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钾(jia),英文为Potassium,化学符号为K,原子序数为19,是ⅠA族的元素之一,属于碱金属。钾是一种银白色的金属,质软,可用小刀切割,新切面有银白色光泽。钾的密度0.862g/cm3,熔点63℃,沸点770℃。钾在自然界没有单质形态存在,钾元素以钾盐的形式广泛分布于陆地和海洋中。钾也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一。
钾的发现
钾的名称来源于拉丁文Kalium,原意是“碱”。中国科学家在命名此元素时,因其活泼性在当时已知的金属中居首位,故用“金”字旁加上表示首位的“甲”字而造出“钾”这个字。1807年,科学家戴维通过电解熔融的苛性碱中发现了钾元素。
钾资源分布
钾在自然界中以化合物的形式存在。世界钾盐资源丰富,但分布不均衡,绝大部分分布在加拿大、俄罗斯、巴西、美国等。中国钾盐资源比较贫乏,属短缺资源。中国有l2个省区存在钾盐资源,主要分布在青海柴达木盆地、新疆罗布泊盐湖地区,钾盐氯化钾储量7.91亿吨;四川,贵州、新疆、陕西、西藏、云南、甘肃等新发现的钾盐板块预测算为2.3吨,总计可供开采的钾盐资源10.21亿吨。
在海水中以钾离子的形式存在,含量约为0.38g/kg。钾在海水中含量比钠离子少的原因是由于被土壤和植物吸收多。除了氧、氢、氯、钠、镁、硫、钙之外 ,钾在海水中的含量最高。
正常人体内约含钾175克,其中98%的钾以钾离子的形式贮存于细胞液内;血清中含钾3.5~5.5mmol/L。钾是细胞内最主要的阳离子之一。
钾的物理性质
钾为银白色立方体的金属,质软,可用小刀切割,新切面有银白色光泽。钾的密度0.862g/cm3,熔点为63℃,沸点为770℃。钾是热和电的导体,具有较好的导磁性,是核反应堆导热剂。
钾的化学性质
钾的化学性质比较活泼,暴露在空气中,表面容易形成一层氧化钾和碳酸钾,因此金属钾应保存在液体石蜡或氩气中以防止氧化。钾在空气中加热就会燃烧,生成氧化钾;在过量氧气中加热,生成过氧化钾和超氧化钾的混合物。金属钾溶于液氨生成深蓝色液体,可导电,实验证明其中含氨合电子,钾的液氨溶液久置或在铁的催化下会分解为氢气和氨基钾。钾的液氨溶液与氧气作用,生成超氧化钾,臭氧作用,生成橘红色的臭氧化钾。
钾的同位素
已发现钾的同位素共有28种,包括从32K至55K,其中在自然界中存在的只有39K、40K和41K,其他同位素都是由人工制造。40K有放射性,是岩石和土壤中天然放射性本底的重要来源之一。
钾的用途
在工业上,钾最重要的化合物氢氧化钾,具有很强的腐蚀性,是强碱之一,被用来制造肥皂、精炼石油与制造各种化工产品。
在农业上,钾的最主要用途是制造钾肥。钾肥可以增强植物抗冻性、抗旱、抗盐的能力;还可以增强植物对病虫害的抗性,减少水稻受还原性物质的危害。
钾盐是什么?
钾盐是指含钾矿物的总称,包括钾石盐、钾盐镁矾、光卤石、硫酸镁石和氯化钾等。钾盐成分为KCl,常含溴、铷和铯等轴晶系。晶体呈立方体,常为致密块状集合体。无色透明或乳白色,玻璃光泽。硬度1.5—2,比重1.97—1.99g/m³。解理完全。易溶于水,味咸而苦涩。
钾盐的分类
钾盐分为可溶性钾盐矿物和不可溶性含钾的铝硅酸盐矿物。前者是自然界可溶性的含钾盐类矿物堆积构成的可被利用的矿产资源,它包括含钾水体经过蒸发浓缩、沉积形成的可溶性固体钾盐矿床(如钾石盐、光卤石、杂卤石等)和含钾卤水。不可溶性钾盐矿物是指难溶性含钾矿物或岩石组成的钾矿。铝硅酸类岩石是不可溶性的含钾岩石或富钾岩石(如明矾石、霞石、钾长石及富钾页岩、砂岩、富钾泥灰岩等)。
钾盐的用途
世界上95%的钾盐产品用作肥料,5%用于工业。在化学工业中约有30多种产品由钾组成,主要有氯化钾、氢氧化钾、硫酸钾、碳酸钾、氰 化 钾、高锰酸钾、溴化钾、碘化钾等。按工业用途,35%的钾盐用于生产洁净剂,25%以碳酸盐和硝酸盐形式用于玻璃和陶瓷工业中,20%钾盐用于纺织和染色,13%钾盐制化学药品;其余用于罐头工业、皮革工业、电器和冶金工业等。钾的氯酸盐、过磷酸盐和硝酸盐是制造火柴、焰火、炸 药和火箭的重要原料。钾的化合物还用于印刷、电池、电子管、照相等工业部门,此外也用于航空汽油及钢铁、铝合金的热处理。
世界钾盐的储量与分布
世界钾盐资源丰富。已发现的较大型钾盐盆地有30余个,钾盐矿床40余个。资源总量达2500亿t(以K2O计),绝大部分为地下固体钾盐,少部分为含钾卤水,据美国地质调查局统计,2012年世界钾盐探明储量95.5亿t,但在地域分布上很不均衡,资源和产量都集中在少数国家。按储量统计,加拿大44亿t,占世界46%;俄罗斯33亿t,占35%;白俄罗斯7.5亿t,占9%;三国合计占总储量的89%,其次是巴西、中国、智利、德国、
... 查看全文我国是农业大国,同时也是一个钾资源严重匮乏的国家,钾肥对外依存度高达50%以上,直接影响到国家粮食安全。在全 球钾肥企业加速资源整合,市场垄断格局的大背景之下,中国钾肥行业要通过产业调整升级积极谋变应对,不少国内企业正在境内外加紧投资布局,力求找到合适路径突破国外制约而赢得竞争优势。
国内市场需求前景看好
我国土壤普遍缺钾。据不完全统计,我国缺钾土壤已经达到4.5亿亩,每年维持土壤速 效钾含量稳定以及作物带走和淋失因素需要折氯化钾实物1270万~1429万吨。但我国在2014~2015年间,钾肥产量最高仅为折氯化钾850万~900万吨,其余全部需要进口来满足。
目前,中国已经成为钾肥消费第一大国。总体而言,近年来,国内钾肥生产能力提高很快,但目前和未来很长时期将仍然主要依赖进口,这也是我国钾盐资源匮乏导致的窘境。
中国科学院青海盐湖研究所资深专家李发福指出,钾肥是一种很重要的农用肥料,能增强作物的抗虫害、抗冻害和抗不良土壤环境的能力。钾肥的主要品种包括氯化钾、硫酸钾、硝酸钾以及硫酸钾镁,其中氯化钾由于养分浓度高、资源丰富、价格低廉,在农业生产中起主导作用,占所施钾肥数量的95%。除农业用途外,氯化钾同时具有广泛的工业用途,可以制取其他钾盐,如氢氧化钾、碳酸钾、硝酸钾、硫酸钾等;还可以用于石油工业、橡胶工业和电镀工业;在医药卫生领域可以作利尿剂、代盐等;在电解氯化镁制取金属镁时,常被用作配制电解液的成分之一。
李发福分析认为,虽然全 球钾肥钾盐产能有所过剩,但是近年来并没有出现供过于求的局面。未来几年,由于全 球粮食价格不断上涨,中国、印度、巴西等农业大国对钾肥的需求还会大幅上升。以我国为例,随着农业结构的调整,经济作物的耕种面积逐年增加,而经济作物的生长需要大量的钾肥养分。此外,我国土地耕种历史很长且长期过度种植,导致缺钾情况普遍且比较严重,伴随测土配方技术的大面积推广,为保证我国农
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