鉀肥數(shù)據(jù)分析

中國鉀肥供求缺口大，只能依靠進口滿足國內(nèi)需求，2011年鉀肥進口折純量為322.7萬噸。

近年，中國鉀肥企業(yè)積極在海外建廠，鉀肥供應(yīng)將由國內(nèi)供應(yīng)、海外建廠供應(yīng)以及與鉀肥主產(chǎn)國進口三部分組成。隨著中國對鉀肥需求的不斷增加，中國對鉀肥進口將長期依賴，整體上來看，未來幾年鉀肥進口量將呈增加趨勢。

鉀肥可用作基肥，也可用作追肥，部分品種還可以作為葉面肥，但作基肥和葉面肥施用效果為好。將鉀肥用作基肥，可滿足農(nóng)作物全生育期對鉀元素的需求，對生長期短的作物和明顯缺鉀的土壤尤為重要。對生長期長的作物如棉花可采用基施和葉面噴施相結(jié)合。對沙質(zhì)土壤可采用基施和追施相結(jié)合。鉀在土壤中的移動性介于氮、磷之間。目前在土壤速效鉀含量低于100毫克/千克/畝即可;土壤速效鉀含量在100~150毫克/千克以下，施K?O?%-5千克/畝即可，當(dāng)土壤速效鉀含量大于150毫克/千克時，可視作物種類不施或少施化學(xué)鉀肥。

原料鉀是在地殼中含量占第七位的元素。但是,它在礦石、土壤、海洋、湖泊和江河中的含量都很低。具有經(jīng)濟價值的鉀鹽礦,是內(nèi)陸海在干燥條件下,蒸發(fā)水分后干涸的沉積礦床。最主要的沉積鉀鹽礦有鉀石鹽(KCl、NaCl混合物)、無水鉀鎂礬(K?SO?·2MgSO?)、鉀鹽鎂礬(K?SO?·MgSO?·3H?O)和光鹵石(KCl·MgCl?·6H?O)等。一些含鉀的井水、湖水和鹵水，也是鉀肥原料的來源。 氯化鉀 工業(yè)生產(chǎn)以鉀石鹽礦精制加工為主，在某些國家和地區(qū)采用光鹵石為原料，少數(shù)國家從鹵水提取。鉀石鹽礦富集和精制 由鉀石鹽礦富集氯化鉀有三種方法:①浮選法，是應(yīng)用最廣泛和最經(jīng)濟的方法。其過程(見圖)

鉀肥是以脂肪胺作為浮選劑，進行多次粗選，再進入精選系統(tǒng)進一步精制，底流返回粗選系統(tǒng)。②溶解結(jié)晶法，是利用氯化鈉和氯化鉀在熱水和冷水中的溶解度不同，將氯化鉀母液加熱后與鉀石鹽混合。此時，氯化鉀全部進入溶液，而氯化鈉進入溶液較少,冷卻后析出氯化鉀結(jié)晶,經(jīng)分離、洗滌和干燥即得產(chǎn)品。母液返回系統(tǒng)。如需制得工業(yè)用氯化鉀精品，可用再結(jié)晶的方法精制，氯化鉀純度可達到99.9%。③重液分離法，是利用氯化鈉和氯化鉀的密度不同，選擇密度介于兩者之間的重介質(zhì)，把磨細過的鉀石鹽礦置于其中，氯化鉀上浮,氯化鈉下沉,達到分離的目的。

光鹵石富集和精制 光鹵石資源較豐富，但因它含鉀量不高(純光鹵石僅含氧化鉀17%)，加工能耗較高，且大量副產(chǎn)氯化鎂不易處理，故在氯化鉀生產(chǎn)中所占比例不大,其富集主要有兩種工藝:①冷溶法,含有氯化鈉等雜質(zhì)的光鹵石礦在20~25℃下用水或淡鹽水浸取，氯化鎂首先溶出，當(dāng)溶液中氯化鎂含量增加時，溶入的一部分氯化鉀會再結(jié)晶出來。所得氯化鉀是含有氯化鈉的混合物，用富集鉀石鹽的方法進一步加工制氯化鉀。②熱溶法，在約100℃水中溶解光鹵石,在分離不溶物之后進行冷卻結(jié)晶得氯化鉀。

含鉀鹵水加工 含鉀鹵水包括含鉀湖水、含鉀井水和鹽田鹵水等。以色列和約旦利用死海鹵水,中國利用青海省察爾汗鹽湖的鹵水生產(chǎn)氯化鉀。工藝是鹵水在鹽田里自然蒸發(fā)，直至約90%的氯化鈉結(jié)晶出來;再將鹵液移入另一組鹽田，經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶得光鹵石，再以富集光鹵石的方法制取氯化鉀。

硫酸鉀 主要用可溶性硫酸鹽鉀礦為原料，少數(shù)國家和地區(qū)用氯化鉀為原料制取。硫酸鹽鉀礦加工 無水鉀鎂礬和軟鉀鎂礬等是可溶性硫酸鹽鉀礦，采用與鉀石鹽礦富集相類似的方法進行處理即可用作肥料。制純硫酸鉀時，可以用氯化鉀與可溶性硫酸鹽鉀礦進行復(fù)分解反應(yīng):

K?SO?·2MgSO?+4KCl==3K?SO?+2MgCl?

然后將溶液蒸發(fā)即可結(jié)晶出硫酸鉀。

明礬石綜合利用制硫酸鉀、氧化鋁和硫酸，在蘇聯(lián)已有工業(yè)生產(chǎn)，在中國也有小規(guī)模生產(chǎn)。明礬石礦經(jīng)磨細后，進行煅燒還原，分解出二氧化硫，用以生產(chǎn)硫酸。還原物料用堿液浸取，溶出硫酸鉀和氧化鋁，按鋁礬土加工的拜耳法制氧化鋁。溶液進一步蒸發(fā)、結(jié)晶和干燥，得到硫酸鉀產(chǎn)品。此法在有明礬石資源而缺少鋁礬土資源的地方有經(jīng)濟價值。

由氯化鉀制備 用硫酸分解氯化鉀制取硫酸鉀并副產(chǎn)鹽酸，反應(yīng)分兩步進行，其反應(yīng)式為:

KCl+H?SO?→KHSO?+HCl (1)

KHSO?+KCl→K?SO?+HCl (2)

第一步反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在約200℃下進行;第二步反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，需要在600~700℃下進行。此法能耗較高，材料腐蝕問題比較嚴(yán)重，只有在需要鹽酸的地區(qū)或國家用此法進行生產(chǎn)，如美國和比利時。

綜合利用 富集精制鉀石鹽礦時，大量副產(chǎn)主要含有氯化鈉和少量氯化鉀的廢鹵液，將其泵送至人工筑堤的圍場內(nèi)，靠自然蒸發(fā)，以結(jié)晶固化。

光鹵石加工過程中還大量副產(chǎn)含氯化鎂的廢液，其處理更加困難，因為依靠自然蒸發(fā)、結(jié)晶、固化需要很長時間。在以色列用水解和煅燒的方法處理含氯化鎂的廢液，生產(chǎn)氧化鎂和鹽酸實現(xiàn)了工業(yè)化。氧化鎂用于生產(chǎn)耐火材料，鹽酸用于生產(chǎn)磷酸。

施用鉀肥能夠促進作物的光合作用，促進作物結(jié)果和提高作物的抗寒、抗病能力，從而提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。鉀元素在植物體內(nèi)以游離鉀離子形式存在，它能促進碳水化合物和氮的代謝;控制和調(diào)節(jié)各種礦物營養(yǎng)元素的活性;活化各種酶的活動;控制養(yǎng)分和水的輸送;保持細胞的內(nèi)壓，從而防止植物枯萎。

作物缺少鉀肥，就會得"軟骨病"，易伏倒，常被病菌害蟲困擾鉀元素常被稱為"品質(zhì)元素"。它對作物產(chǎn)品質(zhì)量的作用主要有:①能促使作物較好地利用氮，增加蛋白質(zhì)的含量，并能促進糖分和淀粉的生成;②使核仁、種子、水果和塊莖、塊根增大，形狀和色澤美觀;③提高油料作物的含油量，增加果實中維生素C的含量;④加速水果、蔬菜和其他作物的成熟，使成熟期趨于一致;⑤增強產(chǎn)品抗碰傷和自然腐爛能力，延長貯運期限;⑥增加棉花、麻類作物纖維的強度、長度和細度，色澤純度。

鉀可以提高作物抗逆性，如抗旱、抗寒、抗倒伏、抗病蟲害侵襲的能力。

過量施用鉀肥的害處:

促進酶的活化對酶的活化作用是鉀在植物生長過程中最重要的功能之一，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)鉀是60多種酶的活化劑。因此。鉀同植物體內(nèi)的許多代謝過程密切相關(guān)，如:光合作用、呼吸作用和碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)的合成等。

促進光合作用和光合產(chǎn)物的運輸①提高光合效率;②調(diào)節(jié)氣孔的開閉，控制CO?和水的進出;③促進碳水化合物的合成，加速光合產(chǎn)物的流動。

促進蛋白質(zhì)合成①促進蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵成份NO?的攝取和運轉(zhuǎn);②與蛋白質(zhì)的合成過程密切相關(guān)。

增強植物的抗逆性鉀能使作物體內(nèi)可溶性氨基酸和單糖減少，纖維素增多，細胞壁加厚;鉀在作物根系累積產(chǎn)生滲透壓梯度能增強水分吸收;鉀在干旱缺水時能使作物葉片氣孔關(guān)閉以防水分損失。因此鉀能增強作物的抗病、抗寒、抗旱、抗倒伏及抗鹽能力。

改善作物產(chǎn)品品質(zhì)提高糧食作物蛋白質(zhì)的含量、油料作物的粗脂肪和棕櫚酸含量、薯類和糖料作物淀粉和糖分含量;增加纖維作物及棉花的纖維長度、強度、細度;調(diào)整水果的糖酸比，增加其維生素C的含量;改善果菜的形狀、大小、色澤和風(fēng)味，增強其耐貯性。

鉀肥的施用除取決于土壤的供鉀能力外，還受作物種類、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和氣候及土壤條件等因素的影響。土壤中鉀的含量、形態(tài)及其轉(zhuǎn)化和供鉀能力是合理分配和施用鉀肥的重要依據(jù)。土壤的全鉀含量變幅較大 ，一般為0.1%~3%，平均約為1%。

土壤中的鉀包括3種形態(tài):①礦物鉀。主要存在于土壤粗粒部分，約占全鉀的90%左右，植物極難吸收。②緩效性鉀。約占全鉀的2%~8%，是土壤速放鉀的給源。③速效性鉀。指吸附于土壤膠體表面的代換性鉀和土壤溶液中的鉀離子。植物主要是吸收土壤溶液中的鉀離子。當(dāng)季植物的鉀營養(yǎng)水平主要決定于土壤速效鉀的含量。一般速效性鉀含量僅占全鉀的0.1%~2%，其含量除受耕作、施肥等影響外，還受土壤緩放性鉀貯量和轉(zhuǎn)化速率的控制。

肥效的大小，決定于其氧化鉀含量。主要有氯化鉀、硫酸鉀、草木灰、鉀瀉鹽、磷酸一氫鉀等。大都能溶于水，肥效較快。并能被土壤吸收，不易流失。鉀肥施用適量時，能使作物莖稈長得堅強，防止倒伏，促進開花結(jié)實，增強抗旱、抗寒、抗病蟲害能力。具有鉀(K或K?O)標(biāo)明量的單元肥料就是鉀肥(potash fertilizer)。能提高土壤供鉀能力和植物的鉀營養(yǎng)水平。

具有單元素"鉀"(K或K?O)標(biāo)明量的是單元素含肥料(potash fertilizer);標(biāo)明"鉀"元素高，其它元素低也是"鉀肥"。"鉀肥"分二元復(fù)合鉀肥、三元復(fù)合鉀肥。

根據(jù)鉀肥的化學(xué)組成可分為含氯鉀肥和不含氯鉀肥。鉀鹽肥料均為水溶性，但也含有某些其他不溶性成分。

主要鉀肥品種有氯化鉀、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、鉀石鹽、鉀鎂鹽、光鹵石、硝酸鉀、窯灰鉀肥。

氯化鉀含氧化鉀為50%~60%。主要以光鹵石，鉀石鹽和苦鹵為原料制成。氯化鉀易溶于水，20攝氏度時溶解度為34.7%，100攝氏度時為55.7%，是速效性肥料，可供植物直接吸收。氯化鉀吸濕性不大，通常不會結(jié)塊，物理性質(zhì)良好。便于施用

硫酸鉀的生產(chǎn)方法:

一是直接由天然礦物和硬鹽礦等制取。二是由氯化鉀轉(zhuǎn)化而得，目前世界生產(chǎn)的硫酸鉀中70%由轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)。硫酸鉀含氧化鉀50%~54%，較純凈的硫酸鉀系白色或淡黃色。菱形或六角形結(jié)晶,吸濕性遠比氯化鉀小，物理性狀良好，不易結(jié)塊，便宜施用。

在發(fā)現(xiàn)羅布泊鉀鹽礦床以前，中國鉀資源保有儲量4.57億噸，僅占世界儲量的2.6%。全國共有可經(jīng)濟利用的礦床13個，保有儲量僅1.64億噸(KCl)。國產(chǎn)鉀肥滿足率僅占15%左右，每年進口鉀肥(折K?O)400萬噸以上，鉀肥供給不足與耕地普遍缺鉀之間的矛盾十分突出。隨著一批鉀鹽新建項目的投產(chǎn)和固體鉀鹽礦床利用技術(shù)的突破，長期困擾中國的鉀肥供需矛盾有望緩解。到2020年，若規(guī)劃項目全部投產(chǎn)，鉀肥自給率將達到50%。