怎样辨别新疆罗布泊硫酸钾肥真假?
肥料级的硫酸钾常为带灰黄、灰绿或浅棕色,不吸湿,往往含有一些难溶的杂质,因此溶解不彻底,灼烧时不熔融,但能观察到钾离子特有的紫色火焰。可通过化学方法定性分析硫酸根离子的存在。
一.外观鉴别法 硫酸钾常为带灰黄、灰绿或浅棕色,不吸湿.
二.化学性质鉴别法 鉴别硫酸钾,可加入5%氯化钡溶液,产生白色沉淀者为硫酸钾。
三.溶解度鉴别法 ,硫酸钾往往含有一些难溶的杂质,因此溶解不彻底.
四.熔融情况鉴别法 将肥料置于铁片上,放在火上烧,观察其熔融情况。硫酸钾不熔融,但能观察到钾离子特有的紫色火焰.
将以上综合,来判断是否是硫酸钾肥
罗布泊硫酸钾是由国投企业——国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司研制的富含钾元素的肥料,国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司拥有国家级企业技术中心,被评为国家技术创新示范企业,累计获得专利62项,是世界最大的单体硫酸钾生产企业。
罗布泊硫酸钾取自沉睡亿万年的罗布泊盐湖矿床中硫酸镁亚型富钾的卤水所生产,是纯天然的矿肥,采用的更是盐湖卤水结晶浮选工艺进行生产,全程无任何化学添加,不含游离酸、不含重金属、PH呈中性、温和不伤害土壤,适用于各种作物,能有效提高作物产量,施用后,罗布泊硫酸钾可以促进作物体中的生物酶活化,促进作物的糖代谢过程,从而提高作物对糖的转化和蛋白质的合成,提高作物的果实品质。从而有效解决作物的新枝不粗壮、果实颜色淡、和作物在开花期缺钾容易大量落花的情况。
身处于新疆罗布泊的国投钾肥厂,使原本钾资源严重匮乏的中国成为了国际钾肥市场的“洼地”,让中国农民用上了世界最低价的钾肥,罗布泊硫酸钾,值得信赖。
在上世纪六十年代,西北边疆有一片神秘区域,先后两次引起了世界的“大地震”。1964年10月16日下午3点,中国第一颗原子弹在罗布泊成功爆炸。1967年6月17日上午8时20分,我国第一颗氢弹爆炸试验获得完全的成功。
中国第一颗原子弹爆炸
这震撼世界的惊雷向世人宣告:中国任人欺凌的时代结束了!与此同时,一个特殊的地理名字为世界所铭记:“罗布泊!”
罗布泊
罗布泊的“传说”
罗布泊神秘而残酷。
西域三十六国之一的楼兰在 历史 舞台上只活跃了八百余年便在公元4世纪神秘消亡,过了1500多年,瑞典探险家斯文·赫定和罗布人向导奥尔德克于1900年3月28日又将它重新发现,因而轰动世界,被称之为“东方庞贝城”。百年来,楼兰一直是中国乃至世界各地探险家、史学家、旅行家研究考察的热点。
楼兰古城
位于孔雀河古河道北岸的太阳墓,它是1979年冬被考古学家侯灿、王炳华等所发现,古墓有数十座,每座都是中间用一圆形木桩围成的死者墓穴,外面用一尺多高的木桩围成7个圆圈,并组成若干条射线,呈太阳放射光芒状。 经碳14测定,太阳墓已有3800年之久。
太阳墓
无论人畜,一旦进入罗布泊区域,一不小心就会命丧黄泉,前赴后继的探险者先驱也用生命证明了罗布泊的残酷!由于各种局限和偏见,也制造了许多讹误,为罗布泊罩上了神秘的色彩。
余纯顺墓
彭加木遇难处纪念碑
然而让人意想不到的是,就是在这样生命的禁区,居然有一座钾肥厂,这座钾肥厂到底是怎么来的,为什么要建在罗布泊?这里面有太多的疑点需要解答。
罗布泊确实有座钾肥厂
罗布泊座落着世界最大钾肥生产基地——国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司,年产120万吨硫酸钾。下面我们通过卫星图来认识这个钾肥厂。
图中那个绿色的区域就是钾肥厂的所在地。
放大了看,这深浅不一的蓝绿色区域,就是钾肥厂不同浓度的沉淀池。
我们总以为罗布泊是无人区,可是仔细看沉淀池旁边,竟然有一个罗布泊镇。
还有拌面和川菜馆,看起来生活并不像想象中那么恶劣。
这座钾肥厂2008年建成至今,已累计生产优质硫酸钾906万吨,占同期国内全部产量的一半以上,使原本钾资源严重匮乏的中国,成为国际钾肥市场的价格洼地,同类产品中国到岸价比周边国家低几十美元。中国农民用上了世界上最便宜的钾肥。
为什么要在罗布泊建钾肥厂?
为什么要把钾肥厂建在罗布泊,中国这么大,为什么偏偏选中这个生命的禁区?
被称为死亡之海的新疆罗布泊,原是我国第二大咸水湖,位于新疆东南部塔克拉玛干沙漠边缘,由于气候变迁,早已干涸,只剩下大片翻着硬壳的盐碱地,看不到一丝生命迹象,是真正的不毛之地。荒然而这块被称为“死亡之海”土地之下的高盐卤水中却蕴藏着影响农作物生长的必需元素——钾。
国投新疆罗布泊钾盐基地的盐湖景色
上个世纪九十年代末,地质工作者在此发现了世界上最大的硫酸盐型含钾卤水矿床。这一消息令一批长期从事相关资源开发的有志之士为之振奋,当时国内最前沿的化工科研人才放弃舒适安逸的生活工作条件,义无反顾扎进了罗布泊。
钾,真的那么重要吗?
答案是肯定的,我国已探明的钾盐资源储量仅占世界的2%,只在新疆、青海等地发现一些钾盐矿, 钾盐资源匮乏 。与此相反的是,我国钾肥消费量已超过美国,成为世界上最大的钾肥消费国,资源储量与消费量形成巨大反差。
虽然我国钾盐资源严重不足,但全球钾矿资源供大于求。早在上世纪八九十年代,德国就把硫酸钾产品销售到中国。现在全世界每年氯化钾的消费量大约6000多万吨,而我国氯化钾消费量达1200万吨。如果我国没有自己的钾盐资源,如此大的需求量必将在国际谈判中处于劣势,就像印度没有自己的钾盐资源,在钾肥的国际谈判中没有任何余地,国际钾肥公司出价多少只能被动接受。
钾肥主要进口国家及份额分析
钾肥作为化肥的重要品种,对保障我国粮食安全有着重要作用。中国钾矿资源严重匮乏,10多年前,70%以上的钾肥要依靠进口,长期受制于人,这种局面直接威胁到我国的粮食安全。
缺钾的禾苗枯黄矮小
所以,当地质工作者发现罗布泊有世界上最大的硫酸盐型含钾卤水矿床时,他们的欣喜可想而知。
艰苦的奋斗之路
罗布泊自然条件恶劣,夏季地表温度甚至高达60多度,冬季则会低至零下20多度。此外,罗布泊的风特别大、特别多,每年七级以上的大风达到两百多天,年降水量仅为39毫米,蒸发能力则超过3800毫米以上,土地盐碱化程度非常高。
找卤水并不是一件简单的事情,电影《生死罗布泊》就讲述了上世纪七十年代时科学家们在罗布泊寻找卤水的艰难之路,也展现出了罗布泊的无情。找到卤水,如何在自然条件和技术条件都极度匮乏的情况下,该如何将罗布泊的宝藏进行开发利用,还是一个个摆在眼前的难题。
电影截图
怀抱“让中国农民用上全世界最优质的钾肥”的愿望,一批国内最前沿的化工科研人才为此放弃舒适安逸的生活工作条件,义无反顾地扎进罗布泊。
与世界上其他盐湖不同,罗布泊卤水资源中钾、硫比例严重失衡,开发难度异常之大。要生产出硫酸钾必须要从外部添加氯化钾来解决两者比例失调的难题。可罗布泊位于无人区,方圆300公里内没有任何设备支撑,从几百公里以外购置氯化钾必然提升生产成本,所以最好的办法就是自己制造出氯化钾。
罗布泊的开发在全世界都没有可以借鉴的经验,有外国专家听了直摇头,说不可能在这样的环境下生产出硫酸钾。然而就是凭借着一股不认输的劲,迫使他们自主研发,展开了罗布泊开发史上最系统、最全面、最切合实际,并且也是最艰苦卓绝的加工工艺试验研究。
没有路、没有淡水、没有电,为了专心研究,他们索性住在帐篷或者临时搭的地窝子里,一住就是四五十天不出去。当时包括水在内的所有物资都要从400公里以外的哈密去拉,路上要十几个小时。一天四五个人洗脸吃饭只有一桶水,吃住都是挑战。
这群在罗布泊从事钾肥生产的人被称作罗钾人,创业初期,罗钾人就住在这种简陋的“地窝子”里。虽说采光、通风差一些,毕竟居有定所、冬暖夏凉,比最初的帐蓬强多了。2002年,一对新人在地窝子婚房办了中国独一份罗布泊腹地婚礼。罗钾人最后一批搬出地窝子,则是2008年的事了
这个早期食堂是用盐块盖起来的,比起“地窝子”,盐块房又进了一步,毕竟不用钻地下了。取罗布泊随处可见的盐块,敲成30-40厘米见方的建材,再用卤水和泥巴和成土制“水泥”,砌成这样的盐块房,不怕地震不怕风,就怕水。罗钾人开玩笑,做饭没盐了,墙上抠一小块下来,就0K了
经过1年多反复试验攻关,科研人员成功利用罗布泊地下卤水生产出硫酸钾的主要原料——氯化钾,从而解决了罗布泊卤水钾、硫比例严重失调的难题,并攻克了用微咸水代替淡水生产优质硫酸钾的关键性技术。生产每吨硫酸钾的用水量仅及传统工艺的三分之一,在国内外独一无二。
2001年,罗布泊首个盐田、输卤渠、采卤渠的建成并投入使用,源源不断的地下卤水涌上地面,硫酸钾的生产拉开序幕。
三号光卤石码头的水采机
国投罗钾人自主研发的两栖式水采机,每小时处理能力可达500吨,价格仅为2700万元,而从国外进口,每台则需要7000万元。
2003年7月,罗布泊牌硫酸钾产品问世。所有员工欢呼雀跃。他们用了4年时间在罗布泊腹地完成了 探索 性试验、小试、中试和工业性试验,达到了年产5万吨硫酸钾的生产能力,走完了美国犹他州大盐湖15年、青海察尔汗盐湖25年的建设历程!
硫酸钾厂包装车间
年产120万吨硫酸钾主装置,名副其实的世界钾肥生产航母。2008年11月建成投产至今,累计生产优质硫酸钾906万吨,占同期国内全部产量的一半以上。
罗布泊腹地的火车站。罗钾产品在这里装上专用列车,直通哈密,再运往全中国
世界上没有哪一个国家像我们中国这样从一无所有的荒原上起步独立发展自己的战略工业;世界上没有哪一个国家的高精尖技术人员甚至要忍饥挨饿的从事科研工作;世界上也没有哪一个国家的高级技术人才愿意终身隐姓埋名,甚至丧失了发表任何一篇学术论文的权利。在中国那个内忧外困的年代,英雄的中国人将这样的奇迹变成了现实。
被称为“马尔代夫”的一级盐田,颇具南太平洋风光神韵。这里水的含盐量达26%,是普通海水的10倍;比重达到1.24,高于死海的1.18。夏天游泳,“想沉也沉不下去!”
从这里滚滚而出的钾盐农用肥料占据国内近一半市场份额,所以你所吃的粮食很可能跟遥远的罗布泊有着千丝万缕的联系哦。
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问题:我在谷歌地图上看到了奇怪的事情,可能在亚洲中间,我不知道它是什么?网友答:这位于新疆世界上最大的硫酸钾生产基地,图片应该是一个超大的蒸气。
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当许多农民购买复合肥时,也许他并不知道,复合肥里最重要成分硫酸钾是来自多数国人视为“死亡之海”“无人之地”的新疆罗布泊;也许他更不知道,这里如今有全球最大的硫酸钾生产基地。
从新疆哈密出发,沿着路宽不足7米的哈罗公路,记者驱车往南颠簸400公里,进入被称为“生命禁区”的罗布泊。这里自然条件极端恶劣,夏季地表温度高达60摄氏度,冬季则低至零下30摄氏度,沙尘暴频繁发生,方圆几百公里皆是茫茫戈壁盐漠,渺无人烟,寸草不生。
就是在这片不毛之地上,过去10年里建起一座世界最大的硫酸钾生产基地——国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司,解决了中国钾肥自给率严重不足的难题。自此,这片“死亡之海”以及沉睡地下万年之久的钾盐逐渐变身“财富之源”。
据国投罗钾公司副总经理尹新斌介绍,自2008年120万吨硫酸钾项目投产以来,产量逐年上升,去年公司销售硫酸钾产品达到160万吨。以硫酸钾市场价每吨3000多元粗略计算,国投罗钾一年创造的财富价值接近50亿元。
数据显示,截至今年6月底,国投罗钾累计生产硫酸钾产品已达702.4万吨,占国内硫酸钾生产量的70%以上。正因如此,中国在国际钾肥市场谈判主动权得以提升,硫酸钾销售价格已从高峰时每吨6000多元降至3000多元,中国已是国际钾盐巨头销售价格最低的地区之一。
据记者观察,在国投罗钾的崛起过程中,资本、科技以及人的因素共同作用,缺一不可。罗钾在2004年、2013年分别凭借“罗布泊硫酸镁亚型卤水制取硫酸钾”工艺专利技术、“罗布泊盐湖120万吨/年硫酸钾成套技术开发”两度斩获国家科技进步一等奖。
作为这两项大奖项目重要合作方,在中国化工长沙设计研究院院长助理黎礼看来,一方面得益于创新机制营造,“试验采用院企合作机制,企业负责投入,聘请国内顶尖人才。同时,每一项创新都考虑到工业化,项目转化率高;另一方面则受益于国投公司雄厚资本实力。
由于罗布泊地理位置的特殊性,各项技术的自主创新成为必须选择。回忆起成套技术开发的点点滴滴,副总工程师谭昌晶记忆犹新:“国外技术多数都没法照搬,只能自己搞。”他向记者介绍国产率达到85%的采矿船中各项拥有自主知识产权的特殊设计,“真正的自主创新搬不来,也学不到,只能是就地取材”。
距离生产基地约1.5公里处,一幢隶属罗布泊镇政府的三层办公楼已经建成,路灯、人行道、互联网、污水处理系统等各项基础设施基本完善,政府、卫生所、派出所等相关部门工作人员达到数十人。
在距离生产基地100余公里外的马兰基地,国投罗钾还投资建设了编织袋厂,解决了300多名随军家属和部队职工就业问题。统计显示,国投罗钾成立至今已上缴各种税费40.36亿元,为社会提供3000多个就业岗位,并带动当地铁路运输、物流、建筑、服务业、房地产业等相关行业发展。
新疆地处中亚腹地,远离海洋,在干旱地理条件下,使那些无出水口的湖泊逐渐演进成现代盐湖。新疆乃至全国、全世界的现代盐湖全在新生代即最年轻的地质时代——第四纪形成,其经历的时间段约上溯 200 万年至今。而这种演进还没有停止,还在继续,使那些或某些淡水湖向微咸水湖前进、微咸水湖向盐湖前进、盐湖向干盐湖前进、干盐湖向盐丘凹地及戈壁前进,最终以沙漠和雅丹地貌展现给世人。这就是在大陆干旱地理条件下,一切无出水口的湖泊必然经历的生命旅程——湖泊形成和消失的全过程。
现代盐湖是盐类矿产的聚宝盆,通常固态矿产与液态矿产共处一体,而且固液相互可以转换,均可构成层状分布的矿体。加上盐湖多呈凹地,长年累月受四周地表水、地下水、大气降水带入的各种可溶性盐类矿物,并使之蒸发到过饱和临界浓度后,自行结晶或析出。因此,盐湖有别于其他诸矿产,它具备可再生资源性质。再者,盐湖又与诸多矿物有关,往往构成钾盐、镁盐、钠盐、钙盐、锂盐及芒硝的共生矿床,而且卤水及晶间卤水中又含有多种稀散元素及溴、碘等元素,可进一步综合利用。
目前全疆盐矿产地约 100 余处,但纳入资源储量表内的现代盐湖矿产地 16 处。1989 年在中央“西盐东调”时期,新疆原盐(NaCl)产量已达年 260 万吨之规模,后因铁路运输之运费与出疆物资的运力之限制,而维持自产自销的疆内需求。
另有现代盐湖的芒硝及加工产品如元明粉和硫化钠,新疆也是全国的产量大户。
(一)罗布泊——我国钾盐之最
罗布泊已发现并探明出我国急缺的钾盐矿产,不久之后,罗布泊将以我国最大钾盐生产基地的新面孔屹立在大漠之上。
1. 钾盐用途与我国需求现状
钾盐,是指含钾的盐类矿床,往往由海水、地表大陆水或卤水经自然蒸发,具浓度超过饱和形成的化学沉积物。
自然界含钾矿物约有 100 余种,其中有钾的氯化物、硫酸盐、硼酸盐、硝酸盐及更多硅酸盐类。但能利用的钾(矿物形成的矿床)仅有 10 余种,综观钾盐矿物,而往往多呈矿床出现的是氯化钾(如全国著名的柴达木察尔汗盐湖),而新疆罗布泊的钾盐矿物是硫酸钾。
钾盐用途主要是制取钾肥,部分用作化工原料,在加工钾肥或化工原料过程中,还可综合回收盐湖矿床中其他共生盐以及碘、溴、硼、锂、铯、铷等。
农业用肥主要是氮、磷、钾三大元素,外加植物生长中的光合作用,这就包含了绿色植物生长条件的全部总和了。
钾肥主要有氯化胛和硫酸钾,均属酸性肥料。我国青海省柴达木察尔汗盐湖主要生产氯化钾,而新疆罗布泊今后主要生产硫酸钾。
化工上用钾主要是 KCl,用在火柴、焰火、黑火药、医药、农药、纺织、染料、制革、制皂、印刷、玻璃、陶瓷、电子管、电池、显像管、照相等。
另外,钾的化合物也用于航空汽油、钢铁、铝合金的热处理,硝酸钾可作卤族元素的热化剂,铁氰化钾在蓝晒纸中作活化剂、高锰酸钾用于大量铀处理,钾碱是生产镁金属的助燃剂。
总之,钾盐及钾的化合物,用途极广,甚至与人的日常生活密切相伴,如代用盐(就是用KCl 代替 NaCl)又称钾盐,洗水果、蔬菜时常用的高锰酸钾等。
我国由于受国内钾盐资源贫乏的制约,钾产量极其有限。目前除青海柴达木察尔汗盐湖为年产 KCl 120 万吨,其他诸如云南江城勐野井钾盐矿及山东、四川、甘肃总和不足 100 万吨。全国至 2007 年底,其生产能力只有 200 万吨,而年需求约 500 万吨,尚有 300 万吨缺口必须从国外进口才能满足国内需求。
2. 钾盐的主要产地与蕴藏量
新疆大地分布有众多盐湖和盐湖矿产,近年在罗布泊发现超大型钾盐矿床后,经新疆地矿局第三地质大队和第二水文工程地质大队先后勘查,并提交了相关的勘查地质报告,均证实罗布泊盐湖之钾盐规模要超过青海柴达木察尔汗钾盐规模。
2006 年提交的《罗北凹陷钾盐矿床详查地质报告》,经审批认定其硫酸钾资源储量 1.5 亿吨。罗北凹陷以东地区和罗北凹陷以西地区的两个台地尚未正式勘查,预计两台地资源量也在1.5 亿吨左右,以上仅是罗布泊以北的资源储量已达 3 亿吨,罗布泊以南广大地域还等待着今后的勘查。罗布泊全地域的硫酸钾资源量预测为 5 亿吨,勘查开发潜力很大。
世界上钾盐资源相当丰富,但是分布极不均衡,多在北半球,又集中在加拿大、前苏联、德国,这三个国家就占世界资源储量(以 K2O 计)165 亿吨的 90%。因此,这三个国家也是世界钾盐的出口大国。
我国是急缺钾盐矿产的国家,至 2005 年底全国探明资源储量(以 KCl 计)5 亿吨,青海柴达木察尔汗盐湖就是 2.89 亿吨,其余分布在山东、四川、甘肃。新疆罗布泊钾盐矿的勘查结果和开发,有效地缓解了我国缺钾盐的紧张局面。其全国总量也增加到 8 亿吨。
3. 前景与展望
目前,新疆罗布泊钾盐矿的开发和基本建设积极进行。预计 2010 年硫酸钾和氯化钾产量为120万吨,到2010年全国总产能(以KCl计)为300万吨。其中新疆和青海各产120万吨(以氯化钾计或硫酸钾计相差不大),其余的 60 万吨为云南、山东、四川、甘肃四省生产。
而国内每年需求总量是在 500 万吨的基础上逐年以 25 万吨的产量递增。因此,新疆钾盐矿的开发建设显得更为突出,更为重要,必须加速,而且任重道远。至 2010 年后,在年产120 万吨硫酸钾的基础上,能否再扩大、再拿出 100 万吨的硫酸钾来,只能由专家给予科学的论证。
(二)石盐与岩盐
盐是重要的经济资源,不仅工业用途广,而且与人们一日三餐的食用分不开。
盐在古今中外都具有良好的经济效益,约 2000 年前,汉武帝就实行了“盐铁官营”政策。并认识到“天下之赋盐利居半”的经济效益。
新疆盐矿开采始于春秋战国,史书有记载如《水经注》称:“龙城,地方千里,皆为盐而刚坚也”(龙城即罗布泊地区),《周书 · 博物志》记载:“甸 氏之地沃饶,而近盐”(甸 即今若羌)。《晋梁四公纪》记载:“高昌国遣使贡盐二颗,颗大如斗”。《北史 · 西域传》记载:“高昌出赤盐味甚美,覆有白盐,其形如玉,取以为枕”。《唐书 · 地理志》记载:“伊州(伊吾县)南两里有盐池”。另有《新疆图志》云“:新疆盐矿遍布全疆各地……”由此可见,新疆采盐历史悠久。
1. 石盐与岩盐
石盐与岩盐统称食盐,食盐是民俗称谓,而将食盐分称石盐和岩盐则是地质矿物学称谓。
盐的化学含义是某种酸分子中的氢原子,被金属原子所置换后的化合物。根据盐的分子式可以金属成分冠名,如钠盐、钾盐、镁盐、钙盐……,如果以酸根命名,又可分出氯化盐、硫酸盐、碳酸盐、硼酸盐、硝酸盐等。
天然矿物之盐,是表生地质作用下,自天然化学溶液中沉淀生成的沉积物,它是由钠、钾、镁、钙的氯化盐、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐组成。但石盐和岩盐,限定的是钠盐,而且是氯化物。
盐矿床一般分为第四纪以前的古代盐类矿床和第四纪以来形成的现代盐湖矿床两大类。若按赋存形态细分,还可分出两大类中的卤水矿床以及海水晒盐场之海盐。
从图示可知,岩盐是古代盐湖层状固体盐。石盐是现代盐湖层状固体盐。而海盐是海水蒸发结晶的盐,与卤水蒸发结晶的盐一样。不一样的是前者来自海水,后者来自卤水。
探索新疆地质矿产资源奥秘
2. 盐的性质及用途(专指 NaCl)
盐结构简单,它是用 X 射线分析结构的第一个矿物。它具有如下性质:
化学式:NaCl(其中 Na 原子占 39.34%,Cl 原子占 60.66%)
结晶体:等轴晶系,六八面体对称型,常见立方体,少见八面体。
外形:块状、粒状、致密状。
折光率:1.554。
双晶:{111}。
解理:{001} 完全。
断口:贝壳状、易碎。
硬度:摩氏硬度 2。
相对密度:2.168。
熔点:804℃。
沸点:1412℃。
光泽:玻璃光泽。
颜色:无色、白色、浅黄、淡蓝。
溶解度:0℃,100 份水溶解 35.7 份的盐;100℃,100 份水溶解 39.8 份的盐。
味觉:咸。
在当今世界里,盐产品大约应用于 1500 个部门,15000 多种用途。随着化学工业的迅猛发展,世界各国对盐的需求量日益扩大,并且将盐与石油、煤炭作为基本工业原料对待,可见盐矿之重要已为人们所熟知了。
盐是人类赖以生存的基本需求物质,是制备钠和氯气最廉价和最丰富的来源,可用来制备大量的化学制品,如苏打、氯气苛性钠、金属钠等。
虽然盐有 15000 种用途,但只有少数用途才消耗大量的盐。表内给出了几大类的用途,同时细分了由石盐制备的主要化学制品,还列举了这些制品生产的重要产品(图 7-3-1)。
3. 资源分布与生产需求
新疆盐矿资源分布广泛,遍布全疆各地,但主要分布在经济较发达的铁路沿线,如哈密七角井、磁海、石英滩、鄯善吐鲁番以南的乌勇布拉克、乌尔喀什布拉克、七泉湖、艾丁湖、达坂城、玛纳斯盐湖、达巴松诺尔盐湖,艾比湖、博斯腾南岸、库车,拜城、温宿一线之南北两侧古近纪-新近纪岩盐、罗布泊、东昆仑库木库里。
历史上开采产地(含小型民采)达 500 余处,截至 2007 年,经历年投入地质勘查工作量的现代盐湖 15 处,共勘查出固体盐及卤水盐资源储量 31.99 亿吨,其中基础储量 6.846 亿吨。另有岩盐资源量 83.31 亿吨,而且露裸地表,易露采。
当前的盐业生产,主要是供疆内所需。目前开采湖盐的企业共计 20 多家,另有开采岩盐企业 6 家,年产原盐 100 万~ 120 万吨。其中用量最大的是民用(食用)盐,约 40 万吨,工业用盐 20 万吨(绝大部分是锅炉用盐,肠衣用盐),其余多为制聚氯乙烯用盐 40 万~ 60 万吨。至 2010 年时,因聚氯乙烯产量猛增,用盐翻倍,全区届时年产原盐量达 200 万吨。
由此可知,新疆食用加碘盐及牲畜用盐量仅维持在 50 万吨之内,而主要用盐是工业部门,尤其是化工生产聚氯乙烯企业,是新疆今后的用盐量大户。新疆盐资源储量(保有量)充足,且资源丰盈,对满足 21 世纪的经济发展是有可靠保证的。
(三)全国之最——钠硝石和钾硝石
钠硝石和钾销石是新疆的特有矿种。世界上蕴藏这两种矿产的国家除智利外,就是我国的新疆,自然也是新疆的优势矿种。
新疆独特的地质背景、地貌单元、地理位置、气候条件和水文地质条件,十分有利地造就了硝酸盐矿床的形成。近年在青海西宁之红土层中发现了巨厚的钠硝石,接着在甘肃省也有发现。
硝酸盐矿产在世界上也主要分布在现代干旱沙漠区,层位(成矿沉积)上处于第四系残坡积,往往富集在砂砾岩底部与其裂隙中,其次为现代干盐湖和洪积砂土层中。
1. 成矿机理
硝酸盐矿产仅见于炎热干旱的沙漠地区,主要由地表有机物腐烂,经细菌分解而产生硝酸根,与土壤中迁移而来的钠、钾结合而成。或来自沙漠中火山岩与岩浆岩的钠、钾矿物,在大自然的搬运和地球化学的迁移下发生反应而成。在新疆多分布在干盐湖表层、干盐湖四周,及现代盐湖的晶间卤水中(如罗布泊大洼地硝酸盐矿床就是第四纪以来现代内陆盐湖固液相并存的矿床)。
2. 钠硝石、钾硝石的用途
钠硝石,因其分子式中有硝酸根(NO-3),主要用来制造氮肥、硝酸钾、炸药和其他氮素化合物,冶金工业上用钠硝石做炼镍时的强氧化剂,玻璃工业上做洁净剂,另外钠硝石中常常伴生碘,在加工流程中可作为副产品回收。
钾硝石是农肥中的受宠者,农肥中之氮、磷、钾三项成分中钾硝石独占二项,所以是当今各国备受青睐的理想肥料。
钾硝石除主要做农肥外,还用于化工、军工、冶金、机械、建材、医药、食品、焰火爆竹。发达国家将 70% 的 KNO3,用作农肥,而我国却主要用于工业。KNO3是无氯的含钾、含氮的二元化肥,可对农作物生长提供充足的养分,提高作物的品质和产量,是今后化肥生产的方向。
3. 资源分布与资源储量
截至2007年12月,新疆共探明硝酸盐矿床12处,其中硝酸钾矿床7处,硝酸钠矿床5处。
主要分布在哈密与吐鲁番两地区:查明硝酸钾资源储量 130.21 万吨。查明硝酸钠资源储量242.28 万吨。
新疆地矿局第一地质大队开展了“鄯善县小草湖—河湖一带钠硝石矿床普查工作”,预计资源量达 1 亿吨,我国就是居世界第二位的拥有硝酸盐矿产的资源储量大国(第一位是智利)。
4. 硝酸盐生产状况与供需前景
由于硝酸钾在制作化肥上的无可替代性,并在现代工业中应用广泛,使世界发达国家都在想方设法研制先进工艺,采用人工复合法生产硝酸钾,但是其成本依然较高。因此天然硝酸钾资源就显得十分珍贵。目前世界年产硝酸钾约 200 万吨,而消耗量却以 10% 的年速率递进。其中约 50 万吨由智利生产,其余均由发达国家采用复合法生产。
我国也有多个厂家采用复合法生产硝酸钾,但规模小,工艺陈旧,产品质量稍差,且成本高,年产量约 5 万吨。而我国目前的年需求量为 50 万吨,且绝大部分用于工业,仅用硝酸钾生产显像管一项就用量颇大,不足部分只有依赖进口。
我国硝酸钠的生产也与硝酸钾一样,多数厂家都采用化学复合法,也存在规模小,工艺不够先进、成本高、质量不稳定等问题,年产量 20 万吨,年需求量 30 万吨,短缺部分从智利进口。
通过上述分析,可以明了我国的硝酸盐一直处在产出小,需求大的窘困之中,其不足部分不得不依赖进口。这种年复一年的耗费大量外汇的被动局面,不但困扰着市场,而且供需矛盾还在日益扩大。为此,新疆必然要肩负重任,尽快完善硝酸盐矿产新一轮勘查,大洼地硝酸钾矿山建设,吐鲁番地区化工厂硝酸钠生产线的扩建等,都显得极为迫切和重要。
新疆目前的生产规模是:硝酸钾 5 万吨 / 年,硝酸钠 5 万吨 / 年,因硝酸钾资源储量130.21 万吨,其中基础储量仅 40.32 万吨,年生产量只能在 10 万吨之内,基础储量之不足必须尽快以新一轮勘查项目给予弥补。
硝酸钠的年生产量可在 2010 年达到年 10 万吨,2012 年达 15 万吨,2015 年达到 20 万吨的规模。因地矿局第一地质大队提交的 1 亿吨以上的硝酸钠资源量给予了充足的矿石来源。这样,对缓解国内市场的需求将起到积极有效的作用。
(四)占国内最大产量的矿种——新疆芒硝矿
芒硝矿床是在现代盐湖蒸发作用下,使卤水介质中的可溶盐发生化学沉淀,而形成的层状固体盐类矿床或卤水(液体)矿床。这便是新疆芒硝的成因类型——现代内陆盐湖型芒硝矿床。除此之外,国内还有古代(第四纪以前形成的)芒硝矿床和地下卤水芒硝矿床。
1. 性质与用途
芒硝是硫酸盐类矿物,包括芒硝、无水芒硝和钙芒硝三种。
芒硝:Na2SO4· H2O,含 Na2O 19.3%,SO2 -424.0%。
无水芒硝:Na2SO4,纯矿物含 Na2O 43.68%,SO256.32%。
钙芒硝:CaSO4· NaSO4,纯矿物含 CaO 2.01%,Na2O 22.3%,SO2-457.6%。
新疆主要产芒硝及无水芒硝,是全国供货大户,罗布泊盐湖的钙芒硝资源量达 847 亿吨,至今尚未开采利用。
芒硝,长针状,结晶后多呈板块状集合体,颜色多白色,少有淡黄色。
芒硝是轻工业、化工工业的重要原料,是制取硫酸钠(元明粉)、硫化碱、硫酸铵、硫磺的主要原料,主要用于造纸,玻璃、洗涤粉、洗涤剂、制革、印染、橡胶、人造纤维等。
2. 资源及分布
新疆芒硝资源丰富,已探明产地 24 处,除去罗布泊钙芒硝之外,下剩 23 个产地中载入储量表者为 19 处,另有 4 个产地未入储量表。未入储量表的有:巴里坤县巴里湖芒硝矿、裕民县吉也巴芒硝矿、阿图什市吐孜苏盖特芒硝矿、和田市苦水湖芒硝矿。
新疆芒硝矿最大特点是质量好,Na2SO4平均≥ 70%,矿石品位高。如哈密老鸦芒硝矿品位达 98.81%,阿勒泰若色苦尔芒硝矿品位达 96.68%;巴里坤湖芒硝矿品位达成 87.85%,玛纳斯盐湖芒硝矿品位达 85%;哈密七角井芒硝矿品位达 82.13%,达坂城盐湖芒硝矿品位达 81.59%。
另外,由于新疆芒硝矿床无例外地均产在第四纪现代盐湖,产状近于水平,基本裸露地表,而且地形比较平坦,露天开采非常方便,对扩大生产规模的应变能力亦很强,其产量可根据市场需求灵活调整。
从已探明资源储量的 23 个产地看,全疆各地均有分布,但生产地却集中在乌鲁木齐达坂城盐湖,哈密七角井盐湖,吐鲁番艾丁湖盐湖。23 个产地之基础储量为 6257.8 万吨,资源量为 2502989.78 万吨,其资源储量为 32068.78 万吨。从中可以看出,新疆芒硝矿丰富,但基础储量与资源量的比例不太合理。原因是新疆盐湖较多,勘查程度较低,至今位于新疆东南缘的几个盐湖未开展任何地质工作。即便如此,目前也只是开采少数盐湖的芒硝,如玛纳斯湖、达巴松诺尔湖、若羌县乌尊硝盐湖、吐鲁番的乌勇布拉克盐湖,这几个芒硝资源储量都较多的盐湖还都未开采。因此新疆芒硝矿的资源储备,还是很乐观的。
3. 生产现状与发展前景
新疆从 20 世纪 70 年代中期开始,一直至 1997 年末,在国内芒硝生产产品中,几乎占据了半壁江山,曾经以百万吨的元明粉、50 万吨的硫化碱(硫化钠)支援了内地近二十个省区和香港地区的经济建设。但随着新一代洗涤剂的出现,致使新疆产量骤减,而且缩减到原有三分之一的程度。如不景气的 1997 年全疆芒硝生产还保持在 100 万吨,而到 2000 年底时才生产了13.75 万吨。近年产量才慢慢有所回升,2005 年为 50 万吨,估计 2007 年为 70 万吨,2010 年能达到 120 万吨。
(五)盐湖的其他矿产资源
现代盐湖往往是石盐、芒硝、硼、钾、溴、碘、锂、铷、铯等有关的综合矿床。
过去人们只注意开采了盐湖中的主要共生矿产——石盐与芒硝,而将伴生的其他诸如硼、镁、钾、溴、碘、锂、铷、铯等有用元素未很好地综合利用。以至将这些有用矿产随开采废料或余渣而废弃。尽管盐湖科学工作者呼吁多年,但生产部门与企业依然如故,综合利用总是不到位。青海省察尔汗大盐湖率先走出了第一步,已将盐湖中的镁进行回收。总之,我国盐湖中综合矿产的回收就其水平来说是比较落后的,比起发达国家差距很大。
例如:
(1)美国西尔斯盐湖。1870年开始时只生产硼砂,到1963年时生产硼化物、硼酸、氯化钾、硫酸钾、芒硝、石盐、磷酸、氯化锂、溴等几十种产品。
(2)美国大盐湖。每年生产20万吨硫酸钾,还生产石盐、芒硝、碱、氯化锂、氯化镁、溴、金属镁、氧化镁、液氯、硼砂,并建立了氮、磷、钾复合肥生产线。
(3)以色列与约旦的死海盐湖。生产氯化钾、硝酸钾、溴、石盐、高纯氯化镁、氧化镁、磷酸、氨、盐酸等几十种产品。
(4)前苏联索利卡姆斯克盐湖和别列兹尼盐湖。建立了规模较大的钾肥、碱、镁、氯和其他化工产品的联合企业。
(5)比利时索尔维公司。该公司在德国与荷兰边境开采地下岩盐矿,年产盐 600 万吨。另外又将盐卤水输入比利时,年产纯碱 430 万吨、碱 170 万吨、盐 120 万吨、聚氯乙烯 95 万吨、丙乙烯 16 万吨、氯 180 万吨、过氧化钙 24 万吨、高硼酸钠 40 万吨,还有钾盐、芒硝等。年经营额达 40 亿美元。
相比之下我国盐湖矿产的综合利用比较差,虽然海盐苦卤水已能制取溴、氯化钾、氯化镁、硫酸镁、氧化镁、轻质碳酸镁、金属镁、石膏、芒硝、钾镁复合肥料,甚至浙江巨州化工厂和奄东化工厂同样利用海盐苦卤水生产氯油,氯化钡、氯乙酸、氯化钾、电石粉、液氯、聚氯乙烯、盐酸、烧碱等产品,但是产量小,成本高,卤利用率低,产品回收率低,生产工艺不甚完善,可喜的是已迈出第一步。
在古盐矿卤水中,我国四川已生产了硼砂、硼酸、氯化钾、碘素、溴素、碳酸钾、氯化钡、碳酸锶、氯化铷、硫酸钡、硫酸钾、液氯、盐酸、磷酸钙、三氯化铁、氯氧化钾、氯氧化钠共 18 种产品,并试产了镁、锂、钠、钙金属。
总之,截至目前,我国的盐湖矿产尚未综合利用,还是单一矿种的地质勘查,单一矿种的建厂开采,单一矿种的工艺流程,单一矿种的各类产品。从而造成了众多盐湖伴生组分不清的事实,即盐湖中伴生矿产资源不清,也无法综合利用。
所以,新疆盐湖伴生矿产的赋存特点、品位、数量等必须进行专项地质勘查给予补充,否则盐湖矿产的综合利用只是纸上谈兵。
就目前已有资料看,达坂城西盐湖含硼较高;吐鲁番七泉湖、民丰县硕尔湖含硼;和布克赛尔县达巴松诺尔盐湖和玛纳斯盐湖已探明硫酸镁近 1300 万吨;托克逊县乌尔喀什布拉克盐湖氯化钾 19.7 万吨;玛纳斯盐湖有 313.4 万吨氯化镁及万吨硼矿。因此,围绕盐湖伴生矿产的综合利用,还有许多地质工作要做。新疆盐湖矿产的综合利用,必然要走综合评价,综合开采的大化工路子,这样才能彰显新疆盐湖矿产的应有地位。
大家对罗布泊的第一印象肯定是神秘,第二就是原子弹发射的地方!
罗布泊为塔里木盆地的最低处,以前盆地中的河流如塔里木河,疏勒河等都流入罗布泊,在没有干涸前,罗布泊曾经是中国的第二大内陆湖,1960年代因为塔里木河下游断流罗布泊迅速干涸,通常认为1972年时罗布泊已经彻底干涸,这一年美国的陆地卫星拍摄到了罗布泊地区,干涸后的影像形似一个大耳朵,罗布泊因此又被称为地球之耳。
罗布泊以神秘环境恶劣而闻名于世,关于罗布泊的传说更是数不胜数,真假难辨,罗布泊被称为亚洲的百慕大,死亡之海,生命禁区。他的神秘吸引了无数的探险家科学家前来,很多人在这里丧生,比如1980年科学家彭加木在罗布泊失踪,1996年探险家余纯顺,因为迷路脱水在这里死亡。
上世纪初瑞典探险家斯文赫定在这里发现了大名鼎鼎的楼兰古国,1964年中国还曾在此成功试爆了第1颗原子弹。2012年11月,一条通往罗布泊的铁路,哈罗铁路建成通车了,这名字听起来像某共享单车冠名的,但哈罗铁路真正的含义是从新疆哈密到罗布泊,你们肯定很奇怪,国家费劲儿修条铁路进无人区干啥?
这条铁路主要是为了运输罗布泊的一种矿产,钾盐,稍微有点农业知识的人都知道,钾是植物生长必须的营养元素,它能促进植物的光合作用,增加作物产量,提高抗寒抗病能力,防止植物枯萎的钾盐,是高效高质量复合肥的重要组成,其中85%~95%的钾盐用于制作减肥,我国是全球钾肥消费大国,但又是缺钾大国,作为农业大国,中国的钾肥自给率一度只有30%,主要依赖进口钾盐和石油、天然气、铁铜、铝、锰、铬等矿产资源,一起成为我国7种大宗紧缺矿产。
从新中国建立一直到1995年,国家投入了大量经费和技术力量来研究和寻找钾盐,除了在柴达木盆地找到了一个超大型钾盐矿外,其他地方均无重大突破,在很长一段时间内弥漫着中国无钾盐论的悲观情绪,和大庆油田发现之前,出现中国贫油论的观点很相似,上世纪80年代初至90年代中科院,中国地质科学院新疆地矿局等多个单位,组织了多次对罗布泊的实地考察,寻找钾盐,虽然没有取得实质性进展,但也获取了重要资料。
最终接力棒交代了第3代,在罗布泊的夏季,地表温度高达70度,冬日气温则常常低于零下20度,2万多平方公里的范围内,没有水没有路,甚至连鸟都没有,地质工作者还是克服了各种困难,在异常艰苦的罗布泊为国家寻找紧缺的钾矿,从1995年起,找钾项目组8次进入罗布泊,他们跳出了传统的三段式模式的束缚,创新性的提出了两段式成长理论,终于在龙湖坡北部发现了一座世界上最大的硫酸盐型卤水钾盐矿床,潜在经济价值达5000余亿元,这成果被认为是继柴达木盆地察尔汗超大型钾矿床发现之后,我国找钾工作的第2次重大突破,为此他们兴奋的将本来的无名地正式命名为罗北凹地,由于国家对钾盐的迫切需要,寻钾团队还研制出一系列钾盐开发的关键性技术,如探测地下卤水动力学特征,盐田制取高质量钾混盐的新技术,科学评价,矿床的可采性资源保证程度,及盐田建设和手采选择的合理性等,很难想象上一代知识分子无私奉献的精神。
我们现在之所以能吃上平价的粮食,这些在背后默默奉献的专家们功不可没,但他们的功劳往往又鲜为人知,我希望你们能对中国的找矿人说一声谢谢。
罗陂现在通了公路和铁路,但条件依然艰苦,这里常年流行一句顺口溜,天上无鸟,地下无草,风吹石头跑,20年前刚开始开发钾盐矿的时候,艰苦程度可想而知,那时候的罗伯坡是真正的无人区,没水没电没路即干,即热即寒,一年之中风沙肆虐200多天,夏天很热,地表温度六七十度,沙尘暴是家常便饭,帐篷透风漏沙,吃一口馍馍就着一口沙,全部物资要从400公里外的哈密市以来,住的是透风透沙的简易帐篷,盐碱地里掏出的地窝子,2000年9月新疆罗布泊钾盐 科技 开发有限责任公司正式成立公司成立后,组织了一个专门的班子去全国各地搜罗人才。
罗布泊的钾盐开发也挺不容易的。罗布泊盐湖卤水化学组成与世界上其他盐湖差异很大,没有任何成熟的技术可供借鉴,当时他们请了德国知名的化肥专家来指导他了解情况后却直摇头,专家说这里根本没有办法直接生产硫酸钾,必须从外面买来氯化钾才能生产硫酸钾,如果要从外面买氯化钾来生产硫酸钾,这个项目就没有意义了,科研人员在没有路没有淡水,没有电的情况下,硬是攻克了相关技术,罗钾人不仅用罗布泊的卤水生产出了优质钾肥,而且生产每吨硫酸钾的用水量,只是传统工艺的1/3,真正降低了成本,让农民都能用得起。2003年7月第1袋罗布泊硫酸钾产品,罗钾公司用了4年时间,在罗布泊腹地完成了 探索 性试验和工业性试验,达到了年产10万吨硫酸钾的生产能力,走完了美国犹他州大盐湖15年国内同行30年的建设历程,就在罗钾公司试验厂生产稳定产品逐渐进入市场的时候,由于种种原因公司资金链断裂,2004年罗钾一度停发了管理层的工资,关键时刻国家开发投资集团伸出了援手,注资3.4亿元获得了63%的股份,成为罗钾的第一大股东,国投的领导说,钾肥市场被国外厂商垄断,为了不让国外厂商继续价格垄断,就是对我国三农事业的贡献,因此条件再艰苦,只要国家需要国投都会上这个项目。
2006年4月25日,新疆罗布泊钾肥基地年产120万吨钾肥项目,正式开工建设,并于2012年6月通过了验收,哈罗铁路就是这一项目的配套设施,2014年罗布泊盐湖120万吨每年硫酸钾成套技术,再次获得国家科学技术进步一等奖。
目前国投罗钾已经成为了全球最大的硫酸钾生产企业,在国内钾肥市场占据主导地位,市场占有率超过45%,中国钾肥自给率也从30%提高到了50%。罗钾所在的若羌县一举从全国贫困县,列为人均收入全国靠前的县城,最重要的是中国一举摘掉了贫钾的帽子,世界钾肥的销售价格由长期居高不下变为大幅度降低,以前钾资源主要垄断在俄罗斯,白俄罗斯,乌克兰,加拿大,德国等少数几个国家手中,在国际上形成的价格垄断,随着罗布泊基地钾肥生产能力的提高,中国在钾肥进出口方面不再受制于人,在与国际钾肥公司谈判时有了更大的底气,成了钾肥全球价格洼地,钾肥国际采购价比印度每吨10美元至20美元,目前国际钾肥生产商出口到中国市场的钾肥产品价格是全球最低的,中国的农民不仅用上了全世界最好的钾肥,而且得到了实实在在的实惠,最新的一个好消息是,2018年1月罗布泊地区再次发现超大型钾盐矿,而当年风沙弥漫的萝卜坡也已经形成了一个面积达200平方公里的大盐湖,曾经在 历史 中消逝的大湖又回来了。