西部鉀礦資源分布特征與開發(fā)前景

李春斌，侯元昌，應(yīng) 輝，曹亞楠

（1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130012；2.青海省第五地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810000）

1 鉀的分類

通常是指可溶性鉀鹽礦床，主要是鉀石鹽以及光鹵石、硬鹽、鉀鹽鎂礬等。按賦存狀態(tài)有固態(tài)鉀礦和液態(tài)含鉀資源。固態(tài)鉀礦按其加工性質(zhì)分為水溶性鉀礦(即鉀鹽礦)和非水溶性鉀礦，后者包括明礬石礦、鉀長石礦、含鉀砂頁巖、霞石礦、海綠石砂巖、伊利石黏土巖等，統(tǒng)稱含鉀巖石，均屬硅酸鹽類含鉀礦物，如用制鉀肥需將硅酸鉀轉(zhuǎn)變成水溶性鉀，工藝過程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，故當前除明礬石礦正在綜合開發(fā)利用外，其余含鉀巖石尚未進行正規(guī)開發(fā)[1]。

2 鉀礦的分布情況

2.1 世界上鉀礦的分布狀況

就目前已經(jīng)查明的情況來看，世界上鉀礦已經(jīng)探明的工業(yè)儲備量為200億噸以上，按照估算總儲備量來看應(yīng)該超過1400億噸，而這些鉀礦資源卻分布很不均勻，主要集中分布在加拿大、俄羅斯、德國、約旦等國家，這些國家的存儲量約占世界資源量的90%。而目前我國已經(jīng)探明的工業(yè)儲備量總計7.91億噸，占世界已經(jīng)探明工業(yè)儲備量的2.495%。

2.2 世界上鉀礦的分布狀況

就目前我國的分布情況來看，我國鉀礦資源總體來看還是處于稀缺狀態(tài)，其中以鹵水狀態(tài)存在的鹽湖鉀鹽占據(jù)鉀資源總量的92%，以固態(tài)存在的資源量較少，這部分資源的狀態(tài)也較差，可以直接開采的固態(tài)鉀礦資源僅占據(jù)2.6%。鉀礦資源主要分為兩類，一是可溶性鉀鹽，主要是鉀鹽和是鉀肥，主要分布于西部地區(qū)，主要集中于青海和新疆，其中青海5.4億噸，主要集中于青海柴達木盆地，新疆儲備量2.51億噸，主要集中于新疆羅布泊，四川、西藏、云南也存在。另一類是難溶性含鉀巖石，主要分布于陜西、四川和甘肅等地。其中發(fā)現(xiàn)西藏擁有35個特種鹽湖，內(nèi)蒙還發(fā)現(xiàn)11個鉀鹽湖，四川盆地也存在很多液態(tài)鉀礦[2]。但是按照總體情況來看，我國鉀礦資源是稀缺的，主要還是分布于西部地區(qū)，固體鉀礦資源是很少的，而能利用的鉀礦資源更是稀少。

3 已經(jīng)探明資源分布狀況

目前西部地區(qū)探明的鉀鹽分布情況主要集中于青海柴達木盆地，新疆羅布泊，四川海相盆地，云南盆地等地區(qū)，下面就這些地區(qū)分布情況作出具體分析。

3.1 青海柴達木盆地

經(jīng)過多年來的開發(fā)與努力，柴達木地區(qū)既有干鹽湖也有表面湖水鹽湖，也有兩者共存的鹽湖，而具有規(guī)模且開發(fā)的鹽湖有察爾汗鹽湖、臺吉乃爾鋰鹽湖、馬海鹽湖、大柴旦鹽湖、大浪灘鹽湖、大鹽灘鹽湖等。這些該地區(qū)的鉀鹽資源主要集中于地層的第三、四系與現(xiàn)代地層。鹽湖其中主要以察爾汗鹽湖為主，該鹽湖生產(chǎn)規(guī)模很大分為兩期工程，自西向東為別勒灘、達布遜～察爾汗、霍布迅三段，其中別勒灘面積2260km2，達布遜～察爾汗面積為2651km2，霍布遜940km2。開發(fā)的鉀鹽產(chǎn)品主要以氯化鉀為主，年總生產(chǎn)能力為350萬t每年，其次主要是鉀鎂肥，總的生產(chǎn)能力為60萬t每年，而硫酸鉀還未形成規(guī)模性的生產(chǎn)能力。在20世紀察爾汗鹽湖主要采用開發(fā)技術(shù)為的光鹵石冷分解～洗滌法工藝，后來發(fā)展為光鹵石冷分解～浮選法，火來發(fā)展為反浮選～冷結(jié)晶技術(shù)，而到目前為止，鹵石冷分解～洗滌法工藝已經(jīng)被淘汰，主要采用另外兩種方法[3]。

3.2 新疆羅布泊

新疆羅布泊鹽湖是在青海察爾汗鹽湖后迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的含鉀鹵水礦床，該鹽湖南北長115km，面積10350km2，是世界上最大的干鹽湖之一。羅布泊鹽湖，根據(jù)地質(zhì)成礦年代及構(gòu)造特征劃分為羅北、羅中、羅東、新湖、新湖東、老湖區(qū)、東臺地和西臺地等八個區(qū)段。鉀鹽主要分布與地層的第三系和石炭系，主要成分以鹵水、石鹽和芒硝為主，并以大型礦田為主，主要以KCL為主。主要開發(fā)工藝是根據(jù)羅布泊鹽湖資源特點和氣候特征開發(fā)的，主要利用相圖原理，結(jié)合氣候條件特征，通過先進的鹽田工藝，使鹵水中的鉀集中在兩個階段析出，同時排出了過量的硫酸鎂的工業(yè)手法。

3.3 四川盆地

四川盆地的鉀鹽主要分布于奧陶系，即山西和陜西兩省，主要以含鉀石鹽和石膏為主，其中石膏的出現(xiàn)在世界上都較為罕見，而這些鉀鹽盆地現(xiàn)已經(jīng)被找出，并進行集中開發(fā)。四川盆地的液態(tài)鉀比較豐富，鹵水資源量較多，根據(jù)研究鹵水的資源含量為19250億m2，鹵水中主要以含鉀為主，以鋰、碘、硼等微量元素組成的高濃度鹵水，對于開發(fā)有較大意義。

3.4 云南

云南江城縣勐野鉀鹽礦，是我國首次發(fā)現(xiàn)不能食用鉀鹽，是目前發(fā)現(xiàn)較早的唯一固體古生代鉀鹽礦床。經(jīng)過多年的發(fā)展，該鹽礦解決了占總儲量61.5%的灰綠色鉀石鹽礦和紅褐色鉀石鹽礦生產(chǎn)氯化鉀的關(guān)鍵技術(shù)問題，采用坑道開采，邊界品味KCL3%，最低工業(yè)品味6%，工藝運行穩(wěn)定，技術(shù)經(jīng)濟指標良好。

4 鉀礦資源開發(fā)前景討論

4.1 可溶性鹽開發(fā)

根據(jù)總結(jié)來看，我國鉀礦主要以液態(tài)礦鹵水資源為主，而青海察哈爾鹽湖為最大的可溶性鉀鹽礦床，而新疆、西藏內(nèi)蒙胡也存在鹽湖，這些鹽湖之間的成分并不相同，對于青海鹽湖來說適合邊采邊找的方法，在開發(fā)中尋找光鹵石、硼砂等鹽類，利用鹵水資源擴大鉀鹽生產(chǎn)。對于新疆這類富含多種微量元素的鹽湖，以尋找石鹽、鉀銷石等伴有鉀鹽礦為主要開發(fā)模式。對于四川盆地這種情況積極開發(fā)其富鉀鹵水，對于解決農(nóng)業(yè)上鉀肥資源短缺的情況有重要的意義，可以不斷其工業(yè)回收率，加快地質(zhì)勘查速度和效率，通過井渠結(jié)合的開采方式，采用海水直接提家技術(shù)和海鹽苦鹵綜合利用提鉀方法來提取鉀礦中的物質(zhì)。

4.2 不溶性鉀鹽開發(fā)

我國是農(nóng)業(yè)法國，因此對于鉀鹽的消耗比例較大，而我國鉀礦中不溶性鉀鹽占據(jù)比例較大，因此為了能夠加快農(nóng)業(yè)發(fā)展腳步，近些年來我國開發(fā)了以富鉀硅酸鹽巖石為原料的新型鉀硅鈣礦物肥料，通過對全國多個試驗點對不同農(nóng)作物的農(nóng)田肥效試驗，已經(jīng)有了很大的進步，而這也是不溶性鉀鹽未來的發(fā)展的重要道路。同時在近些年來也成功研制出了利用工業(yè)廢渣與鉀長石等不溶性鉀礦生產(chǎn)含鉀復(fù)合肥料的技術(shù)，該技術(shù)生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)原料來源廣泛，分布范圍較廣，該肥料中不存在對環(huán)境不友好的組分，可安全施用，特別對南方地區(qū)酸性土壤施用效果更佳，這也是未來我國不溶性鉀鹽的主要發(fā)展方向。

5 結(jié)語

按照我國目前的情況來看，鉀鹽的分布不均勻，含鉀量也不盡相同，而為了能夠綜合利用開發(fā)，需要進行整體規(guī)劃，然后分階段實行，在開發(fā)中優(yōu)先以鉀礦資源豐富的為主，以滿足農(nóng)業(yè)需求為主，在利用資源的同時不斷開發(fā)未發(fā)現(xiàn)的資源，積極研發(fā)不可溶性鉀鹽的利用方法，由此來解決我國鉀資源短缺的狀態(tài)。