第一百五十三章 摸底（中杯） (第2/2页)

一般情况下，这种类型的磷矿品位较低，通常小于10%，低者仅为2%～3%，不具备工业开采价值。
　　
　　另外其他矿物也伴生有磷，不过含量一般也是非常低。
　　
　　比如眼前这条在沙漠下方50～80米深度的磁铁矿，平均磷含量在0.63%左右，而这条磁铁矿含有的磁铁矿石总量，只有11万吨左右，全部开采出来，才可以提炼693吨五氧化二磷。
　　
　　这种小铁矿，根本不具备开采价值。
　　
　　当天晚上，江淼一行人在哲里木市区休息了一晚上。
　　
　　第二天，天刚蒙蒙亮，车队便一路向北，沿着304公路前往北面的仆人县。
　　
　　在路过海日罕林场附近的时候，江淼停下了脚步，他在附近的一旁山地之中，发现一大片埋藏非常浅的岩浆岩型磷灰石，五氧化二磷的平均含量为2.3～3.1%。
　　
　　“我们就在附近考察一下。”
　　
　　6=9+
　　
　　对于江淼的吩咐，柯勇等人自然没有意见。
　　
　　沿着几条乡镇公路或者土路，慢吞吞开了三个多小时，江淼将这一片岩浆岩型磷灰石矿脉摸了一个大概。
　　
　　该区域的岩浆岩型磷灰石呈现片状分布，这是岩浆岩成矿的特点之一，其矿区面积为宽度7.9公里～11.6公里，长度为47～49公里，厚度为12～15米，埋藏深度在5～20米，一部分区域可以露天开采。
　　
　　而这里的岩浆岩型磷灰石平均磷含量为2.3～3.1%，有一小部分可以达到7.2%，不过占比非常小。
　　
　　这种矿脉开采成本太高了，估计当地的矿物勘探部门早已经查验过了，觉得不具备工业价值。
　　
　　不过这里的岩浆岩型磷灰石矿物总量倒是非常庞大，足足有50亿立方米，差不多是150亿吨矿石。
　　
　　按照五氧化二磷平均2.7%含量计算，差不多含有4.05亿吨五氧化二磷。
　　
　　如果采用传统技术提炼，那开采和提炼的企业会亏到连裤衩都不剩下。
　　
　　其实北方地区的岩浆岩，普遍都含有磷灰石，就是含量太低，不具备工业价值。
　　
　　类似于此时江淼脚底下的岩浆岩型磷灰石，整个北方至少要有几千亿吨储量。
　　
　　那江淼要如何解决开采成本的问题？
　　
　　答案就在生物采矿技术上。
　　
　　所谓的生物采矿，就是利用细菌真菌对于某些元素的特殊嗜好，从矿物、水体之中富集出特定的元素。
　　
　　比如豆科的根瘤，本质上就是通过细菌从空气之中固化氮元素。
　　
　　还有目前很多贫铜矿，也会采用生物采矿技术进行开采。
　　
　　生物采矿的优点是能耗低，对环境比较友好，而且可以处理贫矿。
　　
　　缺点也是效率比较低，而且微生物需要特定的培养反应罐，加上可以高效富集特定元素的细菌真菌比较少，也很难进行人工培育。
　　
　　而这恰恰就是江淼的拿手好戏。
　　
　　他的开采方案，是打井注入含有特定细菌和营养液的提炼液，让细菌在周围地层之中疯狂繁殖，富集岩层之中的磷元素，然后定期抽取提炼液，同时补充营养液。
　　
　　直到将地下的周围地下岩层之中的磷含量吸收到只剩下0.3%左右，就废弃这个井。
　　
　　江淼在实验室之中尝试过十几种细菌。
　　
　　目前只挑选出三个类型的细菌作为重点研究，分别是：深红红螺菌、浮游球衣菌、硝化细菌。
　　
　　之所以选择这三个细菌，原因自然是它们不是致病菌，哪怕是感染了，也不会有太大的风险。
　　
　　而其他的着色菌属、贝日阿托氏菌属、不动杆菌属、气单胞菌属、假单胞菌属，很多都会对人类和动物产生致命的感染，因此要排除掉。
　　
　　江淼比较看好浮游球衣菌。
　　
　　浮游球衣菌主要分布在污染河流、滤水池和活性污泥等含有机质丰富的流动淡水中，极度好氧。
　　
　　它具有解磷、解钾的功能，还能活化土壤中硅、钙、镁中量元素，提高铁锰铜锌钼硼供应，提高或延长肥效，减少化肥用量，提高作物抗逆性，预防或减轻病害，在其生长繁殖过程中还可产生有机酸、氨基酸、多、激素等有利于植物吸收和利用的物质。
　　
　　因此如果向地下水井注入浮游球衣菌，可以避免造成严重污染，在需要它们富集磷的时候，就通过打气泵，向井中通入空气，如果不需要它们了，就停了营养液，封闭井口，可以将浮游球衣菌闷死在地下。
　　
　　而且浮游球衣菌除了可以富集磷，还可以富集钾，相当于一鱼两吃。
　　
　　和传统工业法提炼的磷钾不一样，通过浮游球衣菌提炼出来的磷钾，其实是一种有机肥，只需要调整好磷钾比例，完全可以直接作为有机肥出售，又减少了一道工序。
　　
　　现在唯一的麻烦，就是浮游球衣菌的培育比较麻烦。
　　
　　该菌的分离纯化较为困难，常见的方案，是采用低营养进行富集培养，一般实验室常采用液体保藏法，此外，也可使用简单保存法、液氮超低温保存法等对其进行保存。
　　
　　好在江淼可以通过它们的基因序列，知道浮游球衣菌的各种特性。
　　
　　他采用琼脂作为培养基，添加了一些特定成分，然后种下浮游球衣菌菌种，让其繁殖3天，最后直接通过冻干工艺，制造出菌种块。
　　
　　这东西在密封的纯氮气环境下，可以保存好久，方便大规模生产浮游球衣菌菌种和投放。
　　
　　使用过程中，就是将菌块扔水里，然后下入特定的营养粉，加上通入空气，在气温比较高的夏季，几个小时就可以快速繁殖，最后将浮游球衣菌提炼液注入井里即可。
　　
　　江淼进行模拟实验，发现只需要10天左右，在特定营养液支持下，浮游球衣菌可以吸收掉周围半径3～5米的磷元素，让提取液的浮游球衣菌已经繁殖到了极限，这个时候就可以抽矿液了。
　　
　　将含矿菌液抽出来后，注入分离池之中，使用超声波将浮游球衣菌驱逐到池子的局部区域。
　　
　　这是江淼通过研究浮游球衣菌的基因和机体结构，发现它们对于特定超声波非常敏感而厌恶，只要在水体一边不断发射这种特殊频率的超声波，就可以让它们主动远离，从而实现再次富集。
　　
　　之所以这样做，是为了减少水资源的浪费，让含矿菌液中，95%的水可以再次被注入井中。
　　
　　剩下高度富集的含矿菌液，就可以通过自然蒸发，或者加热蒸发的方式，获得富含磷钾和有机物的结晶。
　　
　　使用这一套工艺，如果可以大规模铺开，平均提炼每吨纯磷（相当于2.29吨五氧化二磷），大概只需要费870元。
　　
　　同时可以提炼出50～600公斤的钾（相当于95～1140公斤氯化钾），这需要看岩层之中的钾含量。
　　
　　这个成本和国内采用磷矿生产的五氧化二磷差不多，目前国内五氧化二磷每吨生产成本在400元左右。
　　
　　而且浮游球衣菌生物采磷钾技术，环境污染非常小，对水资源消耗也不大，还不用大规模爆破和挖掘，也不需要太多采矿和冶炼设备。
　　
　　正是这些优势，才让这个技术的综合成本拉到和传统磷矿提炼法差不多。
　　
　　这个技术的出现，意味着国内的磷矿工业储量，会增加几千亿吨，哪怕是这些磷矿石的含量只有2～3%，也可以提炼出几十亿吨纯磷。
　　
　　如果按照国内每年消耗2000万吨纯磷的使用量，那这几十亿吨纯磷可以支撑国内上百年的需求。
　　
　　不过江淼估计，这个技术大概率只能作为储备技术，因为国内这几年一直在试图减少本土的磷矿开采规模，想办法通过外购解决磷矿供应问题。
　　
　　官方极有可能会批准几家企业使用这个技术，然后将规模限定在一定范围内，这样既可以保证有相应的技术人才储备，又不需要大规模开采，如果真的遇到国际环境突然恶化，就可以利用这几家企业的储备人才，快速扩大生产。
　　
　　(本章完)