温和的方法把普通矿物变成肥料

美国科学家开发了一种热液法，可以将当地的岩石转化为廉价有效的肥料。

养活世界上不断增长的人口是一项紧迫的全球性挑战。肥料提供钾、氮和磷等关键土壤养分，提高作物产量和粮食产量。全球各地的农民都使用钾(钾肥)肥料，通常是KCl，制造商从一种叫做斯莱维石的矿石中开采KCl。加拿大、俄罗斯和白俄罗斯是全球钾肥开采最多的国家。

在南半球，距离这些钾肥产地数千英里的地方就是巴西。巴西拥有大片农业用地，是玉米和大豆的主要生产国，也是肉类出口大国，尤其是对中国。然而，土壤质量很差。因此，巴西进口了大量的钾肥，其中90%的钾肥是从加拿大的萨斯喀彻温省(Saskatchewan)长途、复杂而昂贵的运输而来。因此，人们开始寻找当地廉价、可持续的钾资源。

麻省理工学院(MIT)的一个研究小组受到巴西农业状况的启发，开始寻找钾的丰富来源。他们发现了钾长石，这是一种常见的矿物，是超经典正长岩的主要成分。超典型正长岩是一种结晶岩石，外观类似于花岗岩，占地壳的12%左右。它遍布全球，包括巴西，也很容易开采。然而，钾长石以前被认为是不活性的，使它们成为较差的肥料。

现在，麻省理工学院的大卫·西塞里(Davide Ciceri)和他的同事们认为，通过相当温和的化学处理，他们可以改变这种情况。西塞里将其描述为“在高压灭菌器中加速风化”。团队成员Antione Allanore解释说，他们的处理方法消除了昂贵的、能源和水密集型的分离和再结晶过程的需要。首先，他们结合正长岩和Ca(OH)₂在一个钢球磨里。然后他们使用高压灭菌器在200°C下对粉末进行水热加热5小时。他们在实验室的烤箱中烘干了一夜的浆液，然后用玛瑙臼和杵碾碎固体蛋糕。蚀变长石构成了最后的水热物质的大部分。阿拉诺补充道:“在这个过程中加入的所有东西最终都会以一种适合我们所追求的性能的形式出现在产品中。”

浸出试验表明，钾现在与其他微量营养素一起出现在最终产品中。钾长石开采成本低廉，相关运输成本较低，加工过程也更环保，因此Allanore和Ciceri相信他们的方法将极大地造福巴西农民。

大卫曼宁英国纽卡斯尔大学的一位肥料专家，他将热液蚀变过程描述为解决一个非常古老问题的新方法。他说，热液材料“似乎特别适合热带土壤——那里的需求最大。”

西塞里说，研究小组发现的碱性热液蚀变也自然发生在一些地质环境中。工业界已经在使用类似的工艺，例如拜耳将铝土矿提炼成氧化铝的工艺。这使得该小组乐观地认为，他们的工艺将适用于其他钾资源。