一种双效矿物钾肥及其制备方法

摘要

本申请提供一种双效矿物钾肥及其制备方法，属于矿物肥料技术领域。双效矿物钾肥的制备方法包括如下步骤：将伊利石粉末与无机盐混合得到混合物，对混合物加热保温，然后进行冷却。其中，每1g伊利石粉末中，无机盐的添加量不低于0.1mol；无机盐包括含锂无机盐；加热的温度高于无机盐的熔点且低于伊利石结构中的羟基脱失温度。在制备时，伊利石矿物的片层结构被撑开，靠近片层边缘的K+可快速释放，能作为速效钾使用，而片层内部的K+缓慢释放出来，从而使矿物钾肥具有速效钾和缓效钾的功效。该方法制备的矿物钾肥中，钾离子留置在伊利石的层结构内，且制备方便，工艺简单，绿色环保。

权利要求

1.一种双效矿物钾肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将伊利石粉末与无机盐混合得到混合物，对所述混合物加热保温，然后进行冷却；

其中，每1g所述伊利石粉末中，所述无机盐的添加量不低于0.1mol；所述无机盐包括含锂无机盐；加热的温度高于所述无机盐的熔点且低于伊利石结构中的羟基脱失温度，所述加热的温度为70～600℃。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述伊利石粉末与所述无机盐的质量摩尔比为1:0.1～1:10g/mol。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用湿法混合的方式将所述伊利石粉末和所述无机盐进行混合。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，采用将无机盐溶液喷洒至所述伊利石粉末上，然后进行湿法混合。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，湿法混合时，所述伊利石粉末与水的质量比为1:1～1:5。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷却之后，用水进行洗涤，然后固液分离，分离后的液相无机盐在湿法混合时再次使用，或液相重结晶以后得到固相无机盐在干法混合时再次使用，固相进行干燥得到所述双效矿物钾肥。

7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述含锂无机盐包括硝酸锂、氯化锂、硫酸锂和碳酸锂中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述无机盐还包括不含锂无机盐，所述含锂无机盐与所述不含锂无机盐的阴离子一致。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述含锂无机盐与所述不含锂无机盐的摩尔比为1:0.1～1:5。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述不含锂无机盐为Na、Rb、Cs、Ca、Fe、Al、Zn的硝酸盐、氯化物、硫酸盐或碳酸盐中至少一种。

11.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为70～

600℃，所述保温的时间为0.5～48h。

12.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述加热保温的容器选自烘箱、马弗炉和管式炉中的一种。

13.一种双效矿物钾肥，其特征在于，由权利要求1～2任一项所述的双效矿物钾肥的制+

备方法制备得到，所述双效矿物钾肥中的伊利石片层结构部分被撑开，靠近片层边缘的K+

可快速释放出来，片层内部的K缓慢释放出来。

说明书

一种双效矿物钾肥及其制备方法

技术领域

[0001] 本申请涉及肥料技术领域，具体而言，涉及一种双效矿物钾肥及其制备方法。

背景技术

[0002] 目前，国内外对含钾矿物的提钾技术主要有高温焙烧法，低温酸碱分解法和微生物分解法等。高温焙烧法是通过加入焙烧助剂在高温下破坏含钾矿物的结构来提取钾，其
焙烧温度过高，焙烧时间较长，焙烧耗能很大；低温酸碱分解法是利用强酸(如氢氟酸)或强
碱(如氢氧化钠)直接溶解破坏含钾矿物的结构获取钾，强酸强碱对设备的腐蚀很大，维护
成本过高；微生物分解法虽然成本低，耗能少，但是菌落的培养周期太长，对矿物分解速度
太慢，时间成本较高。

[0003] 以上均为在含钾矿物中提钾制造可溶性钾肥的常见方法，但是在土壤学中，钾元素按对农作物的有效性可分为速效钾、缓效钾和矿物态钾三类。前述中的可溶性钾肥属于
速效钾，在农作物的实际种植中，虽然速效钾易于农作物的吸收，但经过灌溉或降雨容易造
成流失，见效快但利用率易受影响，而土壤中的缓效钾决定着土壤的持续供钾能力。

[0004] 现有技术的矿物肥料产品中，主要是速效肥，在农作物生长的过程中，需要二次施肥，施肥周期短，增加了劳动量。目前尚没有一种可以兼具速效钾和缓效钾的功效的钾肥。

发明内容

[0005] 本申请的目的在于提供一种双效矿物钾肥及其制备方法，制备得到的矿物钾肥能够兼具速效钾和缓效钾的功效，有利于延长施肥周期，且利于植物的生长。

[0006] 第一方面，本申请实施例提供一种双效矿物钾肥的制备方法，包括如下步骤：将伊利石粉末与无机盐混合得到混合物，对混合物加热保温，然后进行冷却。其中，每1g伊利石
粉末中，无机盐的添加量不低于0.1mol；无机盐包括含锂无机盐；加热的温度高于无机盐的
熔点且低于伊利石结构中的羟基脱失温度。

[0007] 在温度高于无机盐的熔点且低于伊利石结构中的羟基脱失温度的温度条件下，对含锂无机盐和伊利石粉末进行加热，可以使含锂无机盐熔融，并避免伊利石粉末的结构坍
塌破坏。且该温度能够使含锂无机盐中的锂离子具有较高的反应活性，含锂无机盐的含量
限定在上述范围，一方面，丰富的锂离子有利于充分接触伊利石层间结构，可以将层间结构
+
中的部分K置换出来；另一方面，高浓度的锂离子还能进一步进入伊利石片层的四面体复
+
六方孔洞和八面体空位中，从而中和部分片层负电荷，使得片层与层间阳离子(K)的作用
力减弱，有利于片层结构的打开和无机盐的进入。片层结构打开，层间域封闭性被破坏，靠
+ +
近片层边缘的K可快速释放，能作为速效钾使用，而片层内部的K缓慢释放出来，作为缓效
钾进行使用。使得到的矿物钾肥具有速效钾和缓效钾的功效，可以延长施肥周期，且利于植
物的生长。

[0008] 第二方面，本申请实施例提供一种双效矿物钾肥，由上述双效矿物钾肥的制备方+
法制备得到，双效矿物钾肥中的伊利石片层结构部分被撑开，靠近片层边缘的K 可快速释
+
放出来，片层内部的K缓慢释放出来。

[0009] 该矿物钾肥同时兼具速效钾和缓效钾的功效，避免植物刚刚施肥时土壤中钾含量过多，一段时间以后土壤中钾含量过少，可以对植物持续提供钾，有利于植物的生长。

附图说明

[0010] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图也属于本申请的保护范围。

[0011] 图1为实施例1提供的双效矿物钾肥的X射线衍射谱(XRD)；

[0012] 图2为实施例2提供的双效矿物钾肥的X射线衍射谱(XRD)；

[0013] 图3为伊利石原矿的原理示意图；

[0014] 图4为实施例提供的双效矿物钾肥的原理示意图。

具体实施方式

[0015] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建
议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产
品。

[0016] 伊利石是一种结构单元层为2:1型晶体结构的硅酸盐矿物，由于硅氧四面体片中存在Al对Si类质同象置换，伊利石片层带有一定永久负电荷，所以，伊利石片层的层间吸附
+
K，从而使得整体电荷平衡。

[0017] 由于伊利石片层电荷高，且主要以四面体电荷为主，因此K+与片层间作用力较强，层间距小于0.05nm，即使水分子(直径0.26nm)也无法进入，所以伊利石层间几乎是封闭的，
+
很难通过溶液离子交换作用释放层间K。传统方法通过破环伊利石片层结构从而达到释钾
的目的，不仅能耗高、而且无法达到缓效钾的效果。

[0018] 本申请提供一种双效矿物钾肥的制备方法，得到的矿物钾肥能够同时兼具速效钾和缓效钾的功效。制备方法包括：

[0019] 将伊利石粉末与无机盐混合得到混合物，对混合物加热保温，然后进行冷却。其中，每1g伊利石粉末中，无机盐的添加量不低于0.1mol；无机盐包括含锂无机盐；加热的温
度高于无机盐的熔点且低于伊利石结构中的羟基脱失温度。

[0020] 其中，羟基脱失温度是指：在一定温度下，伊利石中的八面体片层结构中的羟基键发生断裂，导致伊利石的片层结构遭到破坏，该羟基键断裂时的温度，伊利石的羟基脱失温
度为609℃。在温度高于无机盐的熔点且低于伊利石结构中的羟基脱失温度的温度条件下，
对含锂无机盐和伊利石粉末进行加热，可以使含锂无机盐熔融，并避免伊利石粉末的结构
坍塌。

[0021] 加热的温度高于无机盐的熔点且低于伊利石结构中的羟基脱失温度，能够使含锂无机盐中的锂离子具有较高的反应活性，且含锂无机盐的含量限定在上述范围，一方面，丰
+
富的锂离子有利于充分接触伊利石层间结构，可以将层间结构中的部分K 置换出来(被置
+
换出来的这一部分K可以通过水洗去掉)；另一方面，高浓度的锂离子还能进一步进入伊利
石片层的四面体复六方孔洞和八面体空位中，从而中和部分片层负电荷，使得片层与层间
+
阳离子(K)的作用力减弱，有利于片层结构的打开和无机盐的进入。片层结构打开以后，靠
+ +
近片层端面的K可快速释放，能作为速效钾使用，而片层内部的K缓慢释放出来，作为缓效
钾进行使用。使得到的矿物钾肥具有速效钾和缓效钾的功效，可以延长施肥周期，且利于植
物的生长。

[0022] 可选地，伊利石粉末与无机盐的质量摩尔比为1:0.1～1:10g/mol；进一步地，伊利石粉末与无机盐的质量摩尔比为1:0.5～1:5g/mol；进一步地，伊利石粉末与无机盐的质量
摩尔比为1:0.5～1:4g/mol；进一步地，伊利石粉末与无机盐的质量摩尔比为1:1～1:3g/
mol；进一步地，伊利石粉末与无机盐的质量摩尔比为1:1～1:2g/mol。

[0023] 在一些实施方式中，伊利石粉末(例如：天然伊利石粉末)与无机盐的质量摩尔比可以为1:0.1g/mol；伊利石粉末与无机盐的质量摩尔比可以为1:0.5g/mol；伊利石粉末与
无机盐的质量摩尔比可以为1:1g/mol；伊利石粉末与无机盐的质量摩尔比可以为1:2g/
mol；或伊利石粉末与无机盐的质量摩尔比可以为1:5g/mol；或伊利石粉末与无机盐的质量
摩尔比可以为1:10g/mol。其中，无机盐的质量多于伊利石粉末的质量，可以通过无机盐中
的阳离子(锂离子)对伊利石中的钾离子进行置换，并且能够撑开伊利石的片层结构中。

[0024] 本申请中，采用湿法混合的方式将伊利石粉末和无机盐进行混合。湿法混合的方式进行混合，可以使含锂无机盐与伊利石片层接触更加充分使二者的混合更加均匀，且不
属于常规熔盐法(常规熔盐法不含水)进行双效矿物钾肥的制备，可以使反应更加充分，使
速效钾和缓效钾的含量均增高。

[0025] 进一步地，湿法混合时，伊利石粉末与水的质量比为1:1～1:5。可以使湿法混合的效果更好，含锂无机盐、水和伊利石粉末混合而以后，成为糊状的混合物(能够较好的变形
但不产生流动性)。

[0026] 可选地，将无机盐溶解在上述水中，然后将无机盐溶液喷洒在上述伊利石粉末上进行混合，实现湿法混合得到混合物。可以使无机盐和伊利石粉末的混合效果更好，以得到
更多的速效钾和缓效钾。

[0027] 在其他实施例中，也可以采用干法混合的方式将伊利石粉末和无机盐进行混合。本申请中，不对混合的方式进行限定，只要能够将伊利石粉末和无机盐混合，在热处理以后
进行能够速效钾和缓效钾的方案均在本申请的保护范围之内。

[0028] 本申请中，含锂无机盐包括硝酸锂、氯化锂、硫酸锂和碳酸锂中的至少一种。例如：含锂无机盐可以为硝酸锂；含锂无机盐可以为氯化锂；含锂无机盐可以为硫酸锂；含锂无机
盐可以为碳酸锂；含锂无机盐可以为硝酸锂和氯化锂的混合物；含锂无机盐可以为硝酸锂
和硫酸锂的混合物；含锂无机盐可以为硝酸锂和碳酸锂的混合物；含锂无机盐可以为氯化
锂和硫酸锂的混合物；含锂无机盐可以为氯化锂和碳酸锂的混合物；含锂无机盐可以为硫
酸锂和碳酸锂的混合物；含锂无机盐还可以是三种或是四种无机盐的混合物。

[0029] 进一步地，无机盐为混合无机盐，无机盐包括含锂无机盐和不含锂无机盐，含锂无机盐与不含锂无机盐的阴离子一致。使用混合无机盐进行双效矿物钾肥的制备，可以使双
效矿物钾肥的制备效果较好的情况下，一定程度上降低双效矿物钾肥的制备成本。同时，由
于含锂无机盐和不含锂无机盐的阴离子一致，所以，可以有效降低混合无机盐的熔点，从而
使反应的温度条件更加容易达到，以便降低双效矿物钾肥的制备成本。

[0030] 可选地，含锂无机盐与不含锂无机盐的摩尔比为1:1～1:5。例如：含锂无机盐与不含锂无机盐的摩尔比可以为1:1；含锂无机盐与不含锂无机盐的摩尔比可以为1:2；含锂无
机盐与不含锂无机盐的摩尔比可以为1:4；含锂无机盐与不含锂无机盐的摩尔比为1:5。

[0031] 在一些可能的实施方式中，不含锂无机盐为Na、Rb、Cs、Ca、Fe、Al、Zn的硝酸盐、氯化物、硫酸盐或碳酸盐中的至少一种。

[0032] 如果含锂无机盐为硝酸锂，则不含锂无机盐可以为Na、Rb、Cs、Ca、Fe、Al、Zn的硝酸盐中的至少一种。例如：无机盐为硝酸锂和硝酸钠的混合物；或者无机盐为硝酸锂和硝酸铷
的混合物；或者无机盐为硝酸锂和硝酸铯的混合物；或者无机盐为硝酸锂和硝酸钙的混合
物；或者无机盐为硝酸锂和硝酸铁的混合物；或者无机盐为硝酸锂和硝酸铝的混合物；或者
无机盐为硝酸锂和硝酸锌的混合物；或者无机盐为硝酸锂和两种或是两张以上不含锂无机
盐的混合物。

[0033] 如果含锂无机盐为氯化锂，则不含锂无机盐可以为Na、Rb、Cs、Ca、Fe、Al、Zn的氯化物中的至少一种。例如：无机盐为氯化锂和氯化钠的混合物；或者无机盐为氯化锂和氯化铷
的混合物；或者无机盐为氯化锂和氯化铯的混合物；或者无机盐为氯化锂和氯化钙的混合
物；或者无机盐为氯化锂和氯化铁的混合物；或者无机盐为氯化锂和氯化铝的混合物；或者
无机盐为氯化锂和氯化锌的混合物；或者无机盐为氯化锂和两种或是两张以上不含锂无机
盐的混合物。

[0034] 如果含锂无机盐为硫酸锂，则不含锂无机盐可以为Na、Rb、Cs、Ca、Fe、Al、Zn的硫酸盐中的至少一种。例如：无机盐为硫酸锂和硫酸钠的混合物；或者无机盐为硫酸锂和硫酸铷
的混合物；或者无机盐为硫酸锂和硫酸铯的混合物；或者无机盐为硫酸锂和硫酸钙的混合
物；或者无机盐为硫酸锂和硫酸铁的混合物；或者无机盐为硫酸锂和硫酸铝的混合物；或者
无机盐为硫酸锂和硫酸锌的混合物；或者无机盐为硫酸锂和两种或是两张以上不含锂无机
盐的混合物。

[0035] 如果含锂无机盐为碳酸锂，则不含锂无机盐可以为Na、Rb、Cs、Ca、Fe、Al、Zn的碳酸盐中的至少一种。例如：无机盐为碳酸锂和碳酸钠的混合物；或者无机盐为碳酸锂和碳酸铷
的混合物；或者无机盐为碳酸锂和碳酸铯的混合物；或者无机盐为碳酸锂和碳酸钙的混合
物；或者无机盐为碳酸锂和碳酸铁的混合物；或者无机盐为碳酸锂和碳酸铝的混合物；或者
无机盐为碳酸锂和碳酸锌的混合物；或者无机盐为碳酸锂和两种或是两张以上不含锂无机
盐的混合物。

[0036] 将无机盐和伊利石粉末的混合物置于加热设备在，以一定速率升温，并保温一段时间，然后冷却至室温。可选地，加热设备选自烘箱、马弗炉和管式炉中的一种，其能够承受
较高的温度，以便对混合物进行热处理。

[0037] 可选地，加热的温度为70～600℃，保温的时间为0.5～48h。进一步地，加热的温度为100～500℃，保温的时间为5～40h。进一步地，加热的温度为150～500℃，保温的时间为5
～35h。进一步地，加热的温度为200～400℃，保温的时间为10～30h。该温度和时间的选择
与无机盐的种类有关，以能够达到含锂无机盐或混合无机盐的熔点为准。

[0038] 可选地，升温速率为0.1～10℃/min；进一步地，升温速率为1～8℃/min；进一步地，升温速率为2～5℃/min。例如：升温速率可以为0.1℃/min；升温速率可以为1℃/min；升
温速率可以为2℃/min；升温速率可以为4℃/min；升温速率可以为5℃/min；或升温速率可
以为10℃/min。

[0039] 以避免伊利石粉末在突然承受高温的情况下结构发生坍塌，避免破坏伊利石本身的结构，以便使矿物钾肥兼具速效钾和缓效钾的功效。

[0040] 本申请中，冷却之后，用水进行洗涤(水洗涤的过程中，置换出来的少量K+被水洗去掉)，然后固液分离，分离后的液相无机盐在湿法混合时再次使用，或液相重结晶以后得
到固相无机盐在干法混合时再次使用，固相进行干燥得到双效矿物钾肥。可以回收含锂无
机盐，以便进行重复利用，并得到速效钾和缓效钾的含量更高的双效矿物钾肥。

[0041] 例如，使用超纯水洗涤反应并冷却后的混合物，然后进行离心，离心后的上清液通过重结晶得到无机盐(含锂无机盐或含锂无机盐与不含锂无机盐的混合物)，以便回收再次
利用。下部泥状样品直接干燥，得到兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥。

[0042] 在其他实施方式中，使用超纯水洗涤反应并冷却后的混合物，然后进行过滤，过滤后的滤液通过重结晶得到无机盐(含锂无机盐或含锂无机盐与不含锂无机盐的混合物)，以
便回收再次利用。滤渣直接干燥，得到兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥。

[0043] 实施例1

[0044] 一种兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥的制备方法，包括以下步骤：

[0045] 将1g伊利石粉末和0.3mol硝酸锂固体盐混合均匀后移至坩埚内，然后转移至马弗炉中，300℃下煅烧8h，待冷却后用超纯水洗涤反应物，离心后上层清液重结晶制得无机盐
可重复利用，下层固体在80℃烘箱中干燥12h即可获得速效和缓效的双效钾肥。

[0046] 实施例2

[0047] 一种兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥的制备方法，包括以下步骤：

[0048] 将1g伊利石和1mol氯化锂、1mol氯化纳固体盐混合均匀后移至坩埚内，然后转移至马弗炉中，400℃下煅烧3h，待冷却后用超纯水洗涤反应物，离心后上层清液重结晶制得
无机盐可重复利用，下层固体在80℃烘箱中干燥12h即可获得速效和缓效的双效钾肥。

[0049] 实施例3

[0050] 一种兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥的制备方法，包括以下步骤：

[0051] 将2g伊利石和0.7mol硫酸锂、0.3mol硫酸钠固体盐混合均匀后移至坩埚内，然后转移至马弗炉中，550℃下煅烧2h，待冷却后用超纯水洗涤反应物，离心后上层清液重结晶
制得无机盐可重复利用，下层固体在80℃烘箱中干燥12h即可获得速效和缓效的双效钾肥。

[0052] 实施例4

[0053] 一种兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥的制备方法，包括以下步骤：

[0054] 将2g伊利石和1mol硝酸锂、1mol硝酸钠固体盐混合均匀后移至坩埚内，然后转移至马弗炉中，150℃下煅烧10h，待冷却后用超纯水洗涤反应物，离心后上层清液重结晶制得
无机盐可重复利用，下层固体在80℃烘箱中干燥12h即可获得速效和缓效的双效钾肥。

[0055] 实施例5

[0056] 一种兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥的制备方法，包括以下步骤：

[0057] 将5g伊利石和1mol碳酸锂、1mol碳酸钠固体盐混合均匀后移至坩埚内，然后转移至马弗炉中，550℃下煅烧2h，待冷却后用超纯水洗涤反应物，离心后上层清液重结晶制得
无机盐可重复利用，下层固体在80℃烘箱中干燥12h即可获得速效和缓效的双效钾肥。

[0058] 实施例6

[0059] 一种兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥的制备方法，包括以下步骤：

[0060] 0.3mol硝酸锂固体盐溶解在2g水中，然后将其洒在1g伊利石粉末上混合均匀后移至坩埚内，然后转移至马弗炉中，300℃下煅烧8h，待冷却后用超纯水洗涤反应物，离心后上
层清液重结晶制得无机盐可重复利用，下层固体在80℃烘箱中干燥12h即可获得速效和缓
效的双效钾肥。

[0061] 实施例7

[0062] 一种兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥的制备方法，包括以下步骤：

[0063] 将1g伊利石粉末和10mol硝酸锂固体盐混合均匀后移至坩埚内，然后转移至马弗炉中，300℃下煅烧8h，待冷却后用超纯水洗涤反应物，离心后上层清液重结晶制得无机盐
可重复利用，下层固体在80℃烘箱中干燥12h即可获得速效和缓效的双效钾肥。

[0064] 对比例1

[0065] 一种兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥的制备方法，包括以下步骤：

[0066] 将1g伊利石粉末和0.01mol硝酸锂固体盐混合均匀后移至坩埚内，然后转移至马弗炉中，300℃下煅烧8h，待冷却后用超纯水洗涤反应物，离心后上层清液重结晶制得无机
盐可重复利用，下层固体在80℃烘箱中干燥12h即可获得速效和缓效的双效钾肥。

[0067] 对比例2

[0068] 一种兼具速效钾和缓效钾的双效矿物钾肥的制备方法，包括以下步骤：

[0069] 将1g伊利石粉末和0.3mol硝酸钠固体盐混合均匀后移至坩埚内，然后转移至马弗炉中，300℃下煅烧8h，待冷却后用超纯水洗涤反应物，离心后上层清液重结晶制得无机盐
可重复利用，下层固体在80℃烘箱中干燥12h即可获得速效和缓效的双效钾肥。

[0070] 实验例1

[0071] 采用X射线衍射谱(XRD)对实施例1提供的双效矿物钾肥进行分析(如图1)。对比伊利石特征峰(001)的位置发现经过混合无机盐的热处理之后，伊利石原矿的d(001)值由
增大到 但新峰的相对强度低于原始特征峰( 处的特征峰)且向左偏移，说明
+
原伊利石的层间部分被撑开，靠近片层端面的K可快速释放，即实现速效钾肥目标，而片层
+
内部的K缓慢释放出来，实现缓效钾肥的目标。

[0072] 采用X射线衍射谱(XRD)对实施例2提供的双效矿物钾肥进行分析(如图2)。对比伊利石特征峰(001)的位置发现经过混合无机盐的热处理之后，伊利石原矿的d(001)值由
增大到 但新峰的相对强度高于原始特征峰( 处的特征峰)且向左偏移，且新
峰的相对强度又比实施例1提供的双效矿物钾肥的新峰的相对强度高，说明原伊利石大部
+ +
分层间被撑开，靠近片层端面的K可快速释放，即实现速效钾肥目标，而片层内部的K缓慢
释放出来，实现缓效钾肥的目标。且相对于实施例1，速效钾和缓效钾的含量均增加。

[0073] 图3为伊利石原矿的原理示意图。从图3可以看出，伊利石的层间距为 左右，大概为0.04nm，该层间距小于水分子的直径(水分子直径为0.26nm)，说明伊利石层间几乎
+
是封闭的，层间结构的K 很难释放出来。图4为实施例提供的双效矿物钾肥的原理示意图。
从图4中可以看出，经过本申请提供的方法进行处理以后，伊利石的层间距为 左右，
+ +
可以使得片层与层间阳离子(K)的作用力减弱，靠近片层端面的K可快速释放，能作为速效
+
钾使用，而片层内部的K缓慢释放出来，作为缓效钾进行使用。

[0074] 实验例2

[0075] 实施例1～实施例7以及对比例1～对比例2提供的双效矿物钾肥的速效钾和缓效钾测定得到表1，实验如下：

[0076] 速效钾：称取0.5g上述制备的双效矿物钾肥样品置于150mL的锥形瓶中；称取77.08g乙酸铵溶解于超纯水中，转移至1L的容量瓶中配成1mol/L的乙酸铵溶液；移取25mL
乙酸铵溶液于上述锥形瓶中，在室温下以180r/min的速度振荡30min；离心后保留上清液待
测。同时以伊利石原矿做对照试验。

[0077] 缓效钾：称取0.5g上述制备的双效矿物钾肥的样品置于150mL的锥形瓶中；配制1mol/L的硝酸溶液，移取25mL硝酸溶液于上述锥形瓶中，置于通风橱中的加热板上，120℃
下加热直至煮沸10min，过滤样品并保留上层清液待测。同时以天然伊利石做对照试验。

[0078] 表1双效矿物钾肥的速效钾和缓效钾的含量

[0079]

[0080]

[0081] 从表1可以看出，相较于伊利石原矿，经过上述无机盐(包括含锂无机盐或含锂无机盐与不含锂无机盐的混合物)与伊利石粉末混合以后进行热处理，得到的双效矿物钾肥
的缓效钾和速效钾的含量均较多。

[0082] 实施例1和实施例6对比可以看出，先将硝酸锂溶解在水中以后，再进行双效钾的制备，可以使速效钾和缓效钾的含量均增加。

[0083] 实施例2和实施例5对比可以看出，无机盐的量相对较多，可以使速效钾和缓效钾的含量更加。

[0084] 实施例4和实施例5对比可以看出，相较于无机盐的阴离子为硝酸根制备得到的双效钾，无机盐的阴离子为碳酸根制备得到的双效钾中，速效钾和缓效钾的含量均增加。

[0085] 在实施例2和实施例5的基础上，通过实施例3和实施例4对比可以看出，无机盐的阴离子为硫酸根，得到的双效钾中速效钾和缓效钾的含量均增加。

[0086] 实施例1和实施例7对比可以看出，硝酸锂的含量过高，会使双效钾中速效钾的含量增高，缓效钾的含量相对较少。

[0087] 对比例1中，如果硝酸锂的含量过少，则速效钾和缓效钾的含量均较少；对比例2中，使用硝酸钠作为无机盐，不添加含锂无机盐，得到的速效钾和缓效钾的含量与伊利石原
矿的含量基本一致，基本没有增加速效钾和缓效钾的含量。

[0088] 实验例3

[0089] 实施例1～实施例7以及对比例1～对比例2提供的双效矿物钾肥的进行盆栽试验得到表2，试验如下：

[0090] 以化学钾肥(氯化钾)和天然伊利石作为参比钾肥，以不添加任何肥料为空白对照组，考察实施例1～实施例7以及对比例1～对比例2所制备的双效矿物钾肥对供试作物生长
发育情况的影响。供试土壤为砂页岩赤红壤，供试作物品种为甜玉米。试验所用陶盆高
40cm，内径30cm，每盆装土壤5kg，在播种前分别加入5.2g氯化钾或40g上述实施例1～实施
例7以及对比例1～对比例2中制备的双效矿物钾肥，以及等量的氮(尿素2.2g)、磷(过磷酸
钙3.5g)肥料全部与土壤混合均匀作为基肥，待玉米生长至十二叶期收获并取样，作为第一
期样品；在不添加任何肥料的基础上，再次在上述陶盆中播种玉米，待玉米生长至十二叶期
时，收获并取样作为第二期样品。测定分析两期玉米的株高(cm)，鲜重(g/盆)及干重(g/
盆)。试验结果如下：

[0091] 表2双效矿物钾肥的盆栽试验结果

[0092]

[0093]

[0094] 从第一期、第二期的玉米生长发育情况可以看出，实施例1～实施例7所制备的伊利石双效钾肥盆栽不管是在玉米的株高、鲜重还是干重方面都要优于天然伊利石盆栽，这
+
是由于天然伊利石其矿物态钾的含量较多，层间的K不易被释放出来为玉米吸收利用，因
此不难理解其在第一、二期中生长较差的结果。而经过与含锂无机盐的热处理之后，部分伊
+
利石层间距被扩大，靠近片层端面的K可快速释放，使得伊利石中速效钾的比例增加，从而
有利于玉米在发育过程中的吸收。

[0095] 对比第二期的试验结果发现，在没有额外施加肥料的情况下，实施例1～实施例7所制备的双效钾肥盆栽在玉米的生长发育方面明显优于化学钾肥(氯化钾)盆栽。氯化钾盆
栽在第一期长势较好的情况下，第二期却明显发育迟缓、植株矮小、植叶干黄，这是由于化
学钾肥的速效性使其能在第一期很好的为玉米发育所吸收，但是钾离子易流失的特征使得
其无法持续性地为第二期玉米生长提供钾源，因此会出现第一、二期发育差异较为明显的
结果。然而反观实施例1～实施例7所制备的伊利石双效钾肥在与化学钾肥总钾量相当的情
况下，依然在第二期保持良好的生长，这是由于实施例1～实施例7中的伊利石作为钾源时，
其层间被撑开后，使得片层内部的K可以被缓慢的释放出来，从而实现持续供钾的能力。

[0096] 通过盆栽试验证明本申请的伊利石双效矿物钾肥在作物的连续耕作下，显示出良好的缓效钾性能，并且技术成本低，对伊利石纯度要求不高(可以直接使用天然伊利石粉末
进行制备)，有利于双效矿物钾肥的规模化制备，工业应用前景广阔。

[0097] 以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施
例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的
所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。