JP2023513852A - 多相材料含有組成物並びに関連する調製および使用の方法 - Google Patents
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Abstract
１）カリウム骨格ケイ酸塩鉱石；２）アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物、および炭酸塩からなる群から選択される少なくとも１つの材料；並びに３）水を、少なくとも１０分間少なくとも９０℃の温度で、および少なくとも１気圧の圧力で加熱して、それにより第１の生成物を製造すること；該第１の生成物を成分の供給源と組み合わせて、第２の生成物を形成すること；並びに該第２の生成物を乾燥させて、ＭＰＭおよび該成分を含む組成物を提供することを含み、ここで、該成分の該供給源は、ＫＣｌ、多量栄養素供給源、微量栄養素供給源および有益な元素の供給源からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、方法。ＭＰＭ；並びにＫＣｌ、主要栄養素、微量栄養素および有益な元素からなる群から選択される成分を含み、ここで、該ＭＰＭは、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相からなる群から選択される少なくとも２つの相を含む、組成物。【選択図】図１
Description
関連出願への相互参照
本出願は、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ §１１９のもとで、２０２０年２月１８日付で出願され、「多段階肥料を生成するためにカリウム貯蔵物を処理すること」と題するＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．６２／９７７，９４８号の優先権を主張し、その全体の内容が、参照によりその本明細書に組み込まれる。
本出願は、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ §１１９のもとで、２０２０年２月１８日付で出願され、「多段階肥料を生成するためにカリウム貯蔵物を処理すること」と題するＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．６２／９７７，９４８号の優先権を主張し、その全体の内容が、参照によりその本明細書に組み込まれる。
分野
本開示は、多相材料含有組成物並びに関連する調製および使用の方法に関する。
本開示は、多相材料含有組成物並びに関連する調製および使用の方法に関する。
背景
塩化カリウム（ＫＣｌ）は、ときどきカリ（ｐｏｔａｓｈ）の塩化物（ｍｕｒｉａｔｅ）（ＭＯＰ）として呼ばれ、肥料中のカリウム（Ｋ）の一般的な供給源である。カリウム供給源材料を製造するための出発材料としてカリ長石を使用することが知られている。
塩化カリウム（ＫＣｌ）は、ときどきカリ（ｐｏｔａｓｈ）の塩化物（ｍｕｒｉａｔｅ）（ＭＯＰ）として呼ばれ、肥料中のカリウム（Ｋ）の一般的な供給源である。カリウム供給源材料を製造するための出発材料としてカリ長石を使用することが知られている。
要約
カリ長石は、地球の地殻からの最も豊富なアルミノケイ酸塩鉱物の１つである。しかしながら、さらなる処理なしには、それが土壌上に有する即時の影響は、たいていの場合において制限されている。一例として、カリ長石鉱物内のＫは、それが鉱物の骨格に結合しているため、ほとんどアクセスできない。自然の風化プロセスは、閉じ込められたＫのいくらかを放出し得る。このプロセスは、世界の古代の肥沃な土壌を形成したが、カリ長石の自然の風化速度は、農学的な土壌使用のために栄養素を補充するために必要とされるものよりもはるかに遅く起こる。
カリ長石は、地球の地殻からの最も豊富なアルミノケイ酸塩鉱物の１つである。しかしながら、さらなる処理なしには、それが土壌上に有する即時の影響は、たいていの場合において制限されている。一例として、カリ長石鉱物内のＫは、それが鉱物の骨格に結合しているため、ほとんどアクセスできない。自然の風化プロセスは、閉じ込められたＫのいくらかを放出し得る。このプロセスは、世界の古代の肥沃な土壌を形成したが、カリ長石の自然の風化速度は、農学的な土壌使用のために栄養素を補充するために必要とされるものよりもはるかに遅く起こる。
本開示は、カリ長石の１つ以上の制限を克服し得る組成物、並びに関連する調製および使用の方法を提供する。いくつかの実施態様においては、組成物は、土壌の全体的な肥沃度を高め、土壌の健康および寿命を改善し、劣化したおよび枯渇した土壌を回復し得る。さらにまたはあるいは、組成物は、組成物の１つ以上の成分の浸出損失を低下させ得る。一例として、組成物が多相材料およびＫＣｌを含むいくつかの実施態様においては、ＫＣｌのみで起こるであろう浸出と比較したときに、Ｋの浸出損失を減少させ得る。特定の実施態様においては、本開示は、１つ以上の栄養素（主要栄養素および／または微量栄養素）および／または他の有益な元素を作物および／または土壌に提供する、改善されたＫ含有肥料および／または組成物を提供する。組成物が１つ以上の栄養素（主要栄養素および／または微量栄養素）および／または他の有益な元素を含有する特定の実施態様においては、栄養素（複数可）および／または他の有益な元素（複数可）の浸出損失を、低下させ得る。本開示はまた、より高い性能および／またはより高い収量を示し得る組成物を提供する。一般に、組成物を作製するためのプロセスは、比較的単純で安価であり得る。結果として、一般に、本技術は、産業規模で実施するのに比較的簡単で安価であり得る。
一般に、本明細書において開示する組成物は、多相材料（ＭＰＭ）および少なくとも１つの追加の成分を含む。
本明細書において使用するとき、ＭＰＭは、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物およびアモルファス相から選択される少なくとも２つの相（例えば、２相、３相、４相、５相）を含む材料である。
追加の成分の例は、ＫＣｌ（カリ岩塩相）、主要栄養素（窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）および硫黄（Ｓ））、微量栄養素（ホウ素（Ｂ）、塩素（Ｃｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）および亜鉛（Ｚｎ））および／または他の有益な元素（例えば、ナトリウム（Ｎａ）、セレン（Ｓｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、コバルト（Ｃｏ）およびバナジウム（Ｖ））を含む。
一般に、ＭＰＭは、任意の適切なプロセスに従って調製することができる。本明細書における他の場所でより詳細に論じるように、いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、水熱プロセス、およびその後の乾燥によって調製する。ＭＰＭを調製するための水熱プロセスは、例えば、アルカリ金属ケイ酸塩を、ｉ）アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物および／または炭酸塩；並びにｉｉ）水と、９０℃と４００℃との間の温度（例えば、１００℃および４００℃）、１気圧（ａｔｍ）と３００気圧との間の圧力で、０．０１時間（ｈ）から６時間の期間反応させることを含む。一例として、特定の実施態様においては、ＭＰＭは、カリ長石閃長岩を、酸化カルシウム（ＣａＯ）と、９０℃と４００℃との間の温度（例えば、１００℃および４００℃）で、１気圧と３００気圧との間の圧力に０．０１時間から６時間の期間反応させ、その後乾燥させることによって調製する。いくつかの実施態様においては、水熱プロセスは、オートクレーブを使用して実施する。
一般に、任意の適切な方法を使用して、ＭＰＭおよび少なくとも１つの追加の成分を含む組成物を作製することができる。いくつかの実施態様においては、組成物を作製する方法は、少なくとも実質的に乾燥した（例えば、完全に乾燥した）ＭＰＭを少なくとも１つの追加の成分とブレンドすることを含む。いくつかの実施態様においては、組成物を作製する方法は、水熱処理後、乾燥前に、少なくとも１つの追加の成分をＭＰＭ製造中に形成された中間生成物と組み合わせて、それにより中間組合せを形成し、その後該中間組合せを乾燥させることを含む。いくつかの実施態様においては、方法は、少なくとも１つの追加の成分をＭＰＭ調製物についての出発材料と組み合わせて組合せを提供し、その後該組合せの水熱処理および乾燥を行うことを含む。そのような方法の組合せを、使用することができる。
理論に拘束されることを望まないが、ＭＰＭ中に存在する複数の異なる相は、組成物からの追加の成分（複数可）の放出のタイミングを制御し／該放出を計画的に実施する可能性を可能にすると考えられる。すなわち、所与の組成物を調整して、追加の成分（複数可）の特定の所望の放出プロファイルを達成することが可能である。
いくつかの実施態様においては、本開示は、例えば、肥料としての農業における潜在的な用途（例えば、組成物中の１つ以上の追加の成分を提供することによる）および／または土壌修復における潜在的な用途（例えば、土壌からの重金属を固定化することによる）を有する、組成物の調製のためのプロセスを提供する。特定の実施態様においては、本開示は、例えば、単独のＫＣｌ肥料と比較して、著しく、作物収量を増加させ、土壌の健康を改善し得る組成物の調製のためのプロセスを提供し得る。本開示は、１つ以上の追加の成分の放出の異なる速度およびパターンを有する組成物を提供する。例えば、Ｋ放出の場合においては、組成物は、組成物が多段階の／遅いＫ放出に加えて比較的速いＫ放出を示すように、高い水溶性のＫＣｌをＭＰＭの独特の特性と組み合わせ得る。いくつかの場合においては、組成物は、１つ以上の追加の成分の多段階の放出、高い陽イオン吸着能力、有益な農学的残留効果、所与の作物について最適なレベルで土壌ｐＨを緩衝する能力、微生物叢に優しい特性、および／または低い塩分を提供する。特定の実施態様においては、組成物は、１つ以上の栄養素および／または１つ以上の有益な元素を、比較的長期間（例えば、シーズン全体）作物に供給し得る。いくつかの実施態様においては、これは、単一の適用を通して達成し得る。これは、例えば、適用コストを節約しおよび／または短期間の単純労働についての需要を低下させ得る。さらにまたはあるいは、これは、例えば、根域における過剰な栄養素の供給に起因するストレスおよび／または特定の毒性の低下を通して、農学的性能を改善し得る。
本開示は、所望の特性を有する組成物を産出するようにプロセスを調整することを可能にする。一例として、プロセスパラメータを操作して、比較的高い陽イオン交換能力（ＣＥＣ）または比較的低いＣＥＣを有する組成物を産出し得る。理論に拘束されることを望まないが、トバモライトの比較的高いＣＥＣおよび／または重量パーセンテージは、土壌修復（例えば、土壌からの１つ以上の重金属の固定化）において使用される組成物にとって望ましくあり得ると考えられる。理論に拘束されることを望まないが、トバモライトの比較的低いまたは高い、ＣＥＣ値および／または重量パーセンテージは、水熱処理についての期間および／または温度によって影響を受けると考えられる。任意に、異なるＣＥＣ値を有するさまざまな組成物を望むとおりに組み合わせて、ＣＥＣ特性の組合せを示す全体的な組成物を達成し得る。
任意に、このプロセスは、ＭＰＭおよびＫＣｌ（カリ岩塩相）を含む組成物を産出する。そのような組成物は、例えば、１重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）の範囲のトバモライト相（複数可）、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相（複数可）、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．１重量％と９９重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含み得る。一般に、そのような組成物は、本明細書において開示するさまざまな方法のいずれかに従って調製することができる。そのような方法において使用される材料（例えば、カリ長石閃長岩およびＣａＯ）は、典型的には、通常、豊富で、手頃な価格で、取り扱いが簡単で、世界中で容易に大量に利用可能である、環境的に安定かつ危険でない材料である。一般に、ＫＣｌは、例えば、結晶、塩、粉末、液体（例えば、溶液）および／またはスラリーとしてなどの、任意の適切な形態で導入することができる。この段落における前述の議論は特にＫＣｌに言及しているが、より一般には、本明細書において開示する他の追加の成分のいずれかの１つ以上を、ＫＣｌの代わりに、またはＫＣｌに加えて使用することができる。
本開示は、例えば、特定の既知の材料と比較して改善された特性を有する、Ｋおよび他の土壌の健康および栄養素供給源組成物を調製するための方法を提供する。例えば、ＫＣｌは、土壌中の交換可能なＫと交換不可能なＫとの間の平衡を大幅に混乱させ得る、局所的なＫ＋およびＣｌ－濃度の比較的突然の増加をもたらし得る方法で比較的急速に溶解し得、これは、苗および／または塩分に敏感なシステムにとって不利益であり得る。いくつかの場合においては、このＫのかなりの割合が、温帯土壌においては比較的遅い速度で進行し得るが、熱帯土壌においては気候条件のために誇張される現象である、浸透性浸出によって失われる。本開示は、さまざまな実施態様においては、Ｋの比較的即時の放出（例えば、組成物の可溶性部分からの）および／またはＫの持続／段階的放出を提供する組成物を提供する。この段落における前述の議論は、特にＫＣｌに言及するが、より一般に、本明細書において開示する追加の成分のいずれかを、ＫＣｌの代わりに、またはＫＣｌに加えて使用することができる。
一般的な態様においては、本開示は、１）カリウム骨格ケイ酸塩鉱石；２）アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物、および炭酸塩からなる群から選択される少なくとも１つの材料；並びに３）水を、少なくとも１０分間少なくとも９０℃の温度で、および少なくとも１気圧の圧力で加熱して、それにより第１の生成物を製造すること；該第１の生成物を成分の供給源と組み合わせて、第２の生成物を形成すること；並びに該第２の生成物を乾燥させて、ＭＰＭおよび該成分を含む組成物を提供することを含み、ここで、該成分の該供給源は、ＫＣｌ、多量栄養素供給源、微量栄養素供給源および有益な元素の供給源からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、方法を提供する。
一般的な態様においては、本開示は、１）カリウム骨格ケイ酸塩鉱石；２）アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物、および炭酸塩からなる群から選択される少なくとも１つの材料；並びに３）水を、少なくとも１０分間少なくとも９０℃の温度で、および少なくとも１気圧の圧力で加熱して、それにより第１の生成物を製造すること；該第１の生成物を乾燥させて、第２の生成物を提供すること；並びに該第２の生成物を成分の供給源と組み合わせて、ＭＰＭおよび該成分を含む組成物を提供することを含み、ここで、該成分の該供給源は、ＫＣｌ、多量栄養素供給源、微量栄養素供給源および有益な元素の供給源からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、方法を提供する。
一般的な態様においては、本開示は、１）カリウム骨格ケイ酸塩鉱石；２）アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物、および炭酸塩からなる群から選択される少なくとも１つの材料；３）水；並びに４）成分の供給源を、少なくとも１０分間少なくとも９０℃の温度で、および少なくとも１気圧の圧力で加熱して、それにより第１の生成物を製造すること；並びに該第１の生成物を乾燥させて、ＭＰＭおよび該成分を含む組成物を提供することを含み、ここで、該成分の該供給源は、ＫＣｌ、多量栄養素供給源、微量栄養素供給源および有益な元素の供給源からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、方法を提供する。
一般的な態様においては、本開示は、ＭＰＭ；並びにＫＣｌ、主要栄養素、微量栄養素および有益な元素からなる群から選択される成分を含み、ここで、該ＭＰＭは、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相からなる群から選択される少なくとも２つの相を含む、組成物を提供する。
いくつかの実施態様においては、少なくとも１つの材料は、アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物および炭酸塩からなる群から選択される少なくとも２つの材料を含む。
いくつかの実施態様においては、少なくとも１つの材料は、アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物、および炭酸塩を含む。
いくつかの実施態様においては、圧力は、最大で３００気圧である。
いくつかの実施態様においては、温度は、最大で４００℃である。
いくつかの実施態様においては、時間は、最大で６時間である。
いくつかの実施態様においては、第１の生成物は、ＭＰＭの前駆体を含むスラリーを含む。
いくつかの実施態様においては、第２の生成物は、ＭＰＭを含む。
いくつかの実施態様においては、乾燥は、少なくとも２５℃の間の温度でおよび／または最大で２００℃の温度で実施する。
いくつかの実施態様においては、乾燥は、少なくとも１気圧の圧力でおよび／または最大で１００気圧の圧力で起こる。
いくつかの実施態様においては、乾燥は、少なくとも０．０１時間および／または最大で７２時間起こる。
いくつかの実施態様においては、加熱は、オートクレーブ中で起こる。
いくつかの実施態様においては、カリウム骨格ケイ酸塩鉱石は、カリ長石、カルシライト、霞石、粗面岩、流紋岩、超カリウム閃長岩、白榴石、霞石閃長岩、フォノライト、フェナイト、アプライトおよびペグマタイトからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む。例えば、いくつかの実施態様においては、カリウム骨格ケイ酸塩鉱石は、カリ長石を含む。
いくつかの実施態様においては、少なくとも１つの材料は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、およびカリウム（Ｋ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む。
いくつかの実施態様においては、少なくとも１つの材料は、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２およびＣａＣＯ３からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む。
いくつかの実施態様においては、以下の少なくとも１つが成り立つ：少なくとも１つの材料は、０．０５と０．６との間のＣａ：Ｓｉのモル比でＣａＯを含む；少なくとも１つの材料は、０．０５と０．６との間のＣａ：Ｓｉのモル比でＣａ（ＯＨ）２を含む；および少なくとも１つの材料は、０．０５と０．６との間のＣａ：Ｓｉのモル比でＣａＣＯ３を含む。
いくつかの実施態様においては、組成物は、少なくとも０．１：１のＭＰＭ：ＫＣｌの重量比および／または最大で１００：１のＭＰＭ：ＫＣｌの重量比を有する。
いくつかの実施態様においては、方法は、造粒することをさらに含む。いくつかの実施態様においては、造粒は、乾燥後に実施する。
いくつかの実施態様においては、１００倍過剰の脱イオンへの３０分後に組成物から放出されるＫ＋の量は、組成物１キログラムあたり約０．２グラムから約５２０グラムのＫ＋の範囲である。
いくつかの実施態様においては、１００倍過剰の酸への３０分の曝露後に組成物から放出されるＫ＋の量は、同じ抽出条件下でカリウム骨格ケイ酸塩鉱石によって放出されるＫ＋の量よりも少なくとも６７６倍高い。
いくつかの実施態様においては、１００倍過剰の水への３０分の曝露後に組成物から放出されるＫ＋の量は、同じ抽出条件下でカリウム骨格ケイ酸塩鉱石によって放出されるＫ＋の量よりも少なくとも２６５０倍多い。
いくつかの実施態様においては、組成物中の即時放出カリウムの徐放カリウムに対する比は、約７２０：１から約０．０１：１である。
いくつかの実施態様においては、組成物中のＣｌ－のパーセンテージは、０．５％と４５％との間である。
いくつかの実施態様においては、成分の供給源は、多量栄養素供給源、微量栄養素供給源および有益な元素の供給源からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む。
いくつかの実施態様においては、成分の供給源は、ＫＣｌを含む。
いくつかの実施態様においては、成分の供給源は、Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｂ、Ｃｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｓｅ、Ｓｉ、ＣｏおよびＶからなる群から選択されるメンバーの供給源を含む。
いくつかの実施態様においては、成分の供給源は、加熱前に添加する。
いくつかの実施態様においては、成分の供給源は、加熱後、乾燥前に添加する。
いくつかの実施態様においては、成分の供給源は、乾燥後に添加する。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相からなる群から選択される少なくとも２つの相（例えば、少なくとも３つの相、少なくとも４つの相、各相）を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、少なくとも１重量％のカリ長石相および／または最大で７４．５重量％のカリ長石相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、少なくとも０．１重量％のトバモライト相および／または最大で５５重量％のトバモライト相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、少なくとも０．１重量％のハイドログロシュラー相および／または最大で１５重量％のハイドログロシュラー相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、ケイ酸二カルシウム水和物相を含む。例えば、いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、最大で２０重量％のケイ酸二カルシウム水和物相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、アモルファス相を含む。例えば、いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、最大で５５重量％のアモルファス相を含む。
いくつかの実施態様においては、組成物は、少なくとも０．１重量％のＫＣｌおよび／または最大で９９重量％のＫＣｌを含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、副成分相をさらに含む。例えば、いくつかの実施態様においては、ＭＰＭは、少なくとも０．１重量％の副成分相および／または最大で２０重量％の副成分相を含む。
いくつかの実施態様においては、組成物は、５％と１１９％との間の塩分指数を有する。
いくつかの実施態様においては、組成物は、１重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０．１重量％と５５重量％との間の範囲のトバモライト相、０．１重量％と１５重量％との間の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、０重量％と５５重量％との間の範囲のアモルファス相、０．１重量％と９９重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と９９重量％との間の範囲の副成分相を含む。
いくつかの実施態様においては、組成物中のＫ＋のパーセンテージは、５％と５５％との間である。
いくつかの実施態様においては、組成物は、肥料である。
いくつかの実施態様においては、組成物は、土壌修復組成物を含む。
いくつかの実施態様においては、組成物は、土壌除染組成物を含む。
いくつかの実施態様においては、組成物は、作物収量増加組成物を含む。
いくつかの実施態様においては、組成物は、土壌健康改善組成物を含む。
いくつかの実施態様においては、組成物は、Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｂ、Ｃｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｓｅ、Ｓｉ、ＣｏおよびＶからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを、異なる速度で放出するように構成されている。
いくつかの実施態様においては、組成物は、少なくとも１つの主要栄養素を異なる速度で土壌に放出するように構成されている。
いくつかの実施態様においては、組成物は、少なくとも１つの微量栄養素を異なる速度で土壌に放出するように構成されている。
いくつかの実施態様においては、組成物は、少なくとも１つの有益な元素を異なる速度で土壌に放出するように構成されている。
いくつかの実施態様においては、組成物は、最大で２０重量％のトバモライト相を含み、および／または組成物は、最大で１０重量％のケイ酸二カルシウム水和物相を含む。
いくつかの実施態様においては、組成物は、少なくとも１０ｍｍｏｌｃ／ｋｇの陽イオン交換比を有する。
いくつかの実施態様においては、組成物は、最大で５００ｍｍｏｌｃ／ｋｇの陽イオン交換比を有する。
いくつかの実施態様においては、成分は、ＫＣｌを含む。
いくつかの実施態様においては、成分は、多量栄養素、微量栄養素および有益な元素からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む。
いくつかの実施態様においては、成分は、Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｂ、Ｃｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｓｅ、Ｓｉ、ＣｏおよびＶからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む。
図面は、主に例示の目的のためであり、本明細書において記載する本発明の主題の範囲を限定することを意図するものではない。
図１は、本明細書において開示する組成物についての特定の例示的な使用およびその利点を概略的に提示する。
図２は、異なる比率でＭＰＭおよびＫＣｌを含有する組成物を製造するためのプロセスの概略図である。水熱プロセス（ＨＹＤ）については、ＫＣｌは、供給原料混合物（カリウム骨格ケイ酸塩鉱石並びにアルカリ土類金属および／またはアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物および／または炭酸塩）および水混合物に、該混合物が水熱処理を受ける前に、粉末、溶液、またはスラリーとして添加する。乾燥プロセス（ＤＲＹ）については、ＫＣｌは、水熱処理されたＭＰＭ前駆体スラリーに、粉末、液体、またはスラリーとして添加し、固体になるまで乾燥する。粉末プロセス（ＰＷＤ）については、ＫＣｌは、固体としてＭＰＭ固体と物理的に混合する。
図３は、乾燥プロセス（ＤＲＹ）混合物の代表的なＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像であり、ＭＰＭ凝集体内のＫＣｌ充填空間を示し、ＭＰＭとＫＣｌとの間の高い適合性を示す。後方散乱電子（ＢＳＥ）画像は、視野中の相の化学組成を確認するために、ＥＤＳ（１５ｋＶ加速電圧、高真空）を有するＰｈｅｎｏｍ ＰｒｏＸデスクトップＳＥＭ上で撮影した。
図４は、ＫＣｌとＭＰＭ微粒子との間の相互作用を示す、代表的なＳＥＭ画像である。ＫＣｌとＭＰＭとの間のこの相互作用は、ＭＰＭの陽イオンを吸着する能力（ＣＥＣ）のために、ＫＣｌの浸出損失を防ぐことにおいて助けとなり得る。ＢＳＥ画像は、視野中の相の化学組成を確認するために、ＥＤＳ（１５ｋＶ加速電圧、高真空）を有するＰｈｅｎｏｍ ＰｒｏＸデスクトップＳＥＭ上で撮影した。
図５は、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）によって決定した、ＭＰＭ：ＫＣｌ混合物の相比率および鉱物学的組成を示す。水熱プロセス（ＨＹＤ）および乾燥プロセス（ＤＲＹ）の両方が、後処理および乾燥段階からのサンプリングにおける固有の不均一性のために、過小評価されたカリ岩塩（ＫＣｌ）の比率を示す。
図６は、１：１の質量比のＭＰＭ：ＫＣｌ（ＤＲＹ）組成物（１－ＭＰＭ：１－ＫＣｌ）、ＫＣｌ、調製したままのＭＰＭ（ＭＰＭ－調製したまま）、脱イオン水でリンスしたＭＰＭ（ＭＰＭ－ＤＩＷリンス）、０．１Ｍクエン酸でリンスしたＭＰＭ（ＭＰＭ－酸リンス）、およびカリ長石リッチロック（原料）の回折パターンを示す。線１、２、および３は、それぞれトバモライト、微斜長石、およびＫＣｌについての代表的な回折ピークの有無を示す。
図７は、１：１の質量比（１－ＭＰＭ：１－ＫＣｌ）の組成物中のＫの重量パーセントの概略図を示す。カラムは、それぞれ、組成物中の総Ｋ、水溶性Ｋ、および他のタイプのＫの集合体を表す。Ｋ含有量は、重量パーセントで数値として表す。
図８は、出発材料すなわち、超カリ長石岩石粉末のＰＳＤで重ね合わせた、図２の方法２を使用して調製した１：１の質量比（１－ＭＰＭ：１－ＫＣｌ）の組成物（ＤＲＹ）の体積ＰＳＤを示す。示されているＰＳＤは、レーザー回折測定から得た。
図９は、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の累積および残留効果を試験するための温室プロトコルの概略図を示す。
図１０は、異なる組成物（ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物）の浸出損失を試験するための温室プロトコルの概略図を示す。ＤＡＥは、緑の芽の出現後の日数を意味する。
図１１は、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の有効性を試験するための温室プロトコルの概略図を示す。
図１２Ａ～Ｃは、第１のおよび第２のサイクルの両方についての組成物についての温室効果データを示す。
詳細な説明
本開示は、ＭＰＭおよび少なくとも１つの追加の成分を含む組成物、並びに関連する調製および使用の方法に関する。組成物の特性は、得られる組成物の特性を、多種多様な適用（例えば、農業の、重金属で汚染された土壌修復並びに他の商業的および／または産業的）のニーズおよび／または要望に合うように、適合させおよび調整し得るように、多くの処理パラメータ（処理時間および温度、乾燥条件、処理雰囲気、供給原料混合物中の原料の比、該原料の表面積を含むが、これらに限定されない）のいずれかを修飾することによって調整することができる。開示される概念はいかなる特定の実施の方法にも限定されないので、本開示によって包含される、上記で紹介し以下でより詳細に論じるさまざまな概念は、多数の方法のいずれかで実施し得ることが理解されるべきである。特定の実施および適用の例は、主に説明の目的のために提供する。
本開示は、ＭＰＭおよび少なくとも１つの追加の成分を含む組成物、並びに関連する調製および使用の方法に関する。組成物の特性は、得られる組成物の特性を、多種多様な適用（例えば、農業の、重金属で汚染された土壌修復並びに他の商業的および／または産業的）のニーズおよび／または要望に合うように、適合させおよび調整し得るように、多くの処理パラメータ（処理時間および温度、乾燥条件、処理雰囲気、供給原料混合物中の原料の比、該原料の表面積を含むが、これらに限定されない）のいずれかを修飾することによって調整することができる。開示される概念はいかなる特定の実施の方法にも限定されないので、本開示によって包含される、上記で紹介し以下でより詳細に論じるさまざまな概念は、多数の方法のいずれかで実施し得ることが理解されるべきである。特定の実施および適用の例は、主に説明の目的のために提供する。
図１は、本明細書において開示する組成物についての代表的な使用およびその利点を概略的に示す。いくつかの実施態様においては、組成物は、栄養素供給源として（例えば、Ｋ、Ｃａおよび／またはＳｉの供給源として）使用することができる。いくつかの実施態様においては、組成物を使用して、微生物叢にとっての健康的な環境を提供することができる。いくつかの実施態様においては、組成物は、栄養素浸出損失（例えば、Ｋ浸出）を低下させるためにおよび／または多段階栄養素放出のために使用することができる。いくつかの実施態様においては、組成物を使用して、高い保水能力を提供することができる。いくつかの実施態様においては、組成物は、土壌に残留効果を提供し、栄養素貯蔵を作り出す効果を有する。いくつかの実施態様においては、組成物は、実質的に塩化物を含まず、低い塩分を提示する。いくつかの実施態様においては、組成物は、重金属土壌修復において使用することができる。例えば、いくつかの実施態様においては、組成物を使用して、汚染された土壌から重金属を固定化することができる。重金属の例は、カドミウム（Ｃｄ）、ヒ素（Ａｓ）および鉛（Ｐｂ）を含む。いくつかの実施態様においては、本明細書において開示する組成物は、これらの特性の２つ以上の組合せを示し得る。
本開示を通して、ＭＰＭおよびＫＣｌ（カリ岩塩相）を含む組成物に言及する場所がある。そのような例においては、ＫＣｌ（カリ岩塩相）の代わりに、またはＫＣｌ（カリ岩塩相）に加えて、組成物は、例えば、１つ以上の微量栄養素（例えば、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）および硫黄（Ｓ））、１つ以上の微量栄養素（例えば、ホウ素（Ｂ）、塩素（Ｃｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）および亜鉛（Ｚｎ））および／または１つ以上の他の有益な元素（例えば、ナトリウム（Ｎａ）、セレン（Ｓｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、コバルト（Ｃｏ）およびバナジウム（Ｖ））などの、１つ以上の他の追加の成分を含み得ることが、理解されるべきである。
一般に、そのような追加の成分は、本明細書において開示するプロセスのいずれかの一部として導入することができる。一例として、いくつかの実施態様においては、そのような追加の成分は、ＫＣｌに関して本明細書において記載するのと同様の方法で、成分の供給源を介して導入する。一般に、追加の成分の供給源は、任意の適切な形態で使用することができる。そのような形態の例は、結晶、塩、粉末、液体（例えば、溶液）および／またはスラリーを含む。供給源材料の例示的なおよび非限定的なリストは、以下のとおりである。リン（Ｐ）供給源の例は、リン鉱石（例えば、リン酸肥料製造のための原料）、リン酸（例えば、リン酸肥料製造チェーンからの中間生成物）およびリン酸一アンモニウムを含む。窒素（Ｎ）供給源の例は、アンモニアおよび尿素を含む。カリウム（Ｋ）供給源の例は、ＫＣｌおよびカリの硫酸塩（ＳＯＰ）を含む。マグネシウム（Ｍｇ）供給源の例は、マグネシアおよびドロマイト石灰を含む。硫黄（Ｓ）供給源の例は、石膏、硫黄および硫酸アンモニウムを含む。カルシウム（Ｃａ）供給源の例は、石膏およびドロマイト石灰を含む。銅（Ｃｕ）供給源の例は、硫酸銅である。ホウ素（Ｂ）供給源の例は、ホウ酸塩、ホウ砂およびホウ酸を含む。亜鉛（Ｚｎ）供給源の例は、硫酸亜鉛である。マンガン（Ｍｎ）供給源の例は、硫酸マンガンである。これらおよび他の成分の追加の適切な供給源が、知られている。
本開示によるプロセスの特定の実施態様の概要を提供するフローチャートを、図２に提供する。図２に示すプロセスのさまざまな実施態様を、以下により詳細に説明する。
いくつかの実施態様においては、本開示は、組成物を調製するプロセスを提供し、ここで、該プロセスは、出発材料として、１つ以上のカリウム骨格ケイ酸塩の粒子並びにアルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属酸化物、およびアルカリ土類金属水酸化物、並びにそれらの組合せから選択される１つ以上の化合物を含む混合物を使用し、その後水と接触させることを含む。この混合物は、カリウム骨格ケイ酸塩出発材料が変化している中間材料を形成するのに十分な時間、温度および圧力に供する。得られる材料は、例えば、アルカリ土類金属イオンで強化された中間スラリーまたは粉末若しくは未変化の形態のカリウム骨格ケイ酸塩を含む。図２の方法２に示すように、次の工程においては、ＫＣｌを添加して（例えば、全てのＫＣｌが溶解するまで混合しながらスラリーに十分な量で）、混合スラリーまたは粉末を形成する（例えば、所望の重量比で）。次いで、スラリーまたは粉末を乾燥させて、ＭＰＭおよびＫＣｌを含む組成物を形成する。組成物は、Ｋ＋の即時放出（例えば、組成物の可溶性部分からの）並びにカリウムの持続放出の両方を提供し得る。
本明細書において記載するプロセスのさまざまな実施態様においては、図２の方法３に示すように、ＫＣｌは、乾燥工程後に、粉末としてＭＰＭに添加し混合する。
本明細書において記載するプロセスのさまざまな実施態様においては、図２の方法１に示すように、ＫＣｌは、水熱処理前に、カリウム骨格ケイ酸塩鉱石並びにアルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物および／または炭酸塩並びに水の混合物に添加して、中間スラリーまたは粉末を形成し、これを引き続き水熱処理し乾燥させて、ＭＰＭおよびＫＣｌを含む組成物を産出する。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭおよびＫＣｌを含む組成物を作製するプロセスは、図２に示す方法１、方法２および方法３から選択される２つの工程を含み得る。
形成された変化した中間体は、例えば、他の材料（例えば、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２、ＣａＣＯ３、およびそれらの組合せ等から交換されたアルキル金属若しくはアルカリ土類金属のいくらかの量、および／または水の存在下（任意に、本明細書におけるさまざまな実施態様において記載するような圧力および／または修飾された雰囲気下）で加熱した混合物中に存在するＫＣｌを含有する、変化した形態のカリウム骨格ケイ酸塩（例えば、カリ長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）、白榴石（ＫＡｌＳｉ２Ｏ６）、カルシライト（ＫＡｌＳｉＯ４）および霞石（Ｎａ３ＫＡｌ４Ｓｉ４Ｏ１６）、超カリウム閃長岩、または本明細書において記載する他のそのような材料のいずれか）であり得る。
本明細書において開示する方法は、バッチプロセスとしてまたは連続条件下で行うことができる。本明細書において上記する粒子の混合物を形成する工程は典型的には、例えば本明細書において記載するジョークラッシャー、ジャイレートリークラッシャー、コーンクラッシャー、ボールミル、ロッドミル等を使用した、乾燥したまたはスラリー化した材料の破砕（ｃｒｕｓｈｉｎｇ）、粉砕（ｍｉｌｌｉｎｇ）などの、当技術分野において知られている方法を使用して、同時に細かく砕くこと（ｃｏ－ｇｒｉｎｄｉｎｇ）または別々に粉末状にすること（ｃｏｍｍｉｎｕｔｉｎｇ）を含む。得られた混合物は、当技術分野において知られている、ふるい、スクリーン等を介して、望むとおりにサイジングすることができる。本方法のいくつかの実施態様においては、適切な平均粒子サイズは、約１ｎｍから約２ｍｍの範囲である。いくつかの実施態様においては、平均粒子サイズは、それらの間の全ての範囲および値を含めて、約１ｎｍ、約１０ｎｍ、約２０ｎｍ、約３０ｎｍ、約４０ｎｍ、約５０ｎｍ、約６０ｎｍ、約７０ｎｍ、約８０ｎｍ、約９０ｎｍ、約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約６００ｎｍ、約７００ｎｍ、約８００ｎｍ、約９００ｎｍ、約１μｍ、約１０μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約６０μｍ、約７０μｍ、約８０μｍ、約９０μｍ、約１００μｍ、約１１０μｍ、約１２０μｍ、約１３０μｍ、約１４０μｍ、約１５０μｍ、約１６０μｍ、約１７０μｍ、約１８０μｍ、約１９０μｍ、約２００μｍ、約２１０μｍ、約２２０μｍ、約２３０μｍ、約２４０μｍ、約２５０μｍ、約２６０μｍ、約２７０μｍ、約２８０μｍ、約２９０μｍ、約３３０μｍ、約４００μｍ、約５００μｍ、約６００μｍ、約７００μｍ、約８００μｍ、約９００μｍ、約１ｍｍ、約２ｍｍである。必要に応じて、材料は、上記と同様の粒子サイズ、または異なる粒子サイズを有し得る。
本開示のいくつかの実施態様においては、混合物を形成する工程（ａ）は、粒子を別々にまたは一緒にのいずれかで粉砕すること（ｍｉｌｌｉｎｇ）（すなわち、細かく砕くこと（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）、粉末状にすること（ｃｏｍｍｉｎｕｔｉｎｇ）、粉々にすること（ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ）等）によって実施する。いくつかの実施態様においては、粉砕していない粒子を、最初に組み合わせ、次いで引き続き粉砕して、所望の供給混合物を形成する（共同粉砕）。いくつかの実施態様においては、材料の組み合わせの前に、材料の各々を別々に粉砕する。いくつかの実施態様においては、粉砕した材料が粉砕していない材料と組み合わされるように、材料の組み合わせの前に１つだけを別々に粉砕する。本開示のいくつかの実施態様においては、粉砕は、ボール粉砕、流体エネルギー粉砕、湿式粉砕、媒体粉砕、高圧均質化粉砕、極低温粉砕、ロッド粉砕、自生粉砕、半自律粉砕、バーストーン粉砕、垂直シャフトインパクター粉砕、タワー粉砕、またはそれらの任意の組合せであり得る。
混合物を水と接触させることは、水を混合物に添加することなどの任意の適切な方法によって、または混合物を水に添加することによって、または水および混合物の組合せを、任意に、本明細書において記載する圧力および／または適切な雰囲気下で、ある温度に加熱して、ＭＰＭを形成し得る、反応器容器などの適切な容器に、水および混合物を連続的または同時に添加することによって、行うことができる。このプロセスは、バッチモードまたは連続モードで行うことができる。
いくつかの実施態様においては、本開示は、それが調製されたカリウム骨格ケイ酸塩出発材料と比較してＫ＋の改善された放出を有するＭＰＭを調製する方法を提供する。本開示のいくつかの実施態様においては、本開示のプロセスのアルカリ金属ケイ酸塩出発材料は、カリ長石、カルシライト、霞石、粗面岩、流紋岩、超カリウム閃長岩、白榴石、霞石閃長岩、フォノライト、フェナイト、アプライト、ペグマタイト、およびそれらの組合せを含む非限定的な材料の群から選択される。
いくつかの実施態様においては、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属酸化物、およびアルカリ土類金属水酸化物、並びにそれらの組合せから選択される１つ以上の化合物は、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、またはそれらの混合物を含む。いくつかの実施態様においては、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属酸化物、およびアルカリ土類金属水酸化物、並びにそれらの組合せから選択される１つ以上の化合物は、水酸化カルシウムを含む。いくつかの実施態様においては、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属酸化物、およびアルカリ土類金属水酸化物、並びにそれらの組合せから選択される１つ以上の化合物は、酸化カルシウムを含む。特定の実施態様においては、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属酸化物、およびアルカリ土類金属水酸化物、並びにそれらの組合せから選択される１つ以上の化合物は、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、および／または水酸化セシウムを含む。いくつかの実施態様においては、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属酸化物、およびアルカリ土類金属水酸化物、並びにそれらの組合せから選択される１つ以上の化合物は、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ベリリウム、酸化ストロンチウム、酸化ラジウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ベリリウム、水酸化ストロンチウム、および／または水酸化ラジウムを含む。
いくつかの実施態様においては、混合物は、カルシウム含有化合物およびケイ素含有化合物を含む。本開示のさまざまな実施態様においては、カルシウム含有材料（すなわち、ＣａＯ、ＣａＯＨ、ＣａＣＯ３、（Ｃａ、Ｍｇ）ＣＯ３、およびそれらの組合せ）の、ケイ素含有材料（すなわち、カリウム骨格ケイ酸塩）に対する比は、鉱物学、抽出、緩衝能力、並びに組成物（例えば、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物）の他の特性を調節するために使用することができる。さまざまな実施態様においては、混合物中のＣａ：Ｓｉモル比は、約０．０１から０．６である。いくつかの実施態様においては、Ｃａ：Ｓｉ比は、それらの間の全ての範囲および値を含めて、約０．０１、約０．０５、約０．１、約０．１５、約０．２０、約０．２５、約０．３、約０．３５、約０．４、約０．４５、約０．５、約０．５５、約０．６である。
本明細書において記載する方法のさまざまな実施態様においては、工程（ａ）からの混合物は、水と接触させる。本開示のいくつかの実施態様においては、プロセスは、カリウム骨格ケイ酸塩出発材料に対して重量過剰の水を使用する。本開示のいくつかの実施態様においては、重量比としてのカリウム骨格ケイ酸塩出発材料に対する重量過剰の水は、約０．１：１、約０．２：１、約０．３：１、約０．４：１、約０．５；１、約０．６：１、約０．７：１、約０．８：１、約０．９：１、約１：１、約２：１、約３：１、４：１、約５：１、約６：１、約７：１、約８：１、約９：１、約１０：１、約１１：１、約１２：１、約１３：１、約１４：１、約１５：１、１約６：１、約１７：１、約１８：１、約１９：１、および約２０：１である。
いくつかの実施態様においては、水と接触させる粉砕した供給混合物は、水熱処理装置、例えば、水熱処理についての技術において知られている、オートクレーブ、加圧攪拌タンク、パイプ反応器、静的ミキサーまたは他の適切な容器または反応容器中に導入する。特定の実施態様においては、混合、雰囲気、時間、温度、および圧力などの反応条件は、生成物の特性を調整する方法として調節することができる。特定の実施態様においては、これらのパラメータの修飾を使用して、アモルファス相、ケイ酸二カルシウム水和物、ハイドロガーネット、トバモライト、およびカリ長石を含むが、これらに限定されない、ＭＰＭにおける構成相の相対量を調整することができる。
本開示のさまざまな実施態様においては、この方法は、約１～３００気圧の圧力範囲を使用する。いくつかの実施態様においては、この方法は、約１気圧、約１０気圧の、約２０気圧の、約３０気圧の、約４０気圧の、約５０気圧の、約６０気圧の、約７０気圧の、約８０気圧の、約９０気圧の、約１００気圧の、約１１０気圧の、約１２０気圧の、約１３０気圧の、約１４０気圧の、約１５０気圧の、約１６０気圧の、約１７０気圧の、約１８０気圧の、約１９０気圧の、約２００気圧の、約２１０気圧の、約２２０気圧の、約２３０気圧の、約２４０気圧の、約２５０気圧の、約２６０気圧の、約２７０気圧の、約２８０気圧の、約２９０気圧の、約３００気圧、およびこれらの値のいずれかの間の任意の値の範囲の圧力を使用する。本開示のいくつかの実施態様においては、この方法は、約９０℃～４００℃の温度範囲を使用する。本開示のいくつかの実施態様においては、この方法は、約９０℃、約１００℃、約１１０℃、約１２０℃、約１３０℃、約１４０℃、約１５０℃、約１６０℃、約１７０℃、約１８０℃、約１９０℃、約２００℃、約２１０℃、約２２０℃、約２３０℃、約２４０℃、約２５０℃、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃およびこれらの値のいずれかの間の全ての値の範囲の温度を使用する。本開示のいくつかの実施態様においては、プロセスのこの工程の持続時間は、約０．０１から６時間の範囲である。本開示のいくつかの実施態様においては、プロセスのこの工程の持続時間は、約０．０１時間、約０．０２時間、約０．０３時間、約０．０４時間、約０．０５時間、約０．０６時間、約０．０７時間、約０．０８時間、約０．０９時間、約０．１時間、約０．２時間、約０．３時間、約０．４時間、約０．５時間、約０．６時間、約０．７時間、約０．８時間、約０．９時間、約１時間、約２時間、約３時間、約４時間、約５時間、約６時間、、およびそれらの間の全ての値の範囲である。本開示のいくつかの実施態様においては、この方法は、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、空気、二酸化炭素（ＣＯ２）、またはそれらの混合物を含むが、これらに限定されない雰囲気条件を使用する。
本開示のいくつかの実施態様においては、この方法は、乾燥工程を含む。本開示のいくつかの実施態様においては、乾燥工程は、約１００℃から約２００℃の温度で行う。いくつかの実施態様においては、乾燥工程は、２５℃から約２００℃の範囲の温度で減圧条件下で行うことができる。本開示のいくつかの実施態様においては、この方法の乾燥は、約２５℃、約３０℃、約４０℃、約５０℃、約６０℃、約７０℃、約８０℃、約９０℃、約１００℃、約１１０℃、約１２０℃、約１３０℃、約１４０℃、約１５０℃、約１６０℃、約１７０℃、約１８０℃、約１９０℃、約２００℃、およびこれらの値のいずれかの間の全ての範囲の温度で行う。いくつかの実施態様においては、乾燥工程は、単に上澄み水を蒸発させることによって、周囲温度下で行うことができる。いくつかの実施態様においては、乾燥工程は、約０．０１から４８時間の持続時間の間、攪拌の有無にかかわらず、開示した温度のいずれかで起こり得る。いくつかの実施態様においては、乾燥工程は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲および値を含めて、約０．０１時間、約０．０２時間、約０．０３時間、約０．０４時間、約０．０５時間、約０．０６時間、約０．０７時間、約０．０８時間、約０．０９時間、約０．１時間、約０．２時間、約０．３時間、約０．４時間、約０．５時間、約０．６時間、約０．７時間、約０．８時間、約０．９時間、約１時間、約２時間、約３時間、約４時間、約５時間、約６時間、約７時間、約８時間、約９時間、約１０時間、約１１時間、約１２時間、約１３時間、約１４時間、約１５時間、約１６時間、約１７時間、約１８時間、約１９時間、または約２０時間、２１時間、約２２時間、約２３時間、約２４時間、約２５時間、約２６時間、約２７時間、約２８時間、約２９時間、約３０時間、約３１時間、約３２時間、約３３時間、約３４時間、約３５時間、約３６時間、約３７時間、約３８時間、約３９時間、または約４０時間の持続時間の間、行う。
本開示のいくつかの実施態様においては、この方法は、不活性または反応性雰囲気下で、独立して、乾燥工程を行うことを含む。本開示のいくつかの実施態様においては、不活性雰囲気は、ＡｒまたはＮ２を含み、反応性雰囲気は、空気、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、またはアンモニアを含む。本開示のいくつかの実施態様においては、プロセスのこの工程は、Ａｒを含む不活性雰囲気、または空気若しくは二酸化炭素を含む反応性雰囲気下で行う。本開示のいくつかの実施態様においては、プロセスのこの工程は、Ａｒを含む不活性雰囲気、または空気若しくは二酸化炭素を含む反応性雰囲気下で行う。
いくつかの実施態様においては、反応性雰囲気は、雰囲気中の他のガスが反応性であるという条件で、ＡｒまたはＮ２などの不活性ガスを含み得る。例えば、空気は、一般に不活性であるＮ２、および反応性である酸素（並びに微量のＣＯ２）の混合物である。用語反応性雰囲気はすなわち、雰囲気中のガスの少なくとも１つが反応性であるという条件で、不活性ガスを含むガス組成物を除外しない。反応性雰囲気中の本明細書において記載する反応性ガスのパーセンテージは、少なくとも約１％（体積で）であるが、これらの値のいずれかの間の全ての範囲およびサブ範囲を含めて、約１体積％、約１０体積％、約１５体積％、約２０体積％、約２５体積％、約３０体積％、約３５体積％、約４０体積％、約４５体積％、約５０体積％、約５５体積％、約６０体積％、約６５体積％、約７０体積％、約７５体積％、約８０体積％、約８５体積％、約９０体積％、約９５体積％、または約１００体積％を含む、１００％（体積で）までであり得る。本明細書において記載する反応性および不活性ガスの任意の組合せを、使用することができる。形成された変化した中間材料を乾燥させるために使用する条件はまた、固体の基本的な特性（例えば、元素抽出特性、多孔性を含む、最終の組成物の鉱物学）にも影響を与える。
本開示のいくつかの実施態様においては、最終組成物は、ＭＰＭおよび少なくとも１つの追加の成分（例えば、ＫＣｌ）の供給物を用いる造粒によって製造する。
特定の実施態様においては、組成物中のＭＰＭ：ＫＣｌの重量比は、少なくとも０．０１：１（例えば、０．０５：１、少なくとも０．１：１、少なくとも０．２：１、少なくとも０．３：１、少なくとも０．４：１、少なくとも０．５：１、少なくとも０．６：１、少なくとも０．７：１、少なくとも０．８：１、少なくとも０．９：１）および最大で１００：１（例えば、最大で９０：１、最大で８０：１、最大で７０：１、最大で６０：１、最大で５０：１、最大で４０：１、最大で３０：１、最大で２０：１、最大で１０：１、最大で１：１）である。いくつかの実施態様においては、組成物中のＭＰＭ：ＫＣｌの重量比は、０．０１：１と１００：１との間である。特定の実施態様においては、組成物中のＭＰＭ：ＫＣｌの重量比は、０．１：１と２０：１との間である。
一般に、組成物は、望むとおりにＣＥＣを有し得る。例えば、いくつかの実施態様においては、組成物は、キログラムあたり少なくとも１０ミリモル（ｍｍｏｌｃ／ｋｇ）（例えば、少なくとも１５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも２０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも２５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも３０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも３５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも４０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも４５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも５０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも５５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも６０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも６５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも７０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも７５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも８０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも８５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも９０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも９５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも１００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも１２５ｍｍｏｌ／ｋｇ、少なくとも１５０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも１７５ｍｍｏｌ／ｋｇ、および／または少なくとも２００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ）および／または最大で５００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ（例えば、最大で４５０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、最大で４００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、最大で３５０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、最大で３００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、最大で２５０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、最大で２００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ）のＣＥＣを有し得る。
ＫＣｌをＭＰＭ前駆体のスラリーに添加し、その後粉末に乾燥させる、本開示のさまざまな実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、１重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）の範囲のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．１重量％と９９重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含み得る。
ＫＣｌ粉末をＭＰＭ粉末と物理的に混合する、本開示のいくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、１重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％および５５重量％の範囲（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．１重量％と９９重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含み得る。
ＫＣｌ（例えば、粉末、溶液および／またはスラリーとしての）を、カリウム骨格ケイ酸塩鉱石並びにアルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物および／または炭酸塩並びに水の混合物に添加し、その後水熱処理し次いで乾燥させる、本開示のいくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、１重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％および５５重量％の範囲（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．１重量％と９９重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含み得る。
本開示のいくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、１重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％および５５重量％の範囲（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、１重量％と５５重量％との間（例えば、１重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．１重量％と９９重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含み得る。
特定の実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、それらの間の全ての範囲および値を含めて、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、約２０重量％、約２１重量％、約２２重量％、約２３重量％、約２４重量％、約２５重量％、約２６重量％、約２７重量％、約２８重量％、約２９重量％、約３０重量％、約３１重量％、約３２重量％、約３３重量％、約３４重量％約３５重量％、約３６重量％、約３７重量％、約３８重量％、約３９重量％、約４０重量％、約４１重量％、約４２重量％、約４３重量％、約４４重量％、約４５重量％、約４６重量％、約４７重量％、約４８重量％、約４９重量％、約５０重量％、約６０重量％、約７０重量％、または約７４．５重量％のカリ長石相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％のトバモライト相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％のハイドログロシュラー相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、約２０重量％のケイ酸二カルシウム水和物相を含み得る。
特定の実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、１７重量％、約１８重量％、約２０重量％、約２２重量％、約２４重量％、約２６重量％、約２８重量％、約３０重量％、約３２重量％、約３４重量％、約３６重量％、約３８重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％のアモルファス相を含み得る。
特定の実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０．１重量％、約０．２重量％、約０．３重量％、約０．４重量％、約０．５重量％、約０．６重量％、約０．７重量％、約０．８重量％、約０．９重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、１７重量％、約１８重量％、約２０重量％、約２２重量％、約２４重量％、約２６重量％、約２８重量％、約３０重量％、約３２重量％、約３４重量％、約３５重量％、約３６重量％、約３７重量％、約３８重量％、約３９重量％、約４０重量％、約４１重量％、約４２重量％、約４３重量％、約４４重量％、約４５重量％、約４６重量％、約４７重量％、約４８重量％、約４９重量％、約５０重量％、約６０重量％、約７０重量％、約８０重量％、約９０重量％、約９９重量％のカリ岩塩相を含み得る。
特定の実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０．１重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、約２０重量％の副成分相を含み得る。
特定の実施態様においては、供給原料中のＣａ：Ｓｉ比を増加させることは、生成物の形成をケイ酸二カルシウム水和物および／またはアモルファス相の形成に向けて推進する。特定の実施態様においては、供給原料中のＣａ：Ｓｉ比を増加させることは、トバモライト相を減少させるという同時効果を有する。いくつかの実施態様においては、ケイ酸二カルシウム水和物相は、供給混合物中のＣａ：Ｓｉ比を増加させることによって、トバモライト相よりも高いレベルで得ることができる。さまざまな実施態様においては、Ｃａ：Ｓｉ比は、約０．０１から０．６である。特定の実施態様においては、Ｃａ：Ｓｉ比は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０．０１、約０．０２、約０．０３、約０．０４、約０．０５、約０．０５、約０．０６、約０．０７、約０．０８、約０．０９、約０．１、約０．１２５、約０．１５０、約０．１７５、約０．２、約０．２２５、約０．２５０、約０．２７５、約０．３、約０．３２５、約０．３５０、約０．３７５、約０．４、約０．４２５、約０．４５０、約０．４７５、約０．５、約０．５２５、約０．５５０、約０．５７５、約０．６である。
本プロセスの特定の実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物中のＫ＋のパーセンテージは、１％と５９％との間の範囲にある。
本プロセスの特定の実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ中のＣｌ－のパーセンテージは、０．５％と４８％との間の範囲にある。
本プロセスの特定の実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の塩分指数は、５％と１３０％との間の範囲にある。
特定の実施態様においては、組成物中のＭＰＭ：ＫＣｌの重量比は、少なくとも０．０１：１（例えば、０．０５：１、少なくとも０．１：１、少なくとも０．２：１、少なくとも０．３：１、少なくとも０．４：１、少なくとも０．５：１、少なくとも０．６：１、少なくとも０．７：１、少なくとも０．８：１、少なくとも０．９：１）および／または最大で１００：１（例えば、最大で９０：１、最大で８０：１、最大で７０：１、最大で６０：１、最大で５０：１、最大で４０：１、最大で３０：１、最大で２０：１、最大で１０：１、最大で１：１）である。いくつかの実施態様においては、組成物中のＭＰＭ：ＫＣｌの重量比は、０．０１：１と１００：１との間である。特定の実施態様においては、組成物中のＭＰＭ：ＫＣｌの重量比は、０．１：１と２０：１との間である。
本開示のいくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、粉末に乾燥させる前にＫＣｌをＭＰＭ前駆体スラリーに添加することによって調製し、該ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、１４．５重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％および５５重量％の範囲（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．９９重量％と５０重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含む。
本開示のいくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、乾燥工程後にＫＣｌ粉末をＭＰＭ粉末と物理的に混合することによって調製し、該ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、１４．５重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％および５５重量％の範囲（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．９９重量％と５０重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含む。
本開示のいくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、水熱処理および引き続く乾燥の前に、ＫＣｌ（例えば、粉末、溶液、および／またはスラリーとしての）を、カリウム骨格ケイ酸塩鉱石並びにアルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物および／または炭酸塩並びに水の混合物に添加することによって調製し、該ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、１４．５重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）の範囲のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、１重量％と５５重量％との間（例えば、１重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．９９重量％と５０重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含む。
本開示のいくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、１４．５重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％および５５重量％の範囲（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、１重量％と５５重量％との間（例えば、１重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．９９重量％と５０重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、少なくとも約１重量％のカリ長石相を含み得る。特定の実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、それらの間の全ての範囲および値を含めて、約１４．５重量％、最大で約１４．５重量％、約１５重量％、最大で約１５重量％、約２０重量％、最大で約２０重量％、約２５重量％、最大で約２５重量％、約３０重量％、最大で約３０重量％、約３５重量％、最大で約３５重量％、約４０重量％、最大で約４０重量％、約４５重量％、最大で約４５重量％、約５０重量％、最大で約５０重量％、約５５重量％、最大で約５５重量％、約６０重量％、最大で約６０重量％、約６４重量％、最大で約６４重量％、約７０重量％、最大で約７０重量％、最大で約７４．５重量％のカリ長石相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％のトバモライト相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％１５重量％のハイドログロシュラー相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、２０重量％のケイ酸二カルシウム水和物相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、１７重量％、約１８重量％、約２０重量％、約２２重量％、約２４重量％、約２６重量％、約２８重量％、約３０重量％、約３２重量％、約３４重量％、約３６重量％、約３８重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％のアモルファス相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０．９９重量％、約０．２重量％、約０．３重量％、約０．４重量％、約０．５重量％、約０．６重量％、約０．７重量％、約０．８重量％、約０．９重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、１７重量％、約１８重量％、約２０重量％、約２２重量％、約２４重量％、約２６重量％、約２８重量％、約３０重量％、約３２重量％、約３４重量％、約３５重量％、約３６重量％、約３７重量％、約３８重量％、約３９重量％、約４０重量％、約４１重量％、約４２重量％、約４３重量％、約４４重量％、約４５重量％、約４６重量％、約４７重量％、約４８重量％、約４９重量％、約５０重量％のカリ岩塩相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０．１重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、約２０重量％の副成分相を含み得る。
いくつかの実施態様においては、方法は、約０．０１から０．６のＣａ：Ｓｉ比を使用することを含む。特定の実施態様においては、Ｃａ：Ｓｉ比は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０．０１、約０．０２、約０．０３、約０．０４、約０．０５、約０．０５、約０．０６、約０．０７、約０．０８、約０．０９、約０．１、約０．１２５、約０．１５０、約０．１７５、約０．２、約０．２２５、約０．２５０、約０．２７５、約０．３、約０．３２５、約０．３５０、約０．３７５、約０．４、約０．４２５、約０．４５０、約０．４７５、約０．５、約０．５２５、約０．５５０、約０．５７５、約０．６である。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物中のＫ＋のパーセンテージは、８％と３１％との間の範囲にある。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物中の中のＣｌ－のパーセンテージは、７％と２９％との間の範囲にある。
本明細書において開示する組成物の多くは、Ｘ線粉末回折（ＸＲＰＤ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、および化学抽出（並びに当業者に知られている他の技術）によって特徴付けられてきたか、または特徴付けることができ、これは、組成物が実際に上記の望ましい特性を有することを確認した、または確認し得る。組成物の鉱物学の理解は、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を構成する鉱物相、並びにそれらの、化学量論的化学式に関する元素含有物の程度を、同定し定量化することができる、ＸＲＰＤの結果（図６）およびイメージング（図４および５）から得た。
特徴付けから、組成物は複雑な鉱物学および化学的特性を示し得ることが、見出された。開示した組成物は、約１ｎｍから約５ｍｍの平均粒子サイズ範囲を有する。特定の実施態様においては、平均粒子サイズは、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約であり、約１ｎｍ、約１０ｎｍ、約２０ｎｍ、約３０ｎｍ、約４０ｎｍ、約５０ｎｍ、約６０ｎｍ、約７０ｎｍ、約８０ｎｍ、約９０ｎｍ、約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約６００ｎｍ、約７００ｎｍ、約８００ｎｍ、約９００ｎｍ、約１μｍ、約１０μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約６０μｍ、約７０μｍ、約８０μｍ、約９０μｍ、約１００μｍ、約１１０μｍ、約１２０μｍ、約１３０μｍ、約１４０μｍ、約１５０μｍ、約１６０μｍ、約１７０μｍ、約１８０μｍ、約１９０μｍ、約２００μｍ、約２１０μｍ、約２２０μｍ、約２３０μｍ、約２４０μｍ、約２５０μｍ、約２６０μｍ、約２７０μｍ、約２８０μｍ、約２９０μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、約５００μｍ、約６００μｍ、約７００μｍ、約８００μｍ、約９００μｍ、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、または約５ｍｍである。
本明細書において、ＭＰＭの鉱物学（他の特徴とともに）は、組成物（例えば、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物）の栄養素放出特徴を最適化して、他の産業的適用とともに、さまざまな土壌のニーズまたは要望に合うように修飾し得ることが、認識される。化学抽出からの化学組成分析をＸＲＰＤ分析と相関させて、組成物（例えば、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物－図６）中の相の化学的安定性を評価した。さまざまな抽出剤から失われた質量のパーセンテージを、開示した開示の実施態様中に存在するさまざまなタイプのＫを解明するために、表１に示す。特に、化学的安定性は、肥料または土壌改良剤が植物の栄養素を放出する能力に関連しており、農学の文脈において文脈を説明すべきである。
本開示を通しておよび以下の実施例において詳細に記載するように、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の顕著な特徴は、水溶性試験によって証明されるように、カリウム（Ｋ）の利用可能性である（図７）。さらに、放出の性質（例えば、速度およびパターン）は、急速に溶解して局所的なＫ＋およびＣｌ－濃度の突然の増加をもたらし、次に交換可能なＫと交換不可能なＫとの間の平衡を大幅に混乱させる、純粋に水溶性Ｋを含有するＫＣｌ肥料とは対照的である。さらに、ＫＣｌにおいては、Ｋの大部分が、温帯土壌においては比較的遅い速度で進行するが、熱帯土壌においては悪化して加速する現象である、浸出によって失われる。
いくつかの実施態様においては、本開示のプロセスを、Ｋ＋を放出するＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を調製するために使用し、１００倍過剰の０．１Ｍクエン酸への３０分（分）の曝露後にアルカリ金属放出組成物から放出されるＫ＋の量は、同じ抽出条件下で１つ以上のカリウム骨格ケイ酸塩出発材料によって放出されるＫ＋の量よりも少なくとも６７６倍高い。
本開示のいくつかの実施態様においては、同じ抽出条件下で１つまたはカリウム骨格ケイ酸塩出発材料によって放出されるＫ＋の量と比較して、１００倍過剰の０．１Ｍクエン酸への３０分の曝露後にＭＰＭ：ＫＣｌ組成物から放出されるＫ＋の量は、それらの間の全ての範囲を含めて、２倍高い、３倍高い、４倍高い、５倍高い、６倍高い、７倍高い、８倍高い、９倍高い、１０倍高い、１５倍高い、２０倍高い、２５倍高い、３０倍高い、３５倍高い、４０倍高い、４５倍高い、５０倍高い、５５倍高い、６０倍高い、６５倍高い、１１０倍高い、１５５倍高い、２０１倍高い、２４６倍高い、２９１倍高い、３３７倍高い、３８２倍高い、４２７倍高い、４７３倍高い、５１８倍高い、５６３倍高い、６０８倍高い、６５４倍高い、６９９倍高い、７４４倍高い、７９０倍高い、８３５倍高い、８８０倍高い、９２５倍高い、９７１倍高い、１０１６倍高い、１０６１倍高い、１１０７倍高い、１１５２倍高い、１１９７倍高い、１２４３倍高い、または１２８８倍高い。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、Ｋ＋を放出し、１００倍過剰の脱イオン水への３０分の曝露後にアルカリ金属放出組成物から放出されるＫ＋の量は、同じ抽出条件下で１つ以上のカリウム骨格ケイ酸塩出発材料によって放出されるＫ＋の量よりも少なくとも２６５０倍高い。
本開示のいくつかの実施態様においては、同じ抽出条件下で１つまたはカリウム骨格ケイ酸塩出発材料によって放出されるＫ＋の量と比較して、１００倍過剰の脱イオン水への３０分の曝露後にＭＰＭ：ＫＣｌ組成物から放出されるＫ＋の量は、それらの間の全ての範囲を含めて、２倍高い、３倍高い、４倍高い、５倍高い、６倍高い、７倍高い、８倍高い、９倍高い、１０倍高い、１５倍高い、２０倍高い、２５倍高い、３０倍高い、３５倍高い、４０倍高い、４５倍高い、５０倍高い、５５倍高い、６０倍高い、７０倍高い、８０倍高い、９０倍高い、１００倍高い、１５０倍高い、３３６倍高い、５２１倍高い、７０６倍高い、８９１倍高い、１０７６倍高い、１２６２倍高い、１４４７倍高い、１６３２倍高い、１８１７倍高い、２００２倍高い、２１８８倍高い、２３７３倍高い、２５５８倍高い、２７４３倍高い、２９２８倍高い、３１１３倍高い、３２９９倍高い、３４８４倍高い、３６６９倍高い、３８５４倍高い、４０３９倍高い、４２２５倍高い、４４１０倍高い、４５９５倍高い、４７８０倍高い、４９６５倍高い、または５１５０倍高い。
本開示のいくつかの実施態様においては、この方法は、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を提供し、ここで、１００倍過剰の０．１Ｍクエン酸への３０分の曝露後に該ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物から放出されるＫ＋の量は、約５から約２６０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の範囲である。
特定の実施態様においては、放出されるＫ＋の量は、それらの間の全ての値および範囲を含めて、約０．４ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２５ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１３０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１６０ｇＫ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１９０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２１０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２４０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２７０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約３００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約４００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５２０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物であった。
本開示のいくつかの実施態様においては、この方法は、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を提供し、ここで、１００倍過剰の脱イオンへの３０分の曝露後に該ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物から放出されるＫ＋の量は、約５から約２７１ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の範囲である。
特定の実施態様においては、放出されるＫ＋の量は、それらの間の全ての値および範囲を含めて、約０．２ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約０．４ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２５ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１３０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１６０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１９０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２１０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２４０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２７０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約３００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約４００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５２０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物であった。
本開示のいくつかの実施態様においては、本明細書において記載するＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、根圏応答性Ｋ放出を有し、ここで、Ｋ＋の一部は水溶性塩であり、一方、追加の部分は、長期間にわたって放出される。従って、いくつかの実施態様においては、本明細書において開示するＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、速放Ｋおよび徐放Ｋの両方を有するという望ましい特性を有する。本開示のさまざまな実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物中の即時放出（可溶性）Ｋの遅い（固相）Ｋに対する比は、約７２０：１から約０．０１：１である。いくつかの実施態様においては、比は、それらの間の全ての範囲および値を含めて、約７２０：１、約７００：１、約６００：１、約５００：１、約４００：１、約３００：１、約２００：１、約１００：１、約５０：１、約１０：１、、約９：１、約８：１、約７：１、約６：１、約５：１、約４：１、約３：１、約２：１、約１：１、約０．８：１、約０．６：１、約０．４：１、約０．２：１、約０．１：１、または約０．０１：１である。
本開示のいくつかの実施態様においては、本明細書において記載するＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、約８：１から約０．１：１の、即時放出（可溶性）Ｋの遅い（固相）Ｋに対する比を有する。いくつかの実施態様においては、比は、それらの間の全ての範囲および値を含めて、約２０：１、約１０：１、８：１、約７：１、約６：１、約５：１、約４：１、約３：１、約２：１、約１：１、約０．８：１、約０．６：１、約０．４：１、約０．２：１、約０．１：１、または約０．０１：１である。
本開示のいくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、塩素を含まないＫの即時供給源を作物に提供する即時溶解性炭素質成分を有し得る。しかしながら、ＫＣｌおよび同様の材料とは対照的に、本開示はまた、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物から放出される、Ｋの小さいにもかかわらず有用な部分がいくつかの相の間に分配され得る、すなわちＫがおそらくより遅い速度で利用可能である実施態様を提供する。
本開示のさまざまな実施態様においては、開示する方法によって提供されるＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、肥料である。本開示のいくつかの実施態様においては、肥料は、Ｋ＋肥料である。本開示のいくつかの実施態様においては、肥料は、多栄養素の肥料である。
本開示のいくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、１重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）の範囲のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、１重量％と５５重量％との間（例えば、１重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．１重量％と９９重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含有する。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、それらの間の全ての範囲および値を含めて、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、２０重量％、約２１重量％、約２２重量％、約２３重量％、約２４重量％、約２５重量％のカリ長石相、約２６重量％、約２７重量％、約２８重量％、約２９重量％、約３０重量％、約３１重量％、約３２重量％、約３３重量％、約３４重量％約３５重量％、約３６重量％、約３７重量％、約３８重量％、約３９重量％、約４０重量％、約４１重量％、約４２重量％、約４３重量％、約４４重量％、約４５重量％、約４６重量％、約４７重量％、約４８重量％、約４９重量％、約５０重量％、約６０重量％、約７０重量％、または約７４．５重量％のカリ長石相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約１．５重量％、約１．６重量％、約１．７重量％、約１．８重量％、約１．９重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％のトバモライト相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％のハイドログロシュラー相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％または約２０重量％のケイ酸二カルシウム水和物相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約１重量％、約５重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、または約４５重量％、約５０重量％または約５５重量％（例えば、０重量％と４５重量％との間）のアモルファス相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０．１重量％、約０．２重量％、約０．３重量％、約０．４重量％、約０．５重量％、約０．６重量％、約０．７重量％、約０．８重量％、約０．９重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、１７重量％、約１８重量％、約２０重量％、約２２重量％、約２４重量％、約２６重量％、約２８重量％、約３０重量％、約３２重量％、約３４重量％、約３５重量％、約３６重量％、約３７重量％、約３８重量％、約３９重量％、約４０重量％、約４１重量％、約４２重量％、約４３重量％、約４４重量％、約４５重量％、約４６重量％、約４７重量％、約４８重量％、約４９重量％、約５０重量％、約６０重量％、約７０重量％、約８０重量％、約９０重量％、約９９重量％のカリ岩塩相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０．１重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、約２０重量％の副成分相を含む。
本開示のいくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、１４．５重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０重量％と５５重量％との間（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％との間）の範囲のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、１重量％と５５重量％との間（例えば、１重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．９９重量％と５０重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、それらの間の全ての範囲および値を含めて、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、２０重量％、約２１重量％、約２２重量％、約２３重量％、約２４重量％、約２５重量％のカリ長石相、約２６重量％、約２７重量％、約２８重量％、約２９重量％、約３０重量％、約３１重量％、約３２重量％、約３３重量％、約３４重量％約３５重量％、約３６重量％、約３７重量％、約３８重量％、約３９重量％、約４０重量％、約４１重量％、約４２重量％、約４３重量％、約４４重量％、約４５重量％、約４６重量％、約４７重量％、約４８重量％、約４９重量％、約５０重量％、約６０重量％、約７０重量％、または約７４．５重量％のカリ長石相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約１．５重量％、約１．６重量％、約１．７重量％、約１．８重量％、約１．９重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％のトバモライト相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％または約１５重量％のハイドログロシュラー相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％または約２０重量％のケイ酸二カルシウム水和物相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約１７重量％、約１８重量％、約２０重量％、約２２重量％、約２４重量％、約２６重量％、約２８重量％、約３０重量％、約３２重量％、約３４重量％、約３６重量％、約３８重量％、約４０重量％、または約４５重量％、約５０重量％または約５５重量％のアモルファス相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０．９重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、１７重量％、約１８重量％、約２０重量％、約２２重量％、約２４重量％、約２６重量％、約２８重量％、約３０重量％、約３２重量％、約３４重量％、約３５重量％、約３６重量％、約３７重量％、約３８重量％、約３９重量％、約４０重量％、約４１重量％、約４２重量％、約４３重量％、約４４重量％、約４５重量％、約４６重量％、約４７重量％、約４８重量％、約４９重量％、約５０重量％のカリ岩塩相を含む。
いくつかの実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、約０．１重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、約２０重量％の副成分相を含む。
いくつかの実施態様においては、本明細書において開示する組成物は、Ｋ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、およびＣａＣＯ３並びにそれらの組合せを含む群から選択される１つ以上の炭酸塩をさらに含む。
本開示のさまざまな実施態様においては、Ｋ供給源組成物の調製のためのプロセスは、農業における（例えば、Ｋ肥料としての）および／または土壌修復における（例えば、土壌からの重金属を固定化することによる）潜在的な適用を実証する。例えば、本開示は、ＫＣｌ肥料と比較して、土壌の塩分を著しく低下させるであろうそのような組成物の調製のための新しいプロセスに向けられている。さらに、これらに限定されないが、本開示は、Ｋ放出の異なる速度を有する新しい組成物を作り出し、塩化カリウムの非常に高い溶解度を、多段階Ｋ放出、高い吸着能力、高い残留効果、所与の作物および微生物叢にとって最適なレベルで土壌のｐＨを緩衝する能力、および水熱処理したカリウムの最小塩分と組み合わせる。
以下のＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の分析は、本明細書において記載するプロセスおよび農業におけるそれらの適用上に新しい洞察を提供する。全体的な議論は、栄養素に乏しくほとんど生産性のない土壌に真に利益をもたらし得る、産業生産にスケーラブルなプロセスを設計するという包括的な目標に従って構成されている。これらの組成物は、１回の適用を通してシーズン全体の間、作物に栄養素を供給することができ、それによって、根域（および発芽している種子）への激しく過剰な栄養素の供給から生じる、ストレスおよび特定の毒性の低下を通して農学パフォーマンスを改善することに加えて、適用コストを節約し、短期間の単純労働についての需要を低下させる。本明細書において開示するＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の組成（すなわち、鉱物学）および抽出特性は、処理条件の変更を通して調整し得ることが、予期せず発見された。以下の実施例は、本明細書において開示するＭＰＭ：ＫＣｌ組成物が多くの重要な適用に適応できることを強調しながら、この発見への支持を提供する。
バッチ処理ルートの概略フローチャートを、図２に示す。プロセスの工程は、ＭＰＭスラリーを形成するために、アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物および炭酸塩並びに水で、９０℃と４００℃との間の温度で、１と３００気圧との間の圧力に０．０１から６時間、水熱処理したカリウム骨格ケイ酸塩鉱石；並びに全てのＫＣｌが溶解するまで混合しながらスラリーに十分な量のＫＣｌを導入して、所望の重量比で混合されたＫＣｌおよびＭＰＭ前駆体スラリーまたは粉末を形成する第２の工程；並びに９０℃と２００℃との間（例えば、１００℃および２００℃）の温度で、１から１００気圧の間の圧力に０．０１から４８時間乾燥させる第３の工程を含む。また、ＫＣｌは、任意に、９０℃と２００℃との間（例えば、１００℃および２００℃）の温度で１と１００気圧との間の圧力への０．０１から４８時間の乾燥工程後、ＭＰＭに粉末として添加して混合し得、またはＭＰＭ：ＫＣｌスラリーを形成するための水熱処理の前に、カリウム骨格ケイ酸塩鉱石並びにアルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物および／または炭酸塩並びに水の混合物に添加し得る。
実施例１：試薬およびＫ供給源組成物の合成および特徴付け
本明細書において使用する超カリウム閃長岩は、ブラジルのペルナンブコ州に位置するトリウンフォバソリス（Ｔｒｉｕｎｆｏ ｂａｔｈｏｌｉｔｈ）から入手した。カリ長石の含有量は、９４．５重量％であった。手のひらサイズのフィールドサンプルを、ジョークラッシャー中で粉末状にし、ふるいにかけて、＜２ｍｍのサイズを有する粒子を得た。酸化カルシウム（ＣａＯ）、試薬グレード（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を、受け取ったまま使用した。
本明細書において使用する超カリウム閃長岩は、ブラジルのペルナンブコ州に位置するトリウンフォバソリス（Ｔｒｉｕｎｆｏ ｂａｔｈｏｌｉｔｈ）から入手した。カリ長石の含有量は、９４．５重量％であった。手のひらサイズのフィールドサンプルを、ジョークラッシャー中で粉末状にし、ふるいにかけて、＜２ｍｍのサイズを有する粒子を得た。酸化カルシウム（ＣａＯ）、試薬グレード（Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を、受け取ったまま使用した。
水熱処理用の供給混合物は、超カリウム閃長岩（＜２ｍｍ）をＰ９０～１５０μｍまで乾式粉砕することによって得た。ＣａＯを、カリ長石に富む粉末に添加して、ＣａＯ中にＳｉがなく、超カリウム閃長岩中にＣａがなかったという仮定に基づいて、０．３の名目Ｃａ：Ｓｉモル比を達成する。
水熱処理、ＭＰＭ：ＫＣｌ混合、および生成物回収は、図２の方法２に従った。５ガロンのオートクレーブに、３．２ｋｇの供給混合物および９．６ｋｇの水を装填した。反応器を密閉し、インペラーの回転を３００ｒｐｍに設定した。２２０℃の温度設定点は、２時間中に達した。反応器の内圧は、約２３バールであった。引き続き、内部Ｔが約４０℃に達するまで、反応器を内部水冷システムで冷却した。反応器を素早く開き、ＭＰＭスラリーを、５ガロンのプラスチックバケツ中に定量的に移した。所望の量のＫＣｌ（例えば、１重量当量）を、スラリー中に混合し、セメントミキサーに適応するパワードリルを使用して均質化した。スラリーを、次いでオートクレーブ可能なプラスチックトレイ中に移し、１２０±５℃に設定した実験用オーブン中で一晩（１８時間）乾燥させた。乾燥したケーキをディスクミルに通して、粉末を得た。この粉末は、引き続き、材料および化学的特徴付けおよび農学研究用に使用した。
１Ａ． ＭＰＭ：ＫＣｌ鉱物学の決定－ＸＲＰＤ
図５および６におけるＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の鉱物学は、Ｘ線粉末回折（ＸＲＰＤ）によって決定した。粉末サンプルをサンプルホルダー上にバックロードし、Ｘ線源として４５ｋＶおよび４０ｍＡの＼ＣｕＫα放射線を使用する回折計（Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｘ’Ｐｅｒｔ ＭＰＤ）中に入れた。いったん同定すると、鉱物相は、内部標準法およびリートベルト法（Ｒｉｅｔｖｅｌｄ ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ）を介して定量化した。数個の小さなピーク（全体の回折パターンの１％）は明確には同定できず、無視した。２回目のＸＲＰＤスキャンを、最初のスキャンと同じ条件下で行った。２回目のスキャンにおいては、２５重量％のＳｉ（ＮＩＳＴ ＳＲＭ ６４０）を、内部標準として役立つようにサンプル中に混合した。新たなリートベルト法を実施し、これは、散乱パワーにおける差異について調整された、Ｓｉピークの積分強度と初期分析において決定した既知の結晶相の積分強度との間の比較を可能にした。合計の一部としてのこれらの値の間の差異は、サンプルのアモルファス含有量のためであると推測された。各結晶成分の最終的な量は、見積もったアモルファス含有量を考慮に入れるために正規化した最初のリートベルト法の結果である。
図５および６におけるＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の鉱物学は、Ｘ線粉末回折（ＸＲＰＤ）によって決定した。粉末サンプルをサンプルホルダー上にバックロードし、Ｘ線源として４５ｋＶおよび４０ｍＡの＼ＣｕＫα放射線を使用する回折計（Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｘ’Ｐｅｒｔ ＭＰＤ）中に入れた。いったん同定すると、鉱物相は、内部標準法およびリートベルト法（Ｒｉｅｔｖｅｌｄ ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ）を介して定量化した。数個の小さなピーク（全体の回折パターンの１％）は明確には同定できず、無視した。２回目のＸＲＰＤスキャンを、最初のスキャンと同じ条件下で行った。２回目のスキャンにおいては、２５重量％のＳｉ（ＮＩＳＴ ＳＲＭ ６４０）を、内部標準として役立つようにサンプル中に混合した。新たなリートベルト法を実施し、これは、散乱パワーにおける差異について調整された、Ｓｉピークの積分強度と初期分析において決定した既知の結晶相の積分強度との間の比較を可能にした。合計の一部としてのこれらの値の間の差異は、サンプルのアモルファス含有量のためであると推測された。各結晶成分の最終的な量は、見積もったアモルファス含有量を考慮に入れるために正規化した最初のリートベルト法の結果である。
サンプルは、広範囲の手動フィッティングを含む、高度の優先配向、重なり合うピークおよび異常なピーク形状を示した。不確実性のいくつかの原因を考えると、ＸＲＰＤの定量化は、最良の可能な見積もりとしてのみ考え得る。
ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の回折パターンを、図６に示す（詳細は示していない）。ＸＲＰＤ分析は、カリ長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）並びに水熱処理および／または乾燥中にその場で形成された新しい鉱物相、すなわちハイドログロシュラー（Ｃａ３Ａｌ２（ＳｉＯ４）３－ｘ（ＯＨ）４ｘ）、α－ケイ酸二カルシウム水和物（Ｃａ２ＳｉＯ３（ＯＨ）２）、１１Åのトバモライト（Ｃａ５Ｓｉ６Ｏ１６（ＯＨ）２・４Ｈ２Ｏ）およびアモルファス材料（複数可）を検出した。
カリ長石は、供給混合物中に使用される超カリウム閃長岩の主要な鉱物成分である。ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物においては、ＸＲＰＤによってなお検出される残留カリ長石が１～７４．５重量％を占め、０重量％および５５重量％の範囲（例えば、０重量％と５０重量％との間、０重量％と４５重量％との間、０重量％と４０重量％との間、０重量％と３５重量％との間、０重量％と３０重量％との間、０重量％と２５重量％との間、０重量％と２０重量％重量との間）のトバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、１重量％と５５重量％との間（例えば、１重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相、０．１重量％と９９重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相。
１Ｂ． ＭＰＭ：ＫＣｌの微細構造の決定
薄い切片（２７ｍｍ×４６ｍｍ、３０μｍの厚さ、両面研磨０．５μｍのダイヤモンド、ホウケイ酸塩ガラス、アクリル樹脂；Ｓｐｅｒｔａｃｅ Ｐｅｔｒｏｇｉｃａｓ Ｉｎｃ．）中にはめ込んだＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を、高真空モード（＜１０－３Ｐａ）で操作する走査型電子顕微鏡（ＪＥＯＬ ６６１０ ＬＶ）で観察した。加速電圧は、１０～２０ｋＶ、スポットサイズは、４５～６０、作動距離は、９～１０ｍｍであった。観察前に、切片を、カーボンコーティングした（Ｑｕｏｒｕｍ、ＥＭＳ １５０Ｔ ＥＳ）。薄い切片は、真空下で保存した。
薄い切片（２７ｍｍ×４６ｍｍ、３０μｍの厚さ、両面研磨０．５μｍのダイヤモンド、ホウケイ酸塩ガラス、アクリル樹脂；Ｓｐｅｒｔａｃｅ Ｐｅｔｒｏｇｉｃａｓ Ｉｎｃ．）中にはめ込んだＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を、高真空モード（＜１０－３Ｐａ）で操作する走査型電子顕微鏡（ＪＥＯＬ ６６１０ ＬＶ）で観察した。加速電圧は、１０～２０ｋＶ、スポットサイズは、４５～６０、作動距離は、９～１０ｍｍであった。観察前に、切片を、カーボンコーティングした（Ｑｕｏｒｕｍ、ＥＭＳ １５０Ｔ ＥＳ）。薄い切片は、真空下で保存した。
薄い切片中にはめ込んだＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の化学組成は、１５ｋＶの加速電圧、１０ナノアンペア（ｎＡ）のビーム電流および１μｍのビーム幅を使用して、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ－Ａｎａｌｙｚｅｒ（ＥＰＭＡ）（ＪＥＯＬ ＪＸＡ－８２００）で決定した。鉱物相は、２０～４０秒のカウント時間を用いて分析した。統計をカウントすることから、濃度値の１σ標準偏差は、主要元素について０．３～１．０％および微量元素について１．０～５．０％であった。後方散乱電子（ＢＳＥ）画像およびＸ線元素マップ（４．５ｃｍ×２．７ｃｍ）は、１５ｋＶの電圧、１ｎＡのビーム電流および１０μｍの解像度を使用して取得した。そのような設定の使用並びに固定ビームを用いたステージラスターモードでの操作は、信号の損失およびＸ線の焦点はずれを回避した。
ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の予備的なＳＥＭ観察は、そのようなものとして粉末上で行った（図３）。引き続き、形態学的特徴（ＳＥＭ）の詳細な調査のために、それを、薄い切片中にはめ込んだ。
最後に、さまざまな鉱物相は、ＸＲＰＤによって、ｉ）ひどく変化した（無秩序な）カリ長石ｉｉ）ナノ結晶粒子ｉｉｉ）真にアモルファスな化合物、例えば、不十分に結晶化した非化学量論的ケイ酸－カルシウム－水和物（Ｃ－Ｓ－Ｈ）などのアモルファスとして検出されるものに寄与し得るであろう。
粉末サンプルの粒子サイズ分布（ＰＳＤ）は、サンプル循環および分散モジュールを備えたＭｉｃｒｏＢｒｏｏｋ ２０００Ｌレーザー回折粒子サイズ分析器（Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｏｐｏｒａｔｉｏｎ、米国）を用いて決定した。サンプルは、約１５％の不明瞭化が達成されるまで、分散モジュール中に導入した。サンプルは、各測定の前に、機械的攪拌および超音波処理によって水中に分散させた。１．５２９（実数）および０．１（虚数）の屈折率を、光学モデルにおいて使用した。
Ｂｒｕｎａｕｅｒ、ＥｍｍｅｔおよびＴｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ－ＳＳＡ）による比表面積は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡＳＡＰ ２０２０表面積および多孔度分析器を用いて決定した。吸着用に使用したガスは、Ｎ２であった。サンプル（約０．５ｇ）を、サンプルチューブ中で１０－５ｍｍＨｇ ｍｉｎ－１の一定の脱気速度に達するまで（１２時間）、２００℃で脱気した。ＳＳＡは、ｐ／ｐ０の範囲０．０８～０．３５において、マルチポイント法を用いて、等温線の吸着ブランチ上で決定した。しかしながら、完全な吸着（ｐ／ｐ０＝０．９９まで）および脱着等温線が、記録された。
１Ｃ．抽出実験
超カリウム閃長岩、ＭＰＭ、およびＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の抽出実験は、バッチ中で実施した。０．４００ｇの固体組成物を、４０ｍＬの抽出溶液（ｍＬ：ｍＳ＝１００）とともに、密封したポリプロピレン遠心分離管中で３０分間撹拌した。さまざまな抽出剤を、抽出の強度を変えるために使用した。一般的に使用される抽出剤は、０．１Ｍクエン酸および脱イオン水を含む。全ての水溶液は、１８．２ＭΩｃｍの水を使用して調製した。攪拌後、抽出剤溶液を、一連の遠心分離および濾過を通して単離する。後者は、グレード３のワットマン濾紙（６μｍ細孔）を用いた。ろ液を、次いでＩＣＰ－ＯＥＳ分析用に２重量％ＨＮＯ３中で１／１００に希釈する。各抽出実験は、３回実施した。
超カリウム閃長岩、ＭＰＭ、およびＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の抽出実験は、バッチ中で実施した。０．４００ｇの固体組成物を、４０ｍＬの抽出溶液（ｍＬ：ｍＳ＝１００）とともに、密封したポリプロピレン遠心分離管中で３０分間撹拌した。さまざまな抽出剤を、抽出の強度を変えるために使用した。一般的に使用される抽出剤は、０．１Ｍクエン酸および脱イオン水を含む。全ての水溶液は、１８．２ＭΩｃｍの水を使用して調製した。攪拌後、抽出剤溶液を、一連の遠心分離および濾過を通して単離する。後者は、グレード３のワットマン濾紙（６μｍ細孔）を用いた。ろ液を、次いでＩＣＰ－ＯＥＳ分析用に２重量％ＨＮＯ３中で１／１００に希釈する。各抽出実験は、３回実施した。
ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、Ｋ＋を放出し、１００倍過剰の０．１Ｍクエン酸への３０分の曝露後にアルカリ金属放出組成物から放出されるＫ＋の量は、同じ抽出条件下で１つ以上のカリウム骨格ケイ酸塩出発材料によって放出されるＫ＋の量よりも少なくとも６７６倍高い。本開示のいくつかの実施態様においては、同じ抽出条件下で１つまたはカリウム骨格ケイ酸塩出発材料によって放出されるＫ＋の量と比較した、１００倍過剰の０．１Ｍクエン酸への３０分の曝露後にＭＰＭ：ＫＣｌ組成物から放出されるＫ＋の量は、それらの間の全ての値を含めて、２倍高い、３倍高い、４倍高い、５倍高い、６倍高い、７倍高い、８倍高い、９倍高い、１０倍高い、１５倍高い、２０倍高い、２５倍高い、３０倍高い、３５倍高い、４０倍高い、４５倍高い、５０倍高い、５５倍高い、６０倍高い、６５倍高い、１１０倍高い、１５５倍高い、２０１倍高い、２４６倍高い、２９１倍高い、３３７倍高い、３８２倍高い、４２７倍高い、４７３倍高い、５１８倍高い、５６３倍高い、６０８倍高い、６５４倍高い、６９９倍高い、７４４倍高い、７９０倍高い、８３５倍高い、８８０倍高い、９２５倍高い、９７１倍高い、１０１６倍高い、１０６１倍高い、１１０７倍高い、１１５２倍高い、１１９７倍高い、１２４３倍高い、または１２８８倍高い。
また、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、Ｋ＋を放出し、１００倍過剰の脱イオン水への３０分の曝露後にアルカリ金属放出組成物から放出されるＫ＋の量は、同じ抽出条件下で１つ以上のカリウム骨格ケイ酸塩出発材料によって放出されるＫ＋の量よりも少なくとも２６５０倍高い。本開示のいくつかの実施態様においては、同じ抽出条件下で１つまたはカリウム骨格ケイ酸塩出発材料によって放出されるＫ＋の量と比較した、１００倍過剰の脱イオン水への３０分の曝露後にＭＰＭ：ＫＣｌ組成物から放出されるＫ＋の量は、それらの間の全ての値を含めて、２倍高い、３倍高い、４倍高い、５倍高い、６倍高い、７倍高い、８倍高い、９倍高い、１０倍高い、１５倍高い、２０倍高い、２５倍高い、３０倍高い、３５倍高い、４０倍高い、４５倍高い、５０倍高い、５５倍高い、６０倍高い、７０倍高い、８０倍高い、９０倍高い、１００倍高い、１５０倍高い、３３６倍高い、５２１倍高い、７０６倍高い、８９１倍高い、１０７６倍高い、１２６２倍高い、１４４７倍高い、１６３２倍高い、１８１７倍高い、２００２倍高い、２１８８倍高い、２３７３倍高い、２５５８倍高い、２７４３倍高い、２９２８倍高い、３１１３倍高い、３２９９倍高い、３４８４倍高い、３６６９倍高い、３８５４倍高い、４０３９倍高い、４２２５倍高い、４４１０倍高い、４５９５倍高い、４７８０倍高い、４９６５倍高い、または５１５０倍高い。
１Ｄ．鉱物学の構成と抽出との間の関係
ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物においてＸＲＰＤによって検出された主要なカリウムアルミノケイ酸塩（ＫＡＳ）は、カリ長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）であった。ＸＲＰＤは、約３０重量％のカリ長石が処理中に変換されることを示した（図４）。ＰＳＤ分析は、カリ長石に起因するサイズ集団（約５５μｍピーク）が、供給混合物に対してＭＰＭ：ＫＣｌ組成物において低下することを確認した（図８）。しかしながら、そのような鉱物相は、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の主要な成分（２５．４重量％）のままであり、従って、主要なＫ含有相のままでもある。これは、組成物の、慎重に設計され、意図された特徴である。カリ長石の完全な変換は、この作業の宣言された範囲、すなわち、作物のニーズまたは要望に合ったＫ放出速度を有する肥料（例えば、熱帯土壌用肥料などの、土壌用肥料）を設計することとは反対に、桁違いの費用がかかるであろう、および、土壌溶液において直ちに利用できる大量の可溶性Ｋを生成するであろう。
ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物においてＸＲＰＤによって検出された主要なカリウムアルミノケイ酸塩（ＫＡＳ）は、カリ長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）であった。ＸＲＰＤは、約３０重量％のカリ長石が処理中に変換されることを示した（図４）。ＰＳＤ分析は、カリ長石に起因するサイズ集団（約５５μｍピーク）が、供給混合物に対してＭＰＭ：ＫＣｌ組成物において低下することを確認した（図８）。しかしながら、そのような鉱物相は、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の主要な成分（２５．４重量％）のままであり、従って、主要なＫ含有相のままでもある。これは、組成物の、慎重に設計され、意図された特徴である。カリ長石の完全な変換は、この作業の宣言された範囲、すなわち、作物のニーズまたは要望に合ったＫ放出速度を有する肥料（例えば、熱帯土壌用肥料などの、土壌用肥料）を設計することとは反対に、桁違いの費用がかかるであろう、および、土壌溶液において直ちに利用できる大量の可溶性Ｋを生成するであろう。
水熱プロセスは、カリ長石を、Ｃａ含有アルミノケイ酸塩水和物、すなわち、ハイドログロシュラー、トバモライト、α－ケイ酸二カルシウム水和物、および無秩序なＣ－Ａ－Ｓ－Ｈ相に変換し、ここで、後者は、ＸＲＰＤアモルファスのカテゴリー中に入る（図５および６）。これらのＣａ含有アルミノケイ酸塩水和物の１つ以上は、Ｋをホストする能力を有し、Ｋ貯留物として役立つ。表１に示すように、根圏において見出されるものと同様の十分に酸性の環境は、これらの相を溶解して、Ｋおよび他の保存栄養素および／または有益な元素を放出するであろう。
実施例２：異なる乾燥条件下でのＭＰＭ：ＫＣｌ組成物からのＭＰＭ：ＫＣｌ組成物Ｋ放出に対する、処理および乾燥条件の影響
抽出実験は、以下のように行った：４００ｍｇのＭＰＭまたは同等量のＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を、４０ｍＬの０．１Ｍクエン酸溶液中に懸濁させた（３回行った）。ｐＨｔ＝０を、記録した。サンプルを、次いで３０分間攪拌し、２回目のｐＨ測定を行った（ｐＨｔ＝２４時間）。鉱物の抽出は、酸性条件（２重量％ＨＮＯ３）下でのＩＣＰ－ＭＳによって決定した。注記していない限り、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、２２０℃で処理し、１２０℃での指定された条件下で乾燥させた。
抽出実験は、以下のように行った：４００ｍｇのＭＰＭまたは同等量のＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を、４０ｍＬの０．１Ｍクエン酸溶液中に懸濁させた（３回行った）。ｐＨｔ＝０を、記録した。サンプルを、次いで３０分間攪拌し、２回目のｐＨ測定を行った（ｐＨｔ＝２４時間）。鉱物の抽出は、酸性条件（２重量％ＨＮＯ３）下でのＩＣＰ－ＭＳによって決定した。注記していない限り、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、２２０℃で処理し、１２０℃での指定された条件下で乾燥させた。
この方法は、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を提供し、ここで、１００倍過剰の０．１Ｍクエン酸への３０分の曝露後にＭＰＭ：ＫＣｌ組成物から放出されるＫ＋の量は、約０．４から約５２０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の範囲である。特定の実施態様においては、放出されるＫ＋の量は、それらの間の全ての値および範囲を含めて、約０．４ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２５ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１３０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１６０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物ｌ、約１９０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２１０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２４０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２７０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ ：ＫＣｌ組成物、約３００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約４００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５２０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物であった。
この方法は、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を提供し、ここで、１００倍過剰の脱イオンへの３０分の曝露後にＭＰＭ：ＫＣｌ組成物から放出されるＫ＋の量は、約０．２から約５２０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の範囲である。特定の実施態様においては、放出されるＫ＋の量は、それらの間の全ての値および範囲を含めて、約０．２ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約０．４ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ処理組成物、約５ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２５ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１３０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１６０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約１９０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２１０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２４０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約２７０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約３００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約４００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５００ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物、約５２０ｇ Ｋ＋／ｋｇ ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物であった。
本明細書において記載する組成物は、ＭＰＭおよびＫＣｌの供給物を用いた造粒によって製造することができる。
本明細書において記載するＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、根圏応答性Ｋ放出を有し得、ここで、Ｋ＋の一部は水溶性塩であり、一方、追加の部分は長期間にわたって放出される。従って、いくつかの実施態様においては、本明細書において開示するＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、速放Ｋおよび徐放Ｋの両方を有するという望ましい特性を有し得る。本開示のさまざまな実施態様においては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物中の即時放出（可溶性）Ｋの遅い（固相）Ｋに対する比は、約７２０：１から約０．０１：１である。いくつかの実施態様においては、比は、それらの間の全ての範囲および値を含めて、約７２０：１、約７００：１、約６００：１、約５００：１、約４００：１、約３００：１、約２００：１、約１００：１、約５０：１、約１０：１、、約９：１、約８：１、約７：１、約６：１、約５：１、約４：１、約３：１、約２：１、約１：１、約０．８：１、約０．６：１、約０．４：１、約０．２：１、約０．１：１、または約０．０１：１である。
一連のＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、供給原料を反応させ、引き続き得られた生成物を乾燥させるための４つの別個の雰囲気条件のセット（Ａｒ－Ａｒ、Ａｒ－空気、空気－空気、およびＣＯ２－ＣＯ２）を使用して製造した（表２）。
処理および乾燥雰囲気を変えることは、製造されるＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の組成に著しく影響を与える。特に、アモルファス相、ケイ酸二カルシウム水和物、ハイドロガーネット、トバモライト、およびカリ長石の量は、各セットの条件下で変化する。
さらなる研究を、２セットのＭＰＭ：ＫＣｌ組成物からのカリウムの抽出に対する乾燥条件の影響を探し出すために行った。最初のセットについては、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物を、空気、Ａｒ、ＣＯ２、および真空を使用して、上澄みとともに別々に乾燥させた。Ｋ放出は、Ａｒ条件下で最も高く、ＣＯ２を利用したときに最も低い。１０－２～１０－３Ｔｏｒｒの間の真空の適用はまた、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物からのＫ＋の実質的な放出を提供する。空気での乾燥は、中間値を提供し、これは、自然に存在する少量のＣＯ２が抽出にほとんど影響を有しないことを明確に示す。これらの実験においては、Ｋ放出は、乾燥温度（＜９０℃）とは独立していることが見出された。
実施例３：塩分指数
ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の重量比は、組成物の塩分指数に影響を与えることが見出された変数である（表３および４）。例えば、ＭＰＭの重量比を減少させることは、塩分指数を増加させるであろう（表３および４）。ＭＰＭは塩化物を含まないため、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、ＫＣｌと比較して、土壌中に添加されるＣｌを大幅に低下させるであろう。例えば、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物（１：１）は、塩分を５０％低下させ（ＫＣｌと比較して）、得られる塩分指数は、市販の肥料Ｋ２ＳＯ４およびＰｏｌｙ４と同様である。
ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物の重量比は、組成物の塩分指数に影響を与えることが見出された変数である（表３および４）。例えば、ＭＰＭの重量比を減少させることは、塩分指数を増加させるであろう（表３および４）。ＭＰＭは塩化物を含まないため、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、ＫＣｌと比較して、土壌中に添加されるＣｌを大幅に低下させるであろう。例えば、ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物（１：１）は、塩分を５０％低下させ（ＫＣｌと比較して）、得られる塩分指数は、市販の肥料Ｋ２ＳＯ４およびＰｏｌｙ４と同様である。
実施例４：処理パラメーターおよび農業効率
収量比較（第１並びに第２サイクルの両方）およびＫ浸出損失比較のための温室試験は、図９および図１１に例示するように、異なるＫ供給源、ＭＰＭ、５－ＭＰＭ：１－ＫＣｌ、１－ＭＰＭ：１－ＫＣｌ、ＫＣｌ（商業的にはＭｕｒｉａｔｅ ｏｆ Ｐｏｔａｓｈ（ＭＯＰ）と呼ばれる）およびコントロール（各処理を５回繰り返す）で処理した砂質で低Ｋの土壌を含有するカラム中で実施した。各組成物／生成物は、３つの異なるＫの割合で、残りの必要な主要栄養素は以下の表５Ａおよび５Ｂによる量で土壌中に直接組み込んで、試験した。土壌の水分レベルを、７０％に増加させ、その後１５日間インキュベートした。インキュベーション後、５つの種子を蒔いた。苗の出現後、それらの２つは、収量、植物栄養素、Ｋ取込みおよび効率データを提供するために、４５～４９日の期間にわたって維持し成長させた。微量栄養素を、表５Ａによる成長サイクル中に栄養素溶液の一部として添加した。成長サイクルにわたって、水を、７日の期間ごとにわたって広がる４０ｍｍの雨をシミュレートするために適用した。第１の温室サイクルは、各カラムの作物の収穫および分析で終了した。第１の温室サイクルの後、第２の温室サイクルの前に、土壌を、以下の表５Ａのおよび５Ｂによる第１のサイクルと比較したときに、特定の主要栄養素をわずかに異なる比率で添加したことであったという唯一の違いのもと、インキュベーションを含む同じプロトコルに従って処理した。追加した微量栄養素は、同じままであった。植物の成長と同時に、カラムの下部で収集した浸出液を、そのＫ含有量について一定間隔で分析した（図１０）。浸出液中にあるＫは、それがこのサイクル内でもはや植物の根によって吸収され得ないであろうこと、および土壌の栄養素貯留物を構築するのにも寄与しないであろうことから、永久に失われたとして見なした。
収量比較（第１並びに第２サイクルの両方）およびＫ浸出損失比較のための温室試験は、図９および図１１に例示するように、異なるＫ供給源、ＭＰＭ、５－ＭＰＭ：１－ＫＣｌ、１－ＭＰＭ：１－ＫＣｌ、ＫＣｌ（商業的にはＭｕｒｉａｔｅ ｏｆ Ｐｏｔａｓｈ（ＭＯＰ）と呼ばれる）およびコントロール（各処理を５回繰り返す）で処理した砂質で低Ｋの土壌を含有するカラム中で実施した。各組成物／生成物は、３つの異なるＫの割合で、残りの必要な主要栄養素は以下の表５Ａおよび５Ｂによる量で土壌中に直接組み込んで、試験した。土壌の水分レベルを、７０％に増加させ、その後１５日間インキュベートした。インキュベーション後、５つの種子を蒔いた。苗の出現後、それらの２つは、収量、植物栄養素、Ｋ取込みおよび効率データを提供するために、４５～４９日の期間にわたって維持し成長させた。微量栄養素を、表５Ａによる成長サイクル中に栄養素溶液の一部として添加した。成長サイクルにわたって、水を、７日の期間ごとにわたって広がる４０ｍｍの雨をシミュレートするために適用した。第１の温室サイクルは、各カラムの作物の収穫および分析で終了した。第１の温室サイクルの後、第２の温室サイクルの前に、土壌を、以下の表５Ａのおよび５Ｂによる第１のサイクルと比較したときに、特定の主要栄養素をわずかに異なる比率で添加したことであったという唯一の違いのもと、インキュベーションを含む同じプロトコルに従って処理した。追加した微量栄養素は、同じままであった。植物の成長と同時に、カラムの下部で収集した浸出液を、そのＫ含有量について一定間隔で分析した（図１０）。浸出液中にあるＫは、それがこのサイクル内でもはや植物の根によって吸収され得ないであろうこと、および土壌の栄養素貯留物を構築するのにも寄与しないであろうことから、永久に失われたとして見なした。
図１２Ａ～Ｃにおいては、温室プロトコルを使用して第１のサイクルのトウモロコシを生育させ、その後作物を取り除き、農学的効率分析のために地上部を乾燥させた。得られた土壌を使用して、第２のサイクルについてトウモロコシを生育させた。図１２Ａ～Ｃは、本明細書において開示する組成物が、ＫＣｌだけと比較したときに、有意な収量の増加を示し得ることを示す。さらに、本明細書において開示する組成物は、連続的な適用後のかなりの収量の増加を実証する（すなわち、第１対第２のサイクルからの結果を比較して）。ＭＰＭ：ＫＣｌ組成物は、適切なＫ供給源を、適切な場所への適切な速度である適切なタイミングで提供し、作物システムの成長（４Ｒスチュワードシップ）についての効率を達成するための効率的な選択肢として自己証明した（図１２Ａ～Ｃ）。
以下の表６は、本開示による組成物の浸出特性に関する追加のデータを示す。データは、フレーム測光法を使用して浸出液から４２ＤＡＥで収集した。分析した浸出液（図１０）は、異なる組成物を比較したときのＫ浸出損失を示す。カラムあたり合計１２００ｍｇのＫを意味する、Ｋの割合が２００の実験においては、ＭＰＭの形態でカラムに追加したＫの１．１％のみが、浸出を通して失われ、温室サイクル後に浸出液となって終わった。１．１％を計算するために、コントロールカラムにおける浸出を通して失われた２８ｍｇのＫを、ＭＰＭを含有するカラムにおける浸出を通して失われた４１ｍｇのＫから差し引いた。ＭＰＭ：ＫＣＬ ５：１の組成物を有するカラムは、そのＫ含有量の４．３％を失ったが、一方、ＭＰＭ：ＫＣＬ １：１の組成物を有するカラムは、浸出を通してそのＫ含有量の１３．８％を失った。比較として、ＫＣｌを含有するカラムは、そのＫ含有量の１６．８％を失い、これは、ＭＰＭ：ＫＣｌの組成物が浸出損失を低下させるのに役立つことを実証する。全てのパーセンテージは、コントロールから２８ｍｇのＫの浸出損失を差し引くことによって計算した。浸出液の測定は、第１の温室サイクル中にのみ行った。
カラムあたり合計２４００ｍｇのＫを意味する、Ｋの割合が４００のシナリオにおいては、異なる組成物の結果は、さらにより表現的であった。ＭＰＭを有するカラムは、浸出を通してそのＫの３．０％を失ったのみであった。ＫＣｌのみを含有するカラムの３９．１％と比較して、浸出を通して、ＭＰＭ：ＫＣＬ ５：１の組成物を有するカラムは、そのＫ含有量の１２．１％を失ったが、一方、ＭＰＭ：ＫＣＬ １：１の組成物を有するカラムは、そのＫ含有量の２６．２％を失った。より高いＫの投与量を用いて、ＫＣｌからの浸出を通した損失は著しいが、一方、純粋なＭＰＭおよびＭＰＭ：ＫＣｌの組成物は、これらの損失を大幅に低下させる。
他の実施態様
特定の実施態様を記載してきたが、本開示はそのような実施態様に限定されない。
特定の実施態様を記載してきたが、本開示はそのような実施態様に限定されない。
一例として、カリ長石相の量を、特定のＭＰＭ：ＫＣｌ組成物について記載してきたが、より一般的には、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、これらの値の間の全ての範囲を含めて、少なくとも約１重量％（例えば、少なくとも約２重量％、少なくとも約３重量％、少なくとも約４重量％、少なくとも約５重量％、少なくとも約６重量％、少なくとも約７重量％、少なくとも約８重量％、少なくとも約９重量％、少なくとも約１０重量％、少なくとも約１１重量％、少なくとも約１２重量％、少なくとも約１３重量％、少なくとも約１４重量％、少なくとも約１５重量％、少なくとも約１６重量％、少なくとも約１７重量％、少なくとも約１８重量％、少なくとも約１９重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約２１重量％、少なくとも約２２重量％、少なくとも約２３重量％、少なくとも約２４重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約２６重量％、少なくとも約２７重量％、少なくとも約２８重量％、少なくとも約２９重量％、少なくとも約３０重量％）のカリ長石相および／または最大で約７４．５重量％（例えば、最大で約７０重量％、最大で約６５重量％、最大で約６０重量％、最大で約５５重量％、最大で約５０重量％、最大で約４５重量％；最大で約４０重量％、最大で約３５重量％、最大で約３０重量％、最大で約２５重量％、最大で約２０重量％）のカリ長石相を含み得る。いくつかの実施態様においては、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、約２０重量％、約２１重量％、約２２重量％、約２３重量％、約２４重量％、約２５重量％、約２６重量％、約２７重量％、約２８重量％、約２９重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、約７０重量％、約７４．５重量％の量のカリ長石相を含み得る。
別の例として、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、少なくとも約１重量％（例えば、少なくとも約２重量％、少なくとも約３重量％、少なくとも約４重量％、少なくとも約５重量％、少なくとも約６重量％、少なくとも約７重量％、少なくとも約８重量％、少なくとも約９重量％、少なくとも約１０重量％、少なくとも約１５重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約２５重量％、少なくとも約３０重量％）のトバモライト相および／または最大で約５５重量％（例えば、最大で約５０重量％、最大で約４５重量％、最大で約４０重量％、最大で約３５重量％、最大で約３０重量％、最大で約２５重量％）のトバモライト相を含み得る。特定の実施態様においては、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０％、または約５５重量％の量のトバモライト相を含み得る。
さらなる例として、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、少なくとも約１重量％（例えば、少なくとも約２重量％、少なくとも約３重量％、少なくとも約４重量％、少なくとも約５重量％、少なくとも約６重量％、少なくとも約７重量％、少なくとも約８重量％、少なくとも約９重量％、少なくとも約１０重量％、）のハイドログロシュラー相および／または最大で約１５重量％（例えば、最大で約１４重量％、最大で約１３重量％、最大で約１２重量％、最大で約１１重量％、最大で約１０重量％）のハイドログロシュラー相を含み得る。特定の実施態様においては、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、または約１０重量％の量のハイドログロシュラー相を含み得る。
追加の例として、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、少なくとも約１重量％（例えば、少なくとも約２重量％、少なくとも約３重量％、少なくとも約４重量％、少なくとも約５重量％、少なくとも約６重量％、少なくとも約７重量％、少なくとも約８重量％、少なくとも約９重量％、少なくとも約１０重量％、少なくとも約１１重量％、少なくとも約１２重量％、少なくとも約１３重量％、少なくとも約１４重量％、少なくとも約１５重量％）のケイ酸二カルシウム水和物相および／または最大で約２０重量％（例えば、最大で約１９重量％、最大で約１８重量％、最大で約１７重量％、最大で約１６重量％、最大で約１５重量％）のケイ酸二カルシウム水和物相を含み得る。特定の実施態様においては、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、または約２０重量％の量のケイ酸二カルシウム水和物相を含み得る。
別の例として、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、これらの値のいずれかの間の全ての範囲を含めて、少なくとも約１重量％（例えば、少なくとも約２重量％、少なくとも約３重量％、少なくとも約４重量％、少なくとも約５重量％、少なくとも約６重量％、少なくとも約７重量％、少なくとも約８重量％、少なくとも約９重量％、少なくとも約１０重量％、少なくとも約１１重量％、少なくとも約１２重量％、少なくとも約１３重量％、少なくとも約１４重量％、少なくとも約１５重量％、少なくとも約１６重量％、少なくとも約１７重量％、少なくとも約１８重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約２２重量％、少なくとも約２４重量％、少なくとも約２６重量％、少なくとも約２８重量％、少なくとも約３０重量％）のアモルファス相および／または最大で約５５重量％（例えば、最大で約５０重量％、最大で約４５重量％、最大で約４０重量％、最大で約３８重量％、最大で約３６重量％、最大で約３４重量％、最大で約３２重量％、最大で約３０重量％、最大で約２８重量％、最大で約２６重量％、最大で約２４重量％、最大で約２２重量％、最大で約２０重量％）のアモルファス相を含み得る。いくつかの実施態様においては、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約２０重量％、約２２重量％、約２４重量％、約２６重量％、約２８重量％、約３０重量％、約３２重量％、約３４重量％、約３６重量％、約３８重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、または約５５重量％の量のアモルファス相を含み得る。
さらに別の例として、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、約１重量％と７４．５重量％との間（例えば、約１４．５重量％と約７４．５重量％との間）の範囲のカリ長石相、０重量％および５５重量％の範囲の（例えば、０重量％と５０重量％との間の、０重量％と４５重量％との間の、０重量％と４０重量％との間の、０重量％と３５重量％との間の、０重量％と３０重量％との間の、０重量％と２５重量％との間の、０重量％と２０重量％との間の）トバモライト相、０重量％と１５重量％との間（例えば、０重量％と１２重量％との間、１重量％と１５重量％との間、１重量％と１２重量％との間）の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間（例えば、０重量％と１５重量％との間、０重量％と１２重量％との間、０重量％と１０重量％との間、１重量％と２０重量％との間、１重量％と１５重量％との間、１重量％と１２重量％との間、１重量％と１０重量％との間）の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、および／または１重量％と５５重量％との間（例えば、１重量％と４５重量％との間）の範囲のアモルファス相を含み得る。
さらなる例として、特定のＭＰＭ：ＫＣｌ組成物についての重量比の実施態様を記載してきたが、より一般的には、組成物中の所与の成分について、組成物中のＭＰＭ：成分の重量比は、少なくとも０．０１：１（例えば、０．０５：１、少なくとも０．１：１、少なくとも０．２：１、少なくとも０．３：１、少なくとも０．４：１、少なくとも０．５：１、少なくとも０．６：１、少なくとも０．７：１、少なくとも０．８：１、少なくとも０．９：１）および／または最大で１００：１（例えば、最大で９０：１、最大で８０：１、最大で７０：１、最大で６０：１、最大で５０：１、最大で４０：１、最大で３０：１、最大で２０：１、最大で１０：１、最大で１：１）である。いくつかの実施態様においては、所与の成分について、組成物中のＭＰＭ：成分の重量比は、０．０１：１と１００：１との間である。特定の実施態様においては、組成物中の所与の成分について、組成物中のＭＰＭ：成分の重量比は、０．１：１と２０：１との間である。
さらにさらなる例として、ＣＥＣ値を特定のＭＰＭ：ＫＣｌ組成物について提供してきたが、より一般的には、ＫＣｌに加えて、またはＫＣｌの代わりに１つ以上の成分を含む組成物は、キログラムあたり少なくとも１０ミリモル（ｍｍｏｌｃ／ｋｇ）（例えば、少なくとも１５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも２０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも２５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも３０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも３５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも４０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも４５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも５０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも５５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも６０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも６５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも７０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも７５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも８０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも８５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも９０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも９５ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも１００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも１２５ｍｍｏｌ／ｋｇ、少なくとも１５０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、少なくとも１７５ｍｍｏｌ／ｋｇ、および／または少なくとも２００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ）および／または最大で５００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ（例えば、最大で４５０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、最大で４００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、最大で３５０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、最大で３００ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、最大で２５０ｍｍｏｌｃ／ｋｇ、最大で２００ｍｍｏｌ／ｋｇ）のＣＥＣを有し得る。
追加の実施態様は、特許請求の範囲によって包含される。
Claims (114)
- １）カリウム骨格ケイ酸塩鉱石；２）アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物、および炭酸塩からなる群から選択される少なくとも１つの材料；並びに３）水を、少なくとも１０分間少なくとも９０℃の温度で、および少なくとも１気圧の圧力で加熱して、それにより第１の生成物を製造すること；
該第１の生成物を成分の供給源と組み合わせて、第２の生成物を形成すること；並びに
該第２の生成物を乾燥させて、ＭＰＭおよび該成分を含む組成物を提供することを含み、
ここで、該成分の該供給源は、ＫＣｌ、多量栄養素供給源、微量栄養素供給源および有益な元素の供給源からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、方法。 - １）カリウム骨格ケイ酸塩鉱石；２）アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物、および炭酸塩からなる群から選択される少なくとも１つの材料；並びに３）水を、少なくとも１０分間少なくとも９０℃の温度で、および少なくとも１気圧の圧力で加熱して、それにより第１の生成物を製造すること；
該第１の生成物を乾燥させて、第２の生成物を提供すること；並びに
該第２の生成物を成分の供給源と組み合わせて、ＭＰＭおよび該成分を含む組成物を提供することを含み、
ここで、該成分の該供給源は、ＫＣｌ、多量栄養素供給源、微量栄養素供給源および有益な元素の供給源からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、方法。 - １）カリウム骨格ケイ酸塩鉱石；２）アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物、および炭酸塩からなる群から選択される少なくとも１つの材料；３）水；並びに４）成分の供給源を、少なくとも１０分間少なくとも９０℃の温度で、および少なくとも１気圧の圧力で加熱して、それにより第１の生成物を製造すること；並びに
該第１の生成物を乾燥させて、ＭＰＭおよび該成分を含む組成物を提供することを含み、
ここで、該成分の該供給源は、ＫＣｌ、多量栄養素供給源、微量栄養素供給源および有益な元素の供給源からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、方法。 - 少なくとも１つの材料が、アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物および炭酸塩からなる群から選択される少なくとも２つの材料を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 少なくとも１つの材料が、アルカリ土類金属およびアルカリ金属の少なくとも１つの、酸化物、水酸化物、および炭酸塩を含む、請求項１～３のいずれか一項の方法。
- 圧力が最大で３００気圧である、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 温度が最大で４００℃である、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 時間が最大で６時間である、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 第１の生成物が、ＭＰＭの前駆体を含むスラリーを含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 第２の生成物がＭＰＭを含む、請求項２の方法。
- 乾燥を少なくとも２５℃の間の温度で実施する、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 乾燥を最大で２００℃の温度で実施する、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 乾燥が少なくとも１気圧の圧力で起こる、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 乾燥が最大１００気圧の圧力で起こる、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 乾燥が少なくとも０．０１時間起こる、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 乾燥が最大で７２時間起こる、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 加熱がオートクレーブ中で起こる、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- カリウム骨格ケイ酸塩鉱石が、カリ長石、カルシライト、霞石、粗面岩、流紋岩、超カリウム閃長岩、白榴石、霞石閃長岩、フォノライト、フェナイト、アプライトおよびペグマタイトからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- カリウム骨格ケイ酸塩鉱石がカリ長石を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 少なくとも１つの材料が、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、およびカリウム（Ｋ）、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 少なくとも１つの材料が、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２およびＣａＣＯ３からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 以下の少なくとも１つが成り立つ、先行する請求項のいずれか一項の方法：
少なくとも１つの材料は、０．０５と０．６との間のＣａ：Ｓｉのモル比でＣａＯを含む；
少なくとも１つの材料は、０．０５と０．６との間のＣａ：Ｓｉのモル比でＣａ（ＯＨ）２を含む；および
少なくとも１つの材料は、０．０５と０．６との間のＣａ：Ｓｉのモル比でＣａＣＯ３を含む。 - 組成物が、少なくとも０．１：１のＭＰＭ：ＫＣｌの重量比を有する、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物が、最大で１００：１のＭＰＭ：ＫＣｌの重量比を有する、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 造粒することをさらに含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 乾燥後に造粒することを含む、請求項２５の方法。
- １００倍過剰の脱イオンへの３０分後に組成物から放出されるＫ＋の量が、組成物１キログラムあたり約０．２グラムから約５２０グラムのＫ＋の範囲である、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- １００倍過剰の酸への３０分の曝露後に組成物から放出されるＫ＋の量が、同じ抽出条件下でカリウム骨格ケイ酸塩鉱石によって放出されるＫ＋の量よりも少なくとも６７６倍高い、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- １００倍過剰の水への３０分の曝露後に組成物から放出されるＫ＋の量が、同じ抽出条件下でカリウム骨格ケイ酸塩鉱石によって放出されるＫ＋の量よりも少なくとも２６５０倍高い、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物中の即時放出カリウムの徐放カリウムに対する比が約７２０：１から約０．０１：１である、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物中のＣｌ－のパーセンテージが０．５％と４５％との間である、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 成分の供給源が、多量栄養素供給源、微量栄養素供給源および有益な元素の供給源からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 成分の供給源がＫＣｌを含む、請求項３２の方法。
- 成分の供給源が、Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｂ、Ｃｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｓｅ、Ｓｉ、ＣｏおよびＶからなる群から選択されるメンバーの供給源を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 成分の供給源を加熱前に添加する、請求項３３または請求項３４の方法。
- 成分の供給源を、加熱後、乾燥前に添加する、請求項３３または請求項３４の方法。
- 成分の供給源を乾燥後に添加する、請求項３３または３４の方法。
- ＭＰＭが、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相からなる群から選択される少なくとも２つの相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相からなる群から選択される少なくとも３つの相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相からなる群から選択される少なくとも４つの相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが少なくとも１重量％のカリ長石相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが最大で７４．５重量％のカリ長石相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが少なくとも０．１重量％のトバモライト相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが最大で５５重量％のトバモライト相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが少なくとも０．１重量％のハイドログロシュラー相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが最大で１５重量％のハイドログロシュラー相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭがケイ酸二カルシウム水和物相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが最大で２０重量％のケイ酸二カルシウム水和物相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭがアモルファス相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが最大で５５重量％のアモルファス相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物が少なくとも０．１重量％のＫＣｌを含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物が最大で９９重量％のＫＣｌを含む、いずれかの請求項５２に記載の方法。
- ＭＰＭが副成分相をさらに含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが少なくとも０．１重量％の副成分相をさらに含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭが最大で２０重量％の副成分相を含む、いずれかの請求項５４または請求項５５の方法。
- 組成物が５％と１１９％との間の塩分指数を有する、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物が、１重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０．１重量％と５５重量％との間の範囲のトバモライト相、０．１重量％と１５重量％との間の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、０重量％と５５重量％との間の範囲のアモルファス相、０．１重量％と９９重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と９９重量％との間の範囲の副成分相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物中のＫ＋のパーセンテージが５％と５５％との間である、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物を肥料として使用することをさらに含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物を土壌修復のために使用することをさらに含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物を土壌を除染するために使用することをさらに含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物を作物収量を増加させるために使用することをさらに含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物を土壌の健康を改善するために使用することをさらに含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｂ、Ｃｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｓｅ、Ｓｉ、ＣｏおよびＶからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを、異なる速度で放出するために組成物を使用することをさらに含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物が最大で２０重量％のトバモライト相を含み、および／または組成物が最大で１０重量％のケイ酸二カルシウム水和物相を含む、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物が少なくとも１０ｍｍｏｌｃ／ｋｇの陽イオン交換比を有する、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- 組成物が最大で５００ｍｍｏｌｃ／ｋｇの陽イオン交換比を有する、先行する請求項のいずれか一項の方法。
- ＭＰＭ；並びに
ＫＣｌ、主要栄養素、微量栄養素および有益な元素からなる群から選択される成分を含み、
ここで、該ＭＰＭは、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相からなる群から選択される少なくとも２つの相を含む、組成物。 - ＭＰＭが、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相からなる群から選択される少なくとも３つの相を含む、請求項６９の組成物。
- ＭＰＭが、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相からなる群から選択される少なくとも４つの相を含む、請求項６９の組成物。
- ＭＰＭが、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相からなる群から選択される少なくとも５つの相を含む、請求項６９の組成物。
- ＭＰＭが、カリ長石相、トバモライト相、ハイドログロシュラー相、ケイ酸二カルシウム水和物相およびアモルファス相を含む、請求項６９の組成物。
- ＭＰＭが少なくとも１重量％のカリ長石相を含む、請求項６９～７３のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭが最大で７４．５重量％のカリ長石相を含む、請求項６９～７４のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭが少なくとも０．１重量％のトバモライト相を含む、請求項６９～７５のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭが最大で５５重量％のトバモライト相を含む、請求項６９～７６のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭが少なくとも０．１重量％のハイドログロシュラー相を含む、請求項６９～７７のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭが最大で１５重量％のハイドログロシュラー相を含む、請求項６９～７８のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭがケイ酸二カルシウム水和物相を含む、請求項６９～７９のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭが最大で２０重量％のケイ酸二カルシウム水和物相を含む、請求項６９～８０のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭがアモルファス相を含む、請求項６９～８１のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭが最大で５５重量％のアモルファス相を含む、請求項６９～８２のいずれか一項の組成物。
- 組成物が少なくとも０．１重量％のＫＣｌを含む、請求項６９～８３のいずれか一項の組成物。
- 組成物が最大で９９重量％のＫＣｌを含む、請求項８４の組成物。
- ＭＰＭが副成分相をさらに含む、請求項６９～８５のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭが少なくとも０．１重量％の副成分相をさらに含む、請求項６９～８６のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭが最大で２０重量％の副成分相を含む、請求項８６または８７の組成物。
- 組成物がＫＣｌを含む、請求項６９～８８のいずれか一項の組成物。
- 組成物が少なくとも０．１：１のＭＰＭ：ＫＣｌ相の重量比を有する、請求項８９の組成物。
- 組成物が最大で１００：１のＭＰＭ：ＫＣｌ相の重量比を有する、請求項８９の組成物。
- 成分が、多量栄養素、微量栄養素および有益な元素からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、請求項６９～９１のいずれか一項の組成物。
- 成分中に、Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｂ、Ｃｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｓｅ、Ｓｉ、ＣｏおよびＶからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、請求項６９～９２のいずれか一項の組成物。
- 組成物中のＣｌ－のパーセンテージが０．５％と４５％との間である、請求項６９～９３のいずれか一項の組成物。
- 組成物が、１重量％と７４．５重量％との間の範囲のカリ長石相、０．１重量％と５５重量％との間の範囲のトバモライト相、０．１重量％と１５重量％との間の範囲のハイドログロシュラー相、０重量％と２０重量％との間の範囲のケイ酸二カルシウム水和物相、０重量％と５５重量％との間の範囲のアモルファス相、０．１重量％と９９重量％との間の範囲のカリ岩塩相および０．１重量％と２０重量％との間の範囲の副成分相を含む、請求項６９～９４のいずれか一項の組成物。
- 組成物中のＫ＋のパーセンテージが５％と５５％との間である、請求項６９～９５のいずれか一項の組成物。
- ＭＰＭがカリ長石を含む、請求項６９～９６のいずれか一項の組成物。
- １００倍過剰の脱イオンへの３０分後に組成物から放出されるＫ＋の量が、組成物１キログラムあたり約０．２グラムから約５２０グラムのＫ＋の範囲である、請求項６９～９７のいずれか一項の組成物。
- １００倍過剰の酸への３０分の曝露後に組成物から放出されるＫ＋の量が、同じ抽出条件下でカリウム骨格ケイ酸塩鉱石によって放出されるＫ＋の量よりも少なくとも６７６倍高い、請求項６９～９８のいずれか一項の組成物。
- １００倍過剰の水への３０分の曝露後に組成物から放出されるＫ＋の量が、同じ抽出条件下でカリウム骨格ケイ酸塩鉱石によって放出されるＫ＋の量よりも少なくとも２６５０倍高い、請求項６９～９９のいずれか一項の組成物。
- 組成物中の即時放出カリウムの徐放カリウムに対する比が約７２０：１から約０．０１：１である、請求項６９～１００のいずれか一項の組成物。
- 組成物が５％と１１９％との間の塩分指数を有する、請求項６９～１０１のいずれか一項の組成物。
- 組成物が最大で２０重量％のトバモライト相を含み、および／または組成物が最大で１０重量％のケイ酸二カルシウム水和物相を含む、請求項６９～１０２のいずれか一項の組成物。
- 組成物が少なくとも１０ｍｍｏｌｃ／ｋｇの陽イオン交換比を有する、請求項６９～１０３のいずれか一項の組成物。
- 組成物が最大で５００ｍｍｏｌｃ／ｋｇの陽イオン交換比を有する、請求項６９～１０４のいずれか一項の組成物。
- 組成物が肥料を含む、請求項６９～１０５のいずれか一項の組成物。
- 組成物が土壌修復組成物を含む、請求項６９～１０５のいずれか一項の組成物。
- 組成物が土壌除染組成物を含む、請求項６９～１０５のいずれか一項の組成物。
- 組成物が作物収量増加組成物を含む、請求項６９～１０５のいずれか一項の組成物。
- 組成物が土壌健康改善組成物を含む、請求項６９～１０５のいずれか一項の組成物。
- 組成物が、Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｂ、Ｃｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｎａ、Ｓｅ、Ｓｉ、ＣｏおよびＶからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを、異なる速度で放出するように構成されている、請求項６９～１０５のいずれか一項の組成物。
- 組成物が、少なくとも１つの主要栄養素を異なる速度で土壌に放出するように構成されている、請求項６９～１１１のいずれか一項の組成物。
- 組成物が、少なくとも１つの微量栄養素を異なる速度で土壌に放出するように構成されている、請求項６９～１１２のいずれか一項の組成物。
- 組成物が、少なくとも１つの有益な元素を異なる速度で土壌に放出するように構成されている、請求項６９～１１３のいずれか一項の組成物。
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