[发明专利]肥料用含钾矿石及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种肥料用含钾矿石及其制备方法与应用，具体是指一种肥料用含钾矿石的制备方法、按照该方法制备得到的肥料用含钾矿石、以及含有该肥料用含钾矿石的肥料。

背景技术

钾(K)是植物生长的三大必需元素之一。传统的含钾肥料中，作为钾的供应源通常是采用燃烧植物的草木灰或含有钾的天然矿物，或者是用化学的方式制造的氯化钾或硫酸钾等，除此之外，还有含钾的天然膨润土、含钾的沸石硅藻土。

上述物质中，草木灰肥效较差，而用化学方式制造的化肥在长期使用后会造成土壤的酸性化。天然沸石可用于农业土壤的改善剂，所用的沸石主要是由阳离子置换容量大的多孔质黏土矿物组成，具有保肥力增大、吸附有害成分以及供应特殊成分的效果，能提高养分溶脱防止效果，增强产量。这种天然沸石的种类已经发现的有40多种，常见的沸石种类有丝光沸石(MODERNITE，Na₈〔(AIO₂)₈(SiO₂)₄₀〕·24H₂O)、斜发沸石(Clinoptilolite，Na₆〔(AIO₂)₆(SiO₂)₃₀〕·24H₂O)等。但是，丝光沸石或斜发沸石等沸石都含有大量的钠(Na)，所以长期施肥时可能会由于钠(Na)量过多而给植物造成副作用。

在天然沸石状态下含钾(K)离子时，会留有一部分钠(Na)离子，留有的钠(Na)离子和钾(K)离子由于共同离子的效果，如果这样的沸石施肥在土壤达到一定量以上时，会造成土壤的过分碱化。要提高这种天然沸石中所含钾(K)离子浓度时，其中所含钠(Na)离子会成为妨碍要素。

虽然可以ss用氢氧化钾处理，但是价格比较昂贵。

发明内容

本发明的主要目的在于解决上述现有天然沸石含钠量过多而对植物造成副作用及使土壤碱化的问题，提供一种肥料用含钾矿石的制备方法，把天然矿石内所含的钠置换成钾，提高土壤中的溶解纯度，抑制含钾矿石例如丝光沸石或斜发沸石等积累钠，以避免含钾肥料中钠含量过多而对植物造成副作用及造成土壤过分碱化。

本发明的另一目的还在于提供按照所述方法制备得到的肥料用含钾矿石。

本发明的另一目的还在于提供一种含有本发明所述的含钾矿石的肥料，其中含有丰富的钾，且钠含量较少，能够长期使用而不会对植物造成副作用及造成土壤过分碱化。

为达上述目的，一方面，本发明提供了一种肥料用含钾矿石的制备方法，该方法主要包括步骤：

(a)利用铵盐处理天然含钾矿石；

(b)加热上述步骤(a)处理后的矿石；

(c)利用溶解氯化钾的水溶液处理上述步骤(b)处理后的矿石；

(d)加热上述步骤(c)处理后的矿石，得到肥料用含钾矿石。

本发明的机理：为了去除天然含钾矿石中所含的钠离子，利用含有比钠离子的离子化倾向更大的铵离子的铵盐处理，将钠离子置换成铵离子后，加热上述的结果物，形成含有氢离子的矿石后，利用溶解氯化钾的水溶液处理，置换氢离子为钾离子，再对上述的结果物进行烘干挥发掉可挥发的物质后，形成高纯度的钾肥用矿石。

即，根据本发明的具体实施方案，本发明的肥料用含钾矿石的制备方法中：

所述步骤(a)中，利用铵盐处理天然含钾矿石以将矿石中的钠离子置换成铵离子，得到含有铵离子的矿石；

所述步骤(b)中，加热步骤(a)处理后得到的含有铵离子的矿石，以形成含有氢离子的矿石；

所述步骤(c)中，利用溶解氯化钾的水溶液处理步骤(b)处理后得到的含有氢离子的矿石，以置换其中的氢离子为钾离子，得到含有钾离子的矿石；

所述步骤(d)中，加热步骤(c)处理后得到的含有钾离子的矿石，以提高纯度。

根据本发明的具体实施方案，本发明的肥料用含钾矿石的制备方法中，所述天然含钾矿石选自含钾的氯化物类矿石、含钾的硫酸盐类矿石、含钾的硅酸盐类矿石中的一种或多种。更具体地，所述天然含钾矿石为硅钾矿石，例如可以是选自钾长石、沸石例如丝光沸石和/或斜发沸石、黑云母中的一种或多种。根据本发明的优选具体实施方案，所述天然含钾矿石最好为阳离子交换容量CEC≥20meq/100g的矿石。优选地，当选用沸石时，选用阳离子交换容量CEC≥50meq/100g的沸石。