本文分别研究了以水溶性钾盐为原料制备大量元素水溶肥料和以非水溶性钾长石矿为原料制备水溶性硫酸钾工艺。首先根据水盐体系相平衡理论,采用等温溶解平衡法研究了常温下(25℃)磷钾化合物、氮钾化合物、水三元体系相平衡,绘制出了三元水盐体系相图,同时测定了平衡液相的密度和pH,给出了符合农业行业标准的大量元素水溶肥料(液体型)配方区域,研制出的大量元素水溶肥料在水稻上开展了小区试验,结果表明,与清水和空白对照增产率分别达到8.3%、9.4%,增收效果明显。其次分别采用高温熔盐置换反应和常压水热反应从钾长石矿提取非水溶性钾制备水溶性硫酸钾。高温熔盐置换反应是利用熔融硫酸钠与钾长石进行钠钾离子置换,热力学分析表明800K以上,此置换能够自发进行,试验结果表明最适宜置换条件为钾长石粒径-74μm,钾长石与硫酸钠物料比n(K):n(Na)=1:15,温度为960℃左右,时间为1.8h。常压水热反应是利用氢氧化钠分解钾长石,反应在沸腾条件下进行,水分挥发完后继续加热养护一定时间。比较理想的工艺条件为m钾长石:m氢氧化钠=1:3,固液比(指钾长石和氢氧化钠总量与水的体积比g/mL)为8:1,养护温度220℃,养护时间15min。产物加水浸取,水量为25mL/g(钾长石)。上述两种方法钾的溶出率最高均可达到90%左右。最后依据不同温度下K₂SO₄-Na₂SO₄-H₂O体系相图,计算分析并设计了硫酸钠与硫酸钾分离流程,为钾长石高温熔盐置换反应和常压水热反应产物的分离提供了理论依据。小试试验结果表明所设计的分离工艺制得的产品硫酸钾(结晶粉末状)达到农业用硫酸钾国家标准合格品的要求。