钾盐资源属于我国非常紧缺的非金属矿产资源之一，2016年已被列入国家战略性矿产目录，而钾长石就是含钾量较高、分布最广、储量最大的非水溶性钾矿。
因此，基于钾长石富含钾、硅、钙等多种中、微量元素的特点，以其为主要原料开发制备出如钾硅钙肥等矿质肥料产品，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，近年来逐渐发展起来。
1、钾长石土壤调理剂的主要原料
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。
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。
因此，目前我国企业主要采用的技术方案显而易见，产品主要原料及其配伍形式相对清晰和明确，不过，这也反映出了市场上该类产品存在一定的同质化问题。
2、钾长石土壤调理剂的生产工艺
钾长石的化学性质极稳定，除氢氟酸外，常压常温下几乎不被酸、碱所分解。其中，所含的钾、钙、硅等养分不能直接为植物吸收利用，即使在大自然的长期作用下，也只有极少部分会缓慢风化。因此，必须采取一定工艺进行处理，将其中非水溶性成分转化为可溶性或枸溶性成分，方可作为肥料或土壤调理剂使用。
钾长石提钾或活化工艺很多，大致包括高温煅烧法、水热化学反应法、氢氟酸分解法和微生物分解法等，而高温煅烧法和水热化学反应法是目前生产制备钾长石土壤调理剂的主要工艺。
（1）高温煅烧法
将钾长石与白云石、石灰石或生石灰等配料在一定温度（1300～1500℃）下进行焙烧而成。煅烧法是比较常用的解钾方法之一，目前我国有较多企业采用这种工艺。
（2）水热化学反应法
在相对较低的温度条件下，通过水热化学反应将钾长石中的钾、硅和铝转变为可溶性成分。相对于高温煅烧法，此工艺降低了生产成本和能耗，简化了工艺流程，目前我国已有企业采用此法进行工业化生产。
（3）氢氟酸分解法
采用氢氟酸或浓硫酸+氟化钠等与钾长石反应获得可溶性钾。该工艺的反应体系具有强腐蚀性，且产生四氟化硅等气体污染物排放，属较少采用的工艺。
（4）微生物分解法
采用胶质芽孢杆菌等解钾细菌转化钾长石中的钾元素，使其转化为植物可吸收利用态。该工艺技术流程短、实施过程绿色环保，但存在硅酸盐细菌的菌种培养周期较长，繁殖能力和生命力对环境要求高，释钾能力低等缺点，尚有很多未解决的问题。
3、钾长石土壤调理剂的技术指标
目前我国登记有效的钾长石土壤调理剂产品主要技术指标主要有以下几个特点：
（1）绝大多数产品的氧化钾（K2O）含量达到4.0%以上，所占比例达到了84%。
（2）产品中氧化钙（CaO）含量主要集中在20.0%≤CaO＜30.0%和CaO≥30.0%的范围内，所占比例分别达到了53%和34%，并且其中83%的产品氧化钾（K2O）含量达到4.0%或以上。
（3）产品中氧化镁（MgO）含量主要集中在4.0%≤MgO＜10.0%范围内，所占比例达到了69%，而25%的产品无氧化镁含量指标，并且其中83%的产品氧化钾（K2O）含量达到4.0%或以上。
（4）产品中二氧化硅（SiO2）含量主要集中在20.0%≤SiO2≤30.0%和10.0%≤SiO2＜20.0%范围内，所占比例分别达到了69%和28%，并且其中84%的产品氧化钾（K2O）含量达到4.0%或以上。
此外，根据已经发布实施的农业行业标准《土壤调理剂通用要求》（NY/T3034－2016）、《土壤调理剂磷、钾含量的测定》（NY/T2273－2012）和《土壤调理剂钙、镁、硅含量的测定》（NY/T2272－2012）中相关规定，钾长石土壤调理剂中钾、钙、镁、硅应分别以氧化钾（K2O）、氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）和二氧化硅（SiO2）计，且上述项目的检测均采用0.5mol/L盐酸浸提后测定。
除氧化钾、氧化钙、氧化镁、二氧化硅指标外，钾长石土壤调理剂产品技术指标还明确规定了pH值范围，以利于指导农户进行产品选择和施用。该类产品pH值指标均属碱性范围，且很多产品碱性还比较强，最高2个产品的pH值范围达到了11.0～13.0。
4、钾长石土壤调理剂的农用效果
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。
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。
（1）土壤改良效果
钾长石土壤调理剂具有重金属污染土壤修复功能，主要在于其具有疏松多孔的外观特征，有较高的离子交换能力和吸附性能，其可变电荷表面对重金属离子具有吸附、解吸、沉淀等作用。
此外，通过调整土壤酸碱性，也对降低土壤中重金属的生物有效性和可迁移性发挥了重要作用。
（2）肥料增产效果
研究表明，施用钾长石土壤调理剂对柑橘、甘蔗、水稻、玉米等诸多作物都产生了较好的增产增效作用，尤其是对于酸化土壤和重金属污染土壤还可起到一定改良作用。
钾长石土壤调理剂与尿素、磷酸铵或复合肥料等大量元素肥料按比例混合后作为底肥施用，可一定程度减少或替代其中钾肥和中、微量元素肥料的投入。
目前，该类产品在我国的华南、华东和西北等很多地区的苹果、柑橘、枣等经济作物，以及水稻、玉米和小麦等大田作物上有了更广泛的推广和使用。
5、钾长石土壤调理剂行业存在的问题及建议
（1）行业发展需要国家政策支持与引导
加快开发我国非水溶性钾矿资源的意义重大，然而，近些年的行业发展却显得不尽如人意。我国采用非水溶性钾矿生产制备矿物源土壤调理剂的产能规模尚不足百万吨，总体上处于规模小、散乱和略显无序的发展状态。
目前，化肥行业正步入化解过剩产能和转型升级的艰难阶段。非水溶性钾矿资源的开发必将面临同样的不利情况。现阶段希望政府主管部门能够出台一些差异化优惠政策，扶持处于发展初级阶段的土壤调理剂产业，引导我国非水溶性钾矿资源的开发利用，也将对促进我国化肥行业转型升级不无裨益。
（2）行业发展需要企业加强产品和技术创新
我国对于开发利用非水溶性钾矿资源一直在不断探索，从早期单一提取制备可溶性钾肥，到逐步研发生产缓溶性矿质肥料产品，再到综合利用非水溶性钾矿资源生产制备矿物源土壤调理剂，已然找到一条较好的资源开发利用模式。
但是，业内企业却普遍感觉市场艰难，且存在出产品技术单一、同质化的问题，而这则必将随着市场竞争的愈加激烈更加凸显出来。
应该看到，行业发展的空间是巨大的，现阶段真正缺少的不是市场空间，而是能够切实解决问题、有实效的好产品。因此，企业唯有着眼于我国农业生产的实际需求，准确定位产品研发方向，不断加强产品和技术创新，开发出有竞争力的产品或技术，才能赢得广阔的市场。
（3）行业发展需要完善技术标准体系
相对于产品和市场的快速发展，土壤调理剂配套的技术标准体系建设仍然显得滞后，除需要建立更多必要成分的检测标准外，对于土壤调理剂产品而言，功能性指标或效果的检测和评价亟待建立，因此，标准化工作仍将任重道远。
非水溶性钾矿资源的开发利用有助于弥补我国钾肥供应不足，从保障我国农业用肥安全角度而言更具有战略意义。面对未来我国土壤改良巨大的市场空间，以钾长石为主要原料生产制备土壤调理剂，在非水溶性钾矿资源综合利用方面已然迈出了重要一步。未来，如果国家能够出台差异化政策支持，鼓励和引导企业进行产品和技术创新，瞄准我国农业生产的现实需求，相信非水溶性钾矿资源开发必将迎来越来越广阔的发展空间。
参考资料：[1]孙蓟锋,王旭,侯晓娜,等．我国钾长石土壤调理剂的发展现状与问题分析［J］．中国土壤与肥料,2018 (4):1-7
时间：7月10-12日，地点：北京工业职业技术学院
内容聚集：
（1）如何高效除铁？
（2）如何绿色提纯增白？
（3）如何提高精矿的纯度？
（4）如何提高矿石的附加值？
（5）如何选择低成本的提纯工艺？
（6）如何不盲目的做设备选型？
（7）如何优化生产工艺？
（8）如何提高选矿回收率？
（9）如何做好循环水及尾矿回收处理？
报名联系：
张 栋：13521444038（微信同号）
更多精彩！欢迎扫描下方二维码关注中国粉体技术网官方微信（粉体技术网）
|
