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(金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司 國家緩控釋肥工程技術(shù)研究中心，山東 臨沭 276700)

鉀是農(nóng)作物生長必不可少的三大元素之一。我國土壤普遍貧鉀，嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。據(jù)資料顯示，全國缺鉀耕地占到了總耕地面積的65%，每年所需鉀肥在1200萬噸以上，而我國利用鹽湖提鉀，每年只能生產(chǎn)300多萬噸鉀肥，還需大量從俄羅斯、加拿大進(jìn)口。由于世界鉀肥市場被高度壟斷，價(jià)格昂貴，難以承受。因此，全國鉀肥施用量不足需求量的40%。雖然我國可溶性鉀資源極度匱乏，可是我國不溶性鉀資源卻很多，尤其是不溶性含鉀頁巖儲(chǔ)量十分豐富，主要分布在云南、四川、貴州、湖北、湖南、新疆、內(nèi)蒙古等19個(gè)省區(qū)，總量近千億噸，貴州銅仁地區(qū)不溶性含鉀頁巖尤為豐富，儲(chǔ)量達(dá)50億噸，K2O含量在8%～12%之間，顯示出良好的開發(fā)前景。開發(fā)利用不溶性鉀資源，使其轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)作物可利用的有效鉀資源，在我國鉀肥缺口甚大，有效鉀資源嚴(yán)重稀缺的前提下，對(duì)支持農(nóng)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)具有重要的意義。

1 不溶性含鉀巖石的利用現(xiàn)狀

1.1 高溫煅燒法

即配以輔料采用高溫煅燒的方法，破解鉀長石的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不溶性鉀轉(zhuǎn)變成可溶性或是枸溶性鉀的方法；較常見的有磷礦和鉀長石高溫熔融法制備鈣鎂磷肥，主要代表福泉磷肥廠25萬t/a生產(chǎn)線；石膏制酸聯(lián)產(chǎn)硅鈣鉀鎂肥，主要代表金正大諾泰爾化學(xué)有限公司30萬t/a硫酸聯(lián)產(chǎn)硅鈣鉀鎂肥；石灰石和鉀長石制備硅鈣鉀肥，貴州大學(xué)化學(xué)院馬武權(quán)教授專利[1]；另外還有石膏和鉀長石制備硫酸鉀等方法。

1.2 水熱反應(yīng)

即以堿破壞鉀長石中二氧化硅的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使得鉀長石中的K+可以得到有效釋放；例如：中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所劉建明研究員利用天然富鉀硅酸鹽巖石(鉀長石類不溶性含鉀礦物)和生石灰為原料，模擬天然風(fēng)化成土的地球化學(xué)過程，在高壓反應(yīng)釜中通過水熱化學(xué)反應(yīng)將富鉀的 各種礦物物質(zhì)成份整體地、大比例(≥80%)地轉(zhuǎn)化為能夠植物吸收利用的有效形態(tài)，從而生成在有效成份的構(gòu)成上類似天然風(fēng)化土壤的新型礦物肥料[2]；合肥工業(yè)大學(xué)在水熱條件下建立鉀長石-NaOH 反應(yīng)體系,全面探討影響該體系鉀溶出率的各種因素。 試驗(yàn)表明,在最優(yōu)條件下鉀的溶出率可高達(dá)90%以上[3]。

1.3 細(xì)菌分解

即以細(xì)菌或是真菌的分泌物實(shí)現(xiàn)對(duì)不溶性鉀鹽解鉀的方法；合肥工業(yè)大學(xué)生物與食品工程學(xué)院從土壤中分離得到1株具有一定解鉀能力，且抗逆性能相對(duì)優(yōu)良的菌株，編號(hào)為 YJ09。根據(jù)表型特征、生理生化性質(zhì)以及 16S rRNA 序列分析，確定菌株 YJ09 為地衣芽孢桿菌。研究菌株 YJ09 發(fā)酵液中與解鉀相關(guān)的成分發(fā)現(xiàn)，胞外多糖對(duì)鉀長石的分解作用大于有機(jī)酸;解鉀培養(yǎng)液中氨基酸含量非常低，解鉀的主要因素是多糖。菌株 YJ09 具有較強(qiáng)的解鉀能力和抗逆性，作為微生物肥料用于農(nóng)作物種植前景廣闊[4]。

1.4 酸法分解

鉀長石主要成分為K2O·Al2O3·6SiO2，能夠有效破解鉀長石結(jié)構(gòu)的酸為氫氟酸，所以在酸法分解鉀長石的研究中，鉀長石一磷礦一無機(jī)酸(磷酸、鹽酸)反應(yīng)過程分兩步進(jìn)行：先是無機(jī)酸分解磷礦,然后是磷礦分解產(chǎn)物與鉀長石發(fā)生反應(yīng),其中包括氫氟酸分解鉀長石反應(yīng)和Ca2+與K+的交換反應(yīng),但對(duì)提鉀起主導(dǎo)作用的是離子交換反應(yīng)[5]；山東科技大學(xué)“氟硅酸循環(huán)法低溫分解含鉀巖石工藝技術(shù)”，采用在常壓、100℃內(nèi)利用酸性條件下氟硅酸的特殊性質(zhì)分解含鉀巖石，同時(shí)利用硫酸的穩(wěn)定性加熱處理回收氟硅酸，然后利用物料不同的化學(xué)性質(zhì)分別處理得到白炭黑、氫氧化鋁、氫氧化鐵、硫酸銨鉀等產(chǎn)品，貴州遠(yuǎn)盛鉀業(yè)科技有限公司應(yīng)用該技術(shù)建成了中試生產(chǎn)線。

2 結(jié)果與討論

(1)鉀長石中鉀資源的利用主要分成兩個(gè)方向，一種是將不溶性鉀變成水溶性鉀資源，另一種是變成枸溶性鉀。

(2)能夠形成規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化利用的主要還是高溫煅燒法；酸堿分解法和生物活化法還處于研究階段。