我国钾长石矿产资源分布、开发利用、问题与对策.pdf
《我国钾长石矿产资源分布、开发利用、问题与对策.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《我国钾长石矿产资源分布、开发利用、问题与对策.pdf(8页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第 2 7卷第 l 期 2 0 0 5 年 3月 化工矿产地质 GE OL OGY OF C H EMI C A L MI NE R A I,S V b l-2 7 No 1 M 2 0 05 综述 我国钾长石矿产资源分布、开发 利用、问题与对策 胡 波 韩效钊 肖正辉 陆亚玲 陈 敏 合肥工业大学化工学院,安徽合肥 2 3 0 0 0 9 提要我国钾长石矿产资源丰富,分布广泛,其中安徽、内蒙古、新疆、四川、山西等省(区)的钾长石分布相对集中,储量丰富,成为当地的优势非金属矿产资源。随着科学技术的发展,钾长 石广泛应用于工业生产我国在利用钾长石生产玻璃、陶瓷、化肥等方面都取得了一些进展。但还
2、存在钾长石市场不完善;生产企业缺乏竞争力;钾长石产品技术含量低等问题。应通过进一步深入 研究制定解决市场、技术、产品等问题的相应对策,促进钾长石在相应领域的开发利用。关键词钾长石玻璃陶瓷化肥 中图分类号:P 6 1 9 2 3 5+T D9 8 5 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6 5 2 9 6(2 0 0 5)0 1 0 0 2 5 0 8 钾 长石 是一种 含钾架 状结构 硅酸盐,为 K AI S i 3 O 8的三个同质多像变体透长石、正长石 和微斜长石的总称,理论上含 K 2 O 1 6 9,S i 0 2 6 4 7,2 O 3 l 8 4。天然钾长石的杂质以石英 或氧化铁
3、为主,氧化钠和氧化钙次之,一般含 K2 0 9 l 4,S i O 2 5 0-6 5,Al 2 O 3 l 2 l 8,密度 2 5 6-2 5 8 g c m3,莫氏硬度 6-6 5,熔点 1 2 0 0-1 4 0 0 n 。由于长石的互溶特性,在高温条件下,钾长石和钠长石可以形成完全 类质同象系列,在低温条件下可以形成有限的 类质同象系列:钾长石与钙长石仅可有限混溶:钡长石也可与钾长石部分混溶,形成不连续的 类质同象系列。所以在自然界中纯净单一的长 石很少,多以类质同象出现。钾长石为最普通 的造物岩矿物,主要赋存于岩浆岩和变质岩中,也存在于沉积岩主要是碎屑岩中,在地壳中储 量大,分布广
4、,但只有在相当富集时才能成为 工业矿物 。我国钾长石资源储量极其丰富,主要分布在 安徽省自然科学基金项目资助(0 3 0 4 5 1 0 3)第一作者简介:胡波(1 9 8 0)男,化学工艺专业,在读硕士研究生 收稿 日期:2 0 0 4 1 0-2 1;改回 日期:2 0 0 4 1 1 1 1 安徽、内蒙古、黑龙江、新疆、四川、山西等2 3 个省区 u 帕 ,分布十分广泛。但各地并未对钾长 石的开发利用引起重视,有的长期停留在粗加工 的阶段,技术停滞不前,有的甚至一直未开发,没有形成产业化。本文总结我国钾长石的矿产资 源分布,讨论钾长石在我国工业上的应用,进而 分析影响钾长石应用的主要因素
5、,以期为钾长石 探索新的工业开发利用途径,拓宽钾长石的应用 领域,实现钾长石的可持续开发和利用。1 矿源分布 钾长石矿是含钾量较高、分布最广、储量最 大的非水溶性钾资源。目前已有文献报道的钾长 石矿源达6 O个,5 9个有氧化钾含量报道,其平 均氧化钾含量约为 l 1 6 3:2 1 个有储量报道,其储量约达 7 9 1 4 亿 t,按平均含量折算成氧化钾 储量约为9 2 O 亿 t。其产地、储量和有关化学成 分见表 I。维普资讯 http:/ 2 6 化工矿产地质 2 0 0 5焦 Ta b l e 1 Th e d i s t r i bu t i o n o f p ot a s h f
6、 e l d s p a r r e s o u rc e s i n Ch i n s a nd i t s rev e r s e s a s we l l i t s c he mi c a l c o mpos i t i o ns 面 芏 一:。s 1118 瑟 333 6560;盛 6 3 94 6 54 6 0 61 1 8 2 9 1 89 83 8-1 4 09 8 4 8 1 二 s:s o-o o,s 二 竺 1 篓1084:201 雾66 季 孽 秦 蚕 裟 墨 苏 蒌,1 5 2 7 00 _ 62 3。雾(3471 兰060 2雾326 量045 出柔:,一 s 一
7、 二 一 黧 秀。L 砉 纂 0 014 1352 薹黧671嘉026至026慧 兰 二3 0 I I 2 5 3 6 5 6 6 堕 兰 863 012 001 6 9 1 43 4 051 6 3舛3 8-。1 3 8 16 5 1 70 49 7 7 1 20 蒌 鞭 墨 6一 叫。,z 嚣 嗍 蠢 06111 69 1Z95 萎蘸12 喜13399 18 68 00110 85 18 59 039002289 9 1,02 052 17 45 283 新疆阿尔泰 2 83:,94 新疆尾亚“”l:;:u叭n ol3 云南元谋“”;:?云南个旧“l17 :d 1 d 8 兰。0 0 01
8、 z 1 39 7-1 6。173 葱 著 朋 18 65。093 陕西临 潼“1 1 8 5 :4 4 I _ 44 ”二 1 1 71,,g 41 6s2盯1 3 二 二 7 5 二 安 徽 鸯 山 I )1 4 U n 3 o 1 9 o 1 4 1 8 0 6 2 8 7 兰 3201 101 H 6二72 6 0 8 4 07 9 20 4 兰 O互156s量10 3等75 二 量0蚕09 量0萋36 15 13 1 7 整 立 144 堕 型!兰 竺!L。8 66 维普资讯 http:/ 第 1 期 胡 波 韩效钊 肖正辉 等:我国钾长石矿产资源分布、开发利用、问题与对策 2 7
9、由表 l 可知,安徽、内蒙古、新疆、四川、山西等省的钾长石分布相对集中,储量丰富,成 为当地的优势非金属矿产资源。安徽省共发现钾长石矿产地 l 2处,主要分 布在寿县、宁国、马鞍山、来安、舒 城“等地,其中寿县b 孔家山钾长石矿规模大,属混合岩化变质矿床。舒城县“平田钾长石通 过选矿可以使钾长石斑晶富集,再经除铁,产品 可以达到工业要求。马鞍山“钾长石属凝灰熔 岩型矿床,K 2 0+Na 2 0大于 l 4,A l 2 0 3 大于 l 8,具有钾铝含量高,露天开采条件优良等特点。新疆钾长石集中分布在阿尔泰地区 ”,主 要富含在花岗伟晶岩矿脉和钾长花岗岩中,钾长 石矿床矿石 的化学成分中 K
10、1 0 的含量一般在 l 1 7 1 l 3 5 4,F e 2 0 3 多数小于 1,个别或局 部达到 0 1 3 0 2 4,具有 K 2 0品位高,F e 2 O 3 含量低 的特 点,在工业应用指标中属于优质矿 石,现 已探明 B+C+D级储量 1 1 6 9亿 t。四川 I 汉源 储量达到 2 0 亿 t,但钾长石 K 2 0 含量一般在 3 7,这类矿床一般不具有工业 意义。四川 I 宝兴 地区钾长石矿床矿石的化学 成分中 K 2 O 的含量一般在 9 l 5 2,储量达 4 5 亿 t,在工业应用指标中属于优质矿石。山西钾长石储量根据 目前储量报道居全国 第一,仅山西临县 b 钾
11、长石储量就达到 3 0 亿 t。山西古交 制和静乐 钾长石中 K 2 O 的含量在 1 2 8 6 1 3 5 2,F e 2 O 3 含量小于 1,A 1 2 O 3 含 量大于 1 8,具有 K 2 0品位高,F e 2 0 3 含量低,A l 2 0 3 含量高的特点,在工业应用指标中属于优 质矿石。2 开发利用 钾长石的开发利用可 以追溯到新石器时代(约 1 0 0 0 0 年前),人们利用钾长石及其它原料 生产出了大量精美的彩陶器 4 7 0随着科学技术 的发展,钾长石广泛应用于工业生产,主要用途 是制作陶瓷、玻璃、搪瓷、磨料的主要配料、造 纸和塑料的填料、烧制水泥和加工制取钾肥、复
12、 混肥。钾长石在材料制备方面的研究工作也有了 长足的进步,主要成果有制备 1 3 X分子筛 4 8 1 沸石分子筛,合成白碳黑 等。2 1 玻璃工业 钾长石在玻璃工业中的用量约 占钾长石总 用量的 5 0 6 0 2 5 0钾长石作为玻璃原料之 一,主要作用有乜 钉:钾长石富含A l 2 0 3,铁含 量低,能够提供玻璃配料中所需的 2 0 3,且比 2 0 3 易熔,熔融温度低,熔融范围宽,因此可 以降低玻璃的熔融温度,减少纯碱用量,而且钾 长石中的铝代替了部分硅,可提高玻璃的韧性、强度和抵抗酸碱侵蚀的能力。钾长石熔融后变 成玻璃的过程比较缓慢,结晶能力小,可防止玻 璃形成过程中析出晶体而影
13、响正常生产或玻璃 缺陷。可调节玻璃液的粘度。钾长石作为玻璃基础原料的地位现在正受到 冲击。钾长石中含有较多的R 2 0(主要为K 2 0和 Na 2 0),因而只能在含 R 2 0的玻璃中引用:化学 成分波动大,不易控制:杂质通常有粘土、云母、氧化铁等,它们对玻璃质量均有一定的影响 5 1 1 因此对钾长石在玻璃工业中的应用提出更高 的要求。在选矿方面,钾长石原料满足国家对 玻 璃 级 钾 长 石 的 质 量 要 求(S i O 2 l 8,F e 2 O 3 l 1 1 7 l 1 1 7 2 2 3 化肥工业 我国化肥工业发展从氮肥开始,继而为磷肥 和钾肥,当前氮肥和磷肥 己具有一定的基础
14、:但 钾肥因国内可溶性钾资源匮乏,致使产量远远不 能满足农业生产的需要。2 0 0 3年我国化肥产量 3 9 2 5 万t(折纯),氮、磷、钾肥产量分别为 2 8 8 0 万 t、8 8 1 万 t 和 1 6 4万 t,同时为了满足农业对 钾肥的需求,进 口钾肥 6 2 3 3 l 万 t,己成为世界 钾肥第一进 口国 5 3 1。钾长石的化学性质极稳定,除氢氟酸外,常 压常温下几乎不被酸、碱所分解。所含的氧化钾,不能直接作为含钾肥料为植物所吸收。在大自然 长期的作用下,只有极少部分钾长石会风化。国 内外为使钾长石成为有用的钾资源,将其中氧化 钾变为水溶性的或枸溶性的,对利用钾长石制取 钾肥
15、先后进行了多种工艺研究,综合起来可分 为:高炉冶炼法、压热法、敞开浸取和封闭恒温 法、热分解水浸法、热法制枸溶性钾、酸分解法、烧结法、低温分解法、微生物法等“。利用钾 长石制造钾肥,目前世界各国所研制的生产方 法,在技术和经济上都有一些问题,存在着能量 消耗大、工艺复杂、尾矿残渣多等缺点,到目前 为止,一直未见大规模工业生产。例如山西闻喜 县钾肥厂 1 9 8 0年利用高炉冶炼钾长石生产碳酸 钾联产 白水泥获得成功,这是我国综合利用钾长 石的首例 5 5 1 工艺原理是钾长石、石灰石、白 云石、萤石和焦碳等,经破碎机破碎后,按比例 配料入炉。炉膛温度高达 1 5 0 0,挥发出来的 K 2 O
16、和炉内的 C O 2 作用,生成K2 C o 3。在水蒸气 及大量 C O 2 存在的情况下,生成的 K 2 C O 3 部分 转化为 K H C O 3。高炉排出的熔渣,经水淬后加 工成白水泥。主要产品有:钾肥(滤饼钾肥),含 K 2 O 1 0 1 2;碳酸钾,含 K 2 O 7 0 8 0;白水泥,白度为三级。但到 1 9 8 7年,维普资讯 http:/ 第 1 期 胡 波 韩效钊 肖正辉 等:我国钾长石矿产资源分布、开发利用、问题与对策 2 9 该厂被迫转产钙镁磷肥,钾长石的利用中断。主 要由于该法能耗过高(炉缸温度高达 1 5 0 0 左 右),钾的还原率偏低(7 0 左右),生产
17、出的白 水泥指标不理想(白度不够、强度难以提高),因而经济效益上不去,被迫转产钙镁磷肥。提高钾长石在化肥工业的利用价值,必须重 视钾长石提钾机理的系统研究,为开发切实可行 的钾长石提钾工艺提供完善有效的理论指导,开 发出反应条件温和的工艺流程,实现绿色化学,将钾长石制成效益高、成本低的农用钾肥。因此,利用钾长石制取钾肥有着极强的生命力和较好 的开发利用前景。3 问题与发展对策 3 1 面临的问题(1)我国钾长石市场很不完善,目前尚未 制定统一的钾长石产品标准,工业部门主要要求 钾长石的铁含量低,各地生产企业产品质量、规 格和价格存在较大差异:(2)我国钾长石企业多数规模小,设备陈 旧,缺乏竞争
18、力。受选矿技术限制,现阶段我国 钾长石开采主要集中在各地优质钾长石矿源;(3)钾长石产品技术含量低,化学稳定性 差,缺乏控制及检测手段。3 2 发展对策(1)加大市场结构调整力度,促进钾长石 市场的健康发展1 9 9 8 年以来,我国实施扩大内 需和积极的财政政策,国民经济保持了较高的增 长速度,玻璃、陶瓷行业再次振兴和钾肥市场的 严重短缺为钾长石的发展提供 了良好机遇和广 阔的市场。许多统计表明,世界市场长石的年消 费量达 7 0 0万 t,中国是世界及亚洲陶瓷用长石 市场的主要力量,其产量和消费量十分可观,今 后 l 0年陶瓷用长石生产将会有高速的增长 1 5 6 1 o 钾长石作为长石的
19、一种,广泛应用于玻璃、陶瓷 行业生产,现有钾长石生产能力供不应求,各地 积极开展招商引资,开发钾长石资源。四川南江 县投资 1 5 0 0万元,在 2 0 0 3年建成年采选 5 万 t 钾长石生产基地;陕西洛南县钾长石(1 5万 t a)综合开发项 目和河南桐柏优质钾长石(1 0万 t a)开采加工项目于 2 0 0 3年向全国招标等。要正确 处理新增生产能力和总量平衡之间的关系,坚决 制止低水平不合理的重复建设。建议国家有关部 门制定统一的钾长石产品标准,促进企业产品的 升级换代,积极鼓励钾长石企业的发展,以市场 为导向,以整个区域乃至于全国的资源配置为出 发点,逐步实现钾长石工业的规模经
20、济,促进钾 长石市场的健康发展。(2)加强钾长石企业间的联合,走共同培育 市场之路现有企业规模小,分布广泛,缺乏必 要的检测及控制手段,缺乏抵御市场风浪的能力,如果相邻的一些企业联合起来,组建大企业集团,制定统一生产要求,进行产品质量控制,建立名 牌产品,加强服务意识,必然可以占领市场,在 市场竞争中处于有利地位。企业集团化有利于增 强规模经济和范围经济的优势,更广泛利用经济 资源和市场空间,走上可持续发展的道路。(3)采用先进技术和设备,走大型4 L 2 _ 路企 业要加快先进工艺的发展,淘汰落后工艺,加快 结构调整与优化升级,开发使用大型的超细粉碎 及分级装备,集超细与表面处理于一体的复合
21、加 工技术及装备,高效低耗湿式超细、分级、脱水、干燥成套设备,使装备实现技术化、精细化、配 套化、规模化。增强环境保护意识,贯彻“谁开 发谁保护,谁闭坑谁复垦,谁破坏谁治理”的原 则,对开采矿 山全过程的环境状况进行监督管 理,创建绿色矿山,走可持续发展的道路。(4)加强钾长石应用基础理论研究 钾长 石的开发利用不同于金属,其应用价值决定于矿 石本身的矿物组成、结构,光、电、磁、热、声 及溶解、吸附、催化或扩散等特性的发展。应用 基础理论研究重点是:钾长石矿物的物化性能研 究,与环境的相互作用,在环保领域中的应用技 术,深加工技术上努力向粒度超细化、质量高纯 化、加工工艺复合化、表面活性化等方
22、向发展。要改变中国钾长石矿物材料加工技术落后的局 维普资讯 http:/ 化工矿产地质 2 0 0 5笠 面,必须尽快提高中国钾长石应用基础理论的研 究水平,因此矿物应用基础理论研究对钾长石的 技术开发研究有着重要的现实意义。(5)提高钾长石产品化学稳定性和精细化 率,适应高科技生产的需要 在一些领域 的应 用中,需要化学稳定性好和超细粒径的钾长石 产品。因为随着钾长石纯化度的提高,其各项 物理化学特性才能充分发挥,而且随着细度的 增加,其比表面积也不断随其增大,表面活性 不断改善,功能作用得到更加充分的发挥,并 且细化能促使各项物化 反应加快,颗粒之 间的 结合力增强,复合、互补性加大。例如
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 我国 长石 矿产资源 分布 开发利用 问题 对策
限制150内