海水提鉀破技術(shù)經(jīng)濟(jì)難關(guān)可與大規(guī)模海水淡化工程配套
2014-04-13 17:57:31
admin
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據(jù)科學(xué)網(wǎng)2013年7月17日訊 在陸地鉀礦資源日益短缺、鉀肥價(jià)格不斷攀升的窘境下，海水提鉀技術(shù)為鉀資源開(kāi)發(fā)打開(kāi)了一扇門。
海水中鉀的總儲(chǔ)量達(dá)550萬(wàn)億噸，是全球陸地鉀礦總儲(chǔ)量的幾萬(wàn)倍，也是可持續(xù)開(kāi)發(fā)的天然資源。但是，高效分離提鉀的技術(shù)難度大，且經(jīng)濟(jì)不易過(guò)關(guān)，卻制約著海水提鉀的工業(yè)化發(fā)展。
教育部海水資源利用技術(shù)工程中心主任、河北工業(yè)大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)袁俊生帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)30多年研究，在國(guó)際上率先突破了海水提鉀過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)關(guān)的難題，并投入萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為我國(guó)鉀肥來(lái)源開(kāi)辟了一條新途徑。
突破核心技術(shù)
“眾多沿海國(guó)家都加大投入力量進(jìn)行海水鉀資源的開(kāi)發(fā)。”袁俊生告訴記者，海水鉀資源的開(kāi)發(fā)研究在國(guó)際上已有100年的歷史，我國(guó)卻不到50年。
1980年，從天津科技大學(xué)畢業(yè)的袁俊生進(jìn)入天津海水綜合利用研究所海水提鉀課題組。8年后，他又來(lái)到河北工業(yè)大學(xué)創(chuàng)建了該校的海洋技術(shù)專業(yè)。截至目前，袁俊生已經(jīng)在海水中“提鉀”了30多年。
據(jù)袁俊生介紹，全世界陸地鉀礦資源僅集中在加、俄、德等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家。一個(gè)世紀(jì)以來(lái)眾多沿海國(guó)家投入大量的人力、物力，致力于海水鉀資源的開(kāi)發(fā)，共提出包括沉淀法、萃取法、離子交換法和膜分離法等百余種專利方法。
然而，因海水的組成復(fù)雜（鉀與80余種化學(xué)元素共存），且濃度稀薄（濃度僅為0.8kg/m3），造成高效分離提取鉀肥技術(shù)難度大，特別是經(jīng)濟(jì)上不易過(guò)關(guān)，上述方法均未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
經(jīng)過(guò)30多年的刻苦攻關(guān)，袁俊生團(tuán)隊(duì)研發(fā)出“改性沸石鉀離子篩”核心技術(shù)。該技術(shù)使海水中的鉀富集100倍以上，突破了海水中鉀的高效富集和節(jié)能分離等一系列關(guān)鍵技術(shù)。
不僅如此，袁俊生團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)出具有原創(chuàng)性自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的沸石離子篩法海水提取系列鉀肥高效節(jié)能技術(shù)（氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀等），并成功地完成了海水提鉀百噸級(jí)中試和萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)性試驗(yàn)。
據(jù)悉，該項(xiàng)技術(shù)鉀肥產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)進(jìn)口優(yōu)質(zhì)鉀肥標(biāo)準(zhǔn)，而生產(chǎn)成本卻較進(jìn)口鉀肥降低30%（氯化鉀成本<1800元/噸）。目前該成果已取得發(fā)明專利20項(xiàng)，獲2010年河北省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、2011年中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)。
該項(xiàng)成果分別通過(guò)了國(guó)家科技部、河北省科技廳和天津市科委組織的驗(yàn)收或鑒定。專家組認(rèn)定：該技術(shù)與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的鉀肥生產(chǎn)技術(shù)相比，具有原料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)成本低、效益高等優(yōu)勢(shì)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到了高水平，為海洋和化肥的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。
產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)需穩(wěn)步前行
袁俊生團(tuán)隊(duì)的“改性沸石鉀離子篩”核心技術(shù)，在2007年邁出了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的第一步。
當(dāng)年，山東埕口鹽化有限責(zé)任公司利用自身的海水資源條件，采用上述核心技術(shù)建設(shè)了4萬(wàn)噸/年海水苦鹵提取硫酸鉀及綜合利用工程。
“這個(gè)國(guó)家發(fā)展改革委立項(xiàng)批復(fù)的項(xiàng)目是國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目。”袁俊生介紹，項(xiàng)目投資2.1億元，設(shè)計(jì)年產(chǎn)硫酸鉀4.0萬(wàn)噸、精制鹽12.0萬(wàn)噸、氯化鎂16.0萬(wàn)噸。項(xiàng)目于2007年初動(dòng)工建設(shè)，2010年9月已經(jīng)建成投產(chǎn)。
該工程的投產(chǎn)也標(biāo)志著海水提鉀在我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
“在產(chǎn)業(yè)化的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們不會(huì)盲目追求‘大速度’，我們力求一步一個(gè)腳印，穩(wěn)步前行。”袁俊生告訴記者，繼山東“4萬(wàn)噸/年海水苦鹵提取硫酸鉀及綜合利用工程”之后，目前他們參與的河北唐山曹妃甸工業(yè)區(qū)濃海水提鉀綜合利用工程建設(shè)也已經(jīng)接近尾聲。
該項(xiàng)目是河北省重大技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，是以海水淡化副產(chǎn)濃海水為原料，生產(chǎn)氯化鉀、精制鹽、溴素等海洋化工產(chǎn)品的示范工程項(xiàng)目，也為向北京供水的100萬(wàn)噸/日海水淡化工程的配套項(xiàng)目提供設(shè)計(jì)依據(jù)。
“在國(guó)務(wù)院發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中把‘海洋資源高效開(kāi)發(fā)利用’列為重點(diǎn)領(lǐng)域的優(yōu)先主題；國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布的《海水利用專項(xiàng)規(guī)劃》中，將海洋鉀肥的開(kāi)發(fā)列為重點(diǎn)任務(wù)之一，規(guī)劃建設(shè)萬(wàn)噸級(jí)海水提鉀工程。”袁俊生認(rèn)為，國(guó)內(nèi)鉀肥缺口達(dá)500萬(wàn)噸/年以上，海水提鉀的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景廣闊。
“我們的技術(shù)既可在沿海地區(qū)直接建廠，也可與大規(guī)模海水淡化工程配套實(shí)施，或與海水制鹽及純堿企業(yè)結(jié)合。”袁俊生預(yù)計(jì)，到2020年海水提鉀產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將達(dá)到100萬(wàn)噸以上，不但為大力開(kāi)發(fā)海洋資源、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)提供了新的增長(zhǎng)點(diǎn)，還將為支援“三農(nóng)”、保障國(guó)家的糧食安全作出重大貢獻(xiàn)。