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钾1.1资源概述1.1.1资源概况钾盐是金属钾在自然界中以矿物存在的形式,主要成分为KCL,常含溴、铷和铯等轴晶系,为无色透明或乳白色,玻璃光泽,易溶于水,味咸而苦涩。

钾盐矿床是蒸发岩矿床的一种,它经常和其他盐类矿床共生在一起,如石膏、芒硝、石盐等。

按可溶性可分为可溶性钾盐矿物和不可溶性含钾的铝硅酸盐矿物。

其中,可溶性钾盐是自然界可溶性的含钾盐类矿物堆积构成的可被利用的矿产资源,它包括含钾水体经过蒸发浓缩、沉积形成的可溶性固体钾盐矿床(如钾石盐、光卤石、杂卤石等)和含钾卤水。

铝硅酸类岩石是不可溶性的含钾岩石或富钾岩石(如明矾石、霞石、钾长石及富钾页岩、砂岩、富钾泥灰岩等)。

目前,世界范围内开发利用的主要对象是可溶性钾盐资源。

可溶性钾盐矿床按矿石化学组成划分可分为:1)氯化物型矿床:察尔汗盐湖钾镁盐矿床和勐野井钾盐矿床均属此类型;2)硫酸盐型:大浪滩钾盐矿床属此类型;3)混合型矿床:既有氯化物又有硫酸盐的矿床;4)硝酸盐型:新疆鄯善地区的钾硝石矿属此类型。

1.1.2资源应用世界上95%的钾盐产品用作肥料。

钾肥是农业三大肥料之一,对绝大多数作物都有明显的增产效果,钾肥主要为氯化钾和硫酸钾,属酸性肥料。

氯化钾用量大,适于水稻、麦类、玉米、棉花等作物;硫酸钾适于麻类、烟叶、甘蔗、葡萄、甜菜、茶叶等经济作物。

世界上5%的钾盐产品用于工业。

在化学工业中约有30多种产品由钾组成,主要有氯化钾、氢氧化钾、硫酸钾、碳酸钾、氰化钾、高锰酸钾、溴化钾、碘化钾等。

钾的氯酸盐、过磷酸盐和硝酸盐是制造火柴、焰火、炸药和火箭的重要原料。

钾的化合物还用于印刷、电池、电子管、照相等工业部门,此外也用于航空汽油及钢铁、铝合金的热处理。

图1-1钾的工业用途领域1.2区域分布 1.2.1世界分布世界钾盐资源丰富,资源保证程度高。

美国地质调查局数据显示,截止2012年,世界钾盐资源(K 2O )储量为95亿吨,储量基础为180亿吨1。

按目前的生产水平,现有探明储量可供1本报告中,国际资源类商品的储量皆为2012年预测数据,储量基础皆为2009年数据。

洁净剂35%陶瓷、玻璃25%纺织、染色20%化学药品13%其他7%世界开采300年以上。

但世界钾盐的分布很不均衡,绝大部分在北半球,目前已发现的33个世界级钾盐盆地和著名大型矿床都在北纬40度-60度之间。

按储量,加拿大排第一,占世界的46.3%;俄罗斯排第二,占34.7%;白俄罗斯和巴西分别排第三和第四位,分别占7.9%和3.1%。

四国合计占世界总储量的92%。

数据来源:USGS Mineral Commodity Summaries新墨西哥州卡尔斯巴德钾盐矿床是美国最早发现的古钾盐矿床,它一直是美国钾盐的主要供给地。

新墨西哥州钾盐矿床是在海西运动末期较大的海退时期形成的,原生的钾盐矿物有钾石盐和无水钾镁矾,次生的钾盐矿物有钾盐镁矾、钾镁矾、钾芒硝、钾石膏、软钾镁矾等;与钾盐矿物共生的主要有石盐和含泥石盐,伴生的矿物有白钠镁矾、硬石膏等。

俄罗斯钾盐资源分布点多面广,主要有分布在乌拉尔前缘坳陷带已开采多年的上卡姆钾盐矿床和分布在东西伯利亚地台的涅帕钾盐矿床。

前者位于俄罗斯中部卡玛河西岸索里卡姆斯克含盐盆地内,钾盐矿石品质优良,平均品位为15%-22%,钾盐矿层埋藏较浅,仅250-500m,远景储量178亿吨。

后者位于东西伯利亚含盐盆地的东北部,在伊尔库茨克北面下通古斯河和涅帕河上游之间,面积约2万平方公里,已探明储量30亿吨,预测钾盐地质储量700亿吨,是一个特大型钾盐矿床。

加拿大钾盐储量非常丰富,主要集中在萨肆喀彻温省。

萨斯喀彻温钾盐矿床是目前世界最大而发现又比较迟的钾盐矿床,它位于加拿大西部萨斯喀彻温省的中部和南部,矿床厚度1.5-3m,埋藏深度1000m以上,有用矿物主要是钾石盐,平均含钾品位25%,储量454亿吨。

中亚国家含钾盆地位于中亚南部吉沙尔山脉西南,土库曼斯坦东北和乌兹别克斯坦西部的高尔达克—库吉塔克地区。

整个盆地已有钾盐矿点14个,已进行勘探的有6个。

钾盐层赋存于上侏罗统高尔达克组中部,钾盐资源总量达1500亿吨。

其中丘别加坦钾盐矿床位于乌兹别克斯坦卡什卡达里区和土库曼斯坦的恰尔召乌区,平均品位23.3%,已获得储量6.86亿吨,其中工业储量4.33亿吨;高尔达克钾盐矿床位于土库曼斯坦恰尔召乌区,平均品位9.9%-27.8%,已探明工业储量1.06亿吨;卡拉比耳钾盐矿床位于土库曼斯坦高尔达克村东南约20千米,平均品位8.8%-30.7%,储量3.5亿吨。

1.2.2中国分布中国钾盐资源比较贫乏,按可满足需求的程度看,属短缺资源。

中国有l2个省区存在钾盐资源,主要分布在青海柴达木盆地、新疆罗布泊盐湖地区,钾盐氯化钾储量7.91亿吨;四川,贵州、新疆、陕西、西藏、云南、甘肃等新发现的钾盐板块预测算为2.3吨。

总计可供开采的钾盐资源10.21亿吨。

图1-2 中国钾盐矿资源分布2新疆罗布泊蕴藏着丰富的盐类资源,尤其是钾盐资源,已证实罗布泊地区罗北凹地是以卤水钾矿为主,伴生有液体NaC1、MgC12和固体石盐、钙芒硝的大型至超大型综合性的盐类矿床,钾盐资源量达2.5亿吨,平均厚度14m,分布面积1300平方公里,卤水氯化钾平均品位为1.5%。

察尔汗盐湖是一个以液态钾矿为主、固液并存且伴生多种有益元素的综合性矿床。

液相、固相钾盐资源总量为5.4 亿吨(KC1),其中液相卤水钾矿为2.44亿吨,固相钾矿2.96亿吨。

卤水钾矿中批准的表内储量为1.45亿吨,固体钾矿中表内储量为0.22亿吨,表外储量1.36亿吨,KC1含量0.5 %-1%的资源量1.38亿吨。

1.3生产状况1.3.1世界生产从本世纪20年代中期起,各国都大力开展钾盐矿床的寻找。

美国和原苏联经过20多年,先后于30年代开始用本国钾盐矿产制造钾肥。

1929年西班牙在埃布罗河谷发现了加泰罗尼亚钾盐矿床并于1930年开始生产钾盐。

1931年中东首次从死海海水中回收钾盐。

1943年加拿大首次发现萨斯喀彻温钾盐矿床,到50年代末才开始向国外出口钾盐。

意大利的钾盐工业始于1959年,中西西里盆地现在已有5个钾盐矿山。

60年代以后,2本报告中,中国资源类商品的地区分布图均来自国土资源部全国地质资料馆。

由于许多新的钾盐矿床的开发,使世界钾盐生产出现了新面貌。

加拿大和原苏联取代了原民主德国和联邦德国钾盐生产的优势地位,成为世界上最大的钾盐出口基地。

巴西塞尔希培钾盐矿于1985年开始生产钾盐。

同年加拿大东海岸新不伦瑞克钾盐矿投产。

约旦从死海海水中回收钾盐到1985年增加到30万吨。

另外,刚果共和国的霍利圣保罗钾盐矿、英国约克郡鲍尔比钾盐矿、智利的Caliche矿床也生产一些钾盐。

目前全世界主要有12个国家生产钾盐矿,分别为加拿大、俄罗斯、白俄罗斯、德国、以色列、中国、约旦、美国、英国、西班牙、巴西和智利。

2009年之前,世界钾盐矿产量一直处于稳定上升的态势。

受金融危机影响,2009年钾肥价格大跌,钾盐矿产量大幅下降28.6%。

2010年,产量快速恢复,2011年产量达到3700万吨,增加8.9%。

从国家来看,加拿大是世界最大的钾盐矿生产国,2011年产量接近全球产量的三分之一,其次是俄罗斯、白俄罗斯,产量分别占全球的19.7%和14.8%;第三阶梯的国家为中国和德国,产量各占全球的8.6%;其余国家产量占全球的17.7%。

数据来源:USGS Mineral Commodity Summaries目前,世界超过五百万吨生产能力的钾肥生产企业有四家,其中两家位于加拿大,其他两家分别属于德国和白俄罗斯,四家合计控制全球近60%的生产能力;介于100万至500万吨的企业有十家左右。

规模最大的企业为加拿大的Potash Corp,钾肥年生产能力达到1200万吨。

数据来源:USGS Mineral Commodity Summaries加拿大共有11个矿山和装置,分别属于PCS公司、Mosaic 公司和Agrium公司,其中9个固采,2个液采。

按地域划分,10个在Saskatchewan,1个在NewBrunswick。

2008年,加拿大装置钾盐总产能2390万吨,占世界总产能的36%,平均开车率为73%。

其中PCS公司钾盐产能是1320万吨,Mosaic 公司在加拿大的钾盐装置产能为860吨,Agrium公司钾盐产能为210万吨。

俄罗斯和白俄罗斯分别为第二和第三钾肥生产商,是国际钾肥市场重要的供应商。

俄罗斯现有2个钾肥生产商,为JSC Urakali公司和JSC Sil2vinit公司,二者合计产能约1200万吨。

白俄罗斯只有1个钾盐生产商Belaruskali公司,产能为900万吨。

俄罗斯从1940年就开始在西Urals的Perm地区的Verkhne kamskoye钾沉积带开采钾肥。

白俄罗斯的钾盐生产来自位于Soligorsk的Starobinskoye 沉积。

1.3.2中国生产新中国成立前我国没有钾盐工业,靠农家肥来维持地力。

新中国成立后,提出了找钾的任务,并于1958年修建青藏公路时发现了青海察尔汗盐湖钾镁盐液体矿。

1963年在云南江城发现勐野井固体钾盐矿。

随着石油全面普查工作的开展,先后在四川盆地东部渠县三叠系地层中、湖北江汉盆地潜江凹陷、山东大汶口凹陷、东营凹陷、云南兰坪-思茅盆地第三系下统含盐系中多处发现杂卤石、无水钾镁矾、含钾地下卤水等钾盐层和钾盐矿化。

经过几十年的工作,现已建成云南江城勐野井可溶性钾盐矿和青海察尔汗盐湖钾镁盐液体矿等两座矿肥结合的联合企业,并初具规模,形成了我国的钾盐生产基地。

我国利用钾矿资源生产的资源性钾盐产品主要是氯化钾、硫酸钾和硫酸钾镁,主要原料是青海和新疆的盐湖卤水、云南的固体钾矿和山东、天津、江苏等地的海盐苦卤。

2011年,中国钾肥(折纯)产量385.6万吨,同比增长10.86 %。

从各省市的产量来看,2011年青海省钾肥的产量达262.88万吨,同比下降0.16 %,占全国总产量的68.17 %。

紧随其后的是新疆、河南和陕西等省市。

表1-4 中国各地钾肥(折纯)生产情况(吨)数据来源:中国无机盐工业协会我国资源型钾肥规模以上生产企业共有40余家,其中大部分在青海,主要有青海盐湖工业集团有限公司、国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司、青海海西州中航三钾硅业有限公司、中信国安科技发展有限公司、青海省滨地钾肥股份有限公司、格尔木藏格钾肥有限公司。

国家开发投资公司新疆罗布泊钾盐有限责任公司目前已形成130万吨/年硫酸钾产能,二期工程计划新增170万吨/年钾肥生产能力,包括10万吨/年硫酸钾镁肥厂、60万吨/年硫酸钾厂和100万吨/年硫酸钾镁肥厂。

2015年全部项目建成投产后,将成为全球最大的硫酸钾肥生产基地。

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