活化鉀礦的鉀釋放動(dòng)力學(xué)研究

郭小雪，劉可星，王　瑤，金　睿，高云西，廖宗文(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東廣州510642)

活化鉀礦的鉀釋放動(dòng)力學(xué)研究

郭小雪，劉可星，王瑤，金睿，高云西，廖宗文
(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東廣州510642)

摘要:【目的】建立活化鉀礦的鉀釋放動(dòng)力學(xué)模型.【方法】采用活化劑對(duì)非水溶性鉀礦(鉀長(zhǎng)石、富鉀頁(yè)巖)進(jìn)行活化，通過(guò)陽(yáng)離子鹽溶液(NH4+、Na+)連續(xù)振蕩浸提，分析陽(yáng)離子鹽溶液對(duì)活化鉀礦動(dòng)態(tài)釋鉀過(guò)程的影響，研究活化鉀礦的鉀釋放動(dòng)力學(xué)模型.【結(jié)果和結(jié)論】各浸提劑浸提鉀礦的釋放曲線均表現(xiàn)出前期快速，之后緩慢釋放的變化趨勢(shì).浸提劑浸提鉀長(zhǎng)石、活化鉀長(zhǎng)石鉀的初始釋放量順序?yàn)? NH4Cl＞NaCl＞H2O，累積釋放量順序?yàn)? NaCl＞NH4Cl≈H2O;富鉀頁(yè)巖、活化頁(yè)巖的整個(gè)動(dòng)態(tài)釋鉀過(guò)程均表現(xiàn)為: H2O＞NaCl＞NH4Cl.分別用雙常數(shù)模型、一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、擴(kuò)散模型和Elovich模型對(duì)鉀礦及其活化鉀礦累積釋鉀量進(jìn)行擬合，鉀長(zhǎng)石、活化鉀長(zhǎng)石的最優(yōu)動(dòng)力學(xué)模型是Elovich模型或雙常數(shù)模型;富鉀頁(yè)巖、活化頁(yè)巖的最優(yōu)動(dòng)力學(xué)模型是Elovich模型.鉀長(zhǎng)石、活化鉀長(zhǎng)石的一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型在2種浸提劑NH4Cl和NaCl間的擬合性無(wú)明顯差異; NH4Cl浸提的動(dòng)力學(xué)模型擬合性均優(yōu)于NaCl.活化鉀礦的鉀初始釋放速率、平均釋放速率以及最大平衡釋放量均有顯著提高.初始釋放速率的增大是活化鉀礦的鉀最大平衡釋放量增多的主要原因.

關(guān)鍵詞:鉀肥;非水溶性;鉀礦;活化;陽(yáng)離子;鉀釋放動(dòng)力學(xué)

郭小雪，劉可星，王瑤，等.活化鉀礦的鉀釋放動(dòng)力學(xué)研究［J］.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，36(6):62-67.

優(yōu)先出版時(shí)間:2015-10-16

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鉀是農(nóng)作物生長(zhǎng)必需的三大營(yíng)養(yǎng)元素之一［1］.我國(guó)呈現(xiàn)出不同程度的土壤缺鉀現(xiàn)狀，且南方較北方的缺鉀情況嚴(yán)重，如廣東的水稻土壤、旱地土壤缺鉀面積均達(dá)到了90%以上［2］.同時(shí)，可利用的水溶性鉀礦資源短缺，供給量?jī)H占需求量的30%～40%，進(jìn)口已成為鉀肥的主要來(lái)源［3］.我國(guó)的非水溶性鉀礦資源卻非常豐富，達(dá)到了100億t［4］.充分開(kāi)發(fā)利用這部分資源，將極大緩解我國(guó)的缺鉀現(xiàn)狀.我國(guó)對(duì)非水溶性鉀礦已做了較多的研究［5-6］，然而大部分的提鉀工藝復(fù)雜，成本高，難以推廣.近年來(lái)，基于活化概念的理化促釋技術(shù)提供了一條新型研發(fā)思路［7］.已有的研究結(jié)果表明，活化后鉀長(zhǎng)石的鉀釋放量顯著提高，可部分替代氯化鉀而肥效不減［8-9］.開(kāi)展活化鉀礦的鉀素釋放機(jī)理與規(guī)律的理論研究，尤其是對(duì)動(dòng)力學(xué)規(guī)律的研究，對(duì)其肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立具有重要意義.

鉀的釋放既受含鉀礦物類(lèi)型的影響，也受鉀釋放的溶液環(huán)境(如各種離子種類(lèi)和濃度)的影響［10］.范欽楨［11］發(fā)現(xiàn)銨態(tài)氮肥中的NH4+會(huì)抑制土壤中非交換態(tài)鉀和結(jié)構(gòu)鉀的釋放，土壤中常見(jiàn)的陽(yáng)離子有NH4+、Na+、Ca2 +等，而這些陽(yáng)離子同樣會(huì)影響非水溶性鉀礦的釋放.王瑾［12］研究了不同陽(yáng)離子鹽溶液對(duì)黑云母、白云母、正長(zhǎng)石等非水溶性鉀礦鉀釋放的影響，發(fā)現(xiàn)隨著離子種類(lèi)、鉀礦類(lèi)型的不同，鉀的釋放也呈現(xiàn)不同的釋放特征.本研究選取2種鉀礦及其QN活化鉀礦為研究材料，采用NH4Cl和NaCl這2種陽(yáng)離子鹽溶液做浸提劑對(duì)其連續(xù)振蕩提取，建立活化鉀礦的鉀釋放動(dòng)力學(xué)模型，旨在從動(dòng)力學(xué)角度研究活化鉀礦的高效釋放特征，為評(píng)價(jià)活化鉀礦的植物有效性提供理論依據(jù).

1　材料與方法

1.1材料

供試的非水溶性鉀礦為鉀長(zhǎng)石和富鉀頁(yè)巖，其中，鉀長(zhǎng)石w(K2O)為8.57%，取自廣東五華;富鉀頁(yè)巖w(K2O)為11.42%，取自河北張家口.2種鉀礦經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)后過(guò)100目篩備用.

活化鉀礦的制備方法:分別稱(chēng)取上述鉀礦20 g，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的QN活化劑，再加入2 mL蒸餾水，混合研磨5 min，風(fēng)干、磨細(xì)，過(guò)100目篩備用.其中，QN活化劑為含Na+、不含K+的無(wú)機(jī)活化劑.

浸提劑分別為10 mmol·L－1的NH4Cl和NaCl.

1.2方法

準(zhǔn)確稱(chēng)取鉀礦及活化鉀礦0.500 0 g于離心管中，分別加入50 mL不同的浸提劑溶液，對(duì)照加入去離子水(H2O)，搖勻，在振蕩機(jī)上振蕩15 min，取出后5 000 r·min－1離心.倒出全部上清液，用火焰光度法測(cè)定溶液鉀的含量.殘?jiān)蟹謩e加入50 mL上述溶液，重復(fù)浸提步驟，鉀長(zhǎng)石、活化鉀長(zhǎng)石連續(xù)提取10次，頁(yè)巖、活化頁(yè)巖連續(xù)提取15次.每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù).上述提取次數(shù)均根據(jù)實(shí)際浸提過(guò)程中到達(dá)平衡附近的時(shí)間確定.

1.3釋放動(dòng)力學(xué)模型

一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型: y = a－ae－bx，

雙常數(shù)模型: y = axb，

擴(kuò)散模型: y = a + bx0.5，

Elovich模型: y = a + blnx.

上述模型中，x為浸提時(shí)間，y為鉀礦的累積釋鉀量，a、b為模型常數(shù)［13-16］.

1.4數(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)的處理、分析和制圖分別采用Excel、Spass13.0、Matlab7.1等軟件.

2　結(jié)果與分析

2.1連續(xù)振蕩條件下活化鉀礦的鉀釋放

如圖1所示，各浸提劑浸提鉀礦的釋放均表現(xiàn)為前期快速，之后緩慢釋放的變化趨勢(shì)，其中NH4Cl浸提時(shí)，鉀礦及活化鉀礦在30 min左右即完成了快速釋放，進(jìn)入了緩慢釋放階段.NH4Cl和NaCl在浸提鉀長(zhǎng)石、活化鉀長(zhǎng)石時(shí)，均在45 min左右達(dá)到了緩慢釋放階段; H2O在浸提富鉀頁(yè)巖、活化頁(yè)巖時(shí)，快速釋放階段為0～90 min，90 min之后為緩慢釋放階段，而NaCl浸提到45 min左右時(shí)，富鉀頁(yè)巖、活化頁(yè)巖即進(jìn)入了緩慢釋放階段.

連續(xù)浸提的過(guò)程中，活化鉀礦與鉀礦表現(xiàn)出一致的浸提規(guī)律.初始階段，鉀長(zhǎng)石、活化鉀長(zhǎng)石的鉀釋放量表現(xiàn)為: NH4Cl＞NaCl＞H2O，隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，釋鉀量逐漸減少，到達(dá)釋鉀平衡附近時(shí)，3種浸提劑的累積釋鉀量表現(xiàn)為: NaCl＞NH4Cl≈H2O;富鉀頁(yè)巖、活化頁(yè)巖的整個(gè)動(dòng)態(tài)釋鉀過(guò)程均表現(xiàn)為: H2O＞NaCl＞NH4Cl.

對(duì)鉀礦及其活化鉀礦的累積釋鉀量分析可知，在H2O、NH4Cl、NaCl浸提下，活化鉀長(zhǎng)石的累積釋鉀量分別是鉀長(zhǎng)石的2.3、2.0和1.7倍，活化頁(yè)巖的累積釋鉀量分別是富鉀頁(yè)巖的2.5、3.3和2.5倍，所以活化鉀礦的累積釋鉀能力大于鉀礦.由圖1還可以看出，富鉀頁(yè)巖的累積釋鉀能力大于鉀長(zhǎng)石、活化頁(yè)巖的累積釋鉀能力大于活化鉀長(zhǎng)石.

圖1　不同浸提劑下活化鉀礦的鉀釋放變化Fig.1　 Variations of K releases of activated insoluble potassium ores with different cation solutions

2.2鉀礦的釋鉀動(dòng)力學(xué)模型

由圖1中鉀礦釋鉀的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，建立不同浸提劑鉀礦的鉀釋放動(dòng)力學(xué)模型，擬合結(jié)果如表1所示.其中，模型擬合的優(yōu)劣取決于擬合性，即計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的符合程度，常用相關(guān)系數(shù)(R)和標(biāo)準(zhǔn)差(S)來(lái)評(píng)定，R越大、S越小擬合性越好.由表1可以看出，除鉀長(zhǎng)石的一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合方程R達(dá)顯著水平外，其余擬合方程的R均達(dá)到極顯著水平，相關(guān)系數(shù)在0.698 6～0.997 3之間.累積釋鉀量的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值之間的S在11.35～295.90之間，表明4個(gè)模型均能很好的擬合鉀礦及活化鉀礦的動(dòng)態(tài)釋鉀過(guò)程.

雙常數(shù)模型、一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、擴(kuò)散模型和Elovich模型擬合鉀長(zhǎng)石的累積釋鉀量，擬合R的平均值分別為0.971 3、0.832 2、0.953 3和0.978 2;擬合S的平均值分別為15.48、22.99、19.49和13.30，雙常數(shù)模型和Elovich模型兩者間的R和S基本沒(méi)有差別，所以，鉀長(zhǎng)石的最優(yōu)釋放動(dòng)力學(xué)模型是Elovich模型或雙常數(shù)模型.

對(duì)于活化鉀長(zhǎng)石，4種模型擬合R的平均值分別為0.948 4、0.920 1、0.900 3和0.958 1;擬合S的平均值分別為22.35、26.28、31.07和20.50，與鉀長(zhǎng)石的結(jié)果類(lèi)似，活化鉀長(zhǎng)石的最優(yōu)釋放動(dòng)力學(xué)模型亦為Elovich模型或雙常數(shù)模型.

對(duì)頁(yè)巖，4種模型擬合R的平均值分別為0. 979 4、0.906 4、0.974 6和0.981 7; S的平均值分別為: 64.68、88.84、72.36和51.36，鉀的釋放動(dòng)力學(xué)模型擬合性表現(xiàn)為: Elovich模型＞雙常數(shù)模型＞擴(kuò)散模型＞一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型.所以，頁(yè)巖的最優(yōu)釋放動(dòng)力學(xué)模型為Elovich模型.

對(duì)活化頁(yè)巖，4種模型擬合R的平均值分別為0.974 3、0.849 7、0.956 2和0.981 6; S的平均值分別為126.70、194.30、169.11和95.79，動(dòng)力學(xué)方程擬合性: Elovich模型＞雙常數(shù)模型＞擴(kuò)散模型＞一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型.所以，活化頁(yè)巖的最優(yōu)釋放動(dòng)力學(xué)模型是Elovich模型.

4種模型擬合時(shí)，H2O、NH4Cl、NaCl浸提鉀長(zhǎng)石的方程S均表現(xiàn)為: NaCl＞H2O＞NH4Cl，活化鉀長(zhǎng)石亦表現(xiàn)出相同規(guī)律.一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合時(shí)，3種浸提劑之間的S相差不大，說(shuō)明除了一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，其他3種動(dòng)力學(xué)模型擬合鉀長(zhǎng)石、活化鉀長(zhǎng)石時(shí)，NH4Cl浸提下的模型擬合性均優(yōu)于NaCl.4種模型擬合頁(yè)巖時(shí)浸提劑間的S均表現(xiàn)出: H2O＞NaCl＞NH4Cl，浸提活化頁(yè)巖時(shí)亦表現(xiàn)出相同規(guī)律，說(shuō)明4種模型擬合下，NH4Cl浸提頁(yè)巖、活化頁(yè)巖的擬合性均優(yōu)于NaCl.

表1　連續(xù)振蕩條件下活化鉀礦釋鉀的動(dòng)力學(xué)模型1)Tab.1 The kinetics model of K release of activated potassium ores with successive extraction

2.3動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)與鉀礦釋鉀關(guān)系

由上述分析可知，雙常數(shù)模型、一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、擴(kuò)散模型和Elovich模型均具有較好的擬合性，模型中的參數(shù)對(duì)于活化鉀礦中鉀素在鹽溶液持續(xù)作用下的釋放特征具有重要的意義.

擬合方程的參數(shù)見(jiàn)表2.雙常數(shù)方程的參數(shù)a表示釋放過(guò)程的初始瞬時(shí)速率［17-18］，a值越大，鉀礦釋鉀的初始瞬時(shí)速率越大.通過(guò)比較雙常數(shù)方程的a值可以看出，活化鉀礦的鉀初始釋放速率顯著高于未活化鉀礦，在H2O、NH4Cl和NaCl的浸提條件下，活化鉀長(zhǎng)石的鉀初始釋放速率分別比鉀長(zhǎng)石增加了3.7、1.1和1.6倍;活化頁(yè)巖的鉀初始釋放速率分別比富鉀頁(yè)巖增加了4.7、6.0和4.0倍.

對(duì)Elovich方程求導(dǎo)，可得到Elovich速率方程: y = b/x，由b值可以求出任一時(shí)間的釋放速率［17，19-20］.b值越大，鉀礦釋鉀的速率越大.表2可以看出，NH4Cl浸提鉀礦及活化鉀礦的b顯著小于其他浸提劑，表明NH4Cl浸提的鉀釋放速率遠(yuǎn)小于其他浸提劑.比較鉀長(zhǎng)石和活化鉀長(zhǎng)石的b發(fā)現(xiàn)，除了NaCl浸提活化鉀長(zhǎng)石的b小于鉀長(zhǎng)石，H2O和NH4Cl浸提活化鉀長(zhǎng)石的b分別比鉀長(zhǎng)石增加了10.3%和71.2%.H2O、NH4Cl和NaCl浸提活化頁(yè)巖的b分別比頁(yè)巖增加了61.7%、102.4%和86.3%.

一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的a值表示釋放過(guò)程的最大平衡釋放量［16，22-23］，由表2可以看出，H2O、NH4Cl和NaCl連續(xù)浸提活化鉀長(zhǎng)石鉀的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的a分別比鉀長(zhǎng)石增加了139.6%、99.6%和73.3%;活化頁(yè)巖鉀的a分別比富鉀頁(yè)巖增加了1.3、2.4和1.6倍.

動(dòng)力學(xué)參數(shù)的分析可以看出，活化后鉀礦中鉀的初始釋放速率、平均釋放速率以及最大平衡釋放量均有所提高.其中，初始釋放速率增大是活化鉀礦中鉀的最大平衡釋放量增多的主要原因.

表2　活化鉀礦的動(dòng)力學(xué)模型擬合參數(shù)Tab.2 The kinetics model fitting parameters of activated potassium ores

3　討論與結(jié)論

各浸提劑下，鉀礦的累積釋鉀能力及動(dòng)力學(xué)參數(shù)均表現(xiàn)出了富鉀頁(yè)巖大于鉀長(zhǎng)石、活化頁(yè)巖大于活化鉀長(zhǎng)石，說(shuō)明礦物類(lèi)型不同，其釋鉀能力差異較大.這可能與礦物結(jié)構(gòu)有關(guān)，鉀長(zhǎng)石礦物結(jié)構(gòu)為無(wú)水架狀結(jié)構(gòu)鋁硅酸鹽礦物，鉀原子的位置位于晶格內(nèi)部，鉀原子落在10個(gè)氧原子所組成的穴中，與6個(gè)氧原子相距0.285 nm，因此阻礙了鉀的釋放［10］.頁(yè)巖結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，如遼寧省朝陽(yáng)地區(qū)的頁(yè)巖包含了多種以獨(dú)立礦物形式出現(xiàn)的含鉀礦物，主要成分是鉀長(zhǎng)石，約80%的鉀賦存于鉀長(zhǎng)石中，其次為白云母、伊利石等，約20%的鉀賦存于云母類(lèi)礦物中［24］，而長(zhǎng)石類(lèi)與云母類(lèi)相比，由于鉀離子處在相鄰四面體的空隙中，釋鉀較為困難［15］.

本研究結(jié)果表明，鉀長(zhǎng)石、活化鉀長(zhǎng)石的鉀初始釋放量表現(xiàn)為: NH4Cl＞NaCl＞H2O，累積釋鉀量表現(xiàn)為: NaCl＞NH4Cl≈H2O.一開(kāi)始，NH4+的提取能力強(qiáng)于Na+，之后提取能力減弱，這可能是因?yàn)榕cNa+、Ca2 +等水化半徑較大的離子相比，NH4+與K+有幾乎相同的離子半徑和水化能［25-26］，甚至在電性、化合價(jià)、釋放與固定機(jī)制等多方面都具有相似之處［27］，故NH4+更容易置換礦物表面及邊緣、楔形位點(diǎn)吸附的鉀，當(dāng)?shù)V物的速效鉀含量較高時(shí)，交換能力最強(qiáng)［28］.隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，礦物表面和邊緣處吸附的鉀較少，水化半徑較大的Na+提鉀能力大于NH4+，這是因?yàn)镹a+雖然因其水化半徑較大不易置換楔形位點(diǎn)上吸附的K+，但能置換一部分礦物晶層表面吸附的K+［29-30］; Na+、Ca2 +等水化半徑較大的鹽離子可以撬開(kāi)礦物晶層，使得一部分易釋放的非交換性鉀釋放出來(lái)［28］.本試驗(yàn)中，H2O浸提下頁(yè)巖、活化頁(yè)巖的累積釋鉀量大于2種鹽溶液，這可能是因?yàn)轫?yè)巖復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中存在大量的層狀結(jié)構(gòu)，K+通過(guò)直接的擴(kuò)散而不需要離子交換就可以釋放出來(lái).

通過(guò)動(dòng)力學(xué)模型來(lái)擬合鉀礦釋鉀的過(guò)程并描述其釋鉀規(guī)律鮮見(jiàn)報(bào)道.王瑾等［15］研究發(fā)現(xiàn)用不同有機(jī)酸連續(xù)浸提黑云母、正長(zhǎng)石等鉀礦，其釋放的最優(yōu)動(dòng)力學(xué)模型為雙常數(shù)模型或Elovich模型.為了準(zhǔn)確、定量地描述某種元素的動(dòng)態(tài)釋放過(guò)程，有必要建立或引用各種數(shù)學(xué)模型，呂曉男等［30］通過(guò)多個(gè)動(dòng)力學(xué)模型擬合電超濾方法下土壤鉀釋放的動(dòng)態(tài)過(guò)程發(fā)現(xiàn)，Elovich方程的參數(shù)b和雙常數(shù)方程的參數(shù)a與土壤速效鉀和大麥相對(duì)產(chǎn)量之間存在顯著或極顯著相關(guān).本試驗(yàn)建立了活化鉀礦的釋放動(dòng)力學(xué)模型，同時(shí)對(duì)動(dòng)力學(xué)模型的參數(shù)進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)活化后鉀礦的鉀初始釋放速率、平均釋放速率、最大平衡釋放量均顯著增大，并從動(dòng)力學(xué)角度定量評(píng)價(jià)了活化后鉀礦的釋鉀效果.至于參數(shù)能否作為評(píng)價(jià)其生物有效性的指標(biāo)還需進(jìn)一步的研究.

本試驗(yàn)得到如下結(jié)論: 1)浸提劑浸提活化鉀長(zhǎng)石的鉀初始釋放量表現(xiàn)為: NH4Cl＞NaCl＞H2O;累積釋放量表現(xiàn)為: NaCl＞NH4Cl≈H2O;浸提活化頁(yè)巖的整個(gè)動(dòng)態(tài)釋鉀過(guò)程均表現(xiàn)為: H2O＞NaCl＞NH4Cl.在鹽溶液的連續(xù)振蕩浸提下，活化鉀礦的累積釋鉀能力大于鉀礦，富鉀頁(yè)巖及活化頁(yè)巖的累積釋鉀能力大于相同處理下的鉀長(zhǎng)石.2)鉀長(zhǎng)石、活化鉀長(zhǎng)石鉀的最優(yōu)釋放動(dòng)力學(xué)模型是Elovich模型或雙常數(shù)模型;頁(yè)巖、活化頁(yè)巖的最優(yōu)動(dòng)力學(xué)模型是Elovich模型.除了一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合鉀長(zhǎng)石、活化鉀長(zhǎng)石時(shí)，NH4Cl、NaCl浸提劑間擬合性無(wú)差異外，其他情況時(shí)，NH4Cl浸提下的模型擬合性均優(yōu)于NaCl.3)通過(guò)動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)比較，從動(dòng)力學(xué)角度定量評(píng)價(jià)了鉀礦的QN活化效果，結(jié)果表明，活化后鉀礦的鉀初始釋放速率、平均釋放速率以及最大平衡釋放量均有顯著提高.

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【責(zé)任編輯周志紅】

Kinetics of potassium release of activated insoluble potassium ores

GUO Xiaoxue，LIU Kexing，WANG Yao，JIN Rui，GAO Yunxi，LIAO Zongwen
(College of Resources and Environmental Sciences，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China)

Abstract:【Objective】To establish the kinetics model of potassium(K) release of activated insoluble potassium ores and provide the scientific evidence for reasonable evaluation and highly efficient utilization of activated insoluble potassium ores.【Method】The insoluble potassium ores (potash feldspar、K-shale) were activated by the activator which was successively extracted through cation solution(NH4+，Na+) to study the effects of cation solution on K dynamic release of activated potassium ores and the kinetic model of K release.【Result and conclusion】The results showed that there were two stages of the K release of activated potassium ores including quick release at the initial stage and slow release at the final stage.The capability of different extraction solution to release initial K from potash feldspar and activated forms was in order of NH4Cl＞NaCl＞H2O，while the K accumulative release amount was in order of NaCl＞NH4Cl≈H2O.The total K release amount of K-shale and activated K-shale was in order of H2O＞NaCl ＞NH4Cl.The first order equation，power function，parabolic diffusion equation and Elovich equation were used to describe the K release of insoluble potassium ores.The Elovich equation or power function was the best model to describe the K release of potash feldspar and activated potash feldspar，and the Elovich equation was the best model for K-shale and activated K-shale.The K release models with successive extraction of NH4Cl were better than those of NaCl.However，the effects of two extraction solu-book=63,ebook=335tions had no significant difference when using the first order equation to describe the K release of activated potash feldspar.The initial release rate，mean release rate and maximum balanced release amount of K from activated potassium ores increased significantly.The increase of initial release rate was the main reason of the increase of the maximum balanced release amount.

Key words:potassium fertilizer; water-insolubility; potassium ore; activation; cation; kinetics of potassium release

基金項(xiàng)目:公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)(20120301303) ;廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013B020310007)

作者簡(jiǎn)介:郭小雪(1988—)，女，碩士研究生，E-mail: ly33859@ 163.com;通信作者:劉可星(1970—)，男，副教授，博士，E-mail: kxliu@ scau.edu.cn

收稿日期:2015-01-20

文章編號(hào):1001-411X(2015) 06-0062-06

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

中圖分類(lèi)號(hào):S143.31