Земна кора містить близько 1,84% калію. Цей хімічний елемент займає друге місце за натрієм за обсягом кількістю присутності в природі. У літосферних плитах калію присутня величезна кількість у вигляді алюмосилікатів, таких як польовий шпат ортоклаза. Це з'єднання займає практично 18% обсягу кори нашої планети. Значні поклади солей калію в досить чистому стані були утворені внаслідок випаровування древніх водойм. Найзначнішим мінеральним з'єднанням калію для хімічної галузі можна назвати сильвин (KCl), а також сильвинит (об'єднана сіль NaCl і KCl). Значні поклади калієвих солей виявили геологи з Стассфурта (Німеччина) в 1856 році. У цих місцях протягом ста років промисловими методами відбувалася видобуток калію, а саме поташу.
отримання калію
Вперше отримання металевого калію відбулося методом електролізу розплавленого їдкого калію (KOH) в 1807. Зробити це зміг англійський хімік і фізик Гемфрі Деві. Він назвав подученний елемент «potassium». Ймовірно, Деві вибрав таку назву через те, що знайшов цей елемент в Поташі. У російській мові «калій» з'явився в 1831 році завдяки працям академіка Германа Гесса, який працював в Петербурзі.
Виробництво калію засноване на обмінних реакціях між металевим натрієм і KOH або KCl, які виглядають таким чином:
Обов'язковою умовою для протікання реакції між розплавленим гідроксидом калію і рідким натрієм є наявність противотока в тарельчатой нікелевої колонці для протікання реакцій. Відбувається це при температурах від 380 до 440 С. Для протікання другої реакції крізь розплавлену сіль KCl проводять пари Na при температурі від 760 до 800 С. Пари, що утворюються калію фахівці піддають конденсуванням.
Крім цього цей метал фахівці отримують за допомогою нагрівання понад 200 C сумішей калій хлору в присутності алюмінію (або кремнію), а також вапна. Сьогодні метод електролізу використовується вкрай рідко. Причина цього полягає в дуже малому виході калію і складності гарантування безпечного протікання реакції.
Калій в природі
В океанічних водах знаходиться приблизно 0,06% хлориду калію. Хоча кілька невеликих водойм, наприклад, озеро Солт-Лейк або Мертве море, містять більше цієї речовини, до 1,5%. У таких випадку видобуток даного елемента рентабельна. На території Йорданії зведено велике підприємство, яке виробляє мільйони тонн калійних солей з Мертвого моря.
Незважаючи на приблизно однакове поширення в гірське породі натрію і калію, кількість калію в океанах практично в 30 разів нижче, ніж натрію. Це відбувається внаслідок того, що калійні солі, містять великий катіон, і через це мають більш низьку розчинність. Калій утворює високоміцні зв'язку в силікату і алюмосилікатах, розташованих в грунті внаслідок іонного обміну в глині. Крім цього, витравлюють з гірських порід калій у великій мірі поглинають рослини. Вчені порахували, що з однієї тисячі атомів калію, які звільняються в процесі хімічного вивітрювання, лише два потрапляють в морський басейн, а решта осідають в землі.
Калій - це вкрай суттєвий елемент життєдіяльності рослин, і розвиток дикорослих рослин часто обмежене доступністю цього елемента. В результаті нестачі калію ріст рослин сповільнюється, а їх листя стає жовтим. Брак калію заповнюють за допомогою добрив.
родовища калію
Основні поклади солей калію знаходяться на території Європи і Північної Америки. Найбільшими родовищами вчені визнали Верхньокамське в Росії і Саскачеванського в Канаді. У цих двох місця розташовано 82.2% світових запасів оксиду калію. Більш дрібні запаси цього металу присутні практично в 20 державах. На першому місці Росія, на другому - Канада, на третьому - Білорусь, і на четвертому - Німеччина.
Таблиця 1.Запаси калійної сировини по країнам світу
Запаси, млн. Тонн
Протягом останніх десятиліть багато калієвих шахт було закрито. Проте сьогодні пропозиція на чверть перевищує попит.
На території нашої країни розробки ведуться тільки в Верхньокамському джерелі, розташованому в Пермському краї. У ньому знаходиться 90% розвіданих покладів і 98% - оцінених. Розробкою родовища в найбільшому гірничо хімічному комплексі займається підприємство ВАТ «Уралкалий» спільно з ВАТ «Сильвініт». Крім калійних солей родовище багате кам'яною сіллю.
Калій отримують з руди в шахтах, які знаходяться глибоко під землею, або з викачували з-під землі розсолів за допомогою їх подальшої переробки на поверхні
95% виробленого калію використовується в якості добрив.
У вільному стані не зустрічається. Породообразующий елемент, входить до складу слюд, польового шпату і т. Д. Також калій входить до складу Сільвіна KCl, сильвініту KCl · NaCl, карналлита KCl · MgCl2 · 6H2O, каїніту KCl · MgSO4 · 6H2O, а також присутня в золі деяких рослин в вигляді карбонату K2CO3 (поташ)