中国富钾正长岩资源与水热碱法制取钾盐反应原理

中国的盐湖钾盐资源短缺,导致钾盐消费的对外依存度达50%以上,严重制约农业发展,威胁粮食生产安全。而正长岩型钾资源丰富,K2O品位达8.5%~15.4%,预测资源潜力(K2O)达盐湖钾盐储量的20倍以上。此类矿石钾资源的主要富钾矿物为微斜长石、霞石和白云母,地理上主要分布于中国东部的“秦岭大别正长岩带”和“燕辽阴山正长岩带”。采用电解质溶液热力学软件OLI Analyzer 9.2,对KAlSi3O8-NaOH/KOH/Ca(OH)2-H2O体系相平衡进行模拟,继而对代表性富钾正长岩进行水热碱法分解反应实验,证实K2O溶出率高达85.6%以上。所得硅酸钠钾碱液适于加工多种钾盐或生态型钾肥产品,硅铝组分同时转化为沉淀硅酸钙、钠型/钾型沸石、硅灰石、高岭土等多种工业产品。水热碱法技术的加工过程清洁高效,资源利用率高,环境相容性良好,可为发展绿色可持续的中国钾盐工业新体系提供良好的技术基础。     

Deferrization of Potassium-Rich Rocks And Hydrothermal Decomposition Using KOH

The potassium-feldspar can be decomposed using the KOH as additive via hydrothermal synthesis methods, which can destroy the structure of the potassium-feldspar and turns its K+ into water soluble potash resources and make its silica component utilized. The potassium-feldspar from Inner Mogolia was decomposed after iron removing and hydrothermal processes successively. The results showed(Table 1) that the iron could be removed up to 98.56% after the treatment of 90℃ for 2 hours with 5.8mol/L density of HCL solution. It is seen from the Table 1that the content of iron significantly decreased while the content of SiO2, Al2O3, K2O increase. The treated sample was used to be decomposed by hydrothermal method in KOH solution. The results showed that the dissolution rate of SiO2 could be up to 64.73% after the hydrothermal treatment of 260 ℃ for 2 hours with 1.2 mol/L density of KOH(Fig 1). The solid product is mailnly kalsilite phase.     

K-Feldspar Decomposition Using CaO by Hydrothermal Method

The decomposition of K-Feldspar is significant to the development and utilization of K-feldspar as potassium resources. Potassium feldspar powder was decomposed successfully by hydrothermal method using CaO additive. Tobermorite solid and KOH solution were obtained as a result of the hydrothermal decomposition.     

相山铀矿田邹家山矿床碱交代型矿石地球化学特征及其成矿意义

邹家山铀矿床碱交代蚀变广泛发育,与铀成矿作用关系极为密切。笔者通过野外宏观地质调查和室内岩相学、电子探针分析、常量及微量元素化学分析等方法,初步查明该矿床碱交代型矿石的矿物交代蚀变顺序为钠交代、钾交代、硅质交代。碱性成矿热液先是富Na,而后富K,且两者成分相似,但富K热液更利于铀成矿。与正常碎斑熔岩相比,碱交代型矿石SiO2含量减少,K2O或Na2O、Al2O3、Fe2O3、MgO、P2O5、CaO和U、Th、Zr、Hf、Sm、Ti及REE含量明显增高。与钾交代型矿石相比,钠交代型矿石Rb和REE含量较少,稀土分异强。碱交代作用有利于副矿物蚀变并释放铀,有利于对地层中铀的萃取,有利于铀的稳定迁移。     

Preparation of Potassium Sulphate from Microcline Powder

Agricultural potassium sulphate is one of the most important non-chloride potash, which is the main fertilizer of avoid chlorine crop. Soluble potassium resource is bare in China, while insoluble potassium resource with the main mineral of microcline is extremely abundant. The microcline powder used is collected from Mountain Changling, Luonan county of Shaanxi Province. The chemical analysis results showed that the main chemical components of the powder are SiO2, Al2O3 and K2O, the K2O content is up to 13.56% (shown in table 1).     

中国钾资源与钾盐工业可持续发展

对全国14个代表性产地的非水溶性钾矿石的研究表明,其主要富钾矿物相均为微斜长石。对此类矿石进行选矿预处理,可制得纯度达75%～95%的钾长石粉体。实验研究结果表明,采用以碳酸钠为配料的中温烧结法,或以碱石灰为配料的水热分解法,均可使钾长石的结构发生分解,生成偏硅酸钠、偏铝酸钾(钠)等化合物,并水解为富含[SiO2(OH)2]2-、Na+、K+的碱性溶液,通入CO2进行酸化反应,滤液为NaHCO3-KH-CO3-H2O三元水盐体系,经浓缩、分离、纯化、结晶,可制取碳酸钾或硫酸钾、硝酸钾等其他钾盐(肥)产品。原矿中的Al2O3和40%以上的SiO2组分亦可制成不同规格的氧化铝和无机硅化合物等高值产品。整个工艺过程符合钾长石资源利用率100%、"三废"接近零排放的高效节能和清洁生产的要求。本项技术实现规模化工业生产,将有助于缓解我国水溶性钾盐资源极缺的矛盾,显著减少钾盐(肥)消费的进口依存度,提高中国钾盐资源的保证程度,维护粮食供给的战略安全。     

Nepheline Syenite Decomposition Using NaOH by Hydrothermal Reaction

Nepheline syenite is an important potassium-rich rock resource. Nepheline syenite powder was decomposed successfully by hydrothermal reaction using NaOH additive. Hydroxycancrinite (Na8(Al6Si6O24)(OH)2·2H2O ) solid and (K,Na)2SiO3 solution was obtained as a result of the hydrothermal reaction.     

藏东类乌齐地区古近纪钾质火山岩的发现及特征

古近纪业阿供组火山岩分布于西藏东部类乌齐镇业阿供村,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为30.54±0.8Ma,岩石具有高碱、低Ti的特征,在SiO2-K2O图解中位于钾质岩区,属于碱性钾质岩。岩石地球化学特征表明,业阿供组钾质火山岩很可能源于古俯冲流体交代的富集地幔源区经过部分熔融作用,形成于碰撞后的板内构造环境。     

拉萨地块西段中新世查加寺钾质火山岩岩石成因*——岩石地球化学、年代学和Sr-Nd同位素约束

通常认为,青藏高原碰撞后钾质超钾质岩是交代富集上地幔低度部分熔融的产物,而最近的研究则表明,钾质火山岩也可以起源于下地壳源区.文章对青藏高原拉萨地块西段新识别出的查加寺火山岩进行了岩石地球化学、锆石SIMS U-Pb定年和Sr-Nd同位素研究,结果表明其岩石类型为碱性系列钾质粗面岩,锆石SIMS U Pb 年龄为(23.97±0.28) Ma,说明火山活动为中新世.钾质粗面岩显示出富集LREE及LILE(K、Rb、Ba、Th、U、Pb)、亏损HFSE(Ti、Nb、Ta、P),具有类似于埃达克质岩的稀土元素分布模式和微量元素蛛网图分布模式的特征;具有高的La/Yb比值(81～105)、较高的ω(Sr)(409×10-6～472×10-6)、较高的Sr/Y比值(28-37)、较低的ω(Y)(11.5×10-6～15.7×10-6)、明显亏损重稀土元素Yb(0.78×10-6～1.08×1)-6)、较高的w(Al2O3)(15.47％～16.7％)、较低的w(MgO)(0.63％～2.12％),无明显的Eu、Sr负异常,类似于典型的埃达克岩成分特征;具有高的w(K2O)(6.28％～6.97％)、高的Rb/Sr比值(0.94～1.03)和低的Ba/Rb比值(2.21～2.51),以及Na2O、K2O与SiO2无明显的相关关系,表明源区的富钾矿物是以金云母为主;具有较低的ω(Cr) 、ω(Ni)(分别为53.4×10-6～69.4×10-6,11.4×10-6～23.5×10-6),以及较低的εNd值(-12.6～-11.8)和较高的87Sr/86Sr比值(0.73207～0.73249).所有这些特征都表明,查加寺钾质粗面岩起源于拉萨地块增厚下地壳富钾物质的部分熔融.查加寺钾质粗面岩具有约145Ma、75 Ma和30 Ma等3组继承锆石年龄群.     

青海祁漫塔格长山钼矿地质特征、矿床成因及找矿前景

长山钼矿位于青海省东昆仑西段祁漫塔格地区,在以往发现接触交代型铁矿体的基础上,近年来发现了花岗斑岩及斑岩型钼矿。斑岩型钼矿的发现,对于东昆仑西段祁漫塔格地区斑岩成矿研究和矿产勘查实践具有重要的意义。在初步研究长山矿区侵入岩分布、岩石类型、岩石学和岩石化学的基础上,发现矿区花岗斑岩呈岩枝状侵入于似斑状二长花岗岩中,地表出露面积小于0.01km2,深部揭露最大厚度可达30m,岩石具有高Si,低Ti,K/Na值大,分异程度高,固结程度低的特征。与西藏冈底斯钾质钙碱性花岗岩和含矿斑岩具有相似的岩石化学特征,但SiO2含量更高,Al2O3含量较低。综合分析认为,矿区花岗斑岩可能与碰撞后伸展构造背景密切相关。矿区钼矿具有斑岩型成矿的特点,矿区中西部的深部及区域具有进一步寻找斑岩型矿产的前景。     

北武夷生米坑铅锌矿床地质地球化学特征与成因探讨

生米坑铅锌矿床位于北武夷中生代火山岩带的黄岗山火山盆地内, 已知铅锌矿体呈脉状产于侏罗系上统鹅湖岭组流纹质熔结凝灰岩的断裂内, 或呈细脉——浸染状分布于钾质粗面斑岩内, 发育钾长石化、绿泥石化、硅化等蚀变。地球化学特征显示矿区火山——侵入岩属于贫钠富钾的S型花岗岩, 其w(SiO₂)值为62.42%~78.02%、w(K₂O +Na₂O)值为7.66%~9.13%、w(K₂O)/w(Na₂O)比值为1.18~2.62、里特曼指数δ为1.67~3.78;矿区岩石LREE/HREE比值平均为10.94×10-6, 属于轻稀土富集型; Eu普遍亏损, 特别是熔结凝灰岩、黑云母花岗岩δEu＜0.31, 表明经历了显著的斜长石的分离结晶作用; 自早至晚主阶段岩浆活动稀土总量逐渐降低。从∑REE总量值、δEu值、地球化学参数及标准稀土元素配分模式图上看, 生米坑铅锌矿化蚀变岩与钾质粗面斑岩具有密切的成因联系。钾质粗面斑岩锆石(SHRIMP)年龄138.3±1.4 Ma, 表明矿床形成于燕山期白垩纪早期, 矿床成因类型属次火山热液型铅锌矿床。      

山东张里金矿碱性次火山岩特征与成矿作用

山东张里金矿床是与碱性次火山岩有关的、赋存于隐爆角砾岩体内的石英－ 冰长石－ 萤石型中低温热液矿床。岩石化学、稀土元素和同位素分析结果表明: 控矿岩石系列分为: ①高钾钙碱性岩石系列,SiO2 平均含量为57. 6%,稀土总量为373. 98 × 10 － 6 ～ 297. 43 × 10 － 6,δEu 为0. 85 ～ 0. 82,Sr = 0. 704 41; ②高钾碱性岩系列,SiO2 平均含量为56. 65%,稀土总量为371. 19 × 10 － 6 ～ 41. 62 × 10 － 6, δEu 为0. 89 ～ 0. 93,Sr = 0. 717 11。这两种控矿岩石系列分别由两个不同的幔源岩浆在上升过程中,各自经过长时期的分异作用,并且混染了部分壳源物质而成,其含矿热液来自碱性次火山岩。     

Mineral Chemistry of Scheelite as An Indicator of Multi-stage Fluid Evolution Associated with the Riviera W-REE-Mo Deposit South Africa

The Neoproterozoic Riviera W-REE-Mo deposit is one of the largest unmined tungsten resources in the world and is associated with pervasively altered A-type granites of the Neoproterozoic Cape Granite Suite Western Cape, South Africa. The present study investigated the mineral chemistry of scheelite, the principal ore mineral with the aim to record the variation of solid solution molybdenum for geometallurgical purposes and also as an indicator of changing redox conditions of the mineralizing hydrothermal fluids. Methodology included UV-fluorescence studies and micro-analyses by LA-ICP-MS. Results have shown that at least four phases of scheelite are hosted by the endoskarn zone, potassic alteration zone and various quartz-carbonate veins. This reflects hydrothermal fluid evolution from early stage reduced to late stage, vein associated and more oxidized. The molybdenum content of the dominant early phase scheelite is low and renders the deposit amenable to low penalty mineral recovery.     

中国主要农用矿产资源安全保障战略研究

主要农用矿产资源(硫、磷、钾)的利用状况和安全保障程度关系国家粮食安全及人类生存发展.本文应用定性分析与定量研究相结合等方法,对硫、磷、钾农用矿产资源安全保障进行综合研究.结合全球硫、磷、钾资源供给格局和国外资源可获得性分析,从供给、需求和国家保障三个层面,提出保障我国主要农用矿产资源(硫、磷、钾)安全、合理开发利用、产业可持续发展等方面的战略与对策建议:加强找矿投入增加国内资源储量,调整产业结构,深化产品加工和综合利用以提高产品附加值,调整产品出口结构,采取投资开发和贸易并重的原则利用国外矿产资源.     

国外无氯钾肥研究及应用动态

近年来无氯钾肥 (硫酸钾、硝酸钾、钾镁硫酸盐复合肥等 )在农业上的应用品种及数量不断增加。智利、埃及、以色列、约旦、墨西哥、美国等在开采钾矿开发计划中 ,都列入了无氯钾肥的项目。世界上一些主要钾盐生产商不断改进相关的生产工艺并开发出无氯钾盐的新产品。这些研究及应用动态 ,值得关注。     

安徽池州马头铜钼矿地质特征及蚀变分带

安徽池州马头铜钼矿是长江中下游成矿带中安庆—贵池矿集区内一个典型的铜钼矿床。通过野外地质祥查和系统的岩相学、矿相学工作,对该矿床的蚀变特征及分带进行了深入研究。识别出马头铜钼矿的蚀变类型主要有硅化、绢云母化、钾长石化,其次为黏土化、绿泥石化和碳酸盐化等。矿区围岩蚀变在空间上往往重叠,但具有一定的水平及垂向分带特征,自岩体深部至浅部、自内向外总体表现为面型石英钾长石化带、线型石英钾长石化带和石英绢云母化带。矿（化）体以脉状矿化为主,其中分布较广的石英脉带矿化主要产在石英绢云母化带中,以石英细（网）脉为主,受节理和裂隙控制;而品位较富的细脉浸染状矿化则主要产在面型钾长石化带中。通过研究认为,马头铜钼矿在成矿过程的早期阶段,由于高温、富钾和高pH值的热液流体作用,形成大面积的钾长石化,伴生与面型钾长石化有关的细脉、浸染状矿化;热液演化中期阶段,随着温度持续下降、K＋活度和流体pH值的降低,形成硅化、绢云母化等蚀变类型,并伴随范围较大的细脉-网脉状矿化;热液演化晚期阶段,主要形成碳酸盐化,而相应的矿化作用不显著。通过与部分典型斑岩型铜钼矿床的对比研究认为,马头铜钼矿在蚀变类型等方面与斑岩型铜钼矿大体相同,可归至斑岩型成矿体系。     

21世纪初期化工矿产资源形势及对策研究

我国的钾、磷、硫、硼以及天然碱、金红石、砷、钠硝石、石盐、芒硝、重晶石、萤石、天青石、明矾石、化工灰岩、硅藻土、膨润土等化工矿产资源 ,与世界相比 ,在资源量、生产能力、消费水平等方面的地位各不相同。面对未来 ,宜根据各矿种的实际情况 ,在地质找矿、开发利用、对外贸易等分别有所侧重 ,以保证市场之需求。     

藏东玉龙铜矿带含矿斑岩及成岩系列

西藏东部新生代玉龙铜矿带含矿斑岩,包括玉龙、扎拉尕、莽总、多霞松多和马拉松多等,均为同期不同阶段侵入地质体构成的复式岩体。岩石类型有石英二长斑岩、二长花岗斑岩、正长花岗斑岩和碱长花岗斑岩。岩石化学成分均富碱（Ｎａ２Ｏ＋ｋ２Ｏ〉８％）、高钾和Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ比值远大于１等,属于碱性钾质系列,即钾玄岩系列。     

化工矿产地质工作成就及今后的任务

为化肥和基础化工提供原料的中国化工矿产地质事业，４３年来，在对磷、硫、钾、硼、锶、钛等资源的找矿勘探及科研工作中，取得显著成绩。但面对今后加速发展化肥工业的形势，尚需在深化地质工作改革、拓宽找矿领域、加强农用矿产资源地质找矿、重视科研及人才培养工作等方面继续努力     

靖宇县玄武岩区矿泉水特征组分H2SiO3成因实验——以王大山泉为例

以靖宇县典型泉岩样为实验材料,结合野外实际情况,考虑pH值和CO₂影响因素设计了矿泉水中H₂SiO₃实验,对实验结果进行了化学动力学分析,并利用matlab建立数学模型分析了矿物反应的机理。结果表明:1)仅考虑pH值的情况下:初始pH值近中性(pH=7.25)时,实验溶液中H₂SiO₃释放量较小,反应难以发生;初始pH值为碱性(pH=8.10)时,实验溶液中H₂SiO₃缓慢增加,平均释放速率为3.08 mg/(kg·d)。2)在考虑pH值和CO₂情况下:初始pH值为碱性条件时,通入CO₂能够较快促进H₂SiO₃产生,平均释放速率可由4.29 mg/(kg·d)升高为12.00 mg/(kg·d);初始pH值为弱酸性(pH=6.64)时,实验溶液中H₂SiO₃增加较快,通入CO₂,溶液中H₂SiO₃释放速率稍微增加。3)实验溶液中H₂SiO₃释放规律符合Stanford一阶反应动力学模型。靖宇县矿泉水中H₂SiO₃主要来自偏硅酸矿物(斜长石、镁橄榄石、辉石)的反应。在中性条件下,玄武岩矿物很难反应;在碱性条件时,主要是玄武岩矿物的水解,反应缓慢;在弱酸性条件下,主要是玄武岩矿物与H⁺和CO₂的反应,反应强度较大。