中国地质大学矿物材料国家专业实验室主任马鸿文教授开发的“钾长石水热碱法生产硫酸钾工艺”可高效清洁地利用钾长石资源生产钾肥产品。据测算,与现有的以盐湖氯化钾做原料、用曼海姆法生产硫酸钾的工艺相比,该工艺可降低钾肥成本约1/3。
该工艺可以在比较低的温度下分解钾长石,并将钾长石原矿全部转化为硫酸钾、硅酸钙和高岭土等产品,同时实现无“三废”排放,克服了当前各种非水溶性钾矿资源产钾肥工艺普遍存在污染大、能耗高、产品中有效氧化钾含量低等缺点。
此外,该技术还有较强的适用性。“陕西省商洛市洛南县钾长石矿就是个典型,这技术在该矿的成功应用意味着其他钾长石矿也均适用,届时只需调整工艺参数即可,其主产品仍然是硫酸钾,只是副产品略有不同而已。”马鸿文教授介绍称。
该实验室实施国家科技支撑计划项目——新型高效肥料创新过程中,以洛南县钾长石为样本,研究钾长石制钾肥的综合利用技术,创新开发出钾长石水热碱法生产硫酸钾工艺,并于2011年6月确定最终工艺流程和产品方案。教育部组织的鉴定专家经过评审认为,这一非水溶性钾矿资源高效利用技术在国内外均无先例,具有完全自主知识产权,达到了国际先进水平。
目前,钾长石综合利用产业化项目已在洛南县启动,负责项目实施的陕西大秦钾业有限公司正在进行处理4万t/a钾长石矿的中试,随后将投资12亿元进行工业化生产,建设处理钾长石矿120万t/a、硫酸钾产能30万t/a的项目。
根据马鸿文教授的分析,该技术如果在全国推广,使规模化高效利用非水溶性钾矿资源形成新的钾肥产能,按钾矿石的氧化钾平均含量为12.0%、氧化钾回收率为85%估算,则全国每年开发利用约3000万t非水溶性钾矿石,即可满足全部氧化钾消费需求。届时可减少作为化工原料的氯化钾消费量525.8万t,弥补2020年中国钾肥缺口的57.2%,使钾肥(盐)对外依存度降至20%以下。