青海盐湖钾资源平衡开采研究

井发启

（青海省安全生产科学技术中心，青海西宁810008）

青海盐湖钾资源平衡开采研究

井发启

（青海省安全生产科学技术中心，青海西宁810008）

钾资源是一种战略资源，钾肥的生产关系到国家粮食安全。近年来中国钾肥需求缺口不断增大，钾肥产量也在逐年增加，导致钾资源被单一、片面地开采，直接影响盐湖资源综合利用和平衡开采。在分析青海钾资源开发利用的基础上，通过计算分析对钾资源的平衡开采进行了研究，确定了青海钾肥的合理开采量，有助于实现钾资源开发利用的可持续性。

青海盐湖；钾资源；平衡开采

中国是一个农业大国，全国84%耕地土壤钾元素匮乏，中国钾肥用量大但资源缺乏［1-2］。目前中国本土钾肥供给远远不能满足需求，自给率仅为20%~ 30%，国家每年都要进口大量钾肥，在国内产量增长的同时，中国钾肥进口量也成上升趋势［3-5］。2012年中国钾肥消费量为900万t，进口量为591万t，钾肥对外依存度为65.7%。2005—2007年中国钾肥对外依存度一直在80%以上。2008年进口钾肥价格高涨，但中国钾肥对外依存度仍然达到78.5%。2009年受金融危机影响中国对进口钾肥的需求下降，使当年钾肥的对外依存度下降为52.9%。2009年至今中国钾肥对外依存度一直在高位运行，虽然近年下降趋势增大，但仍然在50%以上。随着钾肥的供不应求，近年来中国钾肥的产量也在逐年上升［6］。

虽然青海省盐湖钾资源储量非常丰富，但近年来随着钾肥产量的逐年攀升，青海省的钾资源尤其是高品位的钾资源卤水矿已被逐渐开发殆尽。在盐湖提钾过程中，每生产1t氯化钾就会副产10 t以上的氯化镁，随着钾资源开采量的逐渐增大，氯化镁资源在盐湖中大量富集，破坏了盐湖资源的平衡开采。因此，合理控制青海盐湖钾资源的开采量，对于实现钾资源的可持续开采以及盐湖资源的综合利用具有重要意义。笔者结合青海盐湖钾资源的开采现状，通过计算分析对钾资源的合理开采规模进行研究，为盐湖钾资源的可持续开发利用提供基础理论指导。

1 青海盐湖钾资源分布

青海盐湖钾资源储量丰富，编入资源储量的矿产地有23处，有固体氯化钾和液体氯化钾两种类型，保有资源储量为8.70亿t，其中固体氯化钾保有资源储量为2.2亿t，液体氯化钾保有资源储量为6.5亿t。钾盐95%以上以晶间或孔隙卤水形态产出，少部分以固体形态产出，储量大、品位高，共（伴）生镁、钠、硼、锂、溴、碘等有益组分。青海盐湖钾资源主要分布在察尔汗、昆特依、大浪滩、马海等盐湖，储量占青海省钾盐总量的84.5%，是中国钾盐开发的主要矿产地；其次分布在一里坪、东台吉乃尔湖、西台吉乃尔湖、大柴旦、小柴旦、察汗斯拉图等伴生钾矿区［7］。

2 中国钾肥供需平衡分析

长期以来，农业生产大量施用氮肥，造成作物夺取了土地中过多的钾元素。而中国耕地原本就缺少钾元素，这也加剧了土壤缺钾的状况。因此，若想不断提高中国农作物产量，对全国土地实行大范围补

钾已经势在必行。

2010年中国钾肥消费量为785.6万t，进口量为535万t，钾肥对外依存度为68.1%。2005—2007年中国钾肥对外依存度一直持续在80%以上。2008年进口钾肥价格高涨，但中国钾肥对外依存度仍然达到78.5%。2009年受金融危机影响和中国钾肥长单谈判破裂，两个因素造成了钾肥进口量的下降，使当年钾肥对外依存度下降为52.9%。中国钾肥对外依存度一直在高位运行，虽然近年下降趋势增大，但仍然在50%以上。表1为2005—2012年中国钾肥消费量统计数据。

3 中国钾肥生产现状

根据中国无机盐工业协会钾盐行业分会资料，中国现有规模以上资源类钾肥企业25家，加工型钾肥企业140家。2010年中国资源型钾肥产量为350万t（K2O折纯，以下均为折纯量）；2011年钾肥产量为385.6万t。2012年中国钾肥产量达到529.9万t；2013年中国钾肥总产量为620万t，自给率达到56.4%。

青海省是中国钾肥的主要产地，钾肥产量约占全国产量的70%以上。从1955年建设的第一座“察尔汗钾肥厂”开始，经过近60 a的不断发展，提钾工艺技术不断进步，钾肥的生产规模逐年增加。到目前为止，青海盐湖钾资源的开发主要以氯化钾为主，总产能在380万t/a（K2O折纯）左右［8］。

钾肥规模的逐年扩大，导致盐湖钾资源开采量逐年提高，为盐湖钾资源的平衡开采带来了压力。因此如何合理确定钾肥的生产规模，是实现盐湖钾资源平衡开采的主要途径之一。

4 青海盐湖钾资源理论计算

钾资源开采年限与开采量的关系，可以借鉴矿山开采年限和开采量的计算公式，见式（1）。根据式（1）可以确定钾资源的合理年开采量和开采年限。

式中：Qa为矿山年产量；Qig为矿床可采储量；ke为采矿回收率；kc为采矿贫化率；Tp为合理的矿山服务年限。

为进一步证明式（1）计算钾资源合理开采量的正确性，对式（1）进行了验证。钾资源总量为29 861.99万t；折算系数取0.65；可采储量（Qig）=地质储量×折算系数。综合回收率（ke）按50%计算，贫化率（kc）按10%计算，KCl生产规模（Qa）按100万t/a计算（产品KCl质量分数按95%计算）。则矿床KCl可采储量Qig=29 861.99×0.65=19 410.29万t。氯化钾开采年限Tp=Qigke/［Qa（1-kc）］=19 410.2×0.5/［100× 0.95（1-0.1）］=113.5 a。该计算结果与文献［9］数据一致。通过上述分析，说明式（1）在计算钾资源开采平衡过程中的可靠性。

5 青海盐湖钾资源平衡开采研究

根据青海省钾肥生产规模及钾资源储量等因素，预测到2015年青海省盐湖氯化钾年开采总量约为703万t，折纯量为387万t。根据式（1），对于青海省所有统计的盐湖，开采年限按70 a计算，其他参数均设置到较优条件，可以计算出钾资源的年平均开采量，如表2所示。通过对表2数据进行分析，若开采年限为70 a，青海盐湖钾资源年合理开采量约为776万t，该数值与目前青海盐湖钾资源开采量基本一致。

从青海各个盐湖资源禀赋及开发现状，对各个盐湖取其相对较好的参数，可以求得各个盐湖最佳钾肥开采量，最终可求得青海盐湖钾肥最佳开采量。各盐湖钾资源年合理开采量具体估算结果如表3所示。

根据青海各盐湖年合理开采量估算结果分析如下。

1）察尔汗盐湖。察尔汗盐湖是中国最大的盐湖，包括察尔汗、別勒滩、霍布逊、达布逊4个干盐湖（滩）和霍布逊、南霍布逊、协作、团结、达布逊、达西等11个水湖。以液相钾镁盐为主，伴生固体钾镁盐、石盐等，为大型钾镁盐矿床，氯化钾保有资源储量为28 845.5万t。以青藏铁路为界，采矿权以铁路东、西进行划分。铁路以东为格尔木市地方企业开采，铁路以西为青海盐湖工业集团公司开采。目前，盐湖集团年产氯化钾规模为 370万t，格尔木藏格钾肥有限公司年产氯化钾160万t，氯化钾年总产能为530万t，折纯量为291.5万t，是中国重要的钾肥供应地。按此开采规模估算，察尔汗矿区服务年限为19 a，别勒滩矿区服务年限为25 a。

2）东台吉乃尔盐湖。该盐湖为硫酸镁亚型，富含锂、硼、钾、镁等元素，氯化钾保有资源储量为1 828.9万t。目前，青海锂业有限公司年产硫酸钾镁肥 35万 t、硫酸钾 2.5万 t、碳酸锂 1.3万 t、硼酸3万t。硫酸钾镁肥折纯量为5.78万t。按此开采规模估算，矿区服务年限为77 a。

3）西台吉乃尔盐湖。该盐湖为硫酸镁亚型，富含锂、硼、钾、镁等元素，氯化钾保有资源储量为4 418.3万t。卤水为晶间卤水和空隙水，以晶间卤水为主，盐类沉积以石盐为主，并有少量芒硝和粉砂。目前，青海中信国安科技发展有限公司年产硫酸钾镁肥60万t、碳酸锂1万t、氢氧化镁7万t、硼酸3万t。硫酸钾镁肥折纯量为9.9万t。按此开采规模估算，矿区服务年限为109 a。

4）马海盐湖。马海盐湖包括钾矿区、巴伦马海盐湖，固液相并存，以大中型钾矿为主，是钾、镁、钠等多种组分共生的综合型盐类沉积区，其中固体矿分布于地表及地下浅部，主要成分为钾石盐和光卤石；液相分布于近地表及地下较深处，卤水矿的化学类型主要为硫酸镁亚型，少部分呈氯化物型；矿床除含有丰富的钠、钾、镁外，还含有少量的硼、锂组分。氯化钾保有资源储量为6 665万t。目前，中航资源公司开发马海钾矿年生产氯化钾25万t，锦泰矿业公司年产氯化钾6万t，氯化钾总产量为31万t，折纯量为17.05万t。按此开采规模估算，马海钾矿区服务年限为111 a，巴伦矿区服务年限为26 a。

5）大柴旦盐湖：该盐湖盐类沉积和盐湖卤水并存，氯化钾保有资源储量为259.8万t。固体盐类资源主要有硼酸盐、芒硝和石盐，尤其是硼酸盐类矿物种类比较多。卤水资源为湖表卤水和晶间卤水，湖表卤水富含硼、钾、锂等；晶间卤水赋存于石盐层中，富含钠、钾、镁、硼、锂等物质。目前，大华化工有限公司、中天硼锂矿业有限公司等年产氯化钾12万t、硼矿25万t、硼酸5万t。氯化钾折纯量为6.6万t。按此开采规模估算，矿区服务年限为10 a。

6）大浪滩盐湖。大浪滩盐湖由梁中、风南、黄瓜梁、双泉矿区和黑北、风北矿点构成，是以钾盐沉积为主的干盐湖类型矿床，卤水为硫酸镁亚型，氯化钾保有资源储量为 22 522.7万 t，其中梁中矿床为20 029万t。目前，中农兴元钾肥、康泰钾肥公司在大浪滩梁中矿床中农青海投资公司大浪滩钾肥一期规划年产氯化钾10万t、康泰钾肥公司年产氯化钾15万t，年总开采量为25万t，折纯量为13.75万t。按此开采规模估算，梁中矿区服务年限为355 a。

7）昆特依盐湖。昆特依盐湖由钾湖、大盐滩、北

部新盐带、俄博滩、大熊滩5个矿床构成，是以石盐为主的综合性干盐湖与卤水湖并存型矿区，卤水为氯化物型、硫酸镁亚型共存型盐湖，氯化钾保有资源储量为13 285.4万t。目前，昆特依盐湖开发了俄博滩和大盐滩2处矿床，冷湖滨地钾肥有限责任公司在大盐滩一期规划年产硫酸钾镁肥20万t、氯化钾10万t，二期年产硫酸钾48万t。已开发矿区年产氯化钾20万t、硫酸钾48万t、硫酸钾镁肥20万t。俄博滩矿区年产氯化钾10万t。折纯量为34.1万t。按此开采规模估算，大盐滩服务年限为104 a，俄博滩矿区服务年限为46 a。

8）尕斯库勒盐湖。尕斯库勒盐湖是典型的硫酸镁亚型盐湖，是固液相并存的特大型石盐盐湖矿床。湖表卤水和晶间卤水十分丰富，卤水中富含钾、锂资源，卤水化学类型为硫酸盐型硫酸镁亚型，氯化钾保有资源储量为981.8万t。目前，年产氯化钾15万t，折纯量为8.25万t。按此开采规模估算，矿区服务年限为29 a。

6 结论

对青海盐湖钾资源的储量及分布进行了总结分析，在此基础上对青海盐湖钾资源平衡开采问题进行了探讨。根据青海钾肥产业现状，通过计算分析，得出了青海省盐湖钾资源的合理开采量以及青海各个主要盐湖钾资源的开采年限。随着未来资源勘测技术以及钾肥生产工艺技术的不断进步，新的钾资源、低品位钾资源将被发现和利用，钾资源的开采年限将被延长，从而可实现钾资源的平衡开采。

［1］ 孙爱文，张卫峰，杜芬，等.中国钾资源及钾肥发展战略［J］.现代化工，2009，29（9）：10-16.

［2］ 鲍荣华，刘树臣，闫卫东.世界钾盐资源分配态势及我们的应对策略［J］.国土资源情报，2010（8）：44-47.

［3］ 白仟，袁俊宏，王章俊.国内外水溶性钾盐资源及我国钾盐产业发展现状［J］.资源与产业，2014，16（2）：37-46.

［4］ 马鸿文，苏双青，刘浩，等.中国钾资源与钾盐工业可持续发展［J］.地学前缘，2010，17（1）：294-310.

［5］ 程玉刚，张忠辉，兰尧中.我国钾盐制钾肥开发利用现状［J］.现代矿业，2011（2）：92-94.

［6］ 鲍荣华，亓昭英.全球钾盐资源分布及钾肥供需形势分析［J］.中国农资，2011（8）：42-46.

［7］ 商朋强，熊先孝，李博昀.中国钾盐矿主要矿集区及其资源潜力探讨［J］.化工矿产地质，2011，33（1）：1-8.

［8］ 康玲.青海统计年鉴2013［M］.北京：中国统计出版社，2013.

［9］ 曹文虎，吴蝉.卤水资源及其综合利用技术［M］.北京：地质出版社，2004：95.

联系方式：jingfaqiqh@126.com

Study on balance exploitation of potash resources in Qinghai Salt Lake

Jing Faqi
（Safety Science＆Technology Centre of Qinghai Province，Xining 810008，China）

Potassium resource is a strategic resource.Potash production has a close bearing on national food security.In recent years，potash demand gap is growing fast and the potash production also increases year by year.Therefore，potassium resources were singly and sided minedly，directly affected the comprehensive utilization and balance exploitation of salt lake resources.Based on the analysis on the development and utilization of Qinghai potash resources，the balance exploitation of potassium resources was studied.Reasonable mining amount of potash was determined.The result is helpful to achieve sustainable development and utilization of potassium resources.

Qinghai Salt Lake；potassium resources；balance mining

TQ133.13

A

1006-4990（2015）03-0004-04

2014-09-28

井发启（1981— ），男，高级工程师，主要从事盐化工领域安全生产技术研究等工作。