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。     

非水溶性钾矿高效利用技术获新进展

<正>由农业部全国农技推广服务中心在京召开的"钾硅肥与土壤改良研讨会"消息,我国自主研发的"非水溶性钾矿高效利用技术"取得了最新科研成果,通过全国12个省市田间试验结果表明,钾硅肥生产技术已经成熟,将有效改善我国钾肥大量依赖进口的现状。据悉,我国联添控股旗下的紫光钾业公司以钾长石为原料,采用先进工艺,生产出含有水溶性钾和枸溶性钾的钾硅肥,为缓解我国钾肥资源紧张开辟了新途径。目前,年产10?000t钾肥的生产线已经建成,年产20万t钾肥的生产线正在建设中,年产     

非水溶性钾矿制取碳酸钾研究:副产13X型分子筛

非水溶性钾矿通常以钾长石为主要矿物相。对其进行粉碎、摇床重选、湿法磁选和化学酸浸除铁等预处理,可制得纯度达75%~95%的钾长石粉体。以碳酸钠为助剂,在760~860 ℃的中温下钾长石发生固相分解反应,生成偏硅酸钠、偏铝酸钾(钠)前体化合物,用于水热合成13X 沸石分子筛。滤液为富含[SiO2(OH)2]2-、Na+、K+的碱性溶液,通入CO2 进行酸化反应,生成SiO3·nH2O胶体沉淀,经250 ℃下煅烧即制成白炭黑。剩余滤液为NaHCO3 KHCO3 H2O三元水盐体系,再经浓缩、分离、纯化、结晶,制取碳酸钠和碳酸钾。由此,原矿中SiO2、Al2O3、K2O 3 种主要组分均可制成高值产品,可达到钾长石资源利用率接近100%、“三废”近于零排放的高效节能、清洁生产的“绿色过程”要求。本项技术实现规模化工业生产,将有利于缓解我国水溶性钾盐资源极缺的矛盾,平衡钾盐市场,提高国民经济可持续发展中钾盐资源的保证程度。     

霞石正长岩中温烧结反应过程研究

针对国内铝土矿和钾盐短缺、严重依赖进口的现状,综合开发利用储量巨大的非水溶性钾矿具重要意义.本实验以具有典型代表性的云南个旧白云山霞石正长岩为原料,研究了以碳酸钠为助剂烧结反应过程中可能存在的化学反应;并以热力学计算结果为指导,研究了霞石正长岩-碳酸钠体系的烧结配比、烧结时间和烧结温度对霞石正长岩分解率的影响.实验结果表明:在烧结温度1 103 K、烧结时间1 h、霞石正长岩与助剂碳酸钠质量比为1∶0.75时,霞石正长岩的分解率可达98.0%.对霞石正长岩热分解过程的动力学研究结果表明:该过程符合Crank-Ginstling-Braunshtein方程,其表观活化能为78.75 kJ/mol;根据阿伦尼乌斯公式对反应时间进行了预测,认为离子扩散穿透厚度增加的固膜是造成理论与实际反应时间出现误差的主要原因.     

论中国西部钾矿资源分布特征与开发前景

中国钾矿资源严重不足 ,寻找钾矿新类型和富钾 (岩石 )资源 ,应成为解决中国钾资源紧缺的重要任务。中国西部钾矿资源分布很不平衡。青海与新疆是远景最大、质量最佳的成矿区。鄂尔多斯盆地奥陶纪含盐建造具有含钾性是目前世界上已知的惟一特例。中国钾长石、绿豆岩、霞石等含钾岩石矿物资源非常丰富 ,开发利用前景乐观。在开发中一定注意 :(1)盐湖找钾与开发并举 ;(2 )寻找钾盐矿床与含钾岩石并行 ;(3)钾矿石的开发与工艺研究并重 ;(4)综合利用与评价并用 ;(5 )国内与国外钾矿资源统一利用。     

鄂尔多斯盆地西南缘铜城一带碱性岩地质特征及找矿前景浅析

鄂尔多斯盆地西南缘铜城一带的碱性岩地学界主要是对岩体的时空分布、岩石学和岩石地球化学特征、形成时代及其与油气成藏关系等方面进行了研究。本次研究根据国内对含钾岩石的某些研究成果,通过对碱性岩资料的收集、分析,发现碱性岩具有较高的w（Al₂O₃）（18. 40%～20. 00%）、w（K₂O）（9. 69%～10. 2%）和较低的w（SiO₂）（45. 42%～55. 61%）、w（Na2O）（0. 38%～1. 53%）、w（MgO）（0. 27%～0. 53%）等,岩石整体表现出富钾、铝、钙,贫硅、镁等的强碱性硅不饱和的特征。岩石的K₂O含量与《矿产资源工业要求手册》中关于含钾岩石制取钾肥一般工业指标及中国富钾正长岩中K₂O含量相当,从理论上认为该碱性岩具有非水溶性钾矿资源的找矿前景。     

辽宁白云金矿床围岩蚀变作用及其与金的成矿关系

为了理清白云矿床硅钾蚀变与金沉淀的成因关系,对硅钾蚀变岩石和未蚀变的矽线石云母片岩进行主微量元素测试分析,同时选取蚀变岩型和石英脉型矿石中黄铁矿进行电子探针分析.以Al₂O₃作为不活动组分,通过质量平衡计算,发现明显带入的组分为CaO、K₂O、Na₂O、SiO₂、Ag、As、Co、Cu、Ni,迁出组分为FeO、Cr、Zn.蚀变岩型和石英脉型矿石中黄铁矿均表现出亏S和富Fe的特征,二者的Au/Ag值都大于0.5,Fe/（S+As）值变化范围为0.857~0.896.两种矿石中黄铁矿均为热液型,形成于中浅成的中温环境.在硅钾蚀变过程中,热液中的含硫组分损失,还原硫活度降低破坏了金-硫络合物的稳定性,导致Au的沉淀.      

富钾正长岩水热碱法沸石化及成矿意义

本文以富钾正长岩粉体为原料,首次通过直接水热碱法处理,成功合成了方沸石和羟钙霞石,合成温度260℃,时间4 h。通过控制正长岩粉体、氢氧化钠和水的配比,可分别将正长岩粉体中的微斜长石、斜长石和石英转化为方沸石或羟钙霞石,同时正长岩中的K2O和过剩的Si O2被溶出进入液相,可用于制取钾盐。不同类型富钾正长岩直接水热碱法沸石化的成功,为解释自然界中的沸石成因、长石与沸石的共生及转化关系、与沸石化有关的金属矿化机制以及油气成因等,提供了实验证据,也为直接利用廉价的长石类硅铝质矿物原料合成沸石提供了新的技术途径,对于利用非水溶性钾资源制取钾盐具有指导意义。     

青海马海盐湖低品位固体钾矿室内溶矿实验研究

柴达木盆地马海盐湖浅部赋存有储量可观的低品位固体钾盐资源,通过水溶开采即固液转化的方法为企业10万吨/年的钾肥生产提供了资源保障。随着水溶开采工作的持续进行,目前马海钾矿区北部浅部固体钾矿的品位进一步降低,给盐田和选矿工艺的调整带来极大挑战。为使这部分资源得以充分利用,本文以马海盐湖钻孔9-13和9-3附近埋深0～3m的固体钾矿样品为研究对象,系统开展了室内溶矿模拟实验。实验结果表明:(1)在固体钾矿KCl品位较低时,适当提高溶剂的波美度,有利于K⁺的溶出,提高溶出液中K⁺的浓度。(2)溶剂中Na⁺的浓度太低会溶解盐层骨架,而Na⁺的浓度太高会导致结盐,生产中应根据钾矿层的实际情况,以满足溶出液K⁺浓度含量达标为准调整溶剂的波美度。(3)随着马海矿区固体钾矿品位持续降低,当K⁺的浓度达到盐田生产要求时,钠盐池卤水中Na⁺的浓度会明显增加,卤水中SO₄^2-相对浓度也相应增加,钠盐池阶段析出的石...     

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。     

水热法分解钾长石制备雪硅钙石的实验研究

采用CaO作为助剂,在低温、中压的水热条件下分解钾长石,继而合成一种水合硅酸钙--雪硅钙石,同时得到KOH稀溶液,可用于制备高纯碳酸钾。影响晶化反应的主要因素有n(Ca)/n(Al+Si)、晶化温度、晶化时间、水固比（质量比）、搅拌速度等。讨论了各因素对钾长石分解及雪硅钙石形成的影响,通过X射线粉末衍射、热重-差热分析、扫描电镜等手段对合成产物进行结构性能表征。实验结果表明,以CaO为助剂分解钾长石,同时合成雪硅钙石的工艺方法可行,资源利用率接近100%。实验得到的优化工艺条件为：晶化温度为220～250 ℃,n(Ca)/n(Al+Si)在0.8～1.0之间,晶化时间5～8 h,水固比为20～25,搅拌速度400 r/min。在此条件下,钾长石中K₂O的溶出率达80%以上,同时得到结晶良好的针状雪硅钙石晶体。     

钾长石分解反应热力学与过程评价

综述了添加各种助剂分解钾长石的研究进展。对不同体系中钾长石分解反应的G ibbs自由能和能耗计算,综合考虑一次性资源、能源消耗量和烧结过程的环境相容性、产品方案等因素,结果表明:只有以石灰石、碳酸钠为配料的工艺路线具有实际工业应用价值;而唯有以碳酸钠为配料时,钾长石原料烧结过程才具有一次性资源消耗量最少、能耗最低、温室气体CO2排放量最小、且可生产高附加值产品、实现完全清洁生产等优点。因此,选择以碳酸钠为配料分解钾长石的技术路线,具有良好的工业化应用前景。     

利用泥质岩化学蚀变指数分析物源区风化程度时的限制因素*

近年来,根据泥质岩中常量元素的摩尔数计算出的化学蚀变指数(CIA: Chemical index of alteration)、化学风化指数(CIW: Chemical index of weathering)和斜长石蚀变指数(PIA: Plagioclase index of alteration)被广泛用来反映物源区的风化程度及物源区古气候,这些指数在应用时都有一些严格的限制因素,应给予足够重视。CIA计算公式未排除成岩作用过程中钾交代作用的影响,需要采用A-CN-K[Al₂O₃-(CaO^*+Na₂O)-K₂O]三角图进行判断,对发生钾交代作用的样品利用A-CN-K三角图或CIA_corr计算公式进行校正。CIW计算公式中去掉了K₂O,但没有排除钾长石中的Al元素。PIA计算公式中考虑了钾长石中的Al元素,但只适用于判断母岩中仅含有斜长石而不含钾长石的物源区风化程度。综合分析表明,在判断物源区风化程度及古气候时,CIA的干扰因素相对较少,值得推广。但即使利用从泥质岩常量元素获得的CIA值来判断物源区的风化程度时,仍需要考虑沉积分异作用、再旋回作用、沉积区进一步风化作用以及成土作用、成岩期的钾交代作用的影响,建议首先依据泥质岩常量元素的摩尔数计算出成分变异指数(ICV: Index of compositional variability),然后对ICV>1的样品进行CIA的计算,并利用A-CN-K三角图或CIA_corr计算公式对CIA值进行钾交代作用的校正,该校正过的CIA_corr计算值可用来判断物源区的风化程度。     

南海北部中央峡谷水道的岩相-地球化学特征及其源区性质

峡谷水道是南海北部琼东南盆地深水区主要储集层,乐东-陵水凹陷黄流组储集岩以粉、细砂岩为主,储层物性好.然而目前针对不同期水道主要物源供给及水道形成的母岩区性质、古风化程度等研究甚少.对中央峡谷西段水道的砂泥岩进行了岩石薄片与重矿物成分观察统计、岩石主量、微量/稀土元素分析,结果表明:岩石类型以岩屑石英砂岩和长石岩屑砂岩为主,崖城、陵水区重矿物分别为磁铁矿、白钛矿、锆石、电气石与白钛矿、石榴石、电气石、锆石的组合;地球化学特征表现为泥岩较砂岩SiO₂含量低,Fe₂O₃、MgO、K₂O、稀土含量偏高,与其含有高粘土矿物有关.砂、泥岩Al₂O₃/TiO₂、K₂O/Al₂O₃、K₂O/Na₂O比值说明物源区富石英、贫钾长石,分别为石英质沉积与中性火成岩源区;砂岩较泥岩具有较高SiO₂/Al₂O₃比值、低ICV、CIA、CIW值,表明源区经历了低-中等程度的风化作用,是稳定构造环境再循环沉积而成,泥岩的形成环境较砂岩动荡.      

四川成都盆地某深层富钾卤水的地球化学特征及成因

本文报道了四川成都盆地某深层富钾层卤水的化学组成，氧、氢、硫和硼同位素组成以及２５℃等温蒸发析盐过程中，从卤水中获得的固相物质组成。在此基础上讨论了卤水的成因，认为该卤水是蒸发浓缩的海相卤水、非海相卤水以及埋藏成岩过程中封存卤水对地层中海相蒸发盐溶滤作用形成的混合水。     

钾长石—CO_2相互作用水热实验研究

利用高压釜在不同温度下(100℃、125℃、150℃和175℃)开展了CO2-钾长石水热实验。通过扫描电镜、X--衍射技术及紫外分光光度计等对反应前后样品及溶液进行观察或测试,结果表明,随着温度的升高,钾长石溶蚀程度增加,150℃时在钾长石表面识别出新生的碳酸盐等矿物。这说明温度达到150℃时,CO2就能够以新生矿物的形式稳定固结在地层中,为CO2的地下封存提供了实验依据。     

Geostatistical study of the feldspar content and quality of a granite deposit

In order to characterise the saleable feldspar in a granite deposit, a methodology was developed in accordance with the exploitation process. This consisted of mechanically extracting the surface layer of the batholith and separating the feldspar from the quartz using the granulometric separation method, given that the size of the grains of the feldspar is greater than that of quartz.

Following washing, grinding and magnetic separation of the feldspar in order to eliminate the ferromagnesium minerals, the saleable feldspar was characterised in terms of the factors that determine its market value, namely, its content in Al₂O₃, SiO₂, Na₂O and K₂O.

Following the opening of prospecting pits in the granite massif, samples were analysed in the laboratory using three different granulometric cuts and by reproducing the treatment process. The values for the quality variables of saleable feldspar were obtained, and the results were interpolated to the entire deposit using the kriging method.

In order to summarise the information from the above-mentioned variables, a quality index was constructed using multivariate statistics and by employing market criteria, and subsequently, the values of the index were interpolated to the entire deposit using bidimensional kriging.

The map of saleable quality feldspar from the deposit permits both affirmation of the treatment process yield for each granulometric cut and the planning of extraction from the deposit to obtain a homogeneous quality in the saleable feldspar.     

Implications of super dense carbonic and hypersaline fluid inclusions in granites from the Ranchi area, Chottanagpur Gneissic Complex, Eastern India

A combined fluid inclusion and mineral thermobarometric study in groups of synchronous inclusions in quartz within weakly foliated granites from the Chottanagpur Gneissic Complex, India, reveals super dense carbonic (CO₂ with minor CH₄ and H₂O) inclusions and hypersaline (H₂O–NaCl ± NaHCO₃) inclusions, with halite- and nahcolite daughter phases. This study documents the highest density (1.115 g cm^− 3) CO₂ fluids ever reported in granites. Fluid isochores, constructed from CO₂ (± CH₄) and halite-bearing inclusions, coupled with two-feldspar thermometry constrain the minimum P–T at 8 kbar/ 750 °C for fluid entrapment in granites. By contrast, the carbonic inclusions in quartz from granite-hosted metapelite enclaves contain substantial CH₄ (up to 30 mol%), and the entrapment pressure ( 4.3 kbar/600 °C) is considerably lower compared to those in the granites. By implication, the sillimanite-free granites were not derived from the metapelitic enclaves, and instead were formed by partial melting of fluid-heterogeneous lower crustal protoliths, with fluid entrapment at magmatic conditions.