孔維臻,陳千漢,余瑞祥,陳 寧
(1.中國地質大學(武漢),湖北 武漢 430074;2.湖北省礦業聯合會,湖北 武漢 430022)
鹽資源是湖北省的優勢礦產資源之一,按照資源賦存形態,可分為巖鹽和鹵水兩大類。
鹽業資源產地相對集中,形成了云應(云夢-應城)、潛江、荊州(江陵、松滋、公安)、天門、棗陽、利川六個鹽礦集聚區。全省共探明鹽礦資源礦區共21個,其中大型礦區5個,中型礦區6個,小型礦區10個。全省已探明鹽資源儲量259.19億t(其中液態鹽30.83億t),居全國第三位;湖北鹽礦找礦潛力巨大,據地質部門預測遠景資源儲量達2800億t。
鹵水資源分布在利川、江陵、潛江三個地區。利川建南鹵水礦區:查明鹵水儲量629萬m3,折鹽75.48萬t,鹵水濃度120g/L,為非飽和鹵水。荊州鹵水礦區分布于江陵、公安、松滋一帶,未開展專門地質工作,石油勘查時在深度大于3300~3700m處發現高壓高溫富鉀飽和鹵水。根據地質資料分析,該地鹵水資源潛力很大。潛江鹵水礦區:分布于潛江浩口、廣華寺、王場、張港等地,埋深740~3200m之間,可分為四個鹵水層組。鹵水平均礦化度289.1g/L,第二、三、四組含鹵層鹵水為工業可用的飽和鹵水,平均礦化度296.6g/L,其中NaCL占94.94%。在潛江浩口一帶查明大型鹵水礦床一處,鹵水資源儲量117.45億m3,折鹽30.83億t。根據地質情況判斷,該地鹵水資源仍可擴大遠景的潛力。
共伴生資源分兩種賦存形式:即與固體巖鹽礦伴生資源主要是芒硝;與鹵水礦伴生資源是溴、碘、鉀和稀有稀散元素。
巖鹽礦伴生資源:湖北省巖鹽礦普遍伴生芒硝(Na2SO4)資源,其礦物成分為鈣芒硝(Na2SO4·CaSO4),探明資源儲量總量34.95億t。
鹵水共伴生資源:潛江和荊州鹵水礦區鹵水普遍伴生有鋰、銣、銫、硼、溴、碘、鉀等元素,其中鋰、硼、溴、碘、銣、銫等都達到了綜合利用指標。潛江鹵水礦區浩口地段經勘探提交儲量,其中:溴資源儲量390.76萬t,居全國第一位;LiCl儲量309.09萬t,居全國第二位;銫資源儲量1.22萬t,居全國第三位;硼資源儲量529.90萬t,居全國第四位;銣資源儲量2.27萬t,居全國第六位;碘資源量11.10萬t。荊州鹵水礦區沒有進行過專門勘探工作,但在荊州市的江陵、松滋等地,經石油勘探井證實,在地下3300~3700m賦存高溫高壓天然富鉀飽和鹵水,鉀離子含量9050~9625mg/L,氯化鉀平均品位達1.649%,具有較大的找鉀前景。
湖北省現有鹽礦開采企業十二家,制鹽生產總能力已達635萬t/a,其中云夢應城地區有八家企業,制鹽規模565萬t/a,占91.28%,是全國最大的井礦鹽集中產區[2];全省共有19條固體制鹽生產線,均采用熱電聯產的真空制鹽方法。此外,全省還有4條液體鹽生產線,其規模為65萬t/a。
2009年鹽產量為548萬t,銷售量541萬t,其中食鹽銷售112.25萬t,工業鹽銷售425.42萬t,出口鹽8.4萬t。銷售市場為省內消費332萬t(其中:食用鹽消耗量約35萬t,工業鹽消耗量約300萬t),省外銷售量約213萬t(其中食用鹽87萬t,工業鹽123萬t)。
湖北全省現有11家鹽化工企業,24條生產線,主要生產純堿、燒堿、氯化銨及其他耗氯產品。鹽化企業集中分布在云應、武漢、潛江、荊州、宜昌等五個地區,年產純堿140萬t、燒堿56萬t、耗氯產品174.5萬t。
現有純堿生產線采用的是聯堿工藝,93%的產能分布在云應鹽礦區,部分企業做到了鹽堿聯產、堿肥結合。燒堿有離子膜法和隔膜法兩種工藝,離子膜法產能20萬t/a,隔膜法產能36萬t/a。
鹵水伴生資源綜合利用研究工作主要有:一是1970年,江漢油田與有關鹽業研究院所合作,在潛江一帶進行地下鹵水伴生元素提取試驗,在實驗室獲得成功,取得初步的階段研究成果;二是1993年,江漢石油管理局再次開展鹵水伴生資源利用研究[3],重點對溴、氨、鉀、硼、鋰、銣、銫等7種元素進行提取試驗,研究報告認為鋰、溴、硼、碘可以綜合利用,其后未再進行深入研究,鹵水及伴生資源的綜合利用一直未取得實質性進展。
3.1.1 制鹽工業現狀
經過60多年的發展,我國制鹽工業已形成了東部沿海10個海鹽區(北方五省沿海海鹽區、南方五省沿海海鹽區)、中南和西南10個井礦鹽區和西北3個湖鹽區。全國有20個省(市、自治區)生產原鹽,總生產能力達7764萬t。2009年全國原鹽產量7137.63萬t,進口工業用鹽145.23萬t,進口食用鹽及醫用純氯化鈉0.52萬t,出口工業鹽123萬t。2009年全國原鹽消費總量為6760萬t,其中:工業用鹽類5715萬t(兩堿用鹽5360萬t),占總消費量的84.54%;食用鹽類882萬t,占13.04%;農、牧、漁業鹽40.84萬t,占0.6%;出口鹽123萬t,占1.81%[4]。
3.1.2 純堿產業現狀
全國現有純堿生產企業50家,分布于全國22個省市自治區,其中河南、四川、江蘇、山東、湖北、河北位列前6名。全國純堿產能達2408萬t/a。2007年純堿產量1726萬t,2009年產量1938.40萬t,年增長速度10%左右,其年產量占世界總產量的35%左右,成為世界第一純堿生產和消費大國。2009年國內純堿產量1938.40萬t,進口232萬t,出口3.2萬t,國內表現消費1703.20萬t。其消費結構為平板玻璃占35%,日用玻璃占22%,化學品占25%,氧化鋁占8%,洗滌劑占5%,其他(包括紡織、造紙、印染等)占5%。
3.1.3 氯堿產業現狀
全國共有氯堿生產企業245家,分布于全國29個省市。就其企業規模而言,年生產規模20萬t以上企業占10%,年生產規模10萬t以上占20%,其余年生產能力10萬t以下。總體看行業集中度比較低。目前,全國氯堿行業改擴建力度十分大,這些項目投產后,新增產能達2000余萬t。
2009年全國累計生產氯堿1832.40萬t。國內表現消費是達到1679.70萬t。燒堿下游用戶消費結構及用量比例大致如下:化工28%,造紙25%,紡織19%,氧化鋁7%,輕工(輕化工、除選紙)6%,電力及水處理4%,醫藥45%,石油及軍工5%,冶金(除氧化鋁)2%。
3.2.1 制鹽工業趨勢
展望今后一段時間,制鹽工業總的發展趨勢。
1)加強產業及總量的宏觀調控力度。一是制定總量控制目標:科學合理的確定產能及產量增長幅度,年增幅5%左右;二是加強產業發展方向導向:發揮各自資源優勢,明確差別化產業發展方向。海鹽發展以化工用鹽為主,重點通過提高單位面積產量實現原鹽的穩產高產。井礦鹽要有序發展,注重提高巖鹽采出率和自控水平,實現鹵水凈化、鹽硝聯產和熱電聯產,防止低水平重復建設。湖鹽以鹽湖資源開發為主,重點發展鉀鹽、鋰鹽、鎂鹽等高附加值產品。地下鹵水資源要合理適度開采,加強綜合利用。
2)促進企業組織結構調整。通過扶優限劣,優化企業組織結構,提高產業集中度。逐年關閉、淘汰海鹽年產30萬t、井礦鹽年產10萬t、湖鹽年產10萬t規模以下的獨立經營的制鹽企業。鼓勵大型制鹽企業兼并、改造中小型鹽場(廠),建立跨行業、跨區域、跨所有制的大型企業集團。
3)積極推動鹽業科技進步。對制鹽工業亟需解決的關鍵技術及先進適用技術要積極研究,加以推廣,提高鹽行業工藝、技術及裝備水平。重點是:鹵水凈化技術;分效預熱技術;鹽硝聯產技術;雙井連通技術;篩分技術;海鹽區“全塑工藝”技術。
4)優化產品結構,建立制鹽工業新型產業格局。一是大力支持資源綜合利用率高、環保和支農項目,重點是鹵水化工、水產養殖、鹽田生物及其他相關產業;二是大力研發鹽的系列產品,提高產品附加值,重點發展畜牧鹽、公路化雪用鹽、醫藥用鹽、各類生活用鹽、高純度工業鹽等。根據制堿業的需要,重視液體鹽的開發和建設。
3.2.2 鹽化工業發展趨勢
以“兩堿”為代表的鹽化工業今后一段時期總的發展趨勢是:
1)產品結構調整方向。就純堿而言,在傳統產品的基礎上,要大力發展低鹽輕質純堿和低鹽重質純堿兩種產品;氯堿調整方向是做好“以氯立堿”,根據下游產業對氯氣的需求確定氯堿的發展規模。要大力發展耗氯高檔次有機氯產品,提高產品附加值。
2)產業結構調整方向。“資源與氯堿配套建設結合,氯堿與精細化產業鏈相結合,兩堿(純堿、燒堿)聯合、減排與產業提檔升級相結合”等四個結合,是今后一段時間氯堿行業產業結構調整的總方向。
3)綠色化工是堿生產行業發展的前提。堿行業的發展首要的是解決堿液和廢液的綜合利用,解決環保問題主要是從兩個方面入手:一是強化氨堿準入條件、新上項目或鹽廠的保留必須是做到堿渣綜合利用;二是選擇合理的工藝和延長產業鏈,按循環經濟模式建設鹽化工產業,提高產業整體環保技術水平。
3.3.1 供需平衡分析
根據歷年來全國鹽統計資料匯編所提供的信息,我國鹽產品消費的主要方向是五大類:即工業用鹽、食用鹽、農牧鹽、漁業鹽、出口鹽,這五大類消費年產鹽總量在99%以上。我國鹽消費水平和消費結構的變化,充分顯示了我國國民經濟的發展對鹽資源的需求程度。1980年,當年全國消費鹽1535.71萬t,到2009年,鹽的表觀消費總量達6760萬t;工業用鹽總量更顯示了我國鹽化工產業的發展情況,1980年工業用鹽為645萬t,到2009年上升到5715萬t,特別是2002~2009年工業用鹽每年平均凈增316萬t,增達8.5%。
3.3.2 需求增長因素分析
在此,仍以工業用鹽、食用鹽、農牧用鹽、漁業用鹽、出口鹽五大消費領域的需求為對象,根據我國國民經濟發展綱要和社會經濟發展的態勢,研究預測我國鹽及鹽化工產品發展需求,以指導制訂我省的發展規劃,確立戰略目標,選準主要產品方向。
1)工業用鹽。2009年全國工業用鹽5715萬t,其中兩堿用鹽占5360萬t,占全部工業用鹽的93.79%。因此,重點分析兩堿工業用鹽的需求:1990年全國兩堿總產量714.4萬t,2009年達到3870.8萬t。特別是近10年來,我國純堿、燒堿產量增長速度和表現消費都在大幅增長,其發展速度和需求增長幅度基本與國民經濟發展速度一致,年增長幅度在8%~10%。
2)食用鹽。1980年全國食用鹽692.05萬t,至2009年全國食用鹽882萬t,這種變化基本上顯示了人口的增長情況,全國鹽的消費增長年平均大約0.7%~1%。
3)農牧業、漁業用鹽。就我國目前的市場而言,每年大致可消費300萬t左右,但實際年平均消費不到40萬t,中國現為一個農牧漁業大國,其消費量遠不止這個量。在發達國家,食用鹽與農牧漁業用鹽比例可達到1∶1。由此可見,我國牧漁業用鹽市場潛力較大,前景看好。
4)其他品種鹽。生活用鹽方面(日用洗手液、保健鹽、沐浴鹽等),隨著人們生活條件改善,近幾年需求增多,今后將處于一個上升趨勢。其他小工業品種鹽(如水處理用鹽、融雪鹽、干粉滅火劑等),需求也會處于上升趨勢。
5)出口鹽。2009年出口鹽和進口鹽(食用鹽、醫用氯化鈉、工業鹽)分別為123萬t、145萬t。由此可見,我國鹽的進口量大于出口量,今后鹽出口增長可能性不大,進口量會逐年減少。
3.3.3 需求預測
根據上述數據分析,我國工業用鹽仍處于一個增長時期,今后5~10年,年增幅可達10%~12%,食用鹽消費基本穩定略有上漲,農牧業、漁業用鹽市場潛力較大。據此預測全國鹽消費需求,2015年將達到6800萬~7200萬t。分析表明,我國鹽仍有一定的發展空間。
需要指出的是,由于鹽本身的市場價格變化不大,其運輸供應空間有限,就各省鹽市場的發展空間,實際取決于本省下游鹽化工產業配套發展水平。
湖北鹽資源豐富,鹽化產業有一定基礎,具有大力發展前景,需要在取得共識的基礎上,將鹽資源利用和鹽化產業發發展納入全省經濟發展戰略來研究,把鹽化產業作為湖北的支柱產業來發展,確定將湖北建成鹽化工產業大省戰略目標,按照這一目標進行結構調整和科學布局,努力打造湖北鹽化工產業發展新格局。這個新格局可以概括為“44531”戰略:第一個“4”為確立“四大產品線、四大產業鏈”的發展方向;第二個“4”為布局四大采鹽區、建設四條集中供鹵管線;所謂“531”即建設五大鹽化工業基地、拓展采鹽溶腔儲氣儲油儲廢三個新領域,開展一項鹵水綜合利用科技攻關。
4.1.1 優化四大產品線
大力研發鹽及鹽化工系列產品,重點發展品種鹽系列產品、耗純堿系列產品、耗燒堿系列產品、耗氯系列產品,開發高附加質產品,提高資源利用效率。
1)鹽系列產品。主要包括品種鹽系列、工業鹽、提純工業鹽、液體鹽等產品。目前,發達國家品種鹽消費比例通常占10%左右,就發展趨勢而言,鹽在用途上也會越分越細,此前通用的鹽產品將逐步由專門開發出來的個性產品替代。重點在營養鹽、食品加工用鹽、水處理、畜牧、洗浴、融雪鹽等品種鹽上創名牌,提高市場競爭力。
2)耗純堿系列產品。就純堿產品本身而言,要提高低鹽輕質純堿、特別是低鹽重質純堿產品比例。耗純堿系列主要發展泡花堿、過碳酸鈉、氯化磷酸三鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、小蘇打等。延伸產品,重點發展玻璃產品系列。
3)耗燒堿系列產品。產要發展層狀硅酸鈉、偏硅酸鈉、雙乙酸鈉、次氯酸鈉、次氯酸鈣等。延伸產業應在與磷結合、與石油化工結合的系列產品方面發展。大宗產品,應重點發展聚氯乙烯產品。
4)耗氯系列產品。重點發展氯系精細化學品和氯化高聚物產品,如氯化亞礬及其他無機氯化物、氯酸鹽類、氯化乙酸及其脂類、環氯丙烷、氯硅烷類、三氯化磷、甘氯酸、氯甲烷類、氯化甲苯類、氯化苯甲醛、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯類等。大力發展其延伸產業如耗氯農藥系列,與磷結合系列,有機硅單體及下游產品101硅橡膠和107硅橡膠等。
4.1.2 建設四大產業鏈
將湖北建成鹽化工大省,將鹽資源開發利用建成支柱產業之一,關鍵是鹽化工產業鏈的建設,優化產業結構,改進發展模式,改變傳統的采鹽制鹽原料銷售形式,改變生產兩堿直接銷售形式,走綜合發展的科學道路,將資源優勢轉化為產業優勢、經濟優勢。重點是形成四大產業鏈:即多品種鹽產業鏈、耗純堿產業鏈、耗燒堿產業鏈、耗氯產業鏈。四大產業鏈中尤為重要的是耗純堿、燒堿、氯氣化工三大產業鏈的建設。
4.2.1 布局四大采鹽區
按照鹽資源分布特點,重點開發云應(云夢、應城),潛江、荊沙(江陵、公安)、天門四個礦聚區的鹽資源。其中:云應鹽礦開采區,原則上不再新建采鹽制企業,應重點加強現有企業的改造和產業提檔升級,固體原鹽產量控制在600萬t/a左右,液體鹽控制在110萬t/a左右。潛江鹽礦開采區,是今后重點發展地區,發展的方向是鹽、鹽化工、鹵水伴生資源綜合利用與采鹽溶腔利用(儲油、氣)整體規劃,綜合發展。制鹽能力150萬t左右,所生產鹽90%就地轉化為鹽化工產品。荊州鹽礦開采區,規劃達到30萬t/a生產能力。天門鹽礦開采區,目前未開發,待條件成熟時視配套鹽化工產業規劃再確定制鹽生產規模。
4.2.2 建設四條集中供鹵管線
生產滿足鹽化工生產用液體鹽,是制鹽企業產品結構調整,節能降耗,提高效率的內容之一。解決液體鹽的運輸問題,除在產鹽區配套建設鹽化產業外,在一定的管道輸送半徑內,采用管道輸送的方式是比較經濟的。根據我省鹽化工產業布局及配套資源優勢,建設云應、潛江、沙市、荊門四個集中供鹵基地,配套建設四條輸鹵管線,集中向鹽化工產業園供鹵和提供精制液體鹽,具體為:應城-葛店,潛江-宜昌,潛江-江陵、公安、天門-武漢供鹵管線。擬建的供鹵管道,距離80~150km技術上可行。集中供鹵管網的實現,將會對湖北鹽資源開發和鹽化產業長遠發展產生深遠影響。
按照產業園的模式建設鹽化工產業基地,至少有三個方面的優勢:一是可最大限度的實現資源共享,循環發展。以工業園區為單元實行綜合配套建設,提高產品線和產業鏈的關聯度,實現集中化產業模式。二是節能降耗,降低物流成本。前產品線與后產品線有機銜接,優勢互補,可最大限度的體現先進的產業鏈特色。三是有利于環境保護。上一階段產生的廢氣或廢渣,可以利用生產新的產品,最大限度減少三廢的排放。環境的監管與治理,環保設施的共享,可以達到事半功倍的效果。
根據湖北省鹽資源分布特點,現有鹽化產業基礎,結合交通、能源現狀,以及鹽化發展所需配套資源優勢,依托鹽資源和鹽化基礎,打造云應(云夢、應城)、潛江、武漢(葛店)、宜昌(猇亭)、荊州五大鹽化產業基地,近期實現全省鹽化產值300億元,創利稅45億元(2008~2012年),遠期(2013~2017年)實現鹽化產值500億元,鹽化及相關延伸產業實現產值1000億元的目標。
采鹽形成的溶腔是地下空間的一種。在采鹽之前,按照一定要求進行設計,在采鹽過程中采用技術手段加以控制,形成的溶腔就可以當成地下儲存空間加以利用,具有較高的利用價值。
4.4.1 建設潛江、應城兩大儲油、儲氣基地
云應鹽礦、潛江鹽礦分布區,鹽礦埋藏深度適中,鹽層厚度大、品位較好,模擬溶腔的頂底板巖石力學強度較高,鹽層連續性好,周邊巖石穩定性強、密封性好。在上述兩地未采鹽礦地段,適宜建設儲存石油、天然氣的地下儲庫。此外,應城、潛江地處祖國腹地,安全性較高,服務履蓋區較大,加上鐵路、水運交通發達,運輸條件極好,具備建造地下油氣存儲庫的優越條件。
4.4.2 調查老溶腔現狀,拓展利用領域
湖北省采鹽已經形成和正在開采的溶腔有217個,應對所有溶腔進行調查,逐一建立檔案,分類處置,對危害型的加以治理,恢復地質環境,對可利用的可以拓展為儲存空間。
潛江、江陵、公安一帶地下鹵水資源是湖北省鹽資源的重要組成部分,鹵水中伴生鋰、溴、碘、硼、銣、銫、鉀等元素的儲藏量在我國同類資源中占有較大地位,是湖北省潛在的優勢資源。
4.5.1 依托資源優勢,建設潛江鋰產業基地
潛江、荊州一帶地下鹵水中伴生的鋰、鉀等資源經濟價值巨大,加大鹵水伴生資源綜合利用攻關力度,加快工業化進程,將潛江建設成在全國具有一定影響力的鋰產品生產基地。
4.5.2 加強鉀資源勘探工作,探明資源儲量
根據初步勘探資料,該區地下鹵水資源中的鉀離子含量高,特別是荊州鹵水礦區鹵水中,氯化鉀含量已超過單獨開采的最低工業品位,展現出誘人的前景。加大松滋、江陵一帶地下鹵水分布范圍和鉀資源儲量的勘探,查明鉀資源的賦存特征,為決策提供依據。
將湖北省建成鹽化工大省的最關鍵是轉變發展方式,而轉變發展方式最核心的有四點:一是要調整結構,延長產業鏈,努力推進“四大產品線、四大產業鏈”的建設;二是要統籌規劃、配套發展,要將鹽礦開采布局、鹽化工產業布局統籌規劃,要將“前產業鏈”(鹽礦開采、制鹽、兩堿工業)與“后產業鏈”(鹽化工延伸產業)配套布局,打造循環經濟產業發展模式;三是產業集群化,根據資源分布、交通、能源、環境容量、產業基礎等綜合條件,科學布局,形成聚群產業基地集約經營;四是要加大科研力度和新技術轉化力度。有計劃針對制鹽技術、兩堿先進工藝技術、鹵水伴生資源綜合利用技術精細鹽化工技術進行技術研究攻關,以科技進步推動產業健康有序的發展。
[1] 湖北省國土資源廳.湖北省礦產資源儲量總表(截至2010年底)(內部資料)[R].2011.
[2] 湖北省鹽務管理局.湖北省制鹽工業2009年度統計年報(內部資料)[R].2010.
[3] 江漢石油管理局鹽鹵綜合開發研究所.浩口鹵水礦區微量元素綜合評價利用(內部資料)[R].1993.
[4] 中國鹽業總公司. 2009年鹽業統計資料匯編(內部資料)[R].2010.