我国难溶性、非水溶性钾资源利用技术显著推进

□《中国农资》记者 张 番

近年来，随着我国对钾资源开发的重视，我国钾盐的产量有显著增加，对提高我国钾肥供应起到了重要作用。然而，从全球范围来看，目前我国探明的水溶性钾矿资源较少，而且分布极不平衡，多集中分布在西北和西南边远省区，不利于大规模开发。一直以来，伴随着水溶性钾资源开发技术的不断进步，我国难溶性、非水溶性含钾盐矿相关生产技术也在摸索和推进中。很多技术经过十几年的研究，已经在近几年得到了实施和试产，并显现出卓越的效果。对此，记者调研了三种难溶性和非水溶性钾资源开采技术，并对各技术的不同特点进行了梳理。

钾钙硅肥——调理土壤酸性

钾长石是一种含氧、硅、铝、钾、钠等元素的硅酸盐矿物。我国是钾长石资源较为丰富的国家，其中全国钾长石矿源至少在60多个，平均K2O含量约为11.63%。华南理工大学教授石林介绍：“钾长石中除含氧化钾外，更含有60%以上的二氧化硅，如果能在其中添加足够的钙基化合物作为钾长石的分解助剂，就可以制备成含有硅、钙、钾、镁等营养成分的弱碱性肥料。可喜的是，经过近10年的努力，利用钾长石和钙基化合物复合、在中温条件下通过烧结法生产出了此类产品。其中硫酸钾含量大于8%、枸溶性氧化钙25%以上、枸溶性二氧化硅20%以上、枸溶性氧化镁5%以上，并含有多种微量元素组成分，总有效成分大于70%。此技术是国内外首次提出的、利用钙基化合物作为原料在1000℃以下分解钾长石，生产弱碱性矿物质钾钙硅肥料的一项创新性技术。”据悉，2011年，此项目已完成了中试规模（生产产品109吨）的省部级成果鉴定，结论为国内首创，达到国际先进水平。

从目前已完成的对我国南方酸性土壤种植的水稻、花生、山药、木薯、甘薯大田试验来看，每亩使用50-70公斤钾钙硅肥作为底肥，作物的增产率高达11.12%-47%，平均为16%左右。而且通过钾钙硅肥的施用，作物的品质显著改善。重金属含量下降，总体下降30%左右。土壤酸化得到抑制，理化性状得到提升。目前，仅华南地区酸性土壤面积约1057万公顷，若按每公顷土壤使用750公斤计算，可消化此类钾钙硅肥800万吨，若按平均增产率16%，每亩原粮产量400公斤计算，每年可多收粮食985万吨。同时，钾钙硅肥的施用，调理了土壤的酸性，提高了土壤质量，产生了较好的经济效益、社会效益和环境效益。

矿物钾肥——二次活化钾矿

我国云母矿资源丰富，分布广泛，是发展钾肥的有利条件，尽管在经济和技术上存在一些急需解决的问题，如能量消耗大、工艺复杂、尾矿残渣多等特点。但利用云母矿提钾一直是世界上非常重视的研究课题。经过几十年的攻关，国内外科研工作者从优选择工艺参数、简化流程与设备、综合开发多种产品、提高产品质量、降低成本入手，研究出一些新的开发利用途径。根据我国的具体情况，云母矿提钾制造钾肥是有现实意义和广阔前景的。

针对含钾云母类矿物，清华大学结合云母类矿物层状结构的物理特性，从粉体材料加工的角度出发，提高云母矿表面活性与比表面积，促进钾、硅和铝等元素的快速释放。清华大学教授盖国胜表示：“研究表明，活化后云母粉的比表面积较未活化提高了2倍，钾元素释放量提高了3倍。同时，结合包覆改性技术和发酵活化技术对钾矿进行二次活化，为满足作物对钾素的需求创造了充足的条件。”

目前矿物肥料已经量化生产，田间试验增产效果明显。其中，在大白菜上试验结果表明活化后矿物钾肥的单株重量和总产量较不施钾处理分别提高了20.48%和49.79%；配施常规钾肥后效果更好，1/2常规钾肥+1/2矿物钾肥处理的单株重量和总产量分别是常规处理的48.31%和10.04%。在水蜜桃上施用效果表明，矿物钾肥处理可以显著提高水蜜桃单果重、着色指数，改善水蜜桃的外观品质；也可以增加可溶性固形物和干物质的含量，提高果实的内在品质；还可以增强果实硬度，延长果实常温和低温条件下的贮藏时间。

非水溶性钾矿——高效、清洁利用资源

规模化高效利用非水溶性钾矿资源，不仅在当前具有其现实的技术经济可行性，而且从长远看，亦极有可能对中国经济、特别是现代化农业的可持续发展和保障粮食安全产生深远影响。为此，1993年以来，中国地质大学（北京）矿物材料国家专业实验室"矿物资源绿色加工"研究团队对全国16出代表性产地的非水溶性钾矿资源高效清洁利用关键技术做了系统研究，设计不同成因类型的钾矿石资源量超过100亿吨，完成了利用非水溶性钾矿资源知趣碳酸钾、硫酸钾、硝酸钾、硫酸钾等钾盐（肥）产品和水热合成钾型分子筛、制备缓释钾肥等关键技术攻关。

中国地质大学（北京）教授马鸿文介绍非水溶性钾资源实施成果时表示：“在非水溶性钾资源高效、清洁利用技术工程化实施方面，中国地质大学（北京）先后与陕西大秦钾业有限公司、山西紫光钾业有限公司、安徽铜陵化工集团等企业合作，已完成了利用钾长石粉体年产1000吨新型农用矿物基硝酸钾、利用霞石正长岩年产2000吨工业级碳酸钾工业化试验生产工艺包的设计。利用陕西洛南县长岭霓辉正长岩年产1万吨农用硫酸钾工业化试生产项目，在几年内可望出产工业产品。”此外，此工程还对利用工业磷石膏和钾长石制备农用优等品硫酸钾技术、利用硅酸钙晶种法回收污水中的磷技术、利用工业磷石膏生产硫酸技术、硫酸分解回收磷产物制备磷酸二氢钾产品等关键技术进行了针对性研究。这些成果也为我国磷肥行业实现清洁生产奠定了良好的技术基础。