我國(guó)鉀長(zhǎng)石礦資源分布廣泛、儲(chǔ)量極大，在內(nèi)蒙古、安徽、黑龍江、四川、新疆等23個(gè)省區(qū)均有分布，儲(chǔ)量估計(jì)超過(guò)200億t。

但我國(guó)水溶性鉀鹽資源極為短缺，其儲(chǔ)量折合K2O約為4.50億t，僅占世界總量的2.647%。因此，大規(guī)模開(kāi)發(fā)非水溶性鉀長(zhǎng)石資源制取鉀鹽對(duì)保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義極為顯著。

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鉀長(zhǎng)石提鉀技術(shù)

由于鉀長(zhǎng)石具有由Si-Al-O四面體形成的三維架狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)極穩(wěn)定，常溫常壓下幾乎不被除濃硫酸、氫氟酸外的其它酸堿分解，因此高效分解鉀長(zhǎng)石、將其中非水溶性鉀轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄遭浕衔锍蔀樘崛♀淃}的關(guān)鍵。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)此進(jìn)行了大量研究，方法有中高溫焙燒法、中高溫熔浸法、低溫酸分解法、低溫堿分解法和微生物法等。

（1）中高溫焙燒法

中高溫焙燒法是通過(guò)加入焙燒助劑在中溫或高溫下（700-1300℃）破壞鉀長(zhǎng)石的Si-Al-O網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提取鉀。

根據(jù)加入的焙燒助劑，可分為碳酸鹽焙燒法、硫酸鹽-碳酸鹽焙燒法、硫酸鹽焙燒法、氯化物焙燒法及高溫?fù)]發(fā)法等。

（2）中高溫熔浸法

中高溫熔鹽浸取法是以低熔點(diǎn)的鹽為反應(yīng)介質(zhì)，在一定溫度下鹽類熔解形成液相，可大大提高傳質(zhì)與擴(kuò)散速率，為鉀長(zhǎng)石的分解提供有利條件。采用的鹽類包括CaCl2、NaCl及CaCl2-NaCl等。

熔鹽法雖可獲得較高的鉀熔出率，但需將大量鹽加熱至熔點(diǎn)以上，能耗較高。熔鹽與鉀鹽產(chǎn)品及浸出渣的分離、熔鹽的循環(huán)利用及處理等問(wèn)題均較復(fù)雜，成本較高，高溫熔鹽腐蝕性較強(qiáng)，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求也較高，工業(yè)應(yīng)用難度較大。

（3）低溫酸分解法

鉀長(zhǎng)石的化學(xué)性質(zhì)極穩(wěn)定，很難被酸分解。在常壓水熱反應(yīng)體系中用H2SO4浸出鉀長(zhǎng)石，分解率僅約為12%。但在有HF存在下，鉀長(zhǎng)石分解率顯著提高。

低溫酸分解法的關(guān)鍵在于利用HF打開(kāi)鉀長(zhǎng)石的結(jié)構(gòu)，為鉀浸出提供有利條件。低溫酸分解法可分為H2SO4-含氟助劑和磷礦-無(wú)機(jī)酸2個(gè)反應(yīng)體系。

采用H2SO4-含氟助劑體系處理鉀長(zhǎng)石時(shí)，由于HF可有效破壞鉀長(zhǎng)石的結(jié)構(gòu)，因而可得到較高的K2O浸出率。但由于鉀長(zhǎng)石中硅含量較高，消耗大量含氟助劑，成本較高，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的含氟氣體及廢水，需進(jìn)行綜合回收或無(wú)害化處理。

（4）低溫堿分解法

低溫堿分解法也是一種常用的從鉀長(zhǎng)石中提鉀的方法，該法通過(guò)添加堿性助劑破壞鉀長(zhǎng)石礦物結(jié)構(gòu)提取鉀。

常用的堿性助劑有CaO、Ca（OH）2和KOH等，可單獨(dú)使用，也可2種聯(lián)合使用。根據(jù)反應(yīng)條件的差異，低溫堿分解法又分為堿性水熱法和亞熔鹽法。

（5）微生物分解法

一些特定種類的微生物能與鉀長(zhǎng)石發(fā)生生化反應(yīng)將鉀長(zhǎng)石中的鉀轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄遭?，常用的微生物有?xì)菌和真菌，其中硅酸鹽細(xì)菌是研究較多一種微生物。

微生物法工藝流程簡(jiǎn)單，基本無(wú)污染排放，工業(yè)應(yīng)用前景較好。但目前仍存在一些問(wèn)題尚未解決，如菌種在自然條件下的存活能力和繁殖能力較弱、菌種培育周期過(guò)長(zhǎng)等。解決這些問(wèn)題需通過(guò)基因工程篩選和培養(yǎng)存活能力更強(qiáng)、繁殖速度更快的新菌株。

國(guó)外的水溶性鉀鹽礦床資源較豐富，因此從非水溶性鉀礦中提鉀的研究較少。日本、美國(guó)和印度曾分別采用高溫高壓堿熔法、硫酸高溫焙燒法和水泥窯法分解鉀長(zhǎng)石提鉀，但均未實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，目前只有俄羅斯開(kāi)發(fā)的利用霞石生產(chǎn)氧化鋁并聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀和水泥的工藝實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。

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鉀長(zhǎng)石整體制備多元素復(fù)合肥技術(shù)

鉀長(zhǎng)石中K2O含量?jī)H約為12%，其它80%以上為硅、鈣、鎂、鐵等元素，這些元素也是植物所需的中微量元素。為綜合利用這些中微量元素，一些科研人員開(kāi)展了將鉀長(zhǎng)石整體制備多元素復(fù)合肥料的研究，即鉀長(zhǎng)石經(jīng)處理后不再提取鉀和硅等，而是直接將處理所得產(chǎn)物整體作為肥料施用。

在鉀長(zhǎng)石處理過(guò)程中，其中的鉀、硅、鈣、鎂、鐵等元素均得到活化，大部分轉(zhuǎn)化為能被植物吸收的水溶性或構(gòu)溶性元素，作為肥料，既有利于提高土壤肥力，又有助于改善土壤酸堿度，鈍化重金屬元素，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的復(fù)合肥料（或土壤調(diào)理劑）。

鉀長(zhǎng)石整體制備復(fù)合肥料技術(shù)依據(jù)其反應(yīng)原理，可分為煅燒法、熔融法和水熱法3種。

（1）煅燒法

煅燒法在高溫下使鉀長(zhǎng)石與助劑中的鈣、鎂等化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞其原有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，活化其中的鉀、硅等組分，反應(yīng)原理與中高溫焙燒法提鉀相似。

煅燒法目前已工業(yè)化應(yīng)用，山西富邦肥業(yè)有限公司、陜西華縣榮昌鉀肥廠等廠家已采用煅燒工藝生產(chǎn)出了合格的硅鈣鉀肥（土壤調(diào)理劑）產(chǎn)品，并已進(jìn)行了市場(chǎng)推廣。

（2）水熱法

劉善科等以富鉀巖石（主要成分為鉀長(zhǎng)石）為原料，采用靜態(tài)水熱法制得了鉀-硅復(fù)合肥，將富鉀巖石中超過(guò)80%的K、Si、Ca、Fe、Mg及Mn等礦物質(zhì)成分轉(zhuǎn)化為植物易吸收的有效形態(tài)，可為土壤補(bǔ)充多種植物所需的元素，促進(jìn)土壤營(yíng)養(yǎng)平衡，全面提高土壤的綜合肥力。產(chǎn)品還具有納米-亞微米顆粒結(jié)構(gòu)，能增加土壤保水透氣性能，應(yīng)用前景良好。

（3）熔融法

陳廷臻等以含鉀砂巖、鉀長(zhǎng)石等為原料，采用熔融熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法使鉀礦石中的結(jié)構(gòu)鉀（無(wú)效鉀）變成可被植物吸收的有效鉀，形成含有效鉀、鎂、鐵、硅、硫等多種元素的無(wú)機(jī)鰲合態(tài)肥料，可使農(nóng)作物增產(chǎn)10%-30%。

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發(fā)展前景

我國(guó)擁有豐富、優(yōu)質(zhì)的鉀長(zhǎng)石礦產(chǎn)資源，為鉀鹽和鉀肥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。利用鉀長(zhǎng)石提取鉀鹽的工藝研究已有多年，也探索出一些適合國(guó)情的提鉀工藝，但迄今為止，由于種種原因均未能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。近年來(lái)也有新的研究成果，但僅限于實(shí)驗(yàn)階段。

單一提鉀及制備復(fù)合肥料技術(shù)存在的問(wèn)題及發(fā)展方向如下：

（1）從鉀長(zhǎng)石中單一提鉀均存在工藝流程復(fù)雜、設(shè)備投資大、生產(chǎn)成本高、廢渣產(chǎn)生量大、經(jīng)濟(jì)效益差等問(wèn)題，工業(yè)應(yīng)用前景較差。鉀長(zhǎng)石利用的方向應(yīng)是尋找流程相對(duì)簡(jiǎn)單、資源綜合利用率高、過(guò)程清潔、方案合理且產(chǎn)品附加值高的關(guān)鍵技術(shù)。

（2）將鉀長(zhǎng)石整體活化制備為多元素復(fù)合肥料或土壤調(diào)理劑，目前已有工業(yè)化應(yīng)用實(shí)例，應(yīng)是今后研究的重要方向。

（3）水熱法制備的多元素復(fù)合肥（或土壤調(diào)理劑）不但能提供多種可被植物吸收的營(yíng)養(yǎng)元素，提高土壤肥力，且由于水熱反應(yīng)過(guò)程可調(diào)控產(chǎn)品微觀形貌，使產(chǎn)品具有特殊的微孔結(jié)構(gòu)和納米-亞微米顆粒結(jié)構(gòu)，還能起到改善土壤微觀結(jié)構(gòu)、增加土壤保水透氣性能、固化重金屬元素、調(diào)節(jié)土壤酸堿平衡等作用，有望從根本上提高我國(guó)耕地的綜合肥力和可持續(xù)生產(chǎn)能力。

在我國(guó)土壤資源整體質(zhì)量偏低且退化現(xiàn)象嚴(yán)重，水土沙化、酸化、鹽漬化等現(xiàn)象呈加速擴(kuò)展的趨勢(shì)下，水熱法制備多元素多功能復(fù)合肥（或土壤調(diào)理劑）技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。