利用不溶性钾矿提钾的研究现状及展望
中药渣综合利用研究现状及展望
中药渣综合利用研究现状及展望卿馨文（湖南农业大学生物科学技术学院，湖南长沙410128）摘要随着中医药行业的发展和中医药制取技术的进步，中药渣的产生量也与日俱增，现年产量已超过3500万t。
利用好中药渣资源不仅能保护环境，降低企业支出，还能创造巨大的经济效益。
本文从活性成分再提取、环境治理、作为饲料或饲料添加剂、作为有机肥料与栽培基质、作为轻工业生产原料等方面综述了中药渣传统生态经济化利用现状，从开发能源物质、膳食纤维产品、纳米纤维素类产品及复合材料等方面分析了中药渣高值化利用现状，并对中药渣综合利用进行了展望，以期为中医药产业高质量发展提供参考。
关键词中药渣；综合利用；环境治理；能源；纳米纤维素中图分类号R28；X787文献标识码A文章编号1007-5739（2024）07-0116-08DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2024.07.030开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Research Status of Comprehensive Utilization and Prospects of Traditional ChineseMedicine ResiduesQING Xinwen(College of Bioscience and Biotechnology,Hunan Agricultural University,Changsha Hunan410128) Abstract With the development of the traditional Chinese medicine(TCM)industry and the progress of TCM preparation technology,the production of TCM residue is also increasing day by day,and now the annual output of TCM residue has exceeded35million tons.Making good use of TCM residue resources can not only protect the environment, reduce enterprise expenditure,but also create huge economic benefits.This paper reviewed the current situation of the traditional ecological and economic utilization of TCM residue from the aspects of active component re-extraction, environmental governance,and being used as feed or feed additive,being used as organic fertilizer and cultivation substrate,being used as raw material for light industry production.It analyzed the current situation of high-value utilization of TCM residue from the aspects of the development of energy substances,dietary fiber products,nano-cellulose products and composite materials,and prospected the comprehensive utilization of TCM residue,in order to provide references for the high-quality development of TCM industry.Keywords traditional Chinese medicine residue;comprehensive utilization;environmental governance;energy; nano-cellulose自新型冠状病毒肺炎疫情发生以来，中医药在海内外抗疫中发挥了重要作用，中药需求量飙升。
我国硫酸钾工业的现状及未来发展展望
中 图 分 类 号 ：Ｑ ４ ． Ｔ ４３２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０８ ５ Ｘ（０ ＂０ —０６ １０ —８８ ２０ ）３ ００—１ ２ １
硫 酸钾 是 钾肥 中 的 重 要 品 种 ， 一 种 优 质 是 肥料 ， 盐 碱 地 指 数 仅 是 氯 化 钾 的 ４ ％左 右 ， 其 ｏ 特别 适合 于一 些 如 烟草 、 瓜 、 叶 、 西 茶 柑桔 、 葡萄
何 红 丽
（ 青海大学成教 学院 ， 青海 西宁 ８０２ ） １ ８ ０
摘要 ： 通过对硫 酸钾 工业赖 于存在 的钾 盐资源概 况、 业现状 、 内外钾 肥 市场 的发展 变化 、 产 国 以及 主要 生产
工 艺技 术研 究进展 的分析 ， 出 了硫 酸钾 工业 目前存在 的 问题 ， 指 并进 一步揭示硫 酸钾工业 未来发展 的趋 势。
１ 钾 盐 资 源 的 回顾
自然 界 中可 以直 接 利用 的硫 酸钾 矿 物 资 源 至今未 被发 现 。现 有硫 酸钾 产 品 的生 成 大 多 依 赖 氯化钾 或其 它含 钾盐类 的化 学转化 ， 因此 目前 钾 盐资 源是 硫 酸钾 生 产 的物质 基 础 。地 球 表 面 上钾 的 分 布 十分 广 泛 ， 壳 中钾 的含 量 平 均 为 地
研 究 的滞 后 ， 我 国硫 酸 钾 的生 产 规 模 远 远 满 使
足不 了国 内需 求 ， 国家 每 年需 损 失许 多外 汇 ， 进
口大 量 的硫 酸 钾 产品 以满足 我 国农 业 生产 的需 要 。近几 年 随 着我 国改 革开 放形 势 的进 一 步 深 人， 以及 国际 问技 术 贸易 的加 强 ， 国产业 界 和 我 研 究 单位 引 进 和 自我 开发 了许 多硫 酸钾 生 产 工 艺 ， 马 了许 多 新 的硫 酸 钾生 产 项 目 ， 酸 钾 的 上 硫
国内硫酸钾行业现状分析及发展前景预测
经营之道摘要：2019年世界硫酸钾需求量为 750万吨左右，其中我国硫酸钾产量在 380万吨左右，占据全球市场份额的50）以上，为国内外粮食安全起到了重要作 用。
从国内市场看，在农业供给侧改革的推动下,硫酸钾面临着产能过剩、竞争加 剧、市场细分等诸多挑战,行业已逐步从 高速增长向理性回归，开始迈入产业结构重塑与创新服务增 的高质量发展新阶 段。
关键词：现状；供需；进出口；市场策略；发展前钾肥是粮食的“粮食”,硫酸钾关系着 老百姓的“菜篮子”和“米袋子”，对保障我国粮食增产丰收非常重要$从当前国际硫酸钾市场供需情况来看，全球硫酸钾约一 半的用量在中国，其余各国的市场容量相对有限且分散$本文通过对国内硫酸钾发 展现状、供需结构及市场策略的分析,来探讨硫酸钾行业的发展趋势及未来前景, 引领硫酸钾行业健康持续良心发展$一、我国硫酸钾发展情况（一）我国硫酸钾行业发展历程我国硫酸钾行业的发展 ，要分和 产 $ 20世纪90年代，国内开始引入 硫酸 钾工艺， 产方式也被称为曼海姆， 要 钾和硫酸 行， 本钾 $ 国际 钾 在 国际产 中， 国内硫酸钾 国际钾肥 的 和 约， 一6000元/吨$21世纪以来，我国不断集中人才力量、投入大量 行钾 探，尤其国钾 有限产业产 ， 我国 硫酸钾 产发展，国内钾肥自给，我国 钾肥， 硫酸钾市场，用的 的 肥 ，市场需 也 ， 国 粮食 全供障$（二） 我国硫酸钾总体产能及产量2019年，我国硫酸钾 产 ［模约在 610， 其中 产 约350，产 约 260$ 从产量看， 硫酸钾产量约 380吨， 和 各占一半$ 企业中， 国 钾 产量约 160 ，约占国内产量的43%；其余 企业产量约 30， 约占 产量的7）$企业的产量约为190乃，占另外一半的市场份额，工厂分散在全国各地，年产量大多在1〜10万吨不等，常销售半径在200 里范围以内$（三） 我国硫酸钾企业数量及变化趋势2017年，我国各类硫酸钾生产企业 共计约105，2018年，国内硫酸钾行业效益相对较好，技术壁垒 低的 ［型生产企业数量略有增$截至2019年年底， 我国加工型与 硫酸钾生产企业共计 110 余 ， 其中企业 8，型企业103 ，虽然资源型硫酸钾产企业数量仅占国内硫酸钾企业数的8.1%$在国家环保政策常态化且日益趋严 的约束下，国内 硫酸钾企业生产成本年上升，部分装置设备落后、环 ： 表1近5年国内硫酸钾产量对比表数量：万吨企业类别2015 年2016 年2017 年2018 年2019 年资源性190195220208191加工型220205211212190合计410400431420381达标的老旧产能正在加速退出市场。
钾长石-萤石-硫酸-氟硅酸体系提钾工艺研究
世界 上 的钾盐 主要 来 自于水 溶性 的钾 盐矿 。我
原料 中氟 元素 的循 环利 用有 重要 意 义 。
国水 溶性 的钾 盐 矿仅 占世 界 总量 的 ０２ ％ ，并且 大 ．９ 多分 布 在新 疆 、 藏 等地 ， 发 难 度极 大 Ｉ 西 开 】 １ 。面对 我 国钾 肥 日益 紧 张 的局 面 ， 发 利用 难 溶 性 钾矿 资 源 开
泛 ［３ ２１ －。
化 学成 分
一
种。 研究 表 明其 Ａ —Ｓ— Ｏ架 状 结构 除氢 氟酸 外 ， ｌ ｉ
ห้องสมุดไป่ตู้
ＳＯ２ Ｋ０ Ｎａ０ Ａｈ ３ Ｈ Ｏ Ｆ ２ ３ 合 计 ｉ ２ ２ Ｏ ２ ｅｏ
常温 常压下 几乎 不被 酸碱 分解 。 目前 国 内外 已有 学 者 对钾 长石 制取 钾肥 的 工艺条 件进 行 了研究 。文 献 【】 道 了钾 长 石 在 高温 高压 下 的酸 、 、 条件 下 ， ４报 碱 盐
反应 生 成 的 四氟 化硅 溶 于 水 而制 得 。 因此 该 方 法对
通 讯 联 系 人 。Ｅ ｍａ ： ｕ ｎ ｇ １ ７ ＠ｓ ａｃ ｒ － ｉ ｋ ａｇｅ９ ０ ｉ ． ｎ ｌ ｎ ｏ
２ 结 果 与讨 论
本体 系 中影 响钾 的提取 率 的 因素主要 包 括钾长
体 系 中 离子 半 径 小 于 Ｋ 的 阳离 子 能 和 ｌ 发 生 离 子 （ ＋
质 量 分 数 ／ ５ ． １ ． ． ％ ４４ １ ３ １ １ ． １ ２ ０ ９ ９ ．１ ３ ７９ ． ． ８３ ０ ５
从 表 １中可 以看 出其 主 要成 分 为 ＳＯ 、 １ ， ｉ ：Ａ。 和 Ｏ Ｋ Ｏ 萤 石采用 酸 级萤 石粉 ， 中 Ｃ Ｆ 的质 量分数 为 ：。 其 ａ：
国家煤炭工业网
第四篇非金属类54.固体钾矿浸泡式溶解转化开采技术一、技术类型非金属矿山高效采矿技术。
二、适用范围零星分布的 KCl ≥0.5% 的低品位盐湖固体钾矿（钾石盐、光卤石矿）。
三、技术内容（一）基本原理向含钾地层中注入钾不饱和溶剂，破坏原有的相平衡，使溶剂与盐层中的石盐、光卤石或钾石盐发生交换，使固体盐层中氯化钾、氯化镁最大限度地进入液相，形成新的溶液，达到新的平衡状态，而固体氯化钠骨架基本不溶解。
（二）关键技术1.溶剂制取方法2.溶剂安全输送技术3.单元浸泡式溶解转化技术4.采卤工程技术四、主要技术指标固体钾矿溶解转化率≥ 80%溶矿后卤水最低 KCl ≥0.50%五、典型实例及成效自 2007 年至 2010 年，通过应用固体钾矿浸泡式溶解转化开采技术，已经溶解固体钾矿超过 616 万吨，并使察尔汗盐湖固体钾矿开采工业品位由 8% 降低至2% ，经国土部备案公司采矿权内新增可采钾资源基础储量 13731 万吨，启动了新增 100 万吨钾肥项目建设。
成果在公司别勒滩矿区已经得到推广应用，完全成熟。
新增 100 万吨 /年装置建成达产后，预计产品销售收入217759 万元；税金40461 万元；利润 112285 万元，经济效益显著。
六、推广前景该项技术在我国察尔汗盐湖钾镁盐矿具有较好的应用前景，近期将盘活固体钾矿 1.4 亿吨，远期将盘活固体钾矿资源近3亿吨，提高我国钾资源的供应能力。
55.磷石膏充填无废高效开采技术一、技术类型非金属矿山高效采矿技术。
二、适用范围中厚缓倾斜 -倾斜破碎矿体。
三、技术内容（一）基本原理通过磷废料的改性与磷矿山开采方法的根本变革及相关配套工艺技术的研究，首次在国际上率先实现磷废料的大规模再利用与磷资源的安全高效低贫损连续开采方法完美结合，解决我国目前磷资源开采损失贫化大与磷石膏大量排放严重污染环境的问题。
（二）关键技术1.磷废料充填技术①磷废料作为充填骨料改性研究：通过对磷石膏物理化学特性、不同成份添加剂配比试验等研究，发现磷石膏和粉煤灰的胶结活性、酸碱度等具有互补性，实现了磷石膏改性，研究黄磷渣潜在胶凝活性与激活剂类型。
硝酸钾的溶解度随温度变化
硝酸钾的溶解度随温度变化摘要：本份研究报告深入探讨了硝酸钾（KNO3）这一关键化合物的溶解度特性，并特别关注了其溶解度如何随着温度的改变而变化。
这一参数对于众多工业生产过程以及科学研究领域来说至关重要。
报告不仅提供了实验步骤的详尽记录，还包含了对实验数据的深入分析，并绘制了精确的溶解度曲线图，以直观展示KNO3在不同温度下的溶解情况。
此外，报告还特别强调了在化学反应、结晶过程以及溶液配制等不同应用背景下，理解溶解度变化的重要性，这对于相关领域的专业人士来说具有重要的参考价值。
关键词：硝酸钾；溶解度；温度依赖性；工业应用；科学意义Abstract: This research report delves into the solubility characteristics of potassium nitrate (KNO3), a key compound, with a particular focus on how its solubility changes with temperature variations. This parameter is crucial for numerous industrial processes and scientific research fields. The report not only provides a detailed record of experimental procedures but also includes an in-depth analysis of the experimental data, along with precise solubility curve graphs that visually demonstrate the solubility of KNO3 at various temperatures. Additionally, the report emphasizes the importance of understanding solubility changes in different application contexts such as chemical reactions, crystallization processes, and solution preparation, which is of significant reference value to professionals in related fields.Keywords: Potassium nitrate; Solubility; Temperature dependence; Industrial applications; Scientific significance一、引言1.1 研究背景在化学领域，溶解度是一个至关重要的概念，它揭示了物质在特定溶剂中的溶解能力。
我国锂钾资源综合开发迈出重要一步
2021年5月21日星期五编辑:童玲电话*************CHINA AGRI-PRODUCTION NEWS中国农资我国锂钾资源综合开发迈出重要一步《中国农资》记者黄敏锂、钾资源是我国紧缺的战略性矿产资源。
锂被称为21世纪“绿色高能金属”和“白色石油"，预计未来锂矿资源消耗将呈几何级倍数增长:而钾作为农业生产三大营养元素之一，对保障粮食安全具有重大的意义。
近年来.锂、钾资源的幵发应用受到广泛关注。
5月12日-13日.由中国无机盐工业协会与达州市人民政府共同主的“中国达州锂钾资源综合幵发大会”在我国“气都”—四川省达州市宣汉县召幵。
国家部委、省直单位、市级部门各级领导和院士专家、行业协会、企业代表共计300余人参加会议,主要围绕宣汉地区锂、钾、溴、硼、钠等资源幵采技术、加工应用及园区产业链规划等进行硏讨.为推动四川达州宣汉地区资源综合幵发利用和产业化建言献策。
6版丨专题让资源优势转化为产业优势会上，中国盐湖科学及矿业奠基人和 开拓者之一、中国工程k院士郑绵平对国 内外锂钾资源成矿概况进行了槪述。
他分 析，全球现已査明的锂资源储置约8832万吨，主要集中在南美的锂三角（智利、阿根 廷和玻利维亚），为盐湖卤水型，其次是澳 大利亚，为国内生类锂辉石，中国位居全 球第五位。
“卤水锂资源是综合性的宝贵 资源，资源远景最大,富含钾、硼、镁和溴、碘、锶、铷、铯等资源，有利于提高经济效 益、高效利用资源、建设绿色矿山。
所以，无论在国内开发还是对外投资都要着重 对卤水锂资源进行研究和投资开发。
”据郑绵平介绍，中国钾盐矿产特点是 小陆块、活动性.具有成钾的复杂性和特 殊性，三性一多（即成盐多期性、时代差异 性、成分多样性、液态矿多），陆相成钾，资 源紧缺3地表盐湖卤水钾盐査明储最10.15亿吨(KCI),以当前的开采态势，预计 10-20年后，将面临钾盐资源枯竭，威胁 国家粮食安全。
郑绵平指出："我国的找钾 方向是加大海相找钾力度,尽快取得重大 突破。
解钾菌解钾作用研究进展
第50卷第4期当代化工V〇1.50, No.4 2021 车 4 月_____________________________Contemporary Chemical Industry_____________________________April，2021开发与应用解钾菌解钾作用研究进展索雲凯，刘丽红，张雷，刘金霖，屈霜，陈彤彤，胡天鑫(东北石油大学地球科学学院，大庆163000)摘要：根据钾的化学形态和植物营养有效性总结土壤中的钾素形态并阐述其循环关系；归纳近5年从 不同土壤中分离出来的解钾菌，分析解钾菌的种类、矿物类型和培养基中矿物含量对解钾能力的影响，以及培 养基中菌体和上清液的含钾情况；对解钾菌的解钾机理进行探i寸，阐明这些微生物介导钾的生物地球化学循环 作用的不同机制，包括直接增溶、间接增溶、多糖分泌、矿物表面生物膜的形成；通过分析解钾菌的实际应用 现状，展望解钾菌肥的发展前景：关键词：钾；解钾菌；解钾机理；生物肥料中图分类号：F323.3文献标识码：A文章编号：1671-0460(2021)04-0924-06Research Progress of Potassium Solubilizationby Potassium Solubilizing BacteriaSUO Yun-kai,LIU Li-hong,ZHANG Lei,LIU Jin-Iin,QU Shuang,CHEN Tong-tong,HU Tian-xin (S c h o o l o f t h e E a r t h S c i e n c e s, N o r t h e a s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y, D a q i n g163000, C h i n a)A b s t r a c t:A c c o r d i n g t o t h e c h e m i c a l f o r m o f p o t a s s i u m a n d p l a n t n u t r i t i o n,t h e f o r m o f p o t a s s i u m i n t h e so i l w a se f f e c t i v e l y s u m m a r i z e d a n d its c y c l i c r e l a t i o n s h i p w a s e x p l a i n e d.T h e p o t a s s i u m s o l u b i l i z i n g b a c t e r i a i s o l a t e d f r o md i f fe r e n t s o i l s i n t h e p a s t 5 y e a r s w e r e s u m m a r i z e d, a n d t h e ef f e c t o f t h e t y p e s o f p o t a s s i u m b a c t e r i a, m i n e r a l t y p e s a n dm i n e r a l c o n t e n t i n t h e c u l t u r e m e d i u m o n t h e p o t a s s i u m d e c o m p o s i n g a b i l i t y w a s a n a l y z e d a n d u n d e r s t o o d, a s w e l l a st h e p o t a s s i u m c o n t e n t o f b a c t e r i a a n d s u p e r n a t a n t i n t h e c u l t u r e m e d i u m.T h e p o t a s s i u m r e l e a s i n g m e c h a n i s m w a sd i s c u s se d, a n d t h e d if f e r e n t m e c h a n i s m s o f b i og e o ch e mi c a l c y c l i n g e f f e c t o f t h e s e m i c r o o r g a n i s m s m e d i a t e p o t a s s i u mw e r e c l a r i f i e d,i n c l u d i n g d i r e c t m e t h o d o f s o l u b i l i z a t i o n,i n d i r e c t m e t h o d o f s o l u b i l i z a t i o n,p o l y s a c c h a r i d e s s e c r e t i o n,a n db i o f i l m f o n n a t i o n.B y a n a l y z i n g t h e p r ac t i c a l a p p l i c a t i o n s t a t u s o f p o t a s s i u m s o l u b i l i z i n g b a c t e r i a,t h ed e v e l o p m e n t p r o s p e c t o f p o t a s s i u m s o l u b i l i z i n g b a c t e r i a f er tilizer w a s p r o s p e c t e d.K e y w o r d s:P o t a s s i u m;P o t a s s i u m s o l u b i l i z i n g b a c t e r i a;P o t a s s i u m r e l e a s i n g m e c h a n i s m;B i o l o g i c a l fertilizer钾是作物生长必需的3种元素之一，它是多种 酶的激活剂，与水的调节、淀粉和蛋白质的合成以 及植物的能量系统（光合作用和呼吸作用）有关。
矿源黄腐酸钾在水中的作用_概述说明以及解释
矿源黄腐酸钾在水中的作用概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代社会中，酸碱性的影响对于不同领域的应用起着至关重要的作用。
矿源黄腐酸钾是一种广泛用于水处理和环境保护方面的化合物。
它具有一系列独特的性质和作用机理，可以广泛地应用于农业、工业和环境保护等领域。
1.2 文章结构本文将首先介绍矿源黄腐酸钾的性质，并探讨其在水中的溶解度和稳定性。
然后，我们将详细讨论影响矿源黄腐酸钾在水中作用的因素以及机理。
随后，我们将重点关注实际应用场景，包括农业、工业和环境保护等方面，并阐述矿源黄腐酸钾在这些领域中的具体作用。
接下来，我们将介绍相关实验研究和数据分析，探讨实验设计及方法论，总结实验结果并进行数据分析，并进一步展开结果讨论与意义探索。
最后，在结论与展望部分，我们将总结主要结论，指出存在的问题以及未来可能的研究方向，同时对矿源黄腐酸钾在未来应用前景进行展望和提出建议。
1.3 目的本文的主要目的是全面了解和说明矿源黄腐酸钾在水中的作用，包括其性质、溶解度和稳定性以及影响因素和机理。
我们还将探讨在农业、工业和环境保护等实际应用场景中，矿源黄腐酸钾扮演的重要角色。
通过实验研究和数据分析，我们将进一步验证并支持前述内容，并为未来的应用前景提供有益的展望和建议。
2. 矿源黄腐酸钾在水中的作用2.1 黄腐酸钾的性质矿源黄腐酸钾是一种由植物残渣经过自然分解形成的有机酸盐，其化学结构主要由糖类、醛类以及羧基等组成。
黄腐酸钾具有较高的水溶性，可在水中迅速分散和溶解。
2.2 溶解度和稳定性黄腐酸钾在水中的溶解度受多种因素影响，如温度、pH值和其他溶质浓度等。
通常情况下，在适宜的条件下，黄腐酸钾能够完全溶解并保持相对稳定。
2.3 影响因素及机理矿源黄腐酸钾在水中的作用受到多种因素影响。
首先，pH值是影响其作用的重要参数之一。
在不同pH值条件下，矿源黄腐酸钾可以具有不同程度的离子键或氢键形成能力，从而影响其与其他物质之间的相互作用。
硅酸盐细菌解钾作用研究进展
硅酸盐细菌解钾作用研究进展任丽丽;李玉玺;陈阳【摘要】中国的土壤存在既富含钾又缺钾的现象,钾肥大量依赖于进口.硅酸盐细菌能分解土壤中的云母、长石等硅酸盐矿物,释放出钾、磷等元素,将难溶性钾转化为可被植物直接利用的可溶性钾,促进植物吸收和生长,此外,还能促进植物根部有益微生物繁殖,增强作物抗病能力.文中从硅酸盐细菌解钾效果及最适条件研究、解钾作用机理研究和问题与展望三个方面进行综述,提出进一步研究和应用的方向.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2015(013)002【总页数】3页(P209-211)【关键词】硅酸盐细菌;解钾机理;最适条件;前景展望【作者】任丽丽;李玉玺;陈阳【作者单位】滨州学院生命科学系,山东滨州256603;山东省黄河三角洲野生植物资源开发利用工程技术研究中心,山东滨州256603;滨州学院生命科学系,山东滨州256603;山东省黄河三角洲野生植物资源开发利用工程技术研究中心,山东滨州256603;滨州学院生命科学系,山东滨州256603【正文语种】中文【中图分类】O341·科海泛舟·钾是植物生长所必需的三大营养元素之一。
钾能激活植物体内多种酶的活性，促进植物光合作用，维持细胞膨压，增强植物抗逆性。
在我国的土壤中，钾含量在1.5～2.5 之间，含量较高，但是95 以上的钾是以长石、云母等铝硅酸盐的形式存在。
它们是稳定性很强的矿物，即使很强的化学试剂也难将其分解，不能被农作物直接吸收利用[1]。
硅酸盐细菌也称钾细菌，能分解土壤中的云母、长石等硅酸盐矿物，释放出钾、磷、硅等元素，将难溶性钾转化为可被植物直接利用的可溶性钾，是土壤中的一类功能菌，是生物肥料中的模式菌[2]。
硅酸盐细菌肥料通常被称为生物钾肥。
目前，中国的钾肥消耗量占世界的14.7，而产量仅占世界的0.34，主要依赖进口。
因而开发利用钾肥不仅可以保护生态环境，也能带来较好的经济效益。
蒋先军[3-4]等的研究表明，接种硅酸盐细菌发酵10 d后，以长石为钾源，钾量增加25，以云母为钾源，钾量增加35.7，解钾效果明显。
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第15卷 第3期1996年 9月地质科技情报Geolog ical Science and Technolog y InformationVol.15 No.3S ep. 1996利用不溶性钾矿提钾的研究现状及展望王万金 白志民 马鸿文(中国地质大学材料科学系,北京,100083)摘 要 简要介绍了我国和世界钾盐资源的分布及钾的供需状况,以及缓解我国缺钾局面的主要途径;着重综述了我国不溶性钾矿资源状况和国内外利用不溶性钾矿提钾的研究现状和工业应用成果;最后阐述了利用不溶性钾矿提钾工业中存在的问题及其发展前景。
关键词 不溶性钾矿 钾肥 提钾 1 概况1.1 世界钾资源及钾的供需状况钾是地壳中赋存较为丰富的碱金属元素,在自然界中以各种化合物的形式存在。
钾的用途广泛,但绝大部分用作农业肥料,是决定农业丰产的三个营养元素之一,因而历来为各国所重视。
世界上钾的提取主要来源于可溶性钾盐矿床。
全世界钾盐矿床储量丰富,但分布极不平衡,主要分布在加拿大、法国、德国、前苏联、美国等国家和地区,占世界探明储量的96%以上,而且产量大,质量优 。
而大多数发展中国家和地区,如拉丁美洲、亚洲等地,钾盐储量很少,根本满足不了需求。
全世界钾盐产量1991年为26.1M t,1992年为23.9M t,预测到2000年产量达30.0M t,其中用作钾肥的占95%,其余用于工业〔1〕。
加拿大、美国、前苏联的产量总和占绝大部分。
从供需情况来看,发达国家生产的钾肥主要用于出口,发展中国家使用钾肥主要依靠进口。
1.2 我国钾盐资源及钾肥利用状况我国历来缺钾。
据国家非金属矿产供需形势报告所述,中国最为紧缺的两种非金属产品为钾盐和金刚石。
1992年中国生产的钾肥为100kt,而进口钾肥为2936kt,足见国内钾的供应远不能满足农业发展的需要〔2,3〕。
农田施用氮、磷、钾的比例严重失调,直接影响了农业生产的经济效益。
据有关研究资料表明,国产三大化肥的比例为N∶P2O5∶K2O=1∶0.24∶0.00104;而现今发达国家使用的比例为1∶(0.33～1.12)∶(0.33～0.83),我国仅为1∶0.24∶0.039,有的地区仅为1∶0.2∶0.002。
据预测到2000年,我国三大肥料使用比便应达到1∶0.65∶0.4,钾肥纯养分需求量为5320kt,而到那时我国钾肥产量只能满足需求量的21%,甚至更少〔2,4〕。
我国可溶性钾盐矿床很少。
解放以来,虽然国家花大力气寻找钾盐矿床,但已探明储量可供开采者并不多,其保有储量不过200M t(KCl),仅占世界储量的0.66% 。
近年来在青海的陈延臻.不溶性钾矿制钾肥的现状与前景.河南地质科技情报,1994,(4):13-16 收稿日期:1996-01-03 修改稿收到日期:1996-03-05 编辑:曲梅兰察尔汗湖建立了最大的钾盐生产基地,预计生产能力为100kt 。
我国还与以色列达成协议,共同开发死海,建立了年产480kt(K 2O)的生产能力〔5〕,以缓解我国缺钾的局面。
即使这些工程都投产,其钾的总产量也与国内需求量差距甚远。
因此,除了寻找和开发可溶性钾盐资源外,还应探索新的途径,即利用不溶性钾矿提钾。
1.3 我国不溶性钾矿资源我国不溶性钾矿资源丰富,种类繁多。
目前已知含钾矿物主要有钾长石、白榴石、黑云母、明矾石、海绿石、伊利石等;主要含钾岩石有含钾页岩、水云母粘土岩、各类钾质火山岩与侵入岩等。
这些不溶性钾矿资源几乎遍布全国各个省、市、自治区。
据1980年统计资料表明,全国已上表储量共计27亿吨,主要产地有河北、山西、北京、辽宁、江苏、河南、湖北、贵州、四川、云南等地。
近年来又在陕西、宁夏、福建等地有新的发现。
在黔东万山铜仁一带就达十几亿吨,云南近30多亿吨。
据不完全统计,全国不溶性钾矿资源约有近百亿吨 。
2 利用不溶性钾矿提钾的原理及工艺由于发展中国家和一些发达国家钾盐矿床少,钾肥紧缺,因而利用不溶性钾矿提钾成了补充钾肥资源的有效途径,各国都从不同程度上作了一些探索,美、法、日、前苏联曾试用海绿石作肥料取得了明显效果。
前苏联试验结果表明:海绿石可提高谷物产量40%,蔬菜28%～50%,棉花8%～10%,还可使农作物增强抗病能力。
东欧一些国家也把K 2O 含量大于8%的透长石作为潜在钾肥资源。
我国自50年代就开始探索利用含钾岩石提钾的工艺,但多为土法生产,规模小,技术低,没有形成工业化生产。
近年来,国家又投入科技力量进行研究,并取得了初步成果。
由四川地矿局承担的国家科技攻关项目“利用绿豆岩提取钾肥及其综合利用新工艺试验研究”于1994年在成都通过了科委评审验收;据悉,长沙矿山设计研究院、华东理工学院和东南大学热能所正在对钾长石提钾进行研究。
在这类含钾岩石中,钾通常以离子形式存在于铝硅酸盐矿物的晶格中,在自然环境下很难游离出来。
利用不溶性钾矿制取钾肥的基本原理就是利用各种方法,破坏铝硅酸盐矿物结构,使钾离子释放出来,形成可被植物吸收的可溶性钾盐。
其提取工艺很多,从原理上大致可分为直接破碎法,高温煅烧法和湿化学法三类。
2.1 直接破碎施肥法在开发钾矿的初期所采用的方法主要是利用含钾较高的矿石如:海绿石、绿豆岩、钾长石等破碎后,直接施撒在农田中。
但由于在自然界中,钾离子释放速度非常缓慢,采用这种方法钾肥效率低,且施用后对土壤有一定的沙化副作用,因而没有应用前景。
2.2 明矾石提钾 〔6〕最早利用的不溶性钾矿物是明矾石。
这种提钾方法在国内外都有悠久的历史,工艺流程种类很多,其中以氨浸法和还原热解法最常用。
氨浸法是用氨水处理焙烧过的脱水明矾石,从而制取钾氨肥,并综合利用残渣制取A l 2(SO 4)3或Al 2O 3。
还原热解法是将脱水明矾石用还原剂还原,制取H 2SO 4、K 2SO 4及Al 2O 3。
上海化工研究所.钾长石及明矾石土法生产钾肥.1978.12—143郭贤才.含钾矿物岩石开发利用现状.陕西地质科技情报,1989,(4):20-24湖南、浙江省化工情报站.用钾长石制钾肥八省区情况汇编.1977,1—27邯邢基地建设小组.关于综合利用难溶钾矿工业生产钾肥及其它产品的建设报告.197660年代前苏联在阿塞拜疆建立了综合利用明矾石提钾的大厂,采用还原热解工艺流程,年产K2SO4170kt、H2SO4350kt、A l2O3160kt。
美国也利用犹他州的明矾石建立了氧化铝厂,年产A l2O3500kt、H2SO4450kt、K2SO4250kt。
我国在60年代由化工部和冶金部联合投资,在浙江温州建立了综合利用明矾石中试车间,年产K2SO43kt、Al2O35kt、H2SO45kt,3种产品均在国内畅销。
2.3 煅烧法提钾该法是最常用的提钾方法。
其原理是把钾矿石与其它配料在高温(1100～1500℃)条件下焙烧,配料分解产物与铝硅酸盐矿物发生反应,使其结构破坏,钾元素与其它元素形成可溶性钾盐,达到提钾的目的。
由于矿物种类、配料、焙烧设备不同,其工艺流程也大不相同,通常有立窑法、高炉法、电炉法和水泥窑法几种常用工艺。
2.3.1 立窑法提钾 立窑法提取钾肥多采用“二磨一烧”的工艺流程,即原料混合球磨→煅烧→熟料球磨→钾肥产品。
把石灰石、白云石、石膏、矿石、煤按一定的比例混合,破碎至80～100目,加水成球,在1100～1500℃入窑煅烧。
其煅烧温度和时间随配料不同而异。
熟料球磨后即为钾钙肥。
若生料中加入磷矿,可得钾钙磷肥。
其中含有效钾K2O在4%左右,多为缓效钾肥。
此法提钾成本低,肥效也低。
2.3.2 高炉法提钾 高炉法提钾所采用的设备是矮型炼铁高炉。
钾矿石、石灰石、白云石、焦炭按一定比例混合,碱度控制在1.1左右〔7〕,加一定量的萤石作为挥发剂,破碎至30～50m m,入炉冶炼。
在高温条件下,部分钾以K2O的形式随烟气挥发出来,采用收尘设备捕集,经水浸过滤提纯后可得高纯K2CO3和K2SO4。
原料中铁硅还原,形成硅铁合金流于炉底,定期排放,铸成钢锭。
中部炉渣排放时水淬,其中钾以铝酸钾和硅酸钾的形式存在,经过细磨、水浸、高炉气(CO2)碳酸化后,可得K2CO3和Al2O3,滤渣为硅酸钙矿渣,可作为水泥原料。
此法综合利用了钾矿石中K、Si、Al三元素,经济效益明显提高。
国内在这方面研究的较多,经验也很丰富。
山西闻喜县钾肥试验厂经过多年的摸索取得了成功的经验。
他们采用当地的钾长石(K2O含量为12%)为原料高炉提钾,结果表明,K2O的挥发率为71.65%,回收率为93.53%,步袋收尘含K2O45%左右,每产1t K2O,可得白水泥28.9t。
技术成熟,效益显著〔7～9〕。
2.3.3 电炉法提钾 电炉法提钾主要用于霞石的综合利用。
云南个旧化学工业公司用20 kVA单相石墨电极电炉冶炼霞石,在还原冶炼硅铁合金的同时,从烟气中回收钾盐。
铝与石灰石形成铝氧熟料。
每生产1t钾盐产品,可得1t硅铁合金、6.5t Al2O3,霞石利用率为90%以上〔10〕。
前苏联采用此法冶炼霞石已达到工业化生产,在生产铝原料的同时还生产钾肥〔11〕。
2.3.4 水泥窑法提钾 水泥窑法提钾的原理同高炉法提钾相似,其方法是在水泥生料中加入4%～15%的钾矿石部分地或全部代替粘土,使生料中K2O的含量在2%左右,并加入0.8%～1%的萤石作为促进剂,按正常程序进行回转窑煅烧,在窑口安装收尘装置,捕集窑灰钾。
熟料中K2O含量控制在1.1%以下,即可得到高硅水泥。
此法优点在于对水泥生产线不需作大的调整,只要增加二级收尘系统就可达到95%以上的收尘率,窑灰钾中K2O大于25%,生产的钾肥(KCl、K2SO4)纯度高,水泥质量也明显提高。
在水泥生产过程中提钾的工艺早已为各国所重视。
澳大利亚、芬兰、印度、日本等国都利用钾长石或其它钾矿石作水泥配料,其用量相当大。
北京琉璃河水泥厂用河北蓟县长城系含钾页岩代替粘土作水泥配料,每生产10t水泥可回收1t窑灰钾。
其主要成分为K2SO4、K2CO3和硅酸钾,折合成KCl为25%。
陕西长安县水泥厂使用户县太平口的钾长石化混合花岗岩作配料,不仅生产出高质量的白水泥,而且生产出很好的窑灰钾肥 。
2.3.5 食盐氯化焙烧法提钾 食盐氯化焙烧法也是煅烧法的一种,采用的设备是冶炼高炉,以食盐为配料,冶炼温度高达1900℃,工艺流程为“二磨一烧”。
熟料球磨、水浸、过滤、提纯后可得高纯度的KCl产品。
其缺点是成本高,设备腐蚀严重,尾渣多。
江苏丰县钾肥厂采用此法冶炼含钾砂岩,原料配比为钾矿石57t、食盐1.2t、煤0.7t,生产KCl产品纯度高达97%～98% 。
2.4 湿化学法提钾湿化学法提钾的原理是采用酸碱等化学试剂在溶液中分解钾矿石,达到钾离子溶离出来的目的。