ĐỀ TÀI Tình hình thị trường, khai thác và chế biến muối mỏ kali trên thế giới, triển vọng phát triển tại Việt Nam I. MỞ ĐẦU 5 II. THỊ TRƯỜNG CÁC SẢN PHẨM KALI 6 1. Lĩnh vực sử dụng 6 2. Thị trường phân kali trên thế giới 7 3. Cung cầu phân kali trên thế giới 10 4. Thị trường phân kali tại Việt Nam 10 Dự kiến năm 2005 11 5. Giá KCl trên thế giới và tại Việt Nam 11 III. TRỮ LƯỢNG, TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ SẢN XUẤT MUỐI KALI TRÊN THẾ GIỚI 14 1. Trữ lượng kali trên thế giới 14 Mỹ 19 Canađa 19 CHLB Đức 20 Các nước Liên Xô cũ 20 Thái Lan 20 2. Năng lực sản xuất muối mỏ kali trên thế giới 20 Canađa và Mỹ 21 Nga và Belarus 21 Đức 21 Gioocđani 22 3. Một số mỏ muối kali lớn trên thế giới 23 IV. CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ TUYỂN QUẶNG KALI 28 1. Công nghệ khai thác 28 2. Công nghệ tuyển quặng kali : 32 3. Các công đoạn chính của quá trình khai thác và tuyển quặng kali : 33 4. Tiêu hao năng lượng trong sản xuất muối kali và các biện pháp tiết kiệm năng lượng 48 5. Công nghệ sản xuất muối kali từ nước biển 60 KCl 61 K 2 O 61 NaCl 61 Nước 61 Các chất không tan: 61 Cỡ hạt: 61 6. Các vấn đề về môi trường 61 I. MỞ ĐẦU Sau đạm và lân, kali là thành phần dinh dưỡng quan trọng thứ ba đối với cây trồng. Đối với một số cây trồng thì nó thực tế đã trở thành chất dinh dưỡng quan trọng hàng đầu hoặc quan trọng thứ hai. Không có chất nào có thể thay thế cho các loại phân kali trong nông nghiệp, vì vậy phân kali là yếu tố quan trọng thiết yếu để duy trì và nâng cao sản lượng lương thực. Bón phân kali nhằm tăng cường chất dinh dưỡng kali và cân đối các chất dinh dưỡng N,P,K để đảm bảo năng suất thu hoạch cây trồng bền vững là biện pháp thực hành thông thường hiện nay trong các hệ thống nông nghiệp hiện đại trên thế giới. Kali có ở một số loại quặng khác nhau, nhưng chỉ 2 loại quặng kali có khả năng khai thác công nghiệp là quặng trầm tích ở độ sâu từ 400 m đến trên 1000 m và các mỏ nước muối trong các hồ nước muối như ở khu vực Biển Chết (Trung Đông), Hồ Muối Lớn (Mỹ), hồ Qarhan ( Trung Quốc),v.v. Nhiều mỏ quặng kali trên thế giới đã được phát hiện trong quá trình thăm dò khai thác dầu mỏ trong những môi trường trầm tích. Hầu hết các mỏ quặng kali đều có những đặc điểm địa tầng chung, như nguyên liệu dạng "đá mềm" với các tính chất cơ học tương tự nhau, có các lớp đá trầm tích che phủ bên trên, v.v. Những loại khoáng kali có ý nghĩa kinh tế quan trọng nhất là sylvinit, sylvit, langbeinit, kainit và carnalit. Ở nhiều mỏ quặng kali trên thế giới, như mỏ Saskatchewan ở Canađa (cho đến nay là mỏ kali lớn nhất thế giới), quặng chủ yếu là sylvinit. Đây là hỗn hợp các tinh thể sylvit (KCl) và halit (NaCl) riêng rẽ, cùng với những kết tủa không tan như đất sét, cát, đôlômit (magiê-canxi cacbonat), hematit (sắt oxit) và anhydrit (canxi sunfat). Trong các loại quặng kali, sylvinit là loại quặng dễ chế biến nhất. Thông thường nó được khai thác và tinh chế với những lượng lớn để sản xuất KCl. Các sản phẩm phụ trong quá trình khai thác, chế biến quặng này là các muối NaCl và MgCl 2 , chúng được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất các hoá chất cơ bản phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau. II. THỊ TRƯỜNG CÁC SẢN PHẨM KALI 1. Lĩnh vực sử dụng Khoảng 95% mức tiêu thụ kali trên thế giới phục vụ cho sản xuất các loại phân bón. Phần còn lại được sử dụng để sản xuất kali hydroxit và các hoá chất trung gian khác cho các ngành công nghiệp như sản xuất thuỷ tinh, chất tảy rửa, chất dẻo và dược phẩm. Kali clorua (KCl) là loại phân kali thông dụng nhất. Kali sunfat (K 2 SO 4 ) là nguồn cung cấp kali quan trọng thứ 2, và sau đó là kali & magiê sunfat, kali nitrat, kali phốt phát, các dung dịch kali thiosunfat và kali polysunfua. Các loại muối kali khác như kali cacbonat, kali bicacbonat có ứng dụng hạn chế hơn. 2. Thị trường phân kali trên thế giới Có thể thấy, trong các thập niên 1960, 1970 của thế kỷ trước tiêu thụ phân kali đã tăng mạnh từ 8 triệu tấn lên 24 triệu tấn/năm, còn trong các thập niên 1980 và 1990 tiêu thụ phân kali giữ ổn định ở mức khoảng 24 triệu tấn/năm. Trong thời gian từ năm 2000 cho đến nay, tiêu thụ phân kali giảm xuống và ổn định ở mức khoảng 22 triệu tấn/năm. Cụ thể, phân bố mức tiêu thụ kali tại các khu vực trên thế giới trong thời gian 1960-2000 như sau: Đơn vị: Triệu tấn K 2 O Khu vực Năm châu Âu Liên Xô cũ Châu Mỹ Châu Phi châu Á Các nước khác Tổng số 1960 4,4 0,77 2,3 0,1 0,81 0,1 8,48 1970 7,34 2,57 4,65 0,23 1,25 0,25 16,29 1980 8,33 4,9 7,93 0,37 2,56 0,3 24,39 1990 6,59 5,61 6,87 0,44 5,21 0,34 24,61 1995 4,9 0,94 7,41 0,4 6,35 0,55 20,55 2000 4,2 0,74 8,12 0,44 7,91 0,74 22,15 Thị trường phân kali tại châu Á Nhu cầu phân kali tại châu Á hiện nay khá cao và đang tăng nhanh. Tiêu thụ phân kali trong khu vực đã tăng đến khoảng 9,1 triệu tấn (quy theo K 2 O) trong năm 2003. Nhu cầu tại đây tăng với tốc độ cao hơn (5- 5,6%/năm) so với mức trung bình toàn thế giới (2%/năm), nhưng năm 2003 đã có bước tăng đột biến 11% so với 2002. Trong thời kỳ 1993- 1994, tiêu thụ phân kali tại châu Á mới chiếm khoảng 23 % tổng mức tiêu thụ toàn cầu, thì đến 2004-2005 đã chiếm 37 % và dự báo sẽ tăng đến 40% vào thời kỳ 2005-2006. Hiện nay, Trung Quốc (TQ) là nước tiêu thụ phân kali lớn nhất ở châu Á, chiếm 43% tổng nhu cầu tại châu lục này, tiếp theo là Ấn Độ chiếm 19 %, Malayxia chiếm 9 %. Các nước khác như Nhật Bản, Inđônêxia, Hàn Quốc cũng tiêu thụ những lượng phân kali lớn. TQ cũng sẽ tiếp tục là nước có mức tăng nhu cầu kali nhanh nhất ở châu Á. Dự báo, nhu cầu phân kali của nước này trong 10 năm tới có thể tăng gấp đôi, vì các nhà nông học đang khuyến khích nông dân tăng cường bón phân kali để giảm sự mất cân đối do sử dụng thiên về đạm. Tại các nước châu Á hiện cũng có xu hướng trồng các loại cây với nhu cầu kali cao, ví dụ các cây trồng cho mục đích xuất khẩu (đặc biệt là cọ dừa như ở Malayxia, Inđônêxia) hoặc cây lương thực (Việt Nam, Inđônêxia). Theo Tổ chức Nông Lương (FAO) của LHQ, dự báo nhu cầu phân kali trên toàn thế giới sẽ tiếp tục tăng với tốc độ 2,7 triệu tấn/năm. châu Á chiếm 60% của mức tăng trưởng này. Nếu châu Á không sản xuất thêm phân kali thì sự mất cân đối cung cầu hiện nay sẽ ngày càng tăng - đến năm 2008 khu vực này sẽ phải nhập gần 17 triệu tấn quặng kali /năm. Nhìn chung, các quốc gia không có nguồn nguyên liệu kali thường vẫn phải nhập khẩu để đáp ứng nhu cầu về phân bón kali. Trên thực tế, hầu như toàn bộ nhu cầu phân kali của châu Á đều được đáp ứng nhờ nhập khẩu. Canađa, Nga và Bêlarusia chiếm 80% lượng phân kali được nhập vào khu vực. Do phân kali phải được nhập từ những nơi xa dưới dạng hàng rời đóng bao, nên chi phí vận chuyển khá cao. Ví dụ, tháng 12/2004 giá quặng kali tại Vancuvơ (Canađa) là 120-130 USD/tấn, FOB, khi vận chuyển đến châu Á phải cộng thêm chi phí vận chuyển khoảng 15-40 USD/tấn. Vì vậy, đây cũng là một trong những động lực thúc đẩy sự phát triển của sản xuất phân kali ngay trong khu vực. Công ty Asia Pacific Potash (hiện đang phát triển mỏ kali Udon Thani tại Somboon, Thái Lan), cho rằng chi phí sản xuất phân kali tại Thái Lan, cộng với chi phí vận chuyển đường sắt và đưa lên tàu thuỷ sẽ thấp hơn 50 USD/tấn. 3. Cung cầu phân kali trên thế giới Nhìn chung, trong những năm qua và dự báo tới năm 2010 năng lực sản xuất vẫn cao hơn so với nhu cầu tiêu thụ phân kali. 4. Thị trường phân kali tại Việt Nam Dự báo nhu cầu phân bón KCl tại Việt Nam (tính theo hàm lượng dinh dưỡng K 2 O) như sau : Đơn vị: 1000 tấn Giai đoạn Nhu cầu chất dinh dưỡng K 2 O Nhu cầu phân KCl 2001-2005 534 890 2006-2010 598 996 2011-2015 669 1115 [...]... 1100 m Trữ lượng mỏ Saskatchewan chiếm khoảng 40 % tổng trữ lượng các mỏ kali đã thăm dò trên toàn thế giới Mỏ Saskatchewan đã được khai thác từ hơn 40 năm nay, hàm lượng quặng trung bình đạt 19-30 % K2O Hầm mỏ khai thác đầu tiên được đưa vào vận hành năm 1962 theo công nghệ khai thác hầm lò truyền thống Năm 1964, mỏ khai thác muối kali đầu tiên theo công nghệ dung dịch cũng được đưa vào vận hành ở gần... Như vậy trong năm 2003 lượng kali phục vụ cho nhu cầu trong nước của các nước sản xuất kali chỉ chiếm 18% so với lượng kali xuất khẩu là 82% 3 Một số mỏ muối kali lớn trên thế giới 3.1 Mỏ Saskatchewan, Canađa Từ năm 1907, muối mỏ đã được phát hiện lần đầu tiên tại miền Tây Canađa Năm 1942, các đợt khoan thăm dò khai thác dầu khí đã dẫn đến việc phát hiện mỏ quặng kali tại Saskatchewan, nhưng đến năm... Tại Việt Nam Giá phân kali clorua tại Việt Nam (CIF Hải Phòng) tháng 11/2003 ở mức 141 USD/tấn và tháng 3/2004: 150-160 USD/tấn (dạng bột) và 180-190 USD/tấn (dạng hạt) Hiện nay giá mua KCl ở mức khoảng 150 USD/tấn (FOB cảng Vancuvơ, Canađa) và giá nhập đến Việt Nam (CIF Thành phố Hồ Chí Minh) khoảng 210-220 USD/tấn III TRỮ LƯỢNG, TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ SẢN XUẤT MUỐI KALI TRÊN THẾ GIỚI Trong khi phân... phân kali hàng đầu cho châu Á Hiện tại, nước sản xuất phân kali duy nhất ở châu Á là TQ Nhưng Thái Lan cũng có hai mỏ kali lớn sẽ bắt đầu đi vào sản xuất trong vài năm tới 1 Trữ lượng kali trên thế giới Trữ lượng quặng kali trên thế giới hiện nay được thống kê ở mức 17,8 tỉ tấn quy đổi theo K2O, trong đó 8,4 tỉ tấn được xác định là có khả năng khai thác thương mại Với nhu cầu tiêu thụ kali trên thế. .. mặt đất, để muối KCl kết tinh lắng xuống đáy hồ Nước muối chứa NaCl trong hồ sẽ được gia nhiệt và lại được bơm xuống mỏ để hoà tan muối KCl Quá trình bơm vào và hút dịch muối tại mỏ sẽ được tiến hành tuần hoàn Tại hồ chứa trên mặt đất, muối KCl ở dạng tinh thể lắng xuống đáy hồ sẽ được lấy ra Nhìn chung, phương pháp khai thác bằng hoà tan thường được áp dụng khi mỏ nằm ở độ sâu nhỏ và vỉa mỏ có độ dày... 15,8-34,9 Thái Lan 16-27 - Chất lượng muối mỏ kali của các nước khác nhau chủ yếu là do các nước có các chủng loại khoáng sản chứa kali khác nhau và hàm lượng kali trong cùng loại khoáng sản của các nước cũng khác nhau 2 Năng lực sản xuất muối mỏ kali trên thế giới Năng lực sản xuất phân bón chứa kali trên thế giới đã tăng mạnh trong thế kỷ trước để đáp ứng các yêu cầu phát triển về dinh dưỡng đối với cây... 500-1000 m/phút - Khai thác bằng hoà tan, được áp dụng khi phương pháp khai thác hầm lò thông thường không khả thi vì chiều sâu của mỏ quá lớn, và khi có những khó khăn kỹ thuật như mỏ ngầm dưới đất bị ngập nước - Khai thác theo bậc : sử dụng các máy khai thác liên tục, quặng đuôi mới khai thác được dùng để tạo sàn khai thác tiếp Phương pháp này cũng bao gồm việc vận chuyển thợ mỏ và máy móc tương tự... trong quá trình khai thác Sau đó, khi đo sự biến dạng của các cột trong quá trình khai thác thực tế, người ta có thể so sánh với kết quả dự báo và tiến hành thay đổi thiết kế nếu cần để đảm bảo an toàn và hiệu quả khai thác Các phương pháp thiết kế mỏ hiện đại này đã được áp dụng thành công tại nhiều mỏ kali ở Canađa và cũng đang được áp dụng cho mỏ Udon Thái Lan 1.3 Công nghệ khai thác bằng phương... 800 triệu tấn muối mỏ kali chủ yếu là carnalit và sylvinit ở vùng Udon Các mỏ ở Udon chủ yếu chứa quặng sylvinit và một tỷ lệ nhỏ các chất không tan như đất sét, hematit, thạch anh, sunfat và borat Các mỏ muối kali tại các nước SNG chủ yếu là carnalit nên chi phí tinh chế cao TQ là nước tiêu thụ phân kali lớn thứ hai trên thế giới (sau Mỹ), nhưng bản thân nước này chỉ có trữ lượng muối kali không lớn,... Công việc thiết kế hầm lò trong khai thác muối mỏ NaCl và KCl đã được phát triển và hoàn thiện trong quá trình hơn 100 năm nay Trong thời gian đó, đã có nhiều mỏ kali được thiết kế và vận hành thành công, tuy nhiên cũng đã xuất hiện một số vấn đề, thường do chưa hiểu rõ đặc tính quặng muối mỏ hình thành do bốc hơi Cách tiếp cận theo phương pháp khoa học để thiết kế các mỏ kali đã bắt đầu được áp dụng . ĐỀ TÀI Tình hình thị trường, khai thác và chế biến muối mỏ kali trên thế giới, triển vọng phát triển tại Việt Nam I. MỞ ĐẦU 5 II. THỊ TRƯỜNG. Giá KCl trên thế giới và tại Việt Nam 11 III. TRỮ LƯỢNG, TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ SẢN XUẤT MUỐI KALI TRÊN THẾ GIỚI 14 1. Trữ lượng kali trên thế giới