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鉀鹽
天然含鉀礦物
鉀鹽，是指天然含鉀礦物。包括鉀石巖、鉀鹽鎂礬、光鹵石、硫酸鎂石和氯化鉀等。鉀鹽一般都是可溶性的，有很高的純度。鉀鹽礦存在于地殼表層或?qū)⒁珊缘暮春秃Ｑ蟮柠u水中，最重要的鉀鹽礦發(fā)現(xiàn)于德國、俄羅斯、加拿大、意大利、法國、西班牙和美國。世界上95%的鉀鹽產(chǎn)品用作肥料，5%用于工業(yè)。1839年4月，德國鉆探鹽礦時發(fā)現(xiàn)了鉀鹽礦床，此后發(fā)展鉀鹽工業(yè)，使鉀肥的施用量迅速增加。1904年，德國人又在上萊茵河發(fā)現(xiàn)鉀鹽礦床。1910年、1915年德國和法國的兩個鉀鹽礦床開始工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。在第一次世界大戰(zhàn)前，德國幾乎控制了世界的鉀鹽市場。2005年，國際鉀鹽市場三分之一以上的鉀鹽產(chǎn)品來自加拿大。
簡介
鉀鹽是指含鉀的礦物，分為可溶性鉀鹽礦物和不可溶性含鉀的鋁硅酸鹽礦物。世界上95%的鉀鹽產(chǎn)品用作肥料，5%用于工業(yè)。
鉀鹽礦床包括可溶性含鉀礦物和鹵水的總稱，是含鉀水體經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、沉積形成。可溶性固體鉀鹽礦床(如鉀石鹽、光鹵石、雜鹵石等)和含鉀鹵水。
鉀鹽礦主要用于制造鉀肥。主要產(chǎn)品有氯化鉀和硫酸鉀，是農(nóng)業(yè)不可缺少的三大肥料之一，只有少量產(chǎn)品作為化工原料，應(yīng)用在工業(yè)方面。
目前，我國已查明鉀鹽資源儲量不大，尚難滿足農(nóng)業(yè)對鉀肥的需求。因此，鉀鹽礦被國家列入急缺礦種之一。
名稱來源源于一位德國化學(xué)家的名字Sylvite。
理化特性
形態(tài)：晶體常呈立方體，偶爾呈八面體，集合體通常為粒狀或致密粒狀，以皮殼狀、塊狀或粒狀產(chǎn)出
顏色：純凈時無色透明，常呈微白，灰色，微藍(lán)色，黃色，紫色或紅色
條痕：白色
透明度：透明-半透明
光澤：玻璃光澤
硬度：1.5-2
解理和斷口：三組互相垂直解理，參差狀斷口
比重：1.99g/cm3；g/cm3
化學(xué)組成
鑒定特征
像食鹽一樣溶于冷水，但是有股苦味且澀
成因產(chǎn)地
用途
鉀鹽礦主要用于制造工業(yè)用鉀化合物和鉀肥；世界上95%的鉀鹽產(chǎn)品用作肥料，5%用于工業(yè)。
在化學(xué)工業(yè)中約有30多種產(chǎn)品由鉀組成，主要有氯化鉀、氫氧化鉀、硫酸鉀、碳酸鉀、氰化鉀、高錳酸鉀、溴化鉀、碘化鉀等。按工業(yè)用途，35%用于生產(chǎn)潔凈劑，25%以碳酸鹽和硝酸鹽形式用于玻璃和陶瓷工業(yè)中，20%用于紡織和染色，13%制化學(xué)藥品；其余用于罐頭工業(yè)、皮革工業(yè)、電器和冶金工業(yè)等。鉀的氯酸鹽、過磷酸鹽和硝酸鹽是制造火柴、焰火、炸藥和火箭的重要原料。鉀的化合物還用于印刷、電池、電子管、照相等工業(yè)部門，此外也用于航空汽油及鋼鐵、鋁合金的熱處理。
鉀鹽
分布情況
中國鉀鹽保有儲量以KCl
計為11億噸（2009年全國礦產(chǎn)儲量通報）。
中國已探明儲量的礦區(qū)主要分布在青海、云南、山東、新疆、甘肅和四川等省區(qū)。青海省柴達(dá)木盆地察爾汗鹽湖，是中國含鉀鹽湖鹵水資源非常豐富的地區(qū)，在五千八百多平方公里的面積內(nèi)，蘊(yùn)藏著巨量的氯化鉀；近年來發(fā)現(xiàn)并評價的新疆羅布泊鹽湖，已經(jīng)規(guī)模生產(chǎn)，稱為我國第一大鉀肥生產(chǎn)基地。云南省思茅地區(qū)勐野井鉀石鹽礦，是中國于1963年發(fā)現(xiàn)的第一個陸相古代固體鉀鹽礦床。
目前，中國已查明的可溶性鉀鹽資源儲量不大，尚難滿足農(nóng)業(yè)對鉀肥的需求。因此，鉀鹽礦被國家列入急缺礦產(chǎn)資源之一。
工藝特性
鉀鹽礦物與其他一般礦物相比，有它自己的工藝特性：
（1）具有可溶性：鉀鹽礦物大多數(shù)易溶于水，而且比其他的鹽類礦物的溶解度還要大一些。因此在其形成礦床時，就需要更為有利的條件，形成以后，還可能受地表水或地下水的影響而被溶解或轉(zhuǎn)變?yōu)椴缓浀牡V物。在開采利用時，也要有特殊的措施，充分考慮到鉀鹽礦的這一特性。
（2）具有變化性：鉀鹽礦物易于變化，在成礦期間，不同濃度或不同成分的地表水或地下水的影響，或者溫度變化時的影響，都可能使它們由一種礦物變成另一種礦物，這就是鉀鹽礦床礦物成分比較復(fù)雜的原因之一。這種易于變化的特點(diǎn)，當(dāng)然也給鉀鹽礦的開采、利用提出了需要特別注意的課題。溫度的變化、母液組成的變化、帶入水量的變化等等因素，都有它的特殊性。
（3）具有相似性：鉀鹽礦物的物理性質(zhì)彼此很相似，密度都小于3克/厘米、硬度都小于4、顏色也相近，因此，肉眼鑒定比較困難。
（4）具有吸濕性，鉀鹽礦物大多具有一定的吸濕性，易潮解。不論是采出的原礦石或是經(jīng)過加工獲得的成品，都具有這一特點(diǎn)。因此在運(yùn)輸、貯存等過程中，要有防潮、防結(jié)塊措施。主要的鉀鹽礦物，按吸濕性遞減程度，可排列如下，光鹵石、無水鉀鎂礬、鉀鹽鎂礬、鉀石鹽。
（5）組成復(fù)雜性：鉀鹽礦物在形成礦床時，多與石鹽共生，有時石鹽含量往往大大超過鉀鹽含量；其次總多少含有一些硫酸鹽類、碳酸鹽類和粘土等雜質(zhì)。因此在加工利用時，給分離帶來一定的困難，造成工藝流程復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。
鉀鹽標(biāo)準(zhǔn)
1．有用元素及主要伴生元素對原料的影響有用元素的品位決定著對原料的加工方法。當(dāng)采用溶解結(jié)晶法加工鉀鹽礦時，主要要求礦石有用元素的品
位；而采用浮選法選別鉀鹽礦時，除了要求礦石品位外，還有一個水不溶物，特別是細(xì)泥含量的要求。
2．國家標(biāo)準(zhǔn)
由于中國的鉀鹽礦山與加工廠（如鉀肥廠）是聯(lián)合體，最終檢驗(yàn)的是加工后的產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對鉀鹽礦石至今尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。氯化鉀產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)適用于由鹽田日曬光鹵石和鉀石鹽礦經(jīng)浮選法或溶解結(jié)晶法加工制取的工業(yè)或農(nóng)業(yè)用的氯化鉀產(chǎn)品。
其他鉀鹽
硝酸鉀
硝酸鉀在農(nóng)業(yè)市場用途十分廣泛，硝酸鉀屬于二元復(fù)合肥。硝酸鉀是無氯鉀、氮復(fù)合肥料，植物營養(yǎng)素鉀、氮的總含量可達(dá)60%左右，具有良好的物理化學(xué)性質(zhì)。硝酸鉀施用于煙草具有肥效高，易吸收，促進(jìn)幼苗早發(fā)，增加煙草產(chǎn)量，對提高煙草品質(zhì)有著重要作用。
現(xiàn)狀趨勢
1．開發(fā)利用現(xiàn)狀、存在問題及解決對策
2．發(fā)展趨勢
原料特點(diǎn)
(一) 可溶性鉀鹽礦物
可溶性鉀鹽礦物包括自然界形成的各種含鉀的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽以及含有鈉、鎂、鈣的復(fù)鹽。它們可以成為無水化合物或含水化合物，其中有的還含微量的Li、Rb、Cs、Sr、Br、I、B等元素。主要礦物有鉀石鹽、光鹵石、鉀鹽鎂礬、無水鉀鎂礬和雜鹵石等。
1．鉀石鹽(KCl)
化學(xué)組成：K 52.4%，Cl 47.6%。常含液態(tài)和氣態(tài)包裹物：主要是氮，其次為碳酸氣、氫和甲烷，有時含氦。機(jī)械混入物常見NaCl和Fe2O3。類質(zhì)同象混入物常為KBr(0.1%以下)和極少量的RbCl、CsCl。
結(jié)晶形態(tài)：等軸晶系。晶體呈立方體或立方體與八面體之聚形，集合體常為致密粒狀塊體，有時具層狀構(gòu)造。
物理性質(zhì)：純鉀石鹽無色透明，但由于雜質(zhì)污染可以呈紅色、玫瑰色、黃色、乳白色(含細(xì)微氣泡)。玻璃光澤。硬度1.5～2，性脆，比重1.97～1.99。解理平行極完全。有辣味。易溶于水，具吸濕性。
化學(xué)組成：K 14.1%，Mg 8.7%，Cl 38.3%，H2O 38.9%。含少量類質(zhì)同象混入物Br(0.2%以下)、Rb、Cs(萬分之幾)，偶含Li、Te。機(jī)械混入物有NaCl、KCl、CaSO4、Fe2O3、粘土、鹽水滴與氣態(tài)包裹物(N2、H2、CH4混合氣體)。
結(jié)晶形態(tài)：斜方雙錐對稱形式。晶體極少，多呈致密粒狀塊體，脈狀光鹵石呈纖維狀。
物理性質(zhì)：純的無色透明，常因含雜質(zhì)而染成紅色、褐色、黃色。新鮮斷口玻璃光澤，在空氣中很快變暗而呈油脂光澤。硬度2～3，比重1.6。無解理易碎，斷口不規(guī)則或貝殼狀。具極強(qiáng)的吸濕性，在空氣中易潮解。味辣苦。發(fā)強(qiáng)熒光。當(dāng)溶于水中時發(fā)出特殊的碎裂聲，這是因?yàn)楹刑幵诟邏合碌臍馀菟隆?/span>
化學(xué)組成：K 15.7%，Mg 9.8%，Cl 14.2%，SO 38.6%，H2O 21.7%。
物理性質(zhì)：無色，但常常被其中所含鐵質(zhì)染成紅色或灰黃色。玻璃光澤。硬度2.5～3，比重2.15。易溶于水。味苦咸。不吸水。
化學(xué)組成：約為K2O 22.7%，MgO 19.43%，SO3 57.87%，含少量的溴。
物理性質(zhì)：淺灰至無色。無解理，貝殼狀斷口。玻璃光澤，性脆，硬度3～4，比重2.83。晶體中常包裹石鹽、硬石膏及其他物質(zhì)。在水中溶解緩慢。稍加熱即變白。
化學(xué)組成：K 12.9%，Mg 4.03%，Ca 13.29%，SO 63.73%，H2O 5.98%。
結(jié)晶形態(tài)：三斜晶系，軸面對稱形式。但晶體少見，常呈致密粒狀塊體，或呈纖維狀、片狀集合體。
物理性質(zhì)：透明無色，有時為白色或微帶淺灰、淡黃、肉紅，有時也呈磚紅色。玻璃光澤，但常常是暗淡無光。硬度2.5～3，比重2.72～2.78。一組柱面解理完全。略帶咸辣味。溶于水而剩下石膏。
化學(xué)組成：K2O 25.69%，MgO 10.99%，SO3 43.67%，H2O 19.65%。
結(jié)晶形態(tài)：單斜晶系，柱體對稱形式。一般呈塊狀集合體。
物理性質(zhì)：透明無色或淡黃色。蠟狀光澤至玻璃光澤。貝殼狀斷口。味苦。硬度2.5～3.0。比重2.201。
7.軟鉀鎂礬[K2Mg(SO4)2·6H2O]
化學(xué)組成：K2O 23.39%，MgO 10.01%，SO3 39.76%，H2O 26.84%。
結(jié)晶形態(tài)：單斜晶系。柱體對稱形式。集合體呈細(xì)粒或纖維狀。
物理性質(zhì)：透明無色或白色，由于含雜質(zhì)，有時也具淺紅、淺黃和灰色。玻璃光澤。具苦味。易溶于水。比重2.1，硬度2.5。
8．鉀石膏(K2SO4·CaSO4·H2O)
結(jié)晶形態(tài)：單斜晶系，柱體對稱形式。解理平行和完全，清楚。集合體為板狀、葉片狀。
物理性質(zhì)：無色，或因含有雜質(zhì)而具淺黃色和乳白色。玻璃光澤。貝殼狀斷口。硬度2.5，比重2.579。微溶于水。
不可溶
發(fā)展持續(xù)
日前，主題為“中國鉀鹽鉀肥可持續(xù)發(fā)展”的中國無機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會鉀鹽(肥)行業(yè)分會第七屆年會在上海召開。會議由中國無機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會鉀鹽(肥)行業(yè)分會、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境與糧食安全研究中心聯(lián)合主辦。國家發(fā)改委、商務(wù)部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)以及全國農(nóng)技推廣服務(wù)中心土肥處處長李榮、中國無機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會會長吳明鈺、秘書長陶連印，鉀鹽(肥)行業(yè)分會會長李剛出席會議。行業(yè)分會秘書長劉富昌主持并宣讀了工作報告，副秘書長亓昭英做了本年度中國鉀鹽鉀肥行業(yè)運(yùn)行情況報告。近200位來自國內(nèi)外的鉀鹽、鉀肥行業(yè)人士參加盛會，共同探討行業(yè)發(fā)展。
針對目前我國鉀鹽開發(fā)的情況，中國石化聯(lián)合會產(chǎn)業(yè)發(fā)展部副主任、中國無機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會秘書長王孝峰對中國鉀肥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出戰(zhàn)略思考。他認(rèn)為，目前鉀鹽開采應(yīng)防止國內(nèi)鉀資源的過度開發(fā)，否則可能造成資源浪費(fèi)、綜合利用跟不上、生產(chǎn)裝置服務(wù)年限過短等方面問題。
鉀鹽
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作者
