黒雲母からの持続的カリウム供給を可能にする最適風化条件の解明

阐明能够从黑云母中可持续供应钾的最佳风化条件

• 批准号: 22KJ2598
• 负责人: 黒川 耕平
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyoto Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2598/
• 关键词: 黒雲母; カリウム; 非交換態カリウム; 土壌; 風化

本研究は、世界に遍在する資源であり近年価格高騰が問題となっているカリウム (K) の国内資源の確保に向けて、K含有鉱物である黒雲母に富む資材に着目し、黒雲母から植物へのK供給が高水準で持続される条件を確立することを目的とするものである。本年度である2022年は、高水準のK供給能力を有する黒雲母に富む資材の探索およびK供給能力の規定要因の解明を行った。本研究では、黒雲母に富む資材を新たに採掘するのではなく、工業的に黒雲母に富む原料から製品を生成する際に処理される3種類の廃棄物 (廃材A, 廃材B, 廃材C)、および花崗閃緑岩サプロライト (サプロライト) に着目し、資材の鉱物組成やK供給能力、K供給能力を規定する因子を分析した。その結果、資材から磁気分離や湿式化学処理等によって単離した黒雲母が資材に占める割合は、廃材Aで42%、廃材Bで14%、廃材Cで53%、サプロライトで18%であった。化学抽出 (熱硝酸抽出法) によって資材中の黒雲母構造内のKのうち植物が利用可能なK量 (非交換態K量) を評価した結果、廃材Cの非交換態K量は8.3 g/kgであり、他の資材 (平均1.6 g /kg) よりも高かった。さらに黒雲母構造内のKに占める非交換態K量の割合、つまり黒雲母構造からのKの放出のしやすさは、廃材Cで37%であり他の資材 (平均12%) よりも高かったことから、廃材Cは高水準のK供給能力を有する資材であることが明らかとなった。黒雲母構造からのK放出のしやすさの規定要因として資材の粒径や黒雲母の元素組成を分析した結果、粒径が小さいほどK供給能力が高いことが示された一方で、粒径の小ささよりも黒雲母自体が廃材Cのようなマグネシウム (Mg) に富む種類であることが、高水準のK供給能力に富む資材を見分ける指標としてより重要であることが示された。

本研究以富含钾矿物黑云母的材料为中心，以确保钾（K）的国内资源，钾（K）是世界上普遍存在的资源，近年来其价格不断上涨。该项目的目的是创造条件，使钾对植物的钾供应能够保持在高水平。今年，即2022年，我们寻找了具有高水平供钾能力的富黑云母材料，并明确了供钾能力的决定因素。本研究针对三类废弃物（废弃物A、废弃物B、废弃物C）和花岗闪长岩腐泥土（saprolite），分析了该物料的矿物成分、K供给能力以及决定K供给能力的因素。结果，通过磁力分离或湿化学处理从材料中分离出的黑云母的比例对于废料A为42％，对于废料B为14％，对于废料C为53％，对于腐泥土为18％。通过化学提取（热硝酸提取法）来评价植物可利用的材料中黑云母结构中的 K 量（非交换 K 量），废料中的非交换 K 量C为8.3克/千克，高于其他材料（平均1.6克/千克）。此外，废料C中非交换K与黑云母结构中K的比率，即K从黑云母结构中释放的难易程度，为37％，高于其他材料（12％）。因此，可知废料C是K供给能力高的材料。作为K从黑云母结构中释放的难易程度的决定因素，对材料的粒径和黑云母的元素组成进行了分析，结果表明，粒径越小，K的供给能力越高。结果表明，黑云母本身属于富含镁（Mg）的类型，例如废料C，作为识别具有高水平K供应能力的材料的指标，比黑云母的小尺寸更重要。

项目成果

セラミック廃材および花崗閃緑岩サプロライトの鉱物組成とK放出能

陶瓷废料和花岗闪长岩腐泥土的矿物成分及释钾能力

• 发表时间: 2022
• 作者: 黒川 耕平;中尾 淳;野村 一樹;矢内 純太
• 通讯作者: 矢内 純太

Exchangeability of radiocesium and potassium in decontaminated agricultural soils from different parent materials in Fukushima, Japan

日本福岛不同母质的净化农业土壤中放射性铯和钾的交换性

• 发表时间: 2022
• 作者: Kohei Kurokawa;Ikumi Asano;Atsushi Nakao;Yuzo Mampuku;Junta Yanai
• 通讯作者: Junta Yanai