中國鉀肥生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及展望

畢帥(青海鹽湖工業(yè)集團(tuán)股份有限公司鉀肥分公司，青海 格爾木 816000)

1 目前鉀肥生產(chǎn)的技術(shù)

1.1 冷分解浮法

冷分解由浮法于1950年被發(fā)現(xiàn)的，而在我國的使用是從20世紀(jì)60年代開始的，利用此方法進(jìn)行鉀肥的生產(chǎn)工作，這是由外國引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)之一，也在工業(yè)化的鉀肥生產(chǎn)中邁出了關(guān)鍵性的一步。冷分解浮法主要是利用了浮選的工作原理進(jìn)行氯化鉀的生產(chǎn)工作，其主要的原料是淡水和光鹵石，將其中含有的大量的氯化鎂等變成溶液的形式等，從而將其中的氯化鉀溶解度不斷降低，配合浮選藥劑施加作用，提取氯化鉀與氯化鈉混合物內(nèi)的氯化鉀，這種冷分解浮法的優(yōu)勢十分突出，有著更簡單的工藝和更低的技術(shù)要求，也有著十分成熟的工藝等，但是在長期的生產(chǎn)和工業(yè)化的應(yīng)用過程中，其中鉀肥力度小、質(zhì)量控制難等一系列的問題等，造成了長期發(fā)展方面的制約等。

1.2 冷結(jié)晶浮法

冷結(jié)晶浮法是國內(nèi)某公司研發(fā)得出的，具備新型生產(chǎn)鉀肥方法的科學(xué)技術(shù)，冷結(jié)晶浮法的原理來源于把光鹵石實(shí)行分解期間控制器飽和度，從而在室溫的情況下將氯化鉀晶體的顆粒度不斷提升，從而保證了高質(zhì)量的氯化鉀的生產(chǎn)過程。在冷結(jié)晶浮法的主要工作流程之下：將鈉鹽的工作原料等投入到一個冷結(jié)晶的專門容器中，將鈉鹽等進(jìn)行分解等，從而將其中的氯化鉀晶體等析出來，在專門的沉淀區(qū)域內(nèi)進(jìn)行洗滌、過濾、溶解等工作，母液還可以重復(fù)進(jìn)行結(jié)晶等工作。在多次的結(jié)晶之后，可以使得最終的鉀肥產(chǎn)品質(zhì)量大大提升，精度上進(jìn)行了提升[1]。

1.3 逆浮選的冷卻結(jié)晶法

圖1 部分時段不同鹽田采出原礦中氯化鈉含量

圖2 部分時段浮選工段作業(yè)回收率

逆向浮選旨在利用浮選工作的主要目標(biāo)等將其中沒有用的礦物質(zhì)材料等進(jìn)行浮選和提出等工作，從而使得原本母液中的含量等不斷進(jìn)行控制等，因此，被稱為了逆向浮選的過程。氯化鈉含量受到影響。鈉浮選藥劑是具備懸浮能力的，懸浮也要選取在一定粒徑范圍內(nèi)。不有效控制原礦內(nèi)部的氯化鈉實(shí)際含量則會產(chǎn)生浮選負(fù)荷量遞增(圖1、圖2)，實(shí)踐表明鈉浮選藥劑要想達(dá)到最佳的吸附狀態(tài)，需要將光鹵石礦的力度控制在0.2～0.4 mm之間。原礦內(nèi)部存在大量的氯化鈉使得懸浮選系統(tǒng)壓力負(fù)荷量大，會嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，圖1是挑選的部分時間短，一些采區(qū)原礦內(nèi)NaCl含量數(shù)據(jù)圖，在此過程中浮選收率呈現(xiàn)遞減趨勢。逆浮選的冷卻結(jié)晶從過去以色列某公司發(fā)明。此類核心的工作方法的應(yīng)用等在實(shí)際的工作過程中，有助于材料和能源方面的節(jié)約等，保證在室溫下就可以進(jìn)行浮選的過程等。在此主要的過程中，現(xiàn)將深海鹽場中的水通過管道輸送到加工廠中，然后在絮凝劑的作用之下進(jìn)一步提取、提純光鹵石。經(jīng)過提純過后，后期及對控制頻率進(jìn)行管理，操作時結(jié)晶器內(nèi)的含氯化鈉＜6%的光鹵石不斷進(jìn)行分解等，從而使得后期的粗鉀等進(jìn)一步的凈化，獲得更加純凈的產(chǎn)物等。在此工藝的過程中，十分明顯的優(yōu)勢就是在于將氯化鈉和不溶于水的物質(zhì)浮選出來，然后提升了氯化鉀的生產(chǎn)效果，同時產(chǎn)品質(zhì)量更符合要求。此類工藝獲得氯化鉀產(chǎn)品粒徑大、含水量低，并且在后續(xù)的干燥等方面也有著較為便利的工藝等，產(chǎn)品的外觀優(yōu)良等。與此同時，其在生產(chǎn)過程中的弊端十分突出，主要表現(xiàn)為了操作和控制的步驟不便捷，流程的復(fù)雜程度提升也就對于浮選、潔凈等工藝提出了更高的要求。

1.4 硫酸鉀的生產(chǎn)技術(shù)

1.4.1 曼海姆法

曼海姆法的主要操作過程是將硫酸和氯化鉀一起放入到高溫狀態(tài)下的曼海姆爐中，在高溫的作用下將其轉(zhuǎn)化和進(jìn)一步的制備等工作，在此過程中利用氯化氫進(jìn)行洗滌和吸收等，最終形成鹽酸溶液。此技術(shù)的應(yīng)用相比較而言是十分成熟的，并且在進(jìn)行硫酸鉀生產(chǎn)過程中的技術(shù)和產(chǎn)量的穩(wěn)定性都大大提升，品質(zhì)也是比較高的。另外，在此技術(shù)的應(yīng)用過程中，除了獲得了硫酸鉀產(chǎn)品之外，還獲得了更高的收益率，針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況來講，意義十分深遠(yuǎn)且富有價(jià)值。主要的缺點(diǎn)是消耗成本大，硫酸本身的腐蝕性也會對生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，也會造成不必要的威脅。

1.4.2 軟鉀鎂礬轉(zhuǎn)化法

國內(nèi)鉀鹽湖內(nèi)部有豐富的可溶性鉀鹽資源，使用鹽田曬礦的方法使用頻繁，進(jìn)行生產(chǎn)期間涵蓋了光鹵石型、鹽鎂鞏型鉀混合鹽等，完成鉀鹽鎂鞏型鉀混合的轉(zhuǎn)化與制備工作，把光鹵石分解形成氯化鉀。隨后實(shí)行混合形成硫酸鉀。此類技術(shù)施工成本低，投入弱，操作十分便捷。目前，新疆國投羅鉀公司對此技術(shù)進(jìn)行廣泛使用。

1.5 硝酸鉀的生產(chǎn)技術(shù)

1.5.1 硝酸銨-氯化鉀復(fù)分解法

硝酸鉀的生產(chǎn)技術(shù)從研究階段就被法國的一家公司所使用，該技術(shù)在國內(nèi)氯化鉀項(xiàng)目生產(chǎn)期間發(fā)揮著顯著成效。其主要的原料是硝酸銨，也在兩者的綜合反應(yīng)過程中生成了氯化銨，在進(jìn)行低溫冷卻等一系列的工作過程將硝酸鉀晶體析出，從而也將氯化銨晶體析出等，最終獲得更多產(chǎn)物。這種操作方法無污染、操作簡單，但是產(chǎn)量不高。

1.5.2 氫氧化鉀-硝酸中和法

此類方法產(chǎn)生的主要原因在于借助氫氧化鉀與硝酸產(chǎn)生的中和反應(yīng)，形成硝酸鉀。兩者進(jìn)行有效融合以后，可以通過蒸發(fā)濃縮的方式進(jìn)行最終硝酸鉀的提純和生產(chǎn)等工作，生產(chǎn)的氯化鉀成色好、純度高。但是在氫氧化鉀的使用過程中成本比較高，不適合大規(guī)模的生產(chǎn)過程。

2 我國鉀肥生產(chǎn)技術(shù)的展望

2.1 我國鉀肥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向

從古至今，農(nóng)業(yè)在國家的發(fā)展和社會的穩(wěn)定中都發(fā)揮了十分重要的作用，因?yàn)槲覈旧硪彩且粋€農(nóng)業(yè)大國，耕地面積多、人口眾多。雖然近年來各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展都是十分迅速的，但是農(nóng)業(yè)一直都是基礎(chǔ)性的建設(shè)內(nèi)容。伴隨著人們不斷深入基礎(chǔ)工作領(lǐng)域研究，發(fā)現(xiàn)社會生產(chǎn)力也在隨之發(fā)生變化，農(nóng)業(yè)的發(fā)展技術(shù)水平也進(jìn)一步提升等。在此背景之下，農(nóng)業(yè)中的鉀肥需求量也在不斷增加，但是其供需關(guān)系上還存在著一定的矛盾等，導(dǎo)致了在國際上鉀肥的價(jià)格不斷下降，整體行業(yè)的發(fā)展中也受到了發(fā)展方面的限制等。針對于當(dāng)前的國際市場的相關(guān)發(fā)展情況等，就需要進(jìn)行綜合性分析工作，從而以低成本和產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)等為基本的發(fā)展目標(biāo)等，從當(dāng)前的技術(shù)手段上進(jìn)行分析，氯化鉀生產(chǎn)中使用最頻繁的技術(shù)是反浮選生產(chǎn)技術(shù)，成本比較高，企業(yè)發(fā)展是存在很大壓力的。特別是供小于求的時候，減少成本和優(yōu)化工作結(jié)構(gòu)，確保經(jīng)濟(jì)效益得以提升，為后續(xù)鉀肥發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[2]。

2.2 我國鉀肥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢

盡管我國的耕地面積多，但是人均占有量方面是比較少的，再加之部門土地的生產(chǎn)的肥力等多方面都不能滿足實(shí)際的工作方面的要求，農(nóng)作物的產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)了不符合要求的現(xiàn)象，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等工作帶來了較大的壓力等。基于此方面的現(xiàn)象，為了更好地解決相關(guān)的工作問題等，就需要從問題根源出發(fā)，從土壤的肥力等多方面進(jìn)行改進(jìn)，使得農(nóng)作物的產(chǎn)出的質(zhì)量大大提升，確保糧食的質(zhì)量。鑒于現(xiàn)在鉀元素開采量大，國內(nèi)對鉀肥不足的問題進(jìn)行了有效解決，一半以上的供給率是可以達(dá)到的。從總體上進(jìn)行分析工作，但是在出口量等方面還需要不斷提升。從2016年的“十三五規(guī)劃”中開始實(shí)施“走出去”的發(fā)展戰(zhàn)略，需要妥善使用有機(jī)鉀肥資源等，確保鉀肥資源得以持續(xù)擴(kuò)大和發(fā)展。目前，國內(nèi)“走出去”戰(zhàn)略已經(jīng)在大多數(shù)國家進(jìn)行開展，取得了顯著的成效。

3 結(jié)語

綜上所述，在農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展過程中，鉀肥是必不可少的生長的基本原料之一，在此過程中種植的價(jià)值和增產(chǎn)的價(jià)值等不斷提升，從而提升了在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的農(nóng)業(yè)種植資源的需求量等。我國鉀肥行業(yè)必然要經(jīng)歷創(chuàng)新和一系列的發(fā)展過程中，對于行業(yè)的發(fā)展進(jìn)一步推動。