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利用富钾岩石制备氢氧化钾的工艺背景

  我国是一个农业大国,钾肥作为一种重要的战略农资,事关我国的粮食供给安全。

  目前,我国农作物钾肥市场年需求量约为460万吨(以K2O计),加上工业用钾和合理库存,总的钾盐年需用量约为649万吨。预计到2020年,我国仅农作物钾肥市场需求量就可达到1000万吨。目前,我国钾肥生产能力有限,年生产量仅为320万吨左右(以K2O计),无法达到市场的需求,每年钾肥需求量的30%左右需要进口;

  同时,我国水溶性钾盐资源严重短缺,钾资源总体储量以K2O计为1.36亿吨,仅占世界储量的1.64%。我国富钾岩石(即以K2O计时,含钾量不低于8%的硅酸盐类矿物)资源很丰富,具有种类多、分布范围较广等特点,在火山岩、沉积岩、变质岩中都有存在,含钾岩石分布很广,具有发展钾肥的有益条件。如南方的贵州地区含钾岩石矿点就有近百个,有十余个矿点的储量达到千万吨以上,仅铜仁矿带的储量就超过50亿吨。随着钾肥产能的逐步扩大,40年后,我国水溶性钾矿将面临资源枯竭的严重问题。据预计,仅贵州万山不可溶钾岩资源,至少可以开采500年。

  因此,利用富钾岩石资源生产钾肥是趋势。目前,利用富钾岩石制备氢氧化钾的工艺基本没有报道,在现有的报道中,氢氧化钾也是作为一种中间产物,用于制备硝酸钾、氯化钾等钾盐。同时,在上述以其作为中间产物的制备工艺中,均需采用水为反应介质,且反应需在高于100℃以上的碱溶液体系进行,由此产生的水蒸气在反应设备内部造成了很大的蒸汽压,因此所用设备需为耐高压、耐高温、耐碱腐蚀的设备,这大大地增加了设备成本,且高压的制备工艺也存在着一定的操作风险。