中国粉体网讯 揠苗助长的故事人尽皆知。“宋人有闵其苗之不长而揠之者”。其实，这个人希望自己的禾苗快快长大的想法是好的，但却违背了自然生长规律。研究发现，钾是作物生长必需的三大营养元素之一，可促进作物的生长发育，提高作物的抗菌、抗逆能力，钾肥在农业高效生产中具有不可替代的重要地位。
我国是有近18亿亩耕地的农业大国，也是世界主要钾肥消费国。我国每年钾肥需求1200万吨以上，国内生产能力总和不超过450万吨，钾肥消费大量依赖进口，但较高的钾肥进口价格，已经超出农民的接受范围，限制了我国农业生产钾肥施肥用量，制约了我国农作物的增产增收。
虽然我国的可溶性钾资源极度匮乏，且分布不均，可我国不溶性钾资源却很丰富，主要分布在河北、山西、北京、辽宁、江苏、河南、湖北、贵州、四川、云南、陕西、宁夏、福建等地。目前已知含钾矿物主要有钾长石、白榴石、黑云母、明矾石、海绿石、伊利石等，而不溶性钾矿中具有代表性的是钾长石和含钾页岩。
不溶性钾矿综合利用工艺路线图
据报道，有59个钾长石矿源含K2O，平均含量约为11.63%，21个矿源钾长石储量约为79.14亿t，按平均含量折算，K2O储量约为9.20亿t。但我国水溶性钾盐资源极为短缺，其储量折合K2O约为4.50亿t，仅占世界总量的2.647%。因此，大规模开发非水溶性钾长石资源制取钾盐对保障我国经济的可持续发展具有重要的战略意义，社会和经济意义极为显著。
了解钾长石
钾长石(KAlSi3O8)是一种富含钾、硅、钙等矿质元素的架状结构硅酸盐，是3种同质多象变体——透长石、正长石和微斜长石的总称。
钾长石主要产于花岗岩、花岗闪长岩、二长岩、正长岩、伟晶岩等岩石中。我国钾长石矿资源分布广泛、储量极大，在内蒙古、安徽、黑龙江、四川、新疆等23个省区均有分布，储量估计超过200亿t。
钾长石晶体结构
钾长石中K2O，SiO2和Al2O3的理论含量分别为16.9%，64.7%和18.4%.天然钾长石中主要含石英、Fe2O3，CaO和Na2O等杂质，主元素含量K2O9%~14%，SiO250%~65%，Al2O312%~18%.钾长石的密度为2.56~2.58g/cm3，莫氏硬度为6~6.5，熔点为1200~1400℃。
钾长石提钾工艺方法
我国对钾长石的利用研究进行较早且研究方向较多。自1958年起，我国开始了利用钾长石制取钾肥的研究，先后出现了十余种工艺方法，即低温分解法、水解分解法、微生物分解法、熔盐离子交换法、焙烧法、高炉冶炼法、高温熔融法、高压水化法和微波辐射法等。
￭低温分解法
低温分解法是近年来对钾长石利用的主要研究方法之一，钾长石与氢氟酸或添加剂和硫酸等反应助剂的混合下进行反应，此反应具有低温、低能耗等优点，但反应过程产生氟化物会造成环境污染和设备腐蚀。这类方法包括硫酸加助剂分解法、硫－氟混酸分解法、钾长石－磷矿－无机酸分解法等。
￭水热分解法
水热分解法为固液反应体系，在一定条件下利用碱性溶液破坏钾长石的结构，使矿物中的钾元素得到有效释放。其操作简单且反应条件温和，但该法需耗费大量液体，在制备含钾产品的过程中蒸发能耗较高。
水热分解最终将钾长石转化为沸石类固相(K2O•Al2O3•SiO2•xH2O)，其中的K2O和部分SiO2具有可溶性，易被植物吸收，在农业生产中，可作为缓释肥料使用。
￭微生物分解法
微生物分解法是利用微生物等辅料与钾长石发生生化反应制得复合钾肥的方法．该方法未被大规模工业化应用的原因是在于微生物分解的速度缓慢、耗时长且转化率较低．微生物分解法的机理大致可以分为两种，一种是利用硅酸盐细菌对钾长石进行溶蚀，使矿物的晶格结构发生变形或崩解，获得的代谢产物能对钾元素进行主动吸收，从而使矿物颗粒被化学降解。另一种是利用能够产生葡萄糖有机酸或大量的胞外多糖的硅酸盐细菌菌株对钾长石进行溶解，从而释放矿物中的硅、钾等有价元素。
￭熔盐离子交换法
在高温条件下，钾长石的网状结构能得到有效破坏，从而将其中的K2O溶出，因此可采用离子交换法来进行释钾。该方法的主要缺点是产生的副产物量过大且没有工业利用价值，生产受副产物限制，资源利用率低。
￭烧结法
烧结法是利用加入复合添加剂与钾长石混合焙烧，此法大幅度降低体系所需温度是最常用的提钾方法之一。其原理是将钾长石与其他助剂在高温条件(约为1000℃)下进行焙烧，助剂分解的产物与钾长石发生反应从而破坏钾长石的晶格结构，使得钾与其他有价元素形成可溶性钾盐，最终达到提钾的目的。烧结法生产成本低但生产过程会产生较大能耗，且钾的转化率较低，使得该方法难以得到推广。
￭高炉冶炼法
钾长石经粉碎机粉碎后，与配料按一定比例入炉，炉缸内的温度需达到1500℃以上，从而使K2O挥发并随着高温气流被带出。同时挥发出的K2O会与炉内的CO2作用生成K2CO3产品。当CO2与水蒸气的存在量过大时，会将生成的一部分K2CO3转化为KHCO3。高炉中的熔渣可用于生产白水泥。
￭高温熔融法
高温熔融法是在生产其他肥料(例如:钙镁磷肥)的基础上进行应用，向配料中加入30%左右的钾长石，在1250℃的条件下，制得复合肥料，整个工艺不会产生任何废料。高温熔融法的普遍缺点是肥料含钾较低，肥效不理想、生产成本较高、能耗高、配料量大、经济效益差等。
￭高压水化法
上世纪五十年代末，前苏联学者萨氏与波氏首次提出高压水化法，此后许多国家均展开了类似研究。
利用高压水化法可以处理大部分高硅原料，使原料中有价成分得到保留。近几年来，由于管道溶出技术工业化的实现，促使高温高压浸出手段变的既经济又方便，此外高压水化法不需要高温烧结，具有能耗低、环保的特点，这些优势为高压水化法的工业化提供了前提条件，也改善了处理高硅原料只能用火法的状况。
￭微波辐射法
微波辐射法具有可选择性的加热物料、体系升温速度快等优点，是传统加热方法所不具备的。因为Al2O3、SiO2等物质在微波磁场中对微波能量的吸收能力不同，会被选择性的进行加热，从而导致了局部温差的出现，增大了钾长石和助剂的接触面积，提高了K+的溶出率。
钾长石土壤调理剂
近年来，随着我国很多农田土壤出现严重的酸化、盐渍化、重金属污染等问题，以钾长石为主要原料生产制备的矿物源土壤调理剂，因其兼具较好的土壤改良效果，同时又可补充土壤中不断流失的矿质元素，得到了较快发展。
据农业部网站公告信息，我国首个钾长石土壤调理剂产品于2008年获得农业部登记许可，随后逐步增多，截止2017年7月，登记有效的钾长石土壤调理剂产品数量总计32个。
目前我国市场上的钾长石土壤调理剂产品所用主要原料包括钾长石、白云石、石灰石、生石灰、麦饭石、沸石、磷矿石、贝壳粉、处理碱渣、石膏、轻烧镁、碳酸钙12种。除钾长石外，选择白云石、石灰石作为原料的产品数量最多，其比例分别达到了59%和56%；部分产品选择生石灰、麦饭石和沸石作为原料；个别产品采用了磷矿粉、贝壳粉、处理碱渣和石膏等作为原料。
钾长石土壤调理剂所用主要原料
我国企业主要采用“钾长石+白云石+石灰石”、“钾长石+白云石”、“钾长石+石灰石”、“钾长石+生石灰”4种不同矿石原料进行配伍生产制备土壤调理剂，其所占比例达到了70%以上。
钾长石土壤调理剂原料配伍情况统计
以钾长石为主要原料生产制备的钾长石土壤调理剂，亦或称钾硅钙肥、钾硅钙镁肥等，其本质上均是一种富含钾、钙、镁、硅等元素，以及很多其它中、微量元素的缓溶性、碱性矿质产品。
小结
从近年来的研究和应用结果来看，施用该类产品不但可以补充农田土壤流失的矿质元素，减少其它化学肥料的施用，而且还可以起到调节土壤酸碱性、提高土壤胶体性能和离子交换能力、改善土壤结构和微生态环境的作用。
另外，我国用于制造钾肥的可溶性钾资源贫乏，仅占世界总储量的2.2%。相对而言，我国难溶性钾矿资源较为丰富，但其开发利用技术尚不成熟，加大对不溶性钾矿的开采与应用力度势在必行。
参考资料：
￭张素素等.不溶性钾资源综合利用现状及前景分析
￭孙蓟锋等.我国钾长石土壤调理剂的发展现状与问题分析
￭刘佳囡等.我国钾长石研究现状综述
