海水提鉀破技術(shù)經(jīng)濟難關(guān)可與大規模海水淡化工程配套
2014-04-13 17:57:31
admin
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據科學(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(mén)。
海水中鉀的總儲量達550萬(wàn)億噸，是全球陸地鉀礦總儲量的幾萬(wàn)倍，也是可持續開(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)濟不易過(guò)關(guān)，卻制約著(zhù)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(cháng)袁俊生帶領(lǐng)團隊歷經(jīng)30多年研究，在國際上率先突破了海水提鉀過(guò)技術(shù)經(jīng)濟關(guān)的難題，并投入萬(wàn)噸級產(chǎn)業(yè)化應用，為我國鉀肥來(lái)源開(kāi)辟了一條新途徑。
突破核心技術(shù)
“眾多沿海國家都加大投入力量進(jìn)行海水鉀資源的開(kāi)發(fā)?！痹∩嬖V記者，海水鉀資源的開(kāi)發(fā)研究在國際上已有100年的歷史，我國卻不到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(zhuān)業(yè)。截至目前，袁俊生已經(jīng)在海水中“提鉀”了30多年。
據袁俊生介紹，全世界陸地鉀礦資源僅集中在加、俄、德等少數幾個(gè)國家。一個(gè)世紀以來(lái)眾多沿海國家投入大量的人力、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(zhuān)利方法。
然而，因海水的組成復雜（鉀與80余種化學(xué)元素共存），且濃度稀?。舛葍H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)濟上不易過(guò)關(guān)，上述方法均未能實(shí)現工業(yè)化。
經(jīng)過(guò)30多年的刻苦攻關(guān)，袁俊生團隊研發(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能分離等一系列關(guān)鍵技術(shù)。
不僅如此，袁俊生團隊還開(kāi)發(fā)出具有原創(chuàng )性自主知識產(chǎn)權的沸石離子篩法海水提取系列鉀肥高效節能技術(shù)（氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀等），并成功地完成了海水提鉀百?lài)嵓壷性嚭腿f(wàn)噸級工業(yè)性試驗。
據悉，該項技術(shù)鉀肥產(chǎn)品質(zhì)量達進(jìn)口優(yōu)質(zhì)鉀肥標準，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(zhuān)利20項，獲2010年河北省技術(shù)發(fā)明獎一等獎、2011年中國國際工業(yè)博覽會(huì )創(chuàng )新獎。
該項成果分別通過(guò)了國家科技部、河北省科技廳和天津市科委組織的驗收或鑒定。專(zhuān)家組認定：該技術(shù)與國內外現有的鉀肥生產(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，技術(shù)經(jīng)濟指標達到了高水平，為海洋和化肥的產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調整提供了可靠的技術(shù)依據。
產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)需穩步前行
袁俊生團隊的“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。
當年，山東埕口鹽化有限責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)國家發(fā)展改革委立項批復的項目是國家火炬計劃項目?！痹∩榻B，項目投資2.1億元，設計年產(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。項目于2007年初動(dòng)工建設，2010年9月已經(jīng)建成投產(chǎn)。
該工程的投產(chǎn)也標志著(zhù)海水提鉀在我國率先實(shí)現了產(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，穩步前行?！痹∩嬖V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)區濃海水提鉀綜合利用工程建設也已經(jīng)接近尾聲。
該項目是河北省重大技術(shù)創(chuàng )新項目，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)品的示范工程項目，也為向北京供水的100萬(wàn)噸/日海水淡化工程的配套項目提供設計依據。
“在國務(wù)院發(fā)布的《國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規劃綱要》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；國家發(fā)展改革委發(fā)布的《海水利用專(zhuān)項規劃》中，將海洋鉀肥的開(kāi)發(fā)列為重點(diǎn)任務(wù)之一，規劃建設萬(wàn)噸級海水提鉀工程?！痹∩J為，國內鉀肥缺口達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)既可在沿海地區直接建廠(chǎng)，也可與大規模海水淡化工程配套實(shí)施，或與海水制鹽及純堿企業(yè)結合?！痹∩A計，到2020年海水提鉀產(chǎn)業(yè)化規模將達到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)濟提供了新的增長(cháng)點(diǎn)，還將為支援“三農”、保障國家的糧食安全作出重大貢獻。