、“芒硝法”等，而且生產(chǎn)規(guī)模較小，難以形成規(guī)模效益，產(chǎn)品價格隨KCl原料的波動變化較大，成本居高不下，此外，上述硫酸鉀生產(chǎn)工藝還具有能耗高、污染嚴重等缺點。

國投羅鉀公司鉀肥項目采用的是以鹽湖鹵水為原料，通過兌鹵人為改變原鹵水的結(jié)晶點和結(jié)晶路線，從而獲得較高產(chǎn)量和質(zhì)量的鉀混鹽及光鹵石鹽田產(chǎn)品，再經(jīng)過分解、轉(zhuǎn)化、浮選、結(jié)晶直接生產(chǎn)硫酸鉀的生產(chǎn)工藝，該工藝于2003年成功投料，完成工業(yè)性試驗。該項科研成果填補了中國直接采用鹽湖鹵水制取硫酸鉀生產(chǎn)工藝的空白，達到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平［3］。工藝流程圖如圖2所示。與國外傳統(tǒng)鹽湖鹵水生產(chǎn)工藝相比較，該工藝最大特點就是對鹽田產(chǎn)品進行合理分級，解決了生產(chǎn)硫酸鉀產(chǎn)品所需氯化鉀原料的問題，而且將工藝單次回收率指標從33.0%提高到58.0%。目前國投羅鉀公司已將該工藝成功運用于生產(chǎn)，2006年硫酸鉀產(chǎn)量已突破1.0×105t，為國內(nèi)單產(chǎn)能力最大的生產(chǎn)廠家。

圖2 生產(chǎn)硫酸鉀工藝流程圖

隨著鉀肥市場的不斷發(fā)展，硫基鉀鎂肥、農(nóng)用硝酸鉀、碳酸鉀等特種鉀肥急劇增加。國外大型鉀肥生產(chǎn)廠家在20世紀80年代基本上完成了鉀肥延伸產(chǎn)品的規(guī)劃和建設(shè)，如以色列死海工廠在1990年就已形成大規(guī)模綜合性鉀肥生產(chǎn)，開發(fā)了燒堿、硝酸鉀、磷鉀復(fù)合肥等鉀鹽系列產(chǎn)品。

3.2 鈉鹽

羅布泊鹽湖鹵水賦存有豐富的氯化鈉資源，經(jīng)過詳勘探明僅羅北凹地空隙度地質(zhì)儲量達3.07× 1010t。隨著一期1.2×106t鉀肥項目即將投產(chǎn)，每生產(chǎn)1 t硫酸鉀產(chǎn)品將副產(chǎn)12～20 t氯化鈉，亦即每年將生產(chǎn)（2.3～3.0）×107t氯化鈉副產(chǎn)品，而且其中部分氯化鈉質(zhì)量分數(shù)在96%左右，在鹽田現(xiàn)場經(jīng)過簡單加工，即能達到工業(yè)用鹽指標要求。對羅布泊鹽湖資源來說，如此巨量的氯化鈉副產(chǎn)品廢棄不用，既是一種浪費，也是一個發(fā)展包袱；鹽田的氯化鈉堆積愈來愈多，不僅縮短鹽田使用年限，而且占用羅布泊地區(qū)有限的黏土資源［3］。

3.2.1 制堿行業(yè)現(xiàn)狀

氯化鈉作為鹽化工的基礎(chǔ)原料，工業(yè)用鹽90%用于制堿，其次是PVC產(chǎn)品。目前，中國鹽湖鹵水在鈉鹽綜合開發(fā)方面，僅停留在直接生產(chǎn)食鹽、芒硝、元明粉等產(chǎn)品的階段，而其延伸產(chǎn)品（燒堿、純堿、硫化堿等）的開發(fā)明顯不足。隨著國家西部大開發(fā)力度不斷加大，制堿行業(yè)亦有較大發(fā)展。

燒堿是衡量國家或地區(qū)化工行業(yè)發(fā)展水平的基礎(chǔ)原料之一。中國的燒堿生產(chǎn)能力已突破1.0×107t／a，居世界第二位。2007年中國燒堿生產(chǎn)裝置擴能較多，燒堿總產(chǎn)量可達1.4×107t。國內(nèi)市場呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，其發(fā)展受到了能源、環(huán)境等方面的限制，加之規(guī)模不大，難以與美國、日本等發(fā)達國家抗衡，國際競爭實力不強。

3.2.2 開發(fā)燒堿、純堿聯(lián)產(chǎn)PVC產(chǎn)品

中國生產(chǎn)燒堿方法主要有隔膜法、離子膜法，這兩種工藝在技術(shù)上均已成熟。20世紀80年代引進離子膜法燒堿生產(chǎn)技術(shù)后，由于其具有純度高，質(zhì)量好等優(yōu)點，受到廠家的青睞，有逐步取代隔膜法燒堿工藝的趨勢。近幾年新增制堿工藝幾乎都是采用離子膜法生產(chǎn)工藝，而聯(lián)產(chǎn)的氯氣產(chǎn)品是生產(chǎn)PVC的必須原料。因此，在開發(fā)燒堿、純堿等鈉鹽產(chǎn)品時，建議聯(lián)產(chǎn)PVC產(chǎn)品。

3.3 鎂

3.3.1 鎂行業(yè)現(xiàn)狀

鎂作為地球表面最為豐富的金屬元素之一，在其他金屬趨于枯竭的今天，大力開發(fā)金屬鎂材料是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。1992年之前中國一直是鎂的進口國，1992年至今，生產(chǎn)能力迅速上升，產(chǎn)量居世界首位。其生產(chǎn)工藝大部分采用菱鎂礦為原料，經(jīng)高溫氯化制取煉鎂原料——氯化鎂；由于能耗大、成本高、嚴重污染環(huán)境等缺點，在國際市場上競爭力不強。而國際發(fā)展趨勢是利用鹽湖鹵水作原料制取無水氯化鎂，使得生產(chǎn)成本大幅度下降。以色列和約旦在死海大力發(fā)展鹽湖光鹵石煉鎂工業(yè)，掀起了世界鎂工業(yè)新技術(shù)革命；中國青海民和鎂廠利用察爾汗鹽田光鹵石，采用熔融電解法生產(chǎn)金屬鎂亦有近10 a的歷史，并取得了顯著的經(jīng)濟效益［3］。

3.3.2 鎂產(chǎn)品開發(fā)分析

羅布泊鹽湖儲存有超過1.1×1010t的氯化鎂和硫酸鎂資源，隨著1.2×106t/a鉀肥項目的投產(chǎn)，預(yù)計到2015年每年將有1.5×106t老鹵排放。若羅布泊鹽湖提鉀后老鹵不加以綜合利用或處理將影響鉀肥生產(chǎn)的正常運行，這樣不僅會造成鎂資源的巨大浪費，而且將對鹽湖鹵水資源造成嚴重污染［3］。

1）金屬鎂 無水氯化鎂是利用鹽湖鹵水電解法生產(chǎn)金屬鎂的原料，而發(fā)展水氯鎂石煉鎂的最大瓶頸是如何采用高效、節(jié)能的技術(shù)實現(xiàn)低成本脫水。國外主要采用的有：挪威的HCl氣體保護沸騰脫水；美國的鹵水噴霧造粒一次脫水和熔融氯化二次脫水等工藝。在中國，采用水氯鎂石脫水制取無水氯化鎂技術(shù)取得了較大進展：利用胺類的鹽酸鹽與水氯鎂石制成復(fù)鹽，然后通過噴霧法干燥并造粒形成適合流態(tài)化的復(fù)鹽顆粒，最后依次通過流化床脫去結(jié)晶水和胺類鹽酸鹽，得到無水氯化鎂產(chǎn)品。

2）氫氧化鎂 氫氧化鎂作為一種性能十分優(yōu)良的阻燃劑，市場需求量逐步增加。近年來利用鹵水生產(chǎn)氫氧化鎂工藝研究較多，主要有燒堿法、氨法、石灰乳法3種。其中石灰乳法對石灰質(zhì)量要求較高，產(chǎn)品質(zhì)量難以穩(wěn)定，且能耗高；燒堿法由于采用的是強堿，生產(chǎn)控制要求較高，操作不當極易形成細小的氫氧化鎂顆粒，給過濾—洗滌—分離帶來困難；而采用氨法可生產(chǎn)高質(zhì)量氫氧化鎂，其特點為產(chǎn)品沉降速度快，易于過濾和洗滌，過濾后母液可重復(fù)利用，如在反應(yīng)體系中加入表面活性劑，可同時完成對產(chǎn)品表面的活性處理。

3）氧化鎂 高純鎂砂是冶金工業(yè)不可缺少的原料；中國高純MgO產(chǎn)品生產(chǎn)，僅在遼寧以菱鎂礦為原料，采用電熱法生產(chǎn)，而國外幾乎全部從鹵水或海水提取。國內(nèi)利用老鹵制取高純MgO的方法較多，在羅布泊鹵水利用上建議采用碳化法處理，即利用碳酸氫氨與高鎂鹵水反應(yīng)，生成碳酸鎂，經(jīng)過濾、煅燒得到高純鎂砂；氧化鎂可直接用于冶金脫硫，亦可通過表面改性處理繼續(xù)加工成高性能耐火材料。

4）硫酸鎂等系列產(chǎn)品 硫酸鎂在醫(yī)藥、化肥、飼料、化工材料等方面具有廣泛用途；作為硫鎂肥可直接施用。目前，中國硫酸鎂的生產(chǎn)工藝主要有硫酸法和海湖苦鹵法；在羅布泊生產(chǎn)硫酸鎂必須與硫基鉀鎂肥統(tǒng)籌規(guī)劃，即利用1.2×106t/a鉀肥項目的瀉利鹽鹽田低品位含鉀礦物加工硫酸鉀鎂肥時聯(lián)產(chǎn)七水硫酸鎂，再經(jīng)干燥脫水制取硫酸鎂系列產(chǎn)品。

在鎂資源利用上，鑒于金屬鎂消費量90%以上分布在西方發(fā)達國家，而且目前國內(nèi)80%的金屬鎂產(chǎn)品出口，市場競爭異常激烈；而高純鎂砂國內(nèi)市場用量較大，可以開發(fā)納米級氫氧化鎂，再開發(fā)硫酸鎂系列產(chǎn)品。隨著鎂合金產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用范圍不斷增加，采用電解法生產(chǎn)金屬鎂也可作為產(chǎn)品開發(fā)方向，其副產(chǎn)品氯氣用于制堿行業(yè)生產(chǎn)PVC產(chǎn)品，有利于緩解氯堿行業(yè)平衡問題，與氯堿行業(yè)形成閉合［4］。

4 結(jié)論

鹽湖是中國礦產(chǎn)資源的寶庫，察爾汗和羅布泊鹽湖蘊藏著豐富的鉀、鈉、鎂及硫酸根資源，同時伴生有鋰、硼等稀有元素。隨著兩地項目的建成投產(chǎn)，鈉鹽、鎂鹽的綜合回收及鋰、硼等稀有金屬產(chǎn)品的開發(fā)利用，將會為西部經(jīng)濟的發(fā)展提供新的增長點，具有廣闊的綜合開發(fā)前景。鹽湖礦產(chǎn)資源綜合利用途徑：一是盡快破解鹽湖低品位固體鉀礦溶解轉(zhuǎn)化開采技術(shù)瓶頸，通過固、液轉(zhuǎn)化，增加鉀資源量，促進鉀肥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；二是大力推廣應(yīng)用先進工藝技術(shù)，提升鉀資源回采率和選礦回收率，目標是使鉀鹽開采企業(yè)平均回采率達到88%以上，平均選礦回收率達到60%以上；三是通過引進、消化、吸收、再創(chuàng)新，突破鹽湖鹵水共、伴生資源綜合利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)共、伴生資源規(guī)?；C合利用，建設(shè)鎂鹽、鋰鹽、硼鹽等產(chǎn)業(yè)集群，進而加快鹽湖資源利用方式的轉(zhuǎn)變，打造綠色鹽湖礦業(yè)。

［1］ 張彭熹，張保珍，唐淵，等.中國鹽湖自然資源及其開發(fā)利用［M］.北京：科學(xué)出版社，1999.

［2］ 李浩，劉傳福.羅布泊鹽湖資源開發(fā)現(xiàn)狀及前景［J］.化學(xué)工業(yè)，2008（12）：10-12.

［3］ 李浩，唐中凡，劉傳福，等.新疆羅布泊鹽湖鹵水資源綜合開發(fā)研究［J］.地球?qū)W報，2008，9（4）：517-524.

［4］ 張彭熹.柴達木盆地鹽湖［M］.北京：科學(xué)出版社，1987.

Present statusand prospectof inorganic salt industry in China′swestern region

Hu Jiuping
（Lanzhou PetrochemicalCollege of Vocational Technology，Lanzhou 730060，China）

Rawmaterialsandmineral resources of inorganic salts in Chinamainly distributes in themidwest regions and the advantageof inorganic salt resources in thenorthwestof China primarily reflects in the aspectofsalt lake resources.Chaerhan salt lake and Luobubo salt lake resources were introduced，salt chemical industry chain was given in detail，and comprehensive developmentof potassium，sodium，andmagnesium salt resourceswas analyzed emphatically.Insisted on the idea ofgreen economy developmentand the targetof‘resource-product-renewable resource’and‘low exploration-high uselow emission’.Besides，Northwest areas have rich petroleum，natural gas，and coal resources that provide cheap and sufficientenergy for the developmentofnorthwest inorganic saltindustry.

salt lake；brine；potassium；sodium；magnesium

TQ115

A

1006-4990（2012）04-0005-03

2011－12－17

胡久平（1958— ），男，本科，講師，從事無機化工專業(yè)教學(xué)工作。

聯(lián)系方式：hjp63286@163.com