鹽礦

鹽礦

鹽礦(halite ore;salt mine )為NaCl的總稱,又稱為“鹽”、“鈉鹽”。其代表礦物為石鹽。鹽的原料來源可分為4類:海鹽、湖鹽、井鹽和礦鹽。以海水為原料曬製而得的鹽叫作“海鹽”;開採現代鹽湖礦加工製得的鹽叫作“湖鹽”;運用鑿井法汲取地表淺部或地下天然鹵水加工製得的鹽叫作“井鹽”;開採古代岩鹽礦床加工製得的鹽則稱“礦鹽”。由于岩鹽礦床有時與天然鹵水鹽礦共存,加之開採岩鹽礦床鑽井水溶法的問世,故又有“井鹽”和“礦鹽”的合稱——“井礦鹽”,或泛稱為“礦鹽”。

  • 中文名稱
    鹽礦
  • 外文名稱
    halite ore ;salt mine 
  • 代表礦石
    石鹽
  • 來    源
    海、湖、井、礦
  • 性    質
    非金屬礦物原料
  • 化學元素
    NaCl
  • 別    名
    鹽、鈉鹽

簡介

鹽礦(halite ore;salt mine )為NaCl的總稱,又稱為"鹽"、"鈉鹽"。其代表礦物為石鹽。

在日常生活中,習慣上常將氯化鈉簡稱為"鹽"。氯化鈉除供食用外(慣稱食鹽),大量用作化工原料(名曰工業用鹽),國家統計局的統計年表以"原鹽"為總稱。中國的鹽產量中一直是以海鹽為主,其次是湖鹽井礦鹽。由于海鹽的生產受氣候影響較大,加之海鹽場多分布于東部沿海地區,為了鹽業生產的均衡協調,近10餘年來內地的井礦鹽和湖鹽生產得到較快的發展,因此海鹽在鹽產量中所佔的比例有所減小。

鹽礦鹽礦

鹽是世界上利用最普遍的非金屬礦物原料,是人們生存的必需品。隨著化學工業的發展和新的套用領域的開拓以及人口的逐年增加,對鹽的需求量越來越大,因此在國計民生中鹽佔有相當重要的地位。鹽的消耗量是衡量一個國家工業化水準的重要標志之一。中國是世界產鹽大國,以海水為原料生產的海鹽居世界第1位;海鹽、湖鹽和井礦鹽的總產量居世界第2位,僅次于美國。

原料特點

石鹽的化學式是NaCl,理論含量:Na 39.34%、Cl 60.66%。常含有鹵水、氣泡、泥質和有機質包裹體;等軸晶系晶體常呈立方體,很少見八面體,集合體一般為粒狀、致密塊狀,有時呈柱狀、纖維狀、毛發狀、鹽華狀等。無色透明或白色,含泥質時呈灰色,含氫氧化鐵時呈黃色,含氧化鐵時呈紅色,含有機質呈黑褐色。玻璃光澤風化表面或潮解後呈油脂光澤貝殼狀斷口,性脆,硬度2~2.6,密度2.1~2.2 g/cm3。易溶于水,200℃時溶解度為26.4%,易潮解,味鹹,有涼感。不導電,摩擦發光,焰色濃黃。在1 000℃時其可塑性很強,當溫度、壓力升高超過其臨界點軟化,產生塑性變形,形成軟流(固體流)。能與多種物質起化學反應,生成多種鈉化合物和氯化合物;電解還原可得到金屬和氣體。石鹽為蒸發岩礦物之一,是分布最廣的一種鹽類礦物,主要產于內陸盆地鹽湖和被隔絕的淺水潟湖和幹枯的海灣中;共生礦物有石膏、硬石膏光鹵石雜鹵石鉀石鹽、鈣芒硝、無水芒硝、天然鹼等。產于沙漠鹽澤中的石鹽常呈粉末狀或土狀皮殼。

古代岩鹽礦床礦石常見的共生鹽類礦物有石膏、硬石膏、鈣芒硝、無水芒硝、天青石、方解石白雲石、光鹵石、鉀石鹽、雜鹵石、天然鹼等。據其主要礦物組分含量可分為9種礦石類型:石鹽礦石,硬石膏-石鹽礦石,泥灰岩-石鹽礦石(或泥礫質石鹽礦石),泥礫質鈣芒硝-石鹽礦石,泥礫質鉀石鹽-石鹽礦石等。礦石結構一般有自形-半自形結構、中粒-細粒結構(部分粗粒-巨粒結構)、斑晶結構等;在低品位岩鹽礦石中可見砂狀結構、粉狀結構、泥質結構等。礦石構造常有:塊狀構造、條帶狀構造、層狀構造,其次還有斑狀構造、角礫狀構造、脈狀構造、浸染狀構造等。岩鹽礦石按品位可分為3類:富礦石,NaCl含量大于85%;中等礦石,NaCl含量為50%~85%;貧礦石,NaCl含量為20%~50%。

用途

鹽是人類生活的必需品,又是化學工業的基本原料,在農業和其他工業中也有廣泛的用途。

食鹽是維持人體生理正常發育不可缺少的物質,成人體內一般約含鈉90 g、含氯85 g,大部分存于體液中。鈉對肌肉的收縮、心髒的搏動、血液的流通、神經信息的傳遞、碳水化合物和蛋白質的新陳代謝、體液的酸鹼平衡等都有重要作用。氯既有維持人體內酸鹼平衡和滲透壓平衡的作用,又是胃液電解質的主要陰離子,能促生鹽酸,幫助消化。為補充隨小便和汗液排出的氯化鈉,成人每天一般需要攝入5~8 g食鹽,在夏季和高溫環境中需增加攝入量。人體如果缺鹽,輕則倦怠乏力,淡漠無神,起立時暈眩;重則惡心嘔吐,痛性肌肉痙攣,水腫,血壓下降;極重則木僵,惡心嘔吐以至昏迷,血壓進一步下降或不可測知。食鹽除作調味品外,尚有調理作用和葯理功能:食鹽水浴可治療皮疹、風濕、慢性貧血;肺出血時可服數克鹽水止血;在水銀、溴、碘、等中毒時,服食鹽水可解毒;註射生理鹽水可作大出血後的急救。以食鹽為載體,增加人體必需的有關鹽類,可製出系列保健鹽和醫葯鹽。在食鹽中增加營養素食用香料和其他調味品,可配製出系列佐料鹽和營養鹽

鹽在工業上用途很廣,是化學工業最基本的原料之一,被譽為"化學工業之母"。工業用鹽大部分用于生產純鹼、燒鹼、氯氣、鹽酸、金屬鈉等。鹼和鹽酸廣泛用于化工、紡織、造紙、肥皂、染料、冶金、陶瓷、玻璃、醫葯等部門。氯氣可直接用于漂白消毒,也可用于製造漂白粉毒氣及無機化合物,還可用于製造各種有機氯化合物有機化合物中間體,如合成樹脂、香料、除草劑防腐劑、滅火劑等,也用于合成鹽酸,提取溴和碘。金屬鈉可用作製取復雜有機化合物的催化劑,提取稀有元素還原劑,製造抗磨合金和充鈉蒸氣燈泡(鈉燈)等。在鋼鐵工業中用熔融食鹽食鹽水進行鋼料的回火和淬火,作鑄造的型砂粘接劑。在有色冶金工業中用于煉銅(氯化焙燒法)、電解金屬。鹽在農業上可用于選種、施肥等,增加作物產量。在畜牧業上鹽是牲畜生長和防治病所必需的。鹽也是漁業食品加工貯藏、水處理、國防和國家儲備必不可少的物質,又是換取外匯的重要出口產品。利用鹽水溶液冰點降低的原理,鹽還可用來溶化道路上的冰雪,減少交通事故。鹽又是合成革人造纖維、塑膠、農葯等行業的基本原料。據統計,工業和農業中套用的鹽及其衍生物約有15,000種之多。以鹽做催化劑的新用途是鹽和開發新能源相結合。據《世界經濟導報》報道,科學家們充滿信心地預言,在不久的將來以鹽作為新能源的"鹽坡太陽池"將會遍地開花。隨著科學技術的飛速發展,鹽的套用範圍愈來愈廣,新的用途將不斷出現。

技術經濟指標

我國海鹽、湖鹽井礦鹽的技術經濟指標,由于原料來源和加工不同,其生產成本、原材料消耗、產品質量等指標均有較大差異。據《1995年製鹽工業統計年報》,就產品質量而言,要求井礦鹽含氯化鈉99.03%,湖鹽含氯化鈉96.7%,海鹽含氯化鈉94.67%(其中以長江口為界,北方海鹽含氯化鈉96.06%、南方海鹽含氯化鈉92.99%)。

井礦鹽製鹽:

(1)人工鹵水浮選分離製鹽工藝技術經濟指標成品鹽質:含NaCl≥99.3%;鹵水耗量:10.5~11.0標 m3/t鹽;蒸發熱經濟:2.6~3.0 kg水/kg蒸汽。

(2)石膏型岩鹽人工鹵水機械熱壓縮製鹽工藝技術經濟指標鹽質:含NaCl≥99.3%;鹵水耗量:10.5標m3/t鹽;電耗:≤170kW·h/t鹽;汽耗(含幹燥用汽):60~80 kg/t鹽。

(3)芒硝型岩鹽人工鹵水冷凍法分離製鹽工藝技術經濟指標鹽質:含NaCl≥99.1%;鹵水耗量:12~14標 m3/t鹽;蒸發熱經濟:2.6~3.0 kg水/kg蒸汽;元明粉:含Na2SO4≥99%;元明粉電耗:450kW·h/t;元明粉汽耗1.8~2.0 t/t。

(4)芒硝型岩鹽人工鹵水兌鹵回溶、加熱鹽析分離製鹽工藝技術經濟指標鹽質:含NaCl≥99.1%;鹵水耗量:12~14 標m3/t鹽;蒸發熱經濟:2.6~3.0 kg水/kg蒸汽;中間硝質量:含Na2SO4 85%~95%。

(5)芒硝型岩鹽人工鹵水"母液回收法"脫硝製鹽工藝技術經濟指標鹽質:含NaCl≥99.3%;無水硫酸鈉質量:含Na2SO4≥99%;鹵水耗量:4.4標 m3/t鹽;副產無水硫酸鈉:75 kg/t鹽;汽耗(含無水硫酸鈉):1.05 t/t鹽;電耗:22 kW·h/t鹽。

(6)地下鹵水分段蒸發製鹽工藝技術經濟指標鹽質:含NaCl≥98.5%;鹵水耗量:11.0~12.5標 m3/t鹽;鹹水量:50~60 kg/t鹽,其中有用化工原料收回率≥85%;蒸發熱經濟:2.6~2.8 kg水/kg蒸汽。

(7)固體原鹽閃蒸再結晶製鹽工藝技術經濟指標鹽質:含NaCl≥99.3%;汽耗:0.9 t/t鹽。

礦業簡史

中國是世界產鹽歷史最悠久的國家之一。相傳炎帝時(約公元前4000年的新石器時代)風沙氏煮海為鹽。最早起源于山東半島膠州灣一帶,是用火熬海水製鹽之鼻祖;此法一直延續到明清之際,逐漸過渡到用灘曬法製海鹽。湖鹽的生產至少從3000多年前的商代就已開始,即用人工鹽田曬製石鹽的生產方法,春秋戰國時代"肇始于山西解池"(即今運城鹽湖)。殷商甲骨文中的""字寫作"※",是人工鹽田曬鹵製鹽的象形文字井鹽的生產始于2000多年前的秦代,公元前256~前251年李冰為蜀守時已採用鑽井汲鹵煎鹽方法開採利用今四川省雙流、成都一帶的鹵水礦。這種鑽井技術約在12世紀前傳到西方各國,為世界文明作出了貢獻。中國礦鹽(亦稱岩鹽)的生產歷史隻有數百年,先是從地面或地下直接採出,清乾隆五十八年(1793年)雲南省石羔井開始採用斜井開採,到清光緒十八年(1892年)四川省自貢鑽出第一口岩鹽井,註水溶解後汲鹵製鹽,為鑽井水溶開採法的雛形,至1895年開創岩鹽的自然連通開採工藝。另外,在西藏芒康縣鹽井縣一帶廣泛出露鹽泉,利用鹽泉"汲鹵熬鹽"已有數百年歷史。

中國鹽礦分布圖中國鹽礦分布圖

中國是世界上開鑿天然氣井,並利用天然氣煮鹽最早的國家。

中國產鹽歷史悠久,但在舊中國,歷代統治者為了擴大鹽的稅利收入,大都採用專賣形式,以嚴刑峻法控製著鹽的產銷,束縛了鹽業的發展。從清末到北洋軍閥統治時期,帝國主義者通過以鹽稅為抵押的巨額貸款,直接控製了中國的鹽業管理大權,肆意榨取鹽的稅收;日本帝國主義者侵華時期,霸佔了沿海大部分鹽場,以血腥手段鎮壓鹽工,掠奪鹽產品;在國民黨統治時期,官僚資本家通過專賣官運和運商登記等手段,全面強化對鹽業產銷的控製,低價收購產品,以壟斷價格銷售。總之,漫長的封建社會和半封建半殖民地社會製度的桎梏,加上帝國主義者的侵略和盤剝,使中國的製鹽工業長期處于落後狀態,鹽礦資源不清,設備簡陋陳舊,生產全靠手工操作。中華人民共和國成立後,經過40多年的努力,鹽礦的地質研究、普查、勘探事業以及製鹽工業得到了飛速的發展。人民政府採取了一系列有效措施極大地調動了各方面的積極性。隨著石油、天然氣等礦產資源評價工作的深入開展,相繼發現了一批鹽礦產地。經過大量的地質研究和勘查工作,截至1996年底,我國探明NaCl保有儲量達4 000餘億t。第一個五年計畫以來,製鹽工業有計畫地進行了基本建設和技術改造;新增、擴建、改建了南堡、羊口、復州灣、鶯歌海、張家壩、吉蘭泰等一批大中型鹽場(廠);湖南、江西、安徽、河南等省結束了不產鹽的歷史;湖北省雲應地區形成新的井礦鹽生產基地。1996年末全國鹽的生產能力達到3 887萬t,比1950年末的300萬t成長了近12倍。採鹽製鹽技術顯著進步:海鹽區總結推廣了新鹵、適當深鹵、適當長期結晶的新工藝,部分結晶池採用了塑膠薄膜苫蓋;鹽田基本實現了揚水製鹵、結晶、集坨"四集中"要求;生產的機械化、半機械化程度大大提高。大中型湖鹽場採用了聯合採鹽機或採鹽船,結合通路水輸或輕便鐵軌運輸,以機械化、半機械化生產代替了手工操作。地下鹵水鹽礦開採由單一提撈法採鹵,發展為氣舉採鹵、抽油機-深井泵採鹵、電動潛鹵泵採鹵。對于古代岩鹽礦床由旱採發展到水採,水採中的鑽井水溶法又由單一提撈法改進為單井對流法、多井連通法;成功地採用了油墊法、氣墊法和水力壓裂法採鹽;硐室水溶法代替旱採用于開採特低品位的岩鹽礦床;用真空製鹽法代替了圓鍋、平鍋煎鹽;加之熱壓蒸發、閃急蒸發製鹽的鹽硝聯產技術的引進,全面改變了鹽業生產的面貌。在鹽業戰線上建立起一整套包括科研、教學、地質、採礦、設計、科技情報、鑽井、採鹵、標測、製鹽、鹽化工發電、機械製造的工業體系,形成了一支技術力量雄厚的鹽業科技隊伍。

我國1996年生產原鹽2 932.4萬t,其中海鹽佔70.95%、湖鹽佔7.85%、井礦鹽佔21.2%。生產海鹽的省(市、區)有遼寧、天津、河北、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、海南和台灣;主要生產企業單位有遼寧省的營口鹽場、復州灣鹽場、皮子窩化工廠和金州鹽場、天津市的塘沽鹽場和漢沽鹽場、河北省的南堡鹽場、黃驊鹽場和大清河鹽場、山東省的羊口鹽場和埕口鹽場、江蘇省鹽業公司、海南省鶯歌海鹽場等。生產湖鹽的主要省(區)有內蒙古、山西、青海、新疆、西藏等;主要生產企業單位有內蒙古的吉蘭泰鹽場和雅布賴鹽場,青海的茶卡鹽場和柯柯鹽場,新疆的鹽湖化工廠、七泉湖化工廠、七角井化工廠等。生產井礦鹽的省份有江蘇、江西、湖南、湖北、四川、雲南等;主要生產企業單位有四川的五通橋鹽廠、張家壩化工廠、自流井鹽廠、鄧關鹽廠、大安鹽廠、長山鹽礦和貢井鹽廠,雲南一平浪鹽廠,湖南湘澧鹽礦和湘衡鹽礦,湖北應城鹽礦,江西的江西鹽礦等;其中四川自貢鹽業生產歷史悠久,是全國規模最大的井礦鹽工業生產基地,素有"鹽都"之稱。

陸地上的鹽礦

在幾萬年以前,一此地方是海洋或者內陸灑脫。後來因氣候幹燥、高溫,使海水或湖水蒸發結晶成鹽,再經過海陸變遷,使海盆地和內陸湖變成了陸地,海盆地中的鹽聚集在一起便形成了鹽礦。 陸上鹽礦主要是石鹽,石鹽就是我們平時吃的食鹽,由于它產于山岩之中,因此又稱為岩鹽。石鹽的化學成分是氯化鈉,它的晶體呈立方體狀,塊大透明,因此古人稱它光明鹽、水晶鹽、玉華鹽、白鹽。

江蘇省淮安市擁有全世界最大的鹽礦,儼然成為中國鹽都。淮安礦系在1956年江蘇省石油勘探指揮部和江蘇省煤田地質勘探第三地質隊在鑽探中發現,中心位于淮安市楚州區朱橋鎮。1978~1985年間,探明儲量為2500億噸,含礦地層為中生代白堊系浦口組(K2p),頂板埋藏深度800~900米,邊緣礦層頂板埋藏600~700米,含鹽系地層厚達1400~1800米,鹽層累計厚度平均為347.41米,礦層含鹽率一般為50~60%,鹽層品位高。1500米深度以上含鹽系厚度為967米;鹽礦床累計厚度377米,儲量為1018.05億噸。號稱"川東門戶"的萬縣,湖北省潛江縣,四川省的自貢,石鹽儲量都十分豐富。

波蘭的維利奇卡鹽礦120米深的部位已採完,建成了地下鹽晶宮和鹽礦博物館。四周岩壁上雕刻了立體的動物和人像,在燈光照耀下,輝煌瑰麗,使人感到置身于"水晶宮"中一般,每年有70萬旅遊者前往探奇。這裏還特設鹽井醫院,使病人呼吸含鹽空氣,可以治療哮喘病和肺病,療效以兒童患者最高。更有趣的是,那裏的大塊結晶的石鹽中還包裹著海洋植物和珊瑚。這就證明了這一帶原來是一片古海域。

維利奇卡鹽礦博物館維利奇卡鹽礦博物館

美國得克薩斯州的卡爾鹽礦,既是產石鹽的礦井,其空間又用作地下倉庫。這個礦已開採了近60年。離地面200米深處,廢棄了的坑道兩側,有1.5萬個房間,內藏珍貴物品和檔案資料。

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