优游注册一站式服务开发无公害肥料钾镁肥实现产业化开发无公害肥料钾镁肥实现产业化 开发无公害钾镁肥 实现矿质肥料产 业化 米清海 毛俊卿 张兴辽 冯进城 (河南省地质科学研究所，郑州市黄河路41号，450053) 一、钾肥概况 目前市场上的钾肥基本上是水溶性的速效化学钾肥:氯化钾和硫酸钾，它们是由水溶性钾盐资源工业化生产出来的。我国缺乏水溶性钾盐资源，导致钾肥工业滞后，氮磷钾肥料供应比例失调，钾肥严重不足。为此，农业部门于1997年开展“补钾工程”以平衡肥料供应。2000年，全国施用钾肥600万吨，国产20多万吨，主要依赖进口。据农业部门预测，到2010...

　　开发无公害肥料钾镁肥实现产业化 开发无公害钾镁肥 实现矿质肥料产 业化 米清海 毛俊卿 张兴辽 冯进城 (河南省地质科学研究所，郑州市黄河路41号，450053) 一、钾肥概况 目前市场上的钾肥基本上是水溶性的速效化学钾肥:氯化钾和硫酸钾，它们是由水溶性钾盐资源工业化生产出来的。我国缺乏水溶性钾盐资源，导致钾肥工业滞后，氮磷钾肥料供应比例失调，钾肥严重不足。为此，农业部门于1997年开展“补钾

　　”以平衡肥料供应。2000年，全国施用钾肥600万吨，国产20多万吨，主要依赖进口。据农业部门预测，到2010年，全国需要钾肥1000万吨，目前青海钾肥厂的生产能 0万吨/年，届时有望达到100万吨/年，加上新疆钾盐以及到周边国家开发钾盐力只有2 生产钾肥也只能达到200万吨/年的供应能力。国内钾肥的缺口仍然很大，钾肥紧缺，主要依靠进口的局面还难有改观。 我国的非水溶性含钾岩石资源非常丰富，分布也较广泛，如能利用该类资源开发钾肥，将为缓解我国钾肥紧缺状况开辟新途径。因此，国家在行业发展政策上也重点支持利用我国的非水溶性钾资源生产无氯钾肥。国内有关部门也开展了这方面的工作，如贵州大学开发的钾钙肥，有效钾5%左右，已获国家专利;四川省地矿局开展的绿豆岩综合利用和长沙矿山设计院对含钾岩石的综合利用工艺都通过了中试;中国地质大学的马鸿文教授也开发了提钾生产钾肥的工艺技术等。国内习惯上把利用非水溶性钾资源开发的钾肥称为非传统肥料，目前非传统钾肥在市场上还非常少，基本上没有影响。 二、钾镁肥的研究与开发 河南省地质科学研究所在三年的调研和预研究基础上并争得上级部门的支持，于1994年正式立项开展利用含钾岩石资源研制农用钾肥的工作。经过三年艰苦攻关，成功地开发出了利用河南省方城县塔山钾长石资源生产钾镁肥的工艺技术，在方城县磷肥厂实现了工业化生产。1996年9月通过了成果鉴定。钾镁肥中有效钾8-10%。是目前 1 国内利用非水溶性钾资源工业化生产的钾肥中含量最高的，又由于在1994-1996年连续肥效试验及其后的大面积农田示范和推广应用中，钾镁肥应用效果的突出表现，引起有关部门的重视和有力支持。钾镁肥技术成果被列入1997年度国家科委的国家级星火项目

　　;1997-1998年度地矿部科技成果重点推广项目;1999年国家科技部的“九五”国家科技成果重点推广计划项目和国家计委的“高技术产业化示范工程项目”等。 利用钾长石生产钾镁肥采用的是热化学转化法，该方法是通过热法提供的能量，在钾镁肥转化助剂以及配入的含钙镁元素配料(由白云石和菱镁矿提供)的共同作用下，使钾长石矿物中固定的铝硅酸盐晶体结构遭到破坏，生成无结构的非晶质态(肥料学上称为玻璃态肥料)的硅酸盐:硅酸钾、硅酸镁和硅酸钙等。 在该方法中，钾镁肥转化助剂是关键。不采用转化助剂时，钾长石中的钾转化率太低，增加钙镁元素的配入量时，转化率会提高，钾长石与白云石的比例达到1:1.4-1.6时，钾的转化率接近80%，而此种配比，因配料量大，产品中钾的含量下降，有效钾仍较低，一般达不到5%。加入转化助剂后，一方面提高了钾的转化率，另一方面降低 钾的转化率在95%以配料的配入量，按钾长石:白云石:转化助剂0.70:0.28:0.02配比， 上，有效钾大于8%。同时加入的转化助剂还起到阻止已形成的非晶质硅酸盐向晶质的铝硅酸盐的转化(肥料学上称之为反玻璃化)，自然界存在着非晶质的无序结构因其不稳定性而向晶质的有序结构转化的趋势。由于转化助剂阻止了这种反玻璃化反应，使产品中的非晶质肥料固定下来，进而有效成分也就稳定了。 在钾镁肥的生产实践中有两点与以往的报道有所不同:一是热法生产钾肥中，钾长石中的钾元素会挥发，利用其挥发特性可以生产窑灰钾肥。实际上钾长石中的钾元素受热后挥发量极少，13500C左右的高温连续生产时钾的回收率在99%以上，几乎无挥发损失，热法生产矿质钾肥中可以不考虑钾的挥发损失。二是热法生产中加入的钙等二价元素没有与钾长石中的钾发生置换反应，只是促进结构转化共同生成玻璃态的硅酸盐肥料，钾镁肥中的钾仍是不溶于水的。以往认为是钾钙肥等矿质钾肥中钙置换了钾而生产成钾离子，实际上根本不存在，不仅岩矿鉴定证实钾镁肥产品中无钙长石，而且化学

　　上镁、硅、钙与钾一样均不溶于水，又都溶于柠檬酸(呈现出枸溶性玻璃态肥料特性)，钾、镁、钙、硅应是一样的呈非晶质的硅酸盐存在，钾镁肥产品就是硅酸钾、硅酸镁和硅酸钙等的混合物。 钾镁肥的生产工艺简便，原料矿石等经过破碎，与助剂按比例配料后通过加热处理(高炉融熔)生成玻璃态半成品，再经粉磨就成了粉状成品，近期又开发出了钾镁 2 肥颗粒化技术，粉状的钾镁肥通过造粒形成粒状产品。钾镁肥所需生产设备系现有的钙镁磷肥或炼铁厂和复混肥厂的常规设备，如鄂破机、球磨机、高炉、烘干机、成球造粒机、筛分机和包装机等，易于推广。 热化学转化法生产出的钾镁肥是无公害的矿物肥料，突出特点是肥料中的养分为枸溶性，也就是养分不直接溶于水(不会流失)，又能被作物吸收利用，作物不需要时贮存于土壤中不流失，不污染环境，这也是其成为无公害肥料的主要原因。同时作为非传统的矿物肥料，钾镁肥又是一种很好的土壤改良剂，能疏松土壤，改善长期施用化肥造成的土壤板结等。 钾镁肥与化肥氯化钾和硫酸钾相比，尽管化学钾肥含钾量高，含钾量氯化钾为60%、硫酸外为50%，钾镁肥只有8-10%，但等重量相比(不是等钾量对比)，施用钾镁肥，不仅能提高产量，关键是改善和提高农产品的品质，并能延长农产品的贮运时间，施用钾镁肥还能增强农作物的抗逆性(即增强其抗倒伏、抗旱、耐涝、抗病虫害的能力)。 成果推广和产业化进程 三、 为推广钾镁肥成果技术，河南省地质科学研究所于1997年成立了专门从事钾镁肥推广应用的河南省东辰钾肥工程技术研究中心。鉴于钾镁肥是一种资源开发利用型项目，同时农业生产上对使用钾镁肥这一新产品要有一个认识和接受过程。东辰钾肥中心成立后，除继续支持方城县磷肥厂(该厂挂河南省地质科学研究所钾肥试验工厂牌子)利用塔山钾长石生产钾镁肥外，着重做以下两方面的工作:一是钾矿资源的调研、评价和开发钾镁肥的可行性论证工作。二是大力

　　钾镁肥的肥效，广泛开展大田实验，使更多的用户了解、认识并应用钾镁肥，逐步扩大钾镁肥销量。 东辰钾肥中心先后对黑龙江省密山插旗山、辽宁省北票白台沟、天津蓟县下营、陕西省洛南庙台、河南省确山顺山店、湖南省衡山、四川雅安和贵州福泉道坪镇等含钾矿石资源进行了生产钾镁肥的工艺技术评价工作，这些非水溶性钾资源钾含量高，有害成份钠和镉、砷等元素含量不超标，储量大，是生产钾镁肥的资源保证。现正对河北宣化钢铁公司、江苏徐州矿务局等拟开发的钾矿资源做评价和工艺技术试验工作。其它如安徽、山东、福建等地的钾矿资源也收集到了样品，今后还会对一些新的钾矿资源做工艺技术试验工作。总体上，已调查评价过的钾矿资源储量巨大，基本上每个矿山按年产30万吨设计都能供应50年。 肥料的推广应用是一个艰难和缓慢过程，我国推广和普及氮肥用了二十年，磷肥 3 和钾肥也用了15年左右。与传统的氮磷钾化肥相比，钾镁肥是一种新型肥料，广大农民甚至一些农技人员对其认识很少，因目前大量使用的是进口钾肥，一提起钾肥就是加拿大和俄罗斯钾肥(就像二十世纪七十年代氮肥就是日本尿素，八十年代氮磷肥就是美国二铵一样)，进口钾肥溶于水，钾含量高，钾镁肥中的钾不溶于水，作物能吸收吗,钾镁肥的钾含量低，一亩地也像进口钾肥施一样多会不会减产,针对这些疑问，我们采用大田实验，以肥料实际应用效果证实的办法，让人们认识、相信进而接受使用钾镁肥。其具体作法是，一般选择高效农业区，与当地有关部门联合(主要是与农业技术推广部门结合)，用钾镁肥与当地习惯用的某种进口钾肥做肥效对比试验，然后是施用钾镁肥的大面积示范，并通过新闻报道、现场会、专家讲座等形式扩大钾镁肥应用效果的影响。经过几年的努力，钾镁肥在这些地区的一些农作物上已得到认可，如海南、广东的一些蔬菜水果、甘蔗基地，河南省南阳的烟叶，北京平谷的桃和葡萄、河北保定和山东滩坊的一些无公害蔬菜基地，河北衡水景县的优质小麦基地等。 实验结果表明，用钾镁肥替代进口钾肥的效果突出:如烟叶上等烟比例提高9.7-13%，并增产5.2-6.8%;甘蔗的糖分提高10%，增产也在10%以上;桃等水果不仅外观着色均匀、果实均匀、口感好，而且产量高，增产20-30%，并能使水果早熟，如湛江毛叶枣早熟15天，北京平谷桃早熟7天左右;蔬菜中亚硝酸盐含量下降，口感好，而且耐存放，利于长途贩运;小麦增产6-16%，重金属元素不超标;尤其是近几年在抗病虫害、抗倒伏等方面的突出表现，得到了一些地区的市场认可，产品已出口国外。 在肥效试验示范的基础上，组建了地区性钾镁肥经销公司，专门开拓当地的销售市场，带动钾镁肥的生产，逐渐实现产业化。先后组建了广东湛江市得邦天富钾镁肥料发展有限公司和北京佳美飞科贸公司分别在南北方建立销售网络。近期针对出口和西部市场又组建了河南省东辰肥料实业公司和陕西佳美飞科工贸有限公司。除方城县磷肥厂外，广西鹿寨化肥总厂、黑龙江密山京密钾镁肥有限公司、陕西佳美飞科工贸有限公司洛南钾镁肥厂等已生产钾镁肥供应市场，与天津某化工局正在洽谈中。今年，东辰肥料实业公司出口的180吨样品与日本的硅酸钾进行对比试验(日本电力中央研究所利用水溶性钾肥与粉煤灰反应生产不溶于的硅酸钾)已得到初步肯定，待下批肥料扩大试验范围后，可在国外无公害钾肥市场上与日本硅酸钾竞争，扩大出口量。 随着农业生产结构的调整，重点发展优质高效农业，对钾镁肥的需求会逐渐扩大。在多方努力下，钾镁肥的推广和产业化发展，会形成一个像目前氮肥、磷肥等类似的一个新产业。 4

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