钾盐

简介

钾盐是指含钾的矿物，分为可溶性钾盐矿物和不可溶性含钾的铝硅酸盐矿物。世界上95%的钾盐产品用作肥料，5%用于工业。

钾盐矿床包括可溶性含钾矿物和卤水的总称，是含钾水体经过蒸发浓缩、沉积形成。可溶性固体钾盐矿床(如钾石盐、光卤石、杂卤石等)和含钾卤水。钾盐矿主要用于制造钾肥。主要产品有氯化钾和硫酸钾，是农业不可缺少的三大肥料之一，只有少量产品作为化工原料，应用在工业方面。

我国已查明钾盐资源储量不大，尚难满足农业对钾肥的需求。因此，钾盐矿被国家列入急缺矿种之一。

名称来源源于一位德国化学家的名字Sylvite。

理化特性

晶系和空间群：等轴晶系，Fm3m；晶胞参数：a0=0.6278nm

形态：晶体常呈立方体，偶尔呈八面体，集合体通常为粒状或致密粒状，以皮壳状、块状或粒状产出

颜色：纯净时无色透明，常呈微白，灰色，微蓝色，黄色，紫色或红色

条痕：白色

透明度：透明-半透明

光泽：玻璃光泽

硬度：1.5-2

解理和断口：三组互相垂直解理，参差状断口

比重：1.99g/cm3；g/cm3

其他性质：味苦咸且涩，易溶于水。焰色反应呈紫色

化学组成

K 52.5%，Cl 47.5%。常含微量Rb、Cs的类质同像混入物和包裹体等。

鉴定特征

像食盐一样溶于冷水，但是有股苦味且涩

成因产地

为一种蒸发沉积矿物，由含盐溶液沉积而成，因而常见于干涸盐湖中，与石盐、石膏、杂卤石、光卤石和硬石膏共生；世界上钾盐资源丰富，储量丰富国家有加拿大、哈萨克斯坦、波兰、伊朗、俄罗斯等，中国钾盐的主要产地有青海柴达木现代盐湖、新疆罗布泊现代盐湖和云南勐野井固体钾盐矿。

用途

钾盐矿主要用于制造工业用钾化合物和钾肥；世界上95%的钾盐产品用作肥料，5%用于工业。在化学工业中约有30多种产品由钾组成，主要有氯化钾、氢氧化钾、硫酸钾、碳酸钾、氰化钾、高锰酸钾、溴化钾、碘化钾等。按工业用途，35%用于生产洁净剂，25%以碳酸盐和硝酸盐形式用于玻璃和陶瓷工业中，20%用于纺织和染色，13%制化学药品；其余用于罐头工业、皮革工业、电器和冶金工业等。钾的氯酸盐、过磷酸盐和硝酸盐是制造火柴、焰火、炸药和火箭的重要原料。钾的化合物还用于印刷、电池、电子管、照相等工业部门，此外也用于航空汽油及钢铁、铝合金的热处理。

钾肥是农业三大肥料之一，对绝大多数作物都有明显的增产效果，钾肥主要为氯化钾和硫酸钾，属酸性肥料。氯化钾用量大，适于水稻、麦类、玉米、棉花等作物，氯对它们没有妨害；硫酸钾适于麻类、烟叶、甘蔗、葡萄、甜菜、茶叶等经济作物。

分布情况

中国钾盐保有储量以KCl计为11亿吨（2009年全国矿产储量通报）。

中国已探明储量的矿区主要分布在青海、云南、山东、新疆、甘肃和四川等省区。青海省柴达木盆地察尔汗盐湖，是中国含钾盐湖卤水资源非常丰富的地区，在五千八百多平方公里的面积内，蕴藏着巨量的氯化钾；近年来发现并评价的新疆罗布泊盐湖，已经规模生产，称为我国第一大钾肥生产基地。云南省思茅地区勐野井钾石盐矿，是中国于1963年发现的第一个陆相古代固体钾盐矿床。

中国已查明的可溶性钾盐资源储量不大，尚难满足农业对钾肥的需求。因此，钾盐矿被国家列入急缺矿产资源之一。

工艺特性

钾盐矿物与其他一般矿物相比，有它自己的工艺特性：（1）具有可溶性：钾盐矿物大多数易溶于水，而且比其他的盐类矿物的溶解度还要大一些。因此在其形成矿床时，就需要更为有利的条件，形成以后，还可能受地表水或地下水的影响而被溶解或转变为不含钾的矿物。在开采利用时，也要有特殊的措施，充分考虑到钾盐矿的这一特性。

（2）具有变化性：钾盐矿物易于变化，在成矿期间，不同浓度或不同成分的地表水或地下水的影响，或者温度变化时的影响，都可能使它们由一种矿物变成另一种矿物，这就是钾盐矿床矿物成分比较复杂的原因之一。这种易于变化的特点，当然也给钾盐矿的开采、利用提出了需要特别注意的课题。温度的变化、母液组成的变化、带入水量的变化等等因素，都有它的特殊性。（3）具有相似性：钾盐矿物的物理性质彼此很相似，密度都小于3克/厘米、硬度都小于4、颜色也相近，因此，肉眼鉴定比较困难。

（4）具有吸湿性，钾盐矿物大多具有一定的吸湿性，易潮解。不论是采出的原矿石或是经过加工获得的成品，都具有这一特点。因此在运输、贮存等过程中，要有防潮、防结块措施。主要的钾盐矿物，按吸湿性递减程度，可排列如下，光卤石、无水钾镁矾、钾盐镁矾、钾石盐。

（5）组成复杂性：钾盐矿物在形成矿床时，多与石盐共生，有时石盐含量往往大大超过钾盐含量；其次总多少含有一些硫酸盐类、碳酸盐类和粘土等杂质。因此在加工利用时，给分离带来一定的困难，造成工艺流程复杂，产品质量受到影响。

钾盐标准

1．有用元素及主要伴生元素对原料的影响有用元素的品位决定着对原料的加工方法。当采用溶解结晶法加工钾盐矿时，主要要求矿石有用元素的品位；而采用浮选法选别钾盐矿时，除了要求矿石品位外，还有一个水不溶物，特别是细泥含量的要求。

石盐、水不溶物及钙、镁等矿物是影响产品质量的主要伴生矿物。影响其在化工等工业领域的应用。

2．国家标准

由于中国的钾盐矿山与加工厂（如钾肥厂）是联合体，最终检验的是加工后的产品质量。因此，对钾盐矿石尚无统一标准。氯化钾产品的国家标准适用于由盐田日晒光卤石和钾石盐矿经浮选法或溶解结晶法加工制取的工业或农业用的氯化钾产品。

其他钾盐

硫酸钾

无色或白色结晶、颗粒或粉末。无气味。味苦。质硬。在空气中稳定。1g溶于8.3ml水、4ml沸水、75ml甘油，不溶于乙醇。氯化钾、硫酸铵可以增加其水中的溶解度，但几乎不溶于硫酸铵的饱和溶液。水溶液呈中性，pH约为7。相对密度2.66。熔点1067℃。主要用途有血清蛋白生化检验、凯氏定氮用催化剂、制备其他钾盐、化肥、药物、制备玻璃、明矾等。

硫酸铝钾

硫酸铝钾，无色结晶或粉末。无气味，微甜而有涩味、有收敛性。在干燥空气中风化失去结晶水，在潮湿空气中溶化淌水。易溶于甘油，能溶于水，水溶液呈酸性反应，水解后有氢氧化铝胶状物沉淀。不溶于醇和丙酮。熔点92.5℃。60～65℃硫酸干燥时失去9分子水，在200℃时十二个结晶水完全失去，更高温度分解出三氧化硫。

溴化钾

溴化钾，化学式KBr，相对分子质量：119.00。无色结晶或白色粉末，有强烈咸味，见光色变黄。稍有吸湿性。1g溶于1.5ml水，水溶液呈中性。相对密度(d254)2.75。熔点730℃。沸点1435℃。有刺激性。主要用于光谱分析，点滴分析测定铜及银，极谱分析铟、镉和砷。显影剂。农药分析，

氰化钾

白色圆球形硬块，粒状或结晶性粉末，剧毒。在湿空气中潮解并放出微量的氰化氢气体。易溶于水，微溶于醇，水溶液呈强碱性，并很快水解。密度1.857g/cm^3，沸点1497℃，熔点563℃。接触皮肤的伤口或吸入微量粉末即可中毒死亡。与酸接触分解能放出剧毒的氰化氢气体，与氯酸盐或亚硝酸钠混合能发生爆炸。

硝酸钾

硝酸钾在农业市场用途十分广泛，硝酸钾属于二元复合肥。硝酸钾是无氯钾、氮复合肥料，植物营养素钾、氮的总含量可达60%左右，具有良好的物理化学性质。硝酸钾施用于烟草具有肥效高，易吸收，促进幼苗早发，增加烟草产量，对提高烟草品质有着重要作用。

现状趋势

1．开发利用现状、存在问题及解决对策

中国钾盐资源被发现者尚不多，钾肥生产还不能满足国内日益增长的需求，绝大部分依赖进口。国内氮、磷、钾肥施用比例仅为1:0.28:0.1左右，与世界平均比例（约为1:0.47:0.34）相差大。针对钾盐资源的不足，除积极做好国内资源的探查及开发利用工作外，还需充分利用国外资源，考虑投资开发邻近国家钾盐矿产资源，建立国外供矿基地。

2．发展趋势

可溶性钾盐矿的缺乏，更大范围的钾资源（不溶性钾资源）的开发利用受到重视，如明矾石、钾长石、含钾砂页岩等。明矾石含K2O约10%，除可用于提取明矾外，也可用于制取钾肥。

原料特点

(一) 可溶性钾盐矿物

可溶性钾盐矿物包括自然界形成的各种含钾的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、硼酸盐以及含有钠、镁、钙的复盐。它们可以成为无水化合物或含水化合物，其中有的还含微量的Li、Rb、Cs、Sr、Br、I、B等元素。主要矿物有钾石盐、光卤石、钾盐镁矾、无水钾镁矾和杂卤石等。

1．钾石盐(KCl)

化学组成：K 52.4%，Cl 47.6%。常含液态和气态包裹物：主要是氮，其次为碳酸气、氢和甲烷，有时含氦。机械混入物常见NaCl和Fe2O3。类质同象混入物常为KBr(0.1%以下)和极少量的RbCl、CsCl。

结晶形态：等轴晶系。晶体呈立方体或立方体与八面体之聚形，集合体常为致密粒状块体，有时具层状构造。

物理性质：纯钾石盐无色透明，但由于杂质污染可以呈红色、玫瑰色、黄色、乳白色(含细微气泡)。玻璃光泽。硬度1.5～2，性脆，比重1.97～1.99。解理平行极完全。有辣味。易溶于水，具吸湿性。

2．光卤石(MgCl2·KCl·6H2O)

化学组成：K 14.1%，Mg 8.7%，Cl 38.3%，H2O 38.9%。含少量类质同象混入物Br(0.2%以下)、Rb、Cs(万分之几)，偶含Li、Te。机械混入物有NaCl、KCl、CaSO4、Fe2O3、粘土、盐水滴与气态包裹物(N2、H2、CH4混合气体)。

结晶形态：斜方双锥对称形式。晶体极少，多呈致密粒状块体，脉状光卤石呈纤维状。

物理性质：纯的无色透明，常因含杂质而染成红色、褐色、黄色。新鲜断口玻璃光泽，在空气中很快变暗而呈油脂光泽。硬度2～3，比重1.6。无解理易碎，断口不规则或贝壳状。具极强的吸湿性，在空气中易潮解。味辣苦。发强荧光。当溶于水中时发出特殊的碎裂声，这是因为含有处在高压下的气泡所致。

3．钾盐镁矾(KCl·MgSO4·3H2O)

化学组成：K 15.7%，Mg 9.8%，Cl 14.2%，SO 38.6%，H2O 21.7%。

结晶形态：单斜晶系。单晶(扁平状或柱状)少见，通常为细粒块状集合体，有的在空隙中呈纤维状。解理沿完全。

物理性质：无色，但常常被其中所含铁质染成红色或灰黄色。玻璃光泽。硬度2.5～3，比重2.15。易溶于水。味苦咸。不吸水。

4．无水钾镁矾(K2SO4·2MgSO4)

化学组成：约为K2O 22.7%，MgO 19.43%，SO3 57.87%，含少量的溴。

结晶形态：等轴晶系，三角四面体对称形式。晶体少见，常呈粒状块体或分散的颗粒。

物理性质：浅灰至无色。无解理，贝壳状断口。玻璃光泽，性脆，硬度3～4，比重2.83。晶体中常包裹石盐、硬石膏及其他物质。在水中溶解缓慢。稍加热即变白。

5．杂卤石[K2MgCa2(SO4)4·2H2O]

化学组成：K 12.9%，Mg 4.03%，Ca 13.29%，SO 63.73%，H2O 5.98%。

结晶形态：三斜晶系，轴面对称形式。但晶体少见，常呈致密粒状块体，或呈纤维状、片状集合体。

物理性质：透明无色，有时为白色或微带浅灰、淡黄、肉红，有时也呈砖红色。玻璃光泽，但常常是暗淡无光。硬度2.5～3，比重2.72～2.78。一组柱面解理完全。略带咸辣味。溶于水而剩下石膏。

6．钾镁矾[K2Mg(SO4)2·4H2O]

化学组成：K2O 25.69%，MgO 10.99%，SO3 43.67%，H2O 19.65%。

结晶形态：单斜晶系，柱体对称形式。一般呈块状集合体。

物理性质：透明无色或淡黄色。蜡状光泽至玻璃光泽。贝壳状断口。味苦。硬度2.5～3.0。比重2.201。

7.软钾镁矾[K2Mg(SO4)2·6H2O]

化学组成：K2O 23.39%，MgO 10.01%，SO3 39.76%，H2O 26.84%。

结晶形态：单斜晶系。柱体对称形式。集合体呈细粒或纤维状。

物理性质：透明无色或白色，由于含杂质，有时也具浅红、浅黄和灰色。玻璃光泽。具苦味。易溶于水。比重2.1，硬度2.5。

8．钾石膏(K2SO4·CaSO4·H2O)

化学组成：K2O 28.68%，CaO 17.08%，SO3 48.75%，H2O 5.49%。

结晶形态：单斜晶系，柱体对称形式。解理平行和完全，清楚。集合体为板状、叶片状。

物理性质：无色，或因含有杂质而具浅黄色和乳白色。玻璃光泽。贝壳状断口。硬度2.5，比重2.579。微溶于水。

光性特征：二轴负晶，重折率为0.018。

不可溶

不可溶含钾矿物，主要是含钾铝硅酸盐矿物及富钾岩石，大多是以造岩矿物产于各种岩石之中，如长石、云母，在自然界中分布广泛。最常见矿物有：

1．正长石K[AlSi3O3]，含K2O 16.5%

单斜晶系，晶体常呈短柱状或厚板状。肉红色、浅黄红色，玻璃光泽，硬度6～6.5。正长石主要产于酸性、碱性和一部分中性火成岩中，如花岗岩、正长岩。也产于各种片麻岩和混合岩中，沉积岩中亦有分布。

2．霞石Na[AlSiO4]，也含有K2O

霞石在高温下形成Na[AlSiO4]和K[AlSiO4]固溶体连续系列，K[AlSiO4]分子的含量变化于5%～20%之间。国外已利用霞石生产钾肥。

3．明矾石 K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O

明矾石矿物属三方晶系，通常为细粒状、致密块状的集合体，纯净者无色，白色，但常带浅黄色。玻璃光泽或土状光泽。硬度3.5～4，比重2.6～2.9。明矾石是中酸性火山喷出岩经蚀变后的产物，安徽、浙江等省广泛分布，产于火山岩和火山凝灰岩中。明矾石可制取钾明矾、硫酸钾等。

发展持续

日前，主题为“中国钾盐钾肥可持续发展”的中国无机盐工业协会钾盐(肥)行业分会第七届年会在上海召开。会议由中国无机盐工业协会钾盐(肥)行业分会、中国农业大学资源环境与粮食安全研究中心联合主办。国家发改委、商务部相关领导以及全国农技推广服务中心土肥处处长李荣、中国无机盐工业协会会长吴明钰、秘书长陶连印，钾盐(肥)行业分会会长李刚出席会议。行业分会秘书长刘富昌主持并宣读了工作报告，副秘书长亓昭英做了本年度中国钾盐钾肥行业运行情况报告。近200位来自国内外的钾盐、钾肥行业人士参加盛会，共同探讨行业发展。

针对我国钾盐开发的情况，中国石化联合会产业发展部副主任、中国无机盐工业协会秘书长王孝峰对中国钾肥产业的发展提出战略思考。他认为，目前开采应防止国内钾资源的过度开发，否则可能造成资源浪费、综合利用跟不上、生产装置服务年限过短等方面问题。2