中国科学院青海盐湖研究所研究员陈大福

1958年8月1日，青海察尔汗盐湖建立第一座钾肥厂，从此拉开了中国开发西部钾盐资源的序幕。值此改革开放三十周年之际，我们将青海察尔汗盐湖资源开发历程进行一次历史性的回顾，希望通过对盐湖科技工作者和建设者光辉成绩的总结，为继续开发盐湖资源作出更大的贡献。

盐湖勘探光荣而又艰巨的使命

青海省柴达木盆地察尔汗盐湖是大型第四纪内陆盐湖，蕴藏有数百亿吨盐类资源，特别是钾镁盐储量大，对于严重缺乏钾盐资源的中国尤为宝贵。为此，党和国家非常重视盐湖资源的开发利用工作，1955年李富春副总理提出要对青海盐湖资源调查，1956年国家组织成立了中国科学院盐湖调查队，参加单位有中国科学院北京化学所、兰州地质研究所、北京地质学院、化工部上海化工研究院、化工部天津化工研究院、轻工业部制盐研究所等单位。中国著名地质学家袁见齐教授、著名化学家柳大纲教授担任队长。在青海柴达木盆地考察期间，于1957年在察尔汗盐湖上发现了大量天然光卤石矿，并由青海地质局第一地质大队进行察尔汗盐湖资源勘探工作。

1958～1966年，青海省地质局第一地质队在天上无鸟飞、地上不长草、风吹砂石跑、氧气特稀少的恶劣自然环境和艰苦的生活条件下，历经8年时间的普查和勘探，于1967年提交了《察尔汗盐湖钾镁盐矿床储量勘探报告》。1973年，青海省计委批准了储量报告，根据报告，察尔汗盐湖总面积5856平方公里，东西长168公里，南北宽20～40公里，年降雨量平均24.1毫米，年淡水蒸发量3549毫米。当时，这份报告为以后的储量勘探和资源开发提供重要的依据。为了建设钾肥工程的需要，在1984～1985年间，调查队又立项对察尔汗盐湖资源储量进行验证。1985年，青海省地矿局、青海省钾肥厂提交了《察尔汗盐湖资源验证地址报告》，验证结果表明，时隔20年，原地质储量无明显变化，资源储量是可靠的。青钾一期工程———年产20万吨氯化钾项目建设钾资源是有保证的。别勒滩区段液体矿氯化钾储量10883万吨，占察尔汗盐湖液体钾盐储量的75%，为青钾二期工程———年产100万吨氯化钾项目建设提供了可靠的钾资源保证。正是这份宝贵的报告，拉开了青海察尔汗盐湖资源开发的序幕。

盐湖卤水相化学及盐田工艺数据积累

1957年，化工部上海化工研究院、中科院北京化学研究所对察尔汗盐湖卤水及达不逊湖水进行等温蒸发和天然日晒蒸发试验，证明卤水蒸发路线、析盐顺序与数量，完全符合四元体系的相图规律，为盐田工艺试验提供理论指导。1964～1965年间，上海化工研究院对察尔汗盐湖表层卤水进行大面积取样，选择不同相区卤水进行不隔离浅坑天然日晒试验，根据年周期的观测，各浅坑析出盐种类没有变化，析出量计算浅坑中卤水被置换量达20～40倍，为不隔离盐田天然日晒制取光卤石提供依据，察尔汗钾盐采用该法曾获得很大成功。1965～1967年，制盐所与盐湖所合作，利用盐湖的盐盖修建盐田，通过工艺试验证明盐盖池底板是可行的，该类盐田修建方法简便，成本低，至此盐田结构研究取得了突破性成果，为修建大面积盐田提供了依据。1969年，由中科院青海盐湖所主持，轻工部制盐所设计，由农建12师农垦战士参加，人工修建盐盖池底板15万平方米，是真正意义上的生产性盐田，试验晒制光卤石矿取得良好效果，于1973年移交给察尔汗钾肥厂生产使用。至此，隔离盐田在该地区得到了快速推广应用。为了尽快扩大盐田开采面积，必须解决机械采矿问题，单纯依靠人工远不能达到工业化生产的要求。1980年，中科院青海盐湖研究所与青海钾肥厂合作，进行盐田池底板加固试验，通过改进工艺和加入少量锰盐，形成的池底板十分坚固，承载能力大，可以满足采矿机械要求。而新型采矿设备的应用为钾盐后期建设提供了条件。在1965～1980年间，修建不同规格、不同结构盐田，都进行了盐田工艺试验，取得了大量、全面、可靠的数据，为盐田建设和日晒工艺完善提供了依据。

盐湖卤水开采及盐田光卤石采矿

盐湖卤水开采方法主要有渠采、井采和井渠结合的方法，在比较浅的盐层内采取大量卤水也非易事。盐田光卤石采矿早期规模小，可以人工进入盐田采矿，大规模生产就需要采矿机械。盐田晒得的光卤石矿的开采方法主要有旱采和水采两类方法。1969～1972年，中科院青海盐湖所承担了国家重点科研项目《察尔汗盐湖CK829地段晶间卤水抽取输送工艺研究》，修建采卤泵站和3公里的200直径管道，通过抽卤试验，测定了卤水渗流速度、降深及漏斗形成状态，解决了抽卤过程在泵口、管道结盐的问题。测定盐湖卤水含水率、渗流系数等主要数据，为渠采、井采方法采取盐湖卤水提供了全面的基础数据和设计依据。1985～1991年间，进行盐湖卤水动态研究，中科院盐湖研究所采用遥感控制技术，大面积监测卤水动态水化学变化，预测采卤过程卤水动态规律，有效指导采卤生产及为广大采卤工程设计提供依据。中科院青海盐湖研究所与察尔汗钾肥厂合作，经过8年时间，先后研制出四种型号采装机，满足了企业生产发展的需要。

青海钾肥厂一期工程年产20万吨氯化钾项目，采用深水盐田日晒生产光卤石矿，并从美国进口采盐船，光卤石料浆经采盐船的采矿机械及泵输送到盐田池边泵站，通过管道输送至加工厂，取得了很好效果。

青海盐湖工业集团有限公司，通过对进口水采盐船的消化吸收改造，于1998年自行设计制造水采船，水采船的各项指标达到国际先进水平，造价只有进口船的一半，国产化率达到85%。青钾二期工程年产100万吨氯化钾项目，自行设计制造6艘水采船，采输光卤石料浆能力每天达6000吨，比进口船能力提高30%。该船采用先进自控系统，操作维修方便，使用效果良好，各项经济指标先进，为中国盐田钾肥工业发展作出重大贡献。项目主要负责人李浩放高级工程师因此获得“全国十大杰出青年”荣誉称号。

氯化钾生产工艺技术研发及应用

察尔汗盐湖发现大量天然光卤石矿，开始了氯化钾生产工艺技术的研发和生产厂的建设。科学研究一直走在生产建设的前面，使中国盐湖钾工业不断得到发展，现已建成了中国最大的钾肥生产基地。光卤石冷分解洗涤法、光卤石冷分解浮选法、反浮选冷结晶法三条工艺路线研究与应用记录了这段光荣的历史。

———光卤石冷分解洗涤法。原化工部上海化工研究院钾肥研究室主任曹兆汉工程师于1956年参加中科院盐湖调查队，1957年在察尔汗盐湖区发现了大量天然光卤石，如获至宝。他带回样品，组织科研人员进行制取氯化钾的试验工作。根据察尔汗地区一片荒漠、条件艰苦、建厂困难的实际情况，决定试验最简便的工艺方法———光卤石冷分解洗涤法，并取得成功。1958年初，曹兆汉工程师带领科技人员赴察尔汗地区，在青海柴达木行政委员会领导的支持下，在极其艰苦困难的条件下，建成青海察尔汗钾肥厂，并于当年8月1日投料生产出了钾肥，全年生产钾肥950吨，开创了中国盐湖钾肥工业的新纪元。这在当时是非常了不起的业绩，受到了化工部、青海省委高度赞扬。1964年，在化工部科技局的支持下，组织开展了冷分解洗涤法的中间试验，主要目的是解决生产过程的连续化、机械化问题，试验成功之后，立即被察尔汗钾肥厂使用，生产技术从“土法”转变为“洋法”，使产量增加，产品质量提高，减轻了劳动强度。该法一直应用了近10年，为盐湖工业发展奠定了基础，培养了人才，作出了贡献。

———光卤石冷分解浮选法的研发。1957年，上海化工研究院选矿研究室钱尚葵等科技人员在曹兆汉工程师的指导下，开始进行光卤石冷分解浮选法制取氯化钾的试验工作。中科院青海盐湖研究所钾盐浮选工作科技人员在此期间也做了大量的浮选工艺试验，小试取得了良好效果，为中间试验提供了技术依据。1966～1967年期间，化工部下达了制取氯化钾的中间试验任务，为扩大建设提供依据。化工部第七设计院设计，新组建的中科院、中科院青海盐湖研究所承担试验任务，成立了三结合5人领导小组，在青海省大柴旦镇建成了中试车间，盐湖所派出70多名科技人员参加试验，取得了良好效果，证明了光卤石冷分解浮选法的先进性、实用性。1968年，依据中科院青海盐湖研究所的中试成果，青海察尔汗钾肥厂建成中国第一座浮选法生产厂，年产量1万吨/年氯化钾。浮选车间建成并投入生产，从此替代了冷分解洗涤法工艺，使钾肥生产技术得到了一个大的提高。1969～1970年，中科院青海盐湖研究所、化工部第七设计院两次派员赴厂，对浮选法工艺技术及设备存在的问题进行改造，使该工艺方法得到了进一步的完善和提高，并在察尔汗盐湖区迅速得到了推广应用。此后，在马海、昆特依、大浪滩等盐湖上建设钾肥厂，都无一例外地使用了该工艺。目前，该工艺也是青海盐湖区生产钾肥使用厂家最多、应用时间最长的工艺成果，现有20多套生产线，总生产能力达到90多万吨。1984年，青海钾肥厂建设年产4万吨氯化钾生产厂取得成功，为青钾一期工程提供了样板。1985～1989年，经国家计委批准立项，计划建设年产100万吨氯化钾工程，第一期为年产20万吨规模，第二期为80万吨规模。1985～1986年，年产20万吨氯化钾项目采用中科院青海盐湖所的光卤石冷分解浮选法生产工艺方案，结合小厂的生产经验，由化工部连云港矿山设计研究院设计，于1989年建成投产。1992年，国家计委组织验收，核准年产量12万吨。至此，中国盐湖钾肥工业发展到年产10万吨级。

———反浮选冷结晶工艺研发。反浮选冷结晶生产氯化钾工艺方法是以色列死海有限公司开发的。1986～1990年以色列公司四次派员来华考察，1992年1月中方派员赴以方考察，1993年1月完成了《中以合资青海钾肥二期工程可行性研究报告》，生产规模为年产80万吨氯化钾。当时，以方在技术交流及可研报告中对技术方案严格保密，始终不肯告知反浮选药物名称、种类。为了攻克工艺方案中的核心技术———可浮选氯化钠的药剂种类及合成方法和冷结晶器的多功能化设计与制造，中科院青海盐湖研究所科研人员于1977年开始进行脂肪酰胺和烷基吗啉两类氯化钠捕收剂的合成试验，克服原料来源等种种困难，取得了成功。同时，为研制氯化钾冷结晶器，由天津大学主持，上海化工研究院和中科院青海盐湖所派员参加进行“氯化钾结晶动力学研究”，为设计制造结晶器提供基础数据和设计参数。作为国家“七五”重点攻关项目，由上海化工研究院、连云港设计研究院、青海钾肥厂合作，设计制造冷结晶器。最终，这两项被国外封锁多年的核心技术被突破。

《冷结晶-浮选法工艺研究》在应用中取得了良好效果，为反浮选冷结晶工艺解决了关键设备问题，该项成果获得了“化工部科技进步三等奖”。

1986年，青海盐湖工业集团有限公司下属科技开发公司承担反浮选冷结晶技术的工业性试验。该公司集成前期各项研究成果，建成年产2万吨氯化钾的工业性试验装置，在各单位协作下取得良好效果，1987年通过了青海省计委、科委主持的成果鉴定，使中国盐湖钾肥工业技术达到了国际先进水平。在该项工程中，中科院青海盐湖研究所为该项目组织科技人员突击合成氯化钠捕收剂5吨，青海化工研究所合成药剂3吨，有效地保证了该项目的完成，使一期工程年产20万吨氯化钾项目技术改造获得成功。

为了提高反浮选冷结晶生产氯化钾过程的自动化控制水平，为建设青钾二期工程提供依据，国家投资建设样板车间，实现了生产过程集中智能化控制，为百万吨级大厂建设提供了可靠完整的技术依据。该样板车间1999年建设，2000年下半年投产，生产控制取得很好效果，是国内钾肥生产厂最为先进的一套生产装置。青海盐湖工业集团有限公司对反浮选冷结晶工艺研发、工业性试验、20万吨/年氯化钾技术改造及百万吨钾肥厂的建设给予了强有力的领导和支持，短期间内使中国盐湖钾肥工业得到了提高和发展。作为国家西部大开发首批十大重点项目之一的青钾二期工程，2001年获得国家发改委的批准立项。该项目有可靠的技术支撑，连云港设计研究院、长沙设计研究院参加设计。该项目于2003年投入试车、试产，于2006年全面达标生产，使中国盐湖钾生产技术达到了国际先进水平，形成了中国最大的钾肥生产基地。目前，应用该工艺生产氯化钾的能力达到年产140万吨，取得了显著的经济效益。

———兑卤法生产低钠光卤石水分解法生产氯化钾工艺。化工部连云港矿山设计研究院研发的该工艺方法，在特定有光卤石饱和卤水与水氯镁石饱和卤的条件下，通过兑卤可以得到低钠光卤石，再用冷分解法生产高质量的氯化钾。该工艺方法取得了专利权。由于受条件制约，该方法在察尔汗地区只有三条生产线，年总生产能力6万吨左右。