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四川恒成鉀鹽科技產業開發建設

情 況 簡 介

 

根據達州市委、市政府要求,達州市恒成能源(集團)有限責任公司自2002年以來致力于達州市富鉀鹵水資源的勘探開發,至今已累計完成投資3億多元,取得了資源勘探、提取工藝技術、產品產業規劃等重大成果。

一、基本情況

(一)資源勘探

1.探礦權

按照國家相關規定,恒成集團公司以申請在先的方式于2003年取得達州市宣漢鉀鹽探礦權,現有探權礦面積為35.13km2,位于宣漢鋰鉀資源富集核心區域。

國家規定探礦權年限每2年延續一次。公司目前探礦權期限是2019年9月30日-2021年9月30日。根據自然資源部《關于推進礦產資源管理改革若干事項的意見(試行)》(自然資規〔2019〕7號)規定,探礦權自2020年5月1日起,以后每5年延續一次。

2.勘探工程

2002年以來,公司根據礦產資源勘查的要求,進行了資源的預查、普查、詳查、勘探等工作。在完成了北2井的修復加深工程后,完成了北2井鹵水產能測試,隨后開展了礦區地質、物探等基礎資料的收集、整理、分析工作,確定了新井的鉆井井位,先后完成了北2井、恒成1井、恒成2井、恒成7井、恒成7-1分支井、恒成3井和恒成3-1分支井共七口探采結合井的鉆探工程,并同時完成了恒成1井與2井、3井、3-1井的深井井下對接,形成了1組生產井。


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(二)技術研發

1.研發機構及團隊

川東北地下富鉀鹵水成份復雜、埋藏深,國內科研機構和專家學者都沒有進行過提取利用的深入研究,國外也沒有類似的成功應用經驗可供借鑒,為此,公司決定走獨立自主的研發道路,于2008年組建了“恒成鹽鹵研發中心”,后申報為“達州天然氣能源化工產業區鹽鹵和天然氣伴生資源技術研發中心”,成為達州市首家,也是唯一一家專門從事鉀鹽資源勘探及開發利用技術深入研究的企業。

中心成立之初由青海中信國安科技發展有限責任公司總工程師夏康明(現已退休離職)帶隊開展工作,完成了項目總體工藝流程規劃和基礎理論研究,后續通過不斷的優化流程和汲取新的技術和方法,形成現在設計所用的工藝方案。目前,公司技術團隊有在職高級工程師3名、工程師和助理工程師等近20名。另有外聘專家5名,涉及地質、物探、化工等多專業多學科。團隊分三個組開展工作,分別是研發中心組、制鹽技術及工程組、礦山技術及工程組。研發中心組主要負責總體工藝方案規劃、基礎理論研究、新技術開發、對外協作等工作;制鹽技術及工程組主要負責MVR熱壓制鹽技術優化、設計、建設和運營,礦山技術及工程組主要負責礦山采、輸鹵技術的優化、設計、建設和運營。

2.產學研合作

(1)與中國地質科學院合作開展找礦及成因分析研究工作。公司在找鉀方面所取得的成果得到中國地質科學院鄭綿平院士的認可和肯定,雙方開展了技術合作,簽訂了戰略合作協議,成立了院士工作站,重點開展找礦及成因分析研究工作。

(2)與天津科技大學、中國輕工業制鹽與鹽化工重點實驗室開展了多項技術合作,設立了“中國輕工業制鹽與鹽化工重點實驗室恒成中心”,解決資源開發利用技術問題。

(3)與成都理工大學合作,為項目提供地質、物探以及開發利用等方面的技術支持;

(4)與中鹽工程技術研究院有限公司合作,為項目提供工程應用及工程設計等方面的支持。

二、恒成鉀鹽科技產業項目取得的成果

 (一)資源勘探取得重大成果,鎖定了礦區資源

1.查明了礦床基本性質

通過對基礎數據的收集、整理和分析,已基本查明礦床主要含水層的巖性、厚度、產狀、分布、埋藏條件、水力性質、富水性、滲透性、水位、水質以及地下水、地表水動態變化特征和地下水的補給、排泄條件,勘探區水文地質條件。

2.證實川東北鉀鹽資源儲量豐富,品質優良

通過勘探,不僅發現了天然富鉀鹵水,還發現了新型雜鹵石鉀鹽(石鹽型雜鹵石鉀鹽)。天然富鉀鹵水位于礦床上層,平均埋深3200米,新型雜鹵石鉀鹽位于礦床下層,平均厚度約15米。經中國科學院鹽湖研究院檢測:天然富鉀鹵水中富含鉀、鋰、銫、銣、溴、硼、碘等多種高附加值元素,多種元素含量高于國家單獨礦種開采品位標準,綜合利用價值巨大,其中鉀離子含量30.12g/l,高于工業開采品位3.5倍,鋰離子含量427mg/L,高于國家開采標準8倍以上,是目前已知世界范圍內第二優良的富鉀鹵水。新型雜鹵石鉀鹽是雜鹵石與石鹽伴生,有別于傳統雜鹵石與石膏伴生的礦種,其可溶可采,經山東魯南地質工程勘測院檢測,鉀離子含量4.76%,高于國家工業采品位超4倍。

據中國地質科學院鄭綿平院士團隊預測并經相關專家論證,宣漢核心區340km2范圍內富鋰鉀鹵水8.23億m3,新型雜鹵石鉀鹽礦中硫酸鉀10億噸以上。初步估算,宣漢核心區富鋰鉀鹵水價值超2000億,擴展區超7000億,新型鉀鹵石鉀鹽礦經濟價值2萬億元以上。

                    

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3.探索到科學的找礦模式,為川東北尋找鉀鹽資源奠定了基礎

項目勘探過程中克服川東北地區地質復雜、層位比對困難等難題,利用所實施幾口井所獲得的基礎數據,結合多年對地質成因的研究分析,對川東北鉀鹽資源的分布有了新的認識,形成了科學的找礦模式,為今后川東北尋找鉀鹽資源奠定了理論基礎。

4.發現可溶可采的海相鉀鹽礦床,推進了我國海相找鉀戰略

公司在屬于海相的宣漢富鉀鹵水層下部首次發現了石鹽與雜鹵石共生的新型雜鹵石鉀鹽礦床。該礦雜鹵石、石鹽共生,是可溶可采的雜鹵石礦床,顛覆了專家對雜鹵石難溶的傳統認識,為尋找鉀鹽資源奠定新的理論基礎,為國家找鉀采鉀提供新的方向和思路,推進了我國海相找鉀戰略。中國地質科學院鄭綿平院士對該礦的取得高度重視,并對該礦的成因及利用進行深入研究。

(二)具有自有知識產權的產業化關鍵技術取得重大突破,為項目建設提供了技術保障

1.掌握了具有自主知識產權將鹵水中全部有用元素榨干吃盡的工藝技術

通過設計合適的工藝路線,選擇適宜的工藝方法,從鹵水資源中提取出了碳酸鋰、氯化鉀、氯化銣、溴素、碘素、硼酸等十余種化工產品,做到了有用元素應提盡提,且工藝簡單、成本低廉、操作寬松、環境友好,易于工業化實現。不僅解決從資源溶采、分離、提取到三廢處理的系統性工程技術,而且所有技術具有完全自主知識產權,技術國內首創并領先,先后取得了“一種鹵水綜合利用的方法”“一種雜鹵石-石鹽伴生礦床的開采利用方法”“一種含硼鹵水中鈣鎂渣回收硼鎂的方法”等7項發明專利,另有多項技術待申請專利。

2.新技術、新設備的應用,綠色節能,解決了“三廢”處理技術難題

在工藝方案規劃的過程中,始終堅持綠色、節能、環保的理念,開發的硫化氫脫除利用新技術、鈣鎂廢渣回收利用新技術,選用的MVR制鹽新技術等,解決了鹵水綜合利用過程中三廢處理的問題,確保項目實施過程中不會受制于環保的影響。

3.開發出天然低鈉鹽新產品

為了發掘資源優勢,恒成提出了天然低鈉鹽的理念并付諸實施,采用先進的MVR制鹽技術將鹵水中的鉀鈉加工成需求比例的鉀石鹽,并進一步通過育晶生長控制氯化鉀、氯化鈉的品相與粒度,生產高品質的低鈉鹽,生產技術國內首創。與目前國內采用食用氯化鈉和食用氯化鉀摻混工藝生產的低鈉鹽相比具有明顯的優勢:

(1)原料來自于2億年前的三疊系,埋深地表3200米以下,加之大量新技術的使用,使整個產品從原料到生產加工環節都沒有受到任何污染,具有井鹽綠色的特點;

(2)該資源來自于海相沉積,富含多種對人體有益的微量元素,具有海鹽天然營養的特點,是目前國內唯一的天然綠色低鈉鹽,市場前景可期。公司與有“鹽業黃埔”之稱的天津科技大學合作開展《恒成多組份鹵水蒸發結晶過程》的中試研究,取得了較好的研究成果。

4.完成了氯化鉀提取工藝工程設計。為實現工業化生產,公司立足自身力量,通過制鹽技術及工程組等技術團隊的努力,已經完成氯化鉀全部提取工藝工程設計,并于近期開展富鉀鹵水蒸發提取氯化鉀及低鈉鹽產品放大試驗。

三、 產品定位及產業規劃

(一)主要產品定位、行業現狀及市場前景

1.氯化鈉:氯化鈉目前處于市場飽和狀態,由于附加值較低,輻射范圍有限,為此,恒成公司依托綠色、天然、營養豐富的資源特色,走少而精的發展路子,大力發展高端多品種食用鹽,產品面向全國銷售。

2.氯化鉀:該項目生產的氯化鉀全部用于生產低鈉鹽。低鈉鹽是一種健康食鹽,以加碘食鹽為基礎,添加一定量氯化鉀(含量約20%),有助人體鈉鉀平衡,降低高血壓、心血管疾病的風險。最適合中老年人和患有高血壓,以及孕婦長期服用。為落實《“健康中國2030”規劃綱要》,國務院發布了《關于實施健康中國行動的意見》,鼓勵全社會減鹽、減油、減糖,并將減鹽放在首位,在保證口感不變的前提下,低鈉鹽成為了減鹽的首選,也更易被市場所接受。恒成低鈉鹽項目充分發掘了資源潛力,打造綠色天然、營養健康的高端低鈉鹽產品,為全國首例,不僅符合國家發展方向,還大幅提升了產品附加值,市場前景較好。

3.碳酸鋰:鋰是一種國家戰略資源,主要用于儲能領域。隨著國家新能源和清潔能源的發展規劃的實施,特別是汽車產業振興規劃的提出,國家對新能源汽車的大力支持,迎來了鋰行業的飛速發展,鋰產品量價都達到了歷史高位,一大批鋰行業相關項目上馬,許多提鋰新技術得以應用。但由于投資過熱,鋰產品的價格迎來了大起大落,目前超過8萬元/噸。由于國家新能源、清潔能源總體發展規劃未變,在鋰電沒有新的替代產品前,鋰行業仍處于發展的黃金期。

4.溴素:自然界中,溴主要存在于大海之中。溴的用途十分廣泛,可用作溴化銀感光劑、溴化鋰制冷劑、有機滅火劑和阻燃劑、殺蟲劑等的原材料,在青霉素等抗菌素生產過程也需要溴。我國溴素產需基本持平,但隨著國內溴主產區山東東營、濰坊等地長期開采,資源品質嚴重下降,國內溴素產量日益減少,溴進口量持續增加,國內溴素價格不斷上揚,兩個間已上漲了超過50%,目前達到3萬元/噸。本項目的溴素產品可向重慶等地制藥企業就近銷售。

(二)產業規劃

近期規劃以《鉀鋰資源采輸鹵項目》《富鉀巖鹽制3萬噸氯化鉀/年及鹵水綜合利用項目》《智慧制鹽+工業旅游項目》《巴國古海旅游養生休閑度假區項目》四大工程實現鉀鹽資源綜合開發利用和一、二、三產業融合發展。2.jpg

   

中長期規劃形成年產氯化鉀20萬噸、碳酸鋰7100噸、硼酸3.5萬噸、碘素160噸、溴素7200噸、氯化銣195噸、氯化銫21噸、純堿100萬噸、復合肥100萬噸以及發展精細化工等產業,實現產值100億元。

四、項目成本及經濟、社會效益

(一)主要產品成本估算

宣漢富鋰鉀鹵水開發具有獨特優勢,由于高附加值元素多、含量高,其綜合利用可以互攤綜合成本,具有其它項目不可比擬的天然優勢。

氯化鉀:目前國內氯化鉀生產集中在青海柴達木地區,主要通過浮選法生產,少量通過冷結晶工藝生產。據資料數據,浮選法生產氯化鉀的直接生產成本約1100元/噸。本項目采用MVR熱壓制鹽生產鉀鈉混鹽并進一步制備成低鈉鹽,濃縮過程中產生的氯化鈉作為一種產品分擔了前期成本,鉀鈉混鹽由提取氯化鈉和溴碘后的鹵水直接蒸發得到,成本只有蒸發成本,直接生產成本約200元/噸,而低鈉鹽產品(含氯化鉀約20%)市場價格高達6000元/噸。若需要生產氯化鉀,可利用生產氯化鈉后的母液直接冷卻結晶,生產高品質食用級氯化鉀,直接生產成本低于100元/噸,市場價格約4000元/噸。

碳酸鋰:目前國內提鋰方法主要有礦石硫酸法、鹵水煅燒浸取法、鹵水吸附法、鹵水萃取法和鹵水電滲析法,普遍噸成本在3-4萬元之間。本項目采用綜合利用方案,鹵水中的鋰離子隨著蒸鹽、蒸鉀進程被高度富集,直到可以沉淀碳酸鋰的濃度,前期成本被鉀鈉溴碘等產品分擔,碳酸鋰成本只有原輔材料和操作成本,估算成本不超過5000元/噸。

(二)主要產業項目效益分析

《富鉀巖鹽制6萬噸/年氯化鉀及鹵水綜合利用項目》(一期)以及《天然低鈉鹽和綠色食用鹽智能工廠生產項目》建成投產后可年處理富鉀鹵水100萬m3,年產氯化鉀3萬噸(以鉀鈉混鹽形式存在,作為天然低鈉鹽的原材料)、低鈉鹽15萬噸、綠色食用鹽、品種鹽15萬噸、碳酸鋰1000噸、硼酸4900噸、氯化銣19噸等產品,可實現銷售收入15億元。

五、恒成鉀鹽科技產業核心競爭力及其發展優勢

(一)核心競爭力優勢明顯

1.具有無可比擬的資源:達州宣漢勘探發現的鉀鋰資源以其稀缺性獨樹一幟,具有不可復制性,且儲量豐富,品位極高,其中鉀鋰屬于國家戰略資源,硼、溴等屬國家短缺化工資源,具有得天獨厚天然的核心競爭力,公司所獲得的探礦權面積為35.13km2,位于宣漢鉀、鋰資源富集核心區,經鄭棉平院士專家團隊測算,恒成35.13km2鉀鹽探礦權范圍內預測資源量為:氯化鋰12萬噸,氯化鉀280萬噸,溴15萬噸,新型雜鹵石鉀鹽礦硫酸鉀1億噸。為項目發展提供可靠、持續的資源保證。

2.具有先進可靠的技術:恒成集團通過十多年的研發攻關掌握了具有自主知識產權的項目產業化關鍵技術,該技術解決了從資源溶采、分離、提取到三廢處理系統性難題,具有全面、可靠、領先的特點。

3.具有無可競爭的成本:恒成集團鉀鹽科技項目依托良好的資源開發了10多種附加值高的產品,且產業鏈長,其綜合利用可以互攤綜合成本,單項成本遠低于同行業同產品,具有強有力的競爭力。

(二)發展前景十分良好

1.產品及市場優勢。氯化鉀、硼酸、碳酸鋰、溴素、碘素等產品均具有良好的市場前景。鉀、鋰屬于國家戰略資源,硼、溴等是國家短缺化工資源。特別是取得食用鹽生產資質后,項目一期可年產15萬噸天然低鈉鹽和15萬噸綠色食用鹽、品種鹽及其它鹽產品。低鈉鹽是貫徹黨的十九大作出的健康中國戰略重大決策部署、《中共中央  國務院“健康中國2030規劃綱要”》制定的《健康中國行動(2019-2030)》所鼓勵生產、銷售和推廣使用的食用鹽,該產品意義重大,社會和經濟效益更可觀。

2.食用鹽產業發展前景可期。雖然當前食用鹽行業競爭十分激烈,產品供大于求,許多鹽企虧損嚴重,如四川鹽企虧損面高達30%以上,虧損額度較大,但經過市場調整、整合后,相當部份鹽企倒閉死亡,鹽行業產能下降,供需平衡,鹽價必然上升,促進效益的提升,項目的鹽產品更具成本、質量優勢,競爭力十分明顯,發展前景良好。

3.政策優勢。一是國家實施新一輪西部大開發戰略,給予了西部企業2021-2030年所得稅15%征收優惠政策。二是鋰鉀產業對促進地方經濟發展,調整產業結構具有十分重要作用,宣漢縣鋰鉀產業園開發建設被列為2019年宣漢縣三大任務、達州市10件大事和四川省100個重點項目。達州市委政府已經將鋰鉀產業上升到爭創全省經濟副中心的新動能的戰略高度。省、市、縣黨委、政府對項目建設十分關心,在政策、資金等方面將給予大力支持。三是達州市恒成鉀鋰產業項目經過十多年的艱苦努力,已完成資源勘探、技術研發、產業規劃等重要環節工作,可以進入工業化生產階段,成為首個進入達州市鉀鋰產業園的企業,宣漢縣給予項目土地、水、電、氣最優惠政策支持。恒成項目所需的200畝土地場平工程已完成,具備了項目開工建設的條件。

4.區位及交通優勢明顯。項目地處川渝陜結合部,位于成都、重慶、西安“西三角經濟圈”重要地帶以及成渝雙城經濟圈的萬達開統籌發展示范區國家戰略的核心地區,發展余地大,產品輻射范圍廣闊,交通發達,公路、鐵路、高速、航空立體交錯,四通八達。


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