河南鉀長石資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及前景

舒 鋒

（中國非金屬礦工業(yè)有限公司，北京 100142）

河南鉀長石資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及前景

舒 鋒

（中國非金屬礦工業(yè)有限公司，北京 100142）

本文綜述了河南省鉀長石的應(yīng)用研究現(xiàn)狀，概述了當前河南鉀長石在陶瓷、玻璃、化肥工業(yè)的應(yīng)用情況及存在問題，提出了鉀長石發(fā)展方向。

鉀長石；陶瓷；玻璃

1 前言

鉀長石是一種含鉀的鋁硅酸鹽礦物，正長石、微斜長石和透長石是其三種同質(zhì)多象體，鉀長石通常呈肉紅色、白色或灰色。密度2.54～2.57g/cm3，莫氏硬度6，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，還具有良好的易磨性和可碾性。其理論成分為SiO264.7%，Al2O318.4%，K2O 16.9%。

鉀長石具有熔點低(1 150±20℃)、熔融間隔時間長、熔融體粘度高等特點，與其他長石一樣，具有助熔性，在陶瓷坯、釉中作為熔劑物質(zhì)；在玻璃中用作原料，其中K2O能使玻璃更光亮，不易霉變，因此優(yōu)質(zhì)鉀長石更受高檔玻璃制品的歡迎。

河南鉀長石資源儲量較為豐富，但資源分布零散，主要分布在三門峽、南陽、駐馬店、洛陽、安陽、平頂山等地?；鸪蓭r型礦床較多，這類礦石質(zhì)量較好，礦物晶體粗大、純凈，共生礦物主要是石英和云母，開采時手選可獲得高品位的鉀長石礦石，但是此類礦床資源儲量小，基本都是“雞窩礦”，不能規(guī)模化開采。沉積巖型礦床，一般規(guī)模大，多作為陶瓷、玻璃原料，可規(guī)?；_采。河南對鉀長石開發(fā)利用未引起足夠的重視，長期停留在初加工的階段，技術(shù)停滯不前，有的甚至未開發(fā)。本文總結(jié)河南鉀長石開發(fā)利用現(xiàn)狀，分析存在的問題并提出措施，有助于實現(xiàn)鉀長石資源的可持續(xù)開發(fā)和利用。

2 開發(fā)利用現(xiàn)狀

鉀長石主要應(yīng)用于陶瓷、玻璃工業(yè)，其他應(yīng)用領(lǐng)域有化工、磨料、玻璃纖維、電焊焊條、搪瓷及填料等，而河南鉀長石的開發(fā)利用處于初級階段，主要應(yīng)用在陶瓷和玻璃工業(yè)，基本在賣原礦，產(chǎn)品附加值不高。

2.1 陶瓷工業(yè)

陶瓷工業(yè)中，無論在坯料、釉料、色料、熔塊生產(chǎn)中都經(jīng)常用到鉀長石，并且用量較大，是陶瓷三大原料之一，不僅有強助熔性，而且對釉的流動性、折射率、光澤度、耐風(fēng)化、耐水解、抗腐蝕性、熱穩(wěn)定性等性能均有較大影響。陶瓷行業(yè)的消耗量約占鉀長石總消耗量的35%。陶瓷行業(yè)最重要的部分是建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷以及日用陶瓷，三者總共能占到陶瓷行業(yè)需求量的88%。

(1) 陶瓷工業(yè)對長石的要求。

地質(zhì)礦產(chǎn)部全國礦產(chǎn)儲量委員會提出的建筑衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷配料用長石的質(zhì)量要求為：K2O+Na2O＞10%；Fe2O3+TiO2＜1%；K2O/Na2O＞2%。

日用陶瓷用長石(輕工部標準QB902-83)標準中規(guī)定日用陶瓷用長石分一、二、三級，其質(zhì)量要求見表1。

(2) 陶瓷工業(yè)現(xiàn)狀。

河南陶瓷業(yè)自20世紀90年代以來，建筑陶瓷的發(fā)展雖說是頗具建樹，成就了一批在內(nèi)地頗負盛名的陶瓷企業(yè)，但在管理理念、市場運作、技術(shù)研發(fā)等方面不僅天壤之別于佛山，也遜色于其他陶瓷產(chǎn)區(qū)，但河南建筑陶瓷的分布合理和強大市場需求又使其獨自春滿人間。如今已經(jīng)建成5個陶瓷產(chǎn)業(yè)園區(qū)，主要分布在內(nèi)黃、鶴壁、汝陽、內(nèi)鄉(xiāng)、唐河等地，其中內(nèi)黃陶瓷發(fā)展具有起點高、規(guī)模大、建設(shè)快、技術(shù)領(lǐng)先等特點，是省政府唯一命名的省級陶瓷產(chǎn)業(yè)園，先后授予河南省唯一承接陶瓷產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范基地、中原地區(qū)最具發(fā)展?jié)摿Ξa(chǎn)業(yè)集聚區(qū)、2010年河南省“十快”產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

表1 鉀長石各級化學(xué)成分(%)

據(jù)統(tǒng)計，目前河南省陶瓷磚日產(chǎn)121.6萬m2，其中拋光磚生產(chǎn)線40條，日產(chǎn)53.4萬m2；仿古磚生產(chǎn)線10條，日產(chǎn)12.5萬m2；內(nèi)墻磚生產(chǎn)線15條，日產(chǎn)20.8萬m2；外墻磚生產(chǎn)線12條，日產(chǎn)13.1萬m2；耐磨磚生產(chǎn)線10條，日產(chǎn)9.8萬m2；瓷片生產(chǎn)線7條，日產(chǎn)8.7萬m2；小地磚生產(chǎn)線2條，日產(chǎn)3.3萬m2。預(yù)計2015年我國建筑陶瓷磚產(chǎn)量將達到95億m2，衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)量2億件左右，河南陶瓷工業(yè)發(fā)展前景良好。

2.2 玻璃工業(yè)

鉀長石是玻璃混合料的主要成分之一，主要用來提高玻璃配料中的氧化鋁含量，降低玻璃生產(chǎn)中的熔融溫度和增加堿含量，還可以用來調(diào)節(jié)玻璃的粘性。在玻璃工業(yè)中的用量約占鉀長石總用量的55%，在玻璃行業(yè)的細分行業(yè)中，排名前三位的是建筑玻璃行業(yè)、家電玻璃行業(yè)、太陽能玻璃占到了玻璃行業(yè)的92%以上。

平板玻璃用長石(建材行業(yè)JC/T857-2000)標準中規(guī)定鉀長石分優(yōu)等、一級、二級、合格，其質(zhì)量要求如表2。

表2 平板玻璃用對鉀長石質(zhì)量要求

目前我國浮法玻璃生產(chǎn)線有314條，河南地區(qū)有13條。2013年我國平板玻璃總產(chǎn)量77 898萬重量箱，河南省總產(chǎn)量約1 130萬重量箱，居全國第16位。河南省鉀長石在玻璃工業(yè)中應(yīng)用處于低級階段，只是對優(yōu)質(zhì)鉀長石進行簡單破碎、磨粉后作為玻璃的輔料。玻璃產(chǎn)業(yè)未來應(yīng)向高品質(zhì)、綠色化、多功能、高科技含量的方向發(fā)展，因此，對鉀長石提出了更高的質(zhì)量要求，河南應(yīng)該對鉀長石進行精細提純和超細粉碎以制備更高附加值的玻璃原料。預(yù)計2015年平板玻璃需求量約8.5億重量箱，給鉀長石行業(yè)提供了良好的發(fā)展機遇。

2.3 化肥工業(yè)

我國化肥工業(yè)發(fā)展從氮肥開始，繼而為磷肥和鉀肥，當前氮肥和磷肥已具有一定的基礎(chǔ)；但鉀肥因國內(nèi)可溶性鉀資源匱乏，致使產(chǎn)量遠遠不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。鉀長石的化學(xué)性質(zhì)極穩(wěn)定，除氫氟酸外，常壓常溫下幾乎不被酸、堿所分解。所含的氧化鉀，不能直接作為含鉀肥料為植物所吸收。在大自然長期的作用下，只有極少部分鉀長石會風(fēng)化。國內(nèi)外為使鉀長石成為有用的鉀資源，將其中氧化鉀變?yōu)樗苄缘幕蜩廴苄缘?，對利用鉀長石制取鉀肥先后進行了多種工藝研究，綜合起來可分為：高爐冶煉法、壓熱法、敞開浸取和封閉恒溫法、熱分解水浸法、熱法制枸溶性鉀、酸分解法、燒結(jié)法、低溫分解法、微生物法等。

目前，我國鉀肥總產(chǎn)量接近600萬t，自給率將提高到55%～60%，河南省鉀肥產(chǎn)業(yè)相比也有長足的發(fā)展，2013年鉀肥產(chǎn)量約45萬t(折氧化鉀100%)。鉀肥的需求剛性在不斷被強化，預(yù)計到2015年，我國的鉀肥需求量將達到1 500萬t，可溶性鉀資源所能提供的鉀肥不超過800萬t，如此巨大的缺口需要鉀長石制肥料技術(shù)進行彌補。

3 問題與措施

3.1 存在問題

(1) 河南鉀長石行業(yè)集中程度比較低，企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模小。存在“小、散、亂”的問題，導(dǎo)致行業(yè)秩序混亂，競爭無序，資源開發(fā)缺乏科學(xué)規(guī)劃，資源浪費嚴重，受選礦技術(shù)限制，現(xiàn)階段鉀長石開采主要集中在優(yōu)質(zhì)長石礦源。

(2) 河南鉀長石資源過度消耗，可持續(xù)發(fā)展問題突出。隨著鉀長石行業(yè)的發(fā)展，資源消耗過度，優(yōu)質(zhì)資源消耗殆盡的問題越來越嚴重。在礦山開采和生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)企業(yè)不顧生態(tài)環(huán)境的破壞，重資源開采、輕環(huán)境保護；重效益、輕治理，礦山廢石、尾礦、廢渣隨意堆放，占用大量耕地。

(3) 河南鉀長石生產(chǎn)企業(yè)基本都是作坊式加工，設(shè)備陳舊，產(chǎn)品附加值低且質(zhì)量不能保證，缺乏競爭力。未對鉀長石的開發(fā)利用引起重視，停留在粗加工階段，沒有形成產(chǎn)業(yè)化。

3.2 解決措施

(1) 針對鉀長石行業(yè)集中度低，可通過聯(lián)合重組等形式，整合鉀長石產(chǎn)業(yè)，淘汰小規(guī)模企業(yè)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，做強做大鉀長石產(chǎn)業(yè)，提高行業(yè)集中度，培養(yǎng)大型企業(yè)集團，對資源開采合理科學(xué)規(guī)劃。

(2) 提高企業(yè)資源綜合利用的意識，提高回采率、選礦回收率和綜合利用率，以節(jié)能減排和保護生態(tài)為主要目標，發(fā)展綠色生態(tài)礦山。

(3) 采用先進的技術(shù)和裝備，加快先進工藝的研究應(yīng)用，淘汰落后工藝；加快經(jīng)營模式的轉(zhuǎn)變，走規(guī)?；⒋笮突?、高端化之路；加快鉀長石加工新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，改進產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性，提升產(chǎn)品附加值和競爭力。

4 發(fā)展前景

河南省鉀長石資源較為豐富，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢具有現(xiàn)實意義。鉀長石產(chǎn)業(yè)向經(jīng)營模式集約化、生產(chǎn)裝備大型化、自動化和規(guī)?；?、產(chǎn)品系列化和高端化發(fā)展，提高資源綜合利用效率，保持可持續(xù)發(fā)展。

鉀長石主要用于陶瓷、玻璃、鉀肥這三大行業(yè)，其中玻璃和陶瓷產(chǎn)業(yè)深受房地產(chǎn)等建筑行業(yè)發(fā)展的影響。雖然房地產(chǎn)等建筑行業(yè)受國家調(diào)控政策影響很大，但并不影響我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，“十二五”期間，城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)，國民經(jīng)濟保持8%的較高增長速度，為鉀長石發(fā)展提供了良好的機遇和穩(wěn)步增長空間。隨著城市化的發(fā)展，家電、太陽能的普及以及更新?lián)Q代更是大大刺激了對玻璃行業(yè)和陶瓷的需求。鉀長石作為生產(chǎn)玻璃和陶瓷的重要原料，也會隨著我國城市化進程的加快迎來廣闊的市場前景。

5 結(jié)語

河南鉀長石資源較為豐富，但是受加工技術(shù)的影響處于初級階段，要改變鉀長石礦物材料加工技術(shù)落后的局面，必須盡快提高應(yīng)用基礎(chǔ)理論的研究水平。應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究主要包括：鉀長石礦物的物化性能研究，與環(huán)境的相互作用，在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用技術(shù)，深加工技術(shù)上努力向粒度超細化、質(zhì)量高純化、加工工藝復(fù)合化、表面活性化等方向發(fā)展。因此，研究開發(fā)先進的加工技術(shù)、裝備、高附加值產(chǎn)品，對于充分發(fā)揮鉀長石資源優(yōu)勢和振興河南經(jīng)濟具有重要意義。

[1]鄭水林.非金屬礦加工與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：52-56.

[2]《非金屬礦工業(yè)手冊》編輯委員會.非金屬礦工業(yè)手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1991：981.

[3]周建盛，商超兵，蔣志榮，等.2011全國瓷磚產(chǎn)能報告中國建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書[M].廣東：陶瓷信息報社，2011：109

[4]武漢建筑工業(yè)材料學(xué)院.玻璃工藝原理[M].北京：中國建筑出版社，1984.

【修回日期】2014-01-23

Research on Development Situation and Prospects of Potash Feldspar in Henan

SHU Feng
(China National Non-metallic Minerals Industrial Co., Ltd., Beijing 100142, China)

This paper reviews the application of potash feldspar in Henan province, overviews of the current potash feldspar in ceramics, glass, fertilizer industry applications and problems, raiseds potash feldspar development direction.

potash feldspar; ceramics; glass

P619.235；TD985

A

1007-9386(2014)02-0010-03

2013-06-08