新技術(shù)、新出路
——麻省理工對鉀長石的探索之旅（三）長石提鉀的前世今生

□《中國農(nóng)資》記者 張番

新技術(shù)、新出路
——麻省理工對鉀長石的探索之旅（三）長石提鉀的前世今生

□《中國農(nóng)資》記者 張番

上期回顧

Terrativa礦業(yè)公司針對鉀長石進(jìn)行了廣泛的礦產(chǎn)勘探項(xiàng)目，確保大量高品位鉀長石資源可用于農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略地位。同時，公司贊助麻省理工學(xué)院發(fā)展一項(xiàng)將鉀長石加工為高效鉀肥的突破性技術(shù)，并且已獲成效。事實(shí)上，1個世紀(jì)前，已經(jīng)有多國科學(xué)家著手探究鉀長石的利用技術(shù)，本期報(bào)道將為讀者講述研發(fā)鉀長石化肥的歷史故事。

在氮磷鉀三大農(nóng)業(yè)養(yǎng)分中，鉀肥的發(fā)展擁有300年的歷史，經(jīng)歷了戰(zhàn)爭時期的研發(fā)、市場定價和尋找可替代資源等不同的階段。起初，鉀主要被用于制造玻璃和肥皂等，而發(fā)展至今，鉀肥作為全球廣泛使用的化肥產(chǎn)品已經(jīng)占據(jù)著重要的市場地位。

鉀元素通常存在于可溶性鹽中，例如氯化鉀。現(xiàn)在，僅少數(shù)國家擁有這類可溶性鹽，如加拿大、俄羅斯、白俄羅斯、中國、以色列、德國、智利、美國、約旦等。對全球范圍的強(qiáng)烈需求而言，資源和供應(yīng)分布不均。因此，科學(xué)家不斷尋找可替代的鉀資源。事實(shí)上，用鉀鹽礦例如鉀長石（KAlSi3O8）作為可以替代可溶性鉀肥的產(chǎn)品來使用，已經(jīng)不是新的課題，至少在1個世紀(jì)以來一直吸引著科學(xué)家的興趣。由于鉀長石資源豐富且品位相對較高（最高達(dá)到15%K2O），它已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)和調(diào)研的對象。

鉀長石化肥的研發(fā)早在1910年便翻開了重要的篇章。當(dāng)?shù)聡_始向美國發(fā)動貿(mào)易戰(zhàn)爭時，政治因素驅(qū)使德國一家重要的可溶性鉀鹽生產(chǎn)商停止向美國出口任何鉀鹽產(chǎn)品。因此，美國科學(xué)家被迫尋找不同形式的鉀肥，例如在加利福尼亞州和內(nèi)布拉斯加州的鹵水、加利福尼亞的海草灰，以及難溶性礦物質(zhì)如明礬石、綠砂和長石。20世紀(jì)初的20年間，美國關(guān)于長石中提取鉀元素專利技術(shù)和化學(xué)方法的學(xué)術(shù)文章不斷涌現(xiàn)。第一次世界大戰(zhàn)期間，歐洲國家也出現(xiàn)大量相關(guān)研究，例如瑞典從此開始依靠天然沉積的高質(zhì)量長石提取鉀肥。

可溶性鉀礦的開采依然具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，因?yàn)榘l(fā)展至今已經(jīng)呈現(xiàn)出成熟的化學(xué)加工和提取技術(shù)，且鉀鹽濃度較高。然而，一方面，這些高濃度養(yǎng)分容易通過土壤滲漏而流失，同時流失過程中伴隨著大量氯根離子進(jìn)入土壤。另一方面，在中國或非洲一些國家，可溶性鉀鹽產(chǎn)品從生產(chǎn)地向農(nóng)民用戶的運(yùn)輸成本很高。因此，長石中提取鉀肥的歷史持續(xù)至今，中國和其它國家的科學(xué)家依然致力于研發(fā)新技術(shù)、向貧困的農(nóng)民提供支付得起的產(chǎn)品。發(fā)展長石中提取鉀肥技術(shù)有助于改善食品安全問題，對全球都有著重要的影響。