
- •Рецензенты:
- •Рахимова, О.В.
- •1. КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
- •1.2. Ассортимент минеральных удобрений
- •1.3. Свойства минеральных удобрений
- •2.1. Сырье для производства минеральных удобрений
- •2.2. Растворение
- •2.4. Обжиг
- •2.5. Флотация
- •2.6. Гранулирование
- •2.7. Кондиционирование
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Производство хлорида калия
- •3.3. Получение хлорида калия из сильвинита галургическим способом
- •Щелок
- •Контрольные вопросы
- •3.4. Получение хлорида калия из сильвинита флотационным способом
- •Контрольные вопросы
- •3.5. Получение хлорида калия из карналлита
- •Контрольные вопросы
- •3.6. Производство сульфата калия
- •Контрольные вопросы
- •4.2. Производство аммиачной селитры
- •Контрольные вопросы
- •4.3. Производство карбамида
- •Контрольные вопросы
- •4.4. Другие виды твердых азотных удобрений
- •4.5. Производство жидких азотных удобрений
- •Контрольные вопросы
- •5. ТЕХНОЛОГИЯ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ
- •5.1. Классификация фосфорных удобрений
- •5.2. Сырье для получения фосфорных удобрений и способы его переработки
- •5.3. Производство простого суперфосфата
- •5.4. Производство двойного суперфосфата
- •Контрольные вопросы
- •6.2. Сложные удобрения на основе фосфорной кислоты
- •6.3. Сложные удобрения на основе фосфорной и азотной кислот
- •6.4. Сложные удобрения на основе азотнокислотного разложения фосфатов
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
1.1. Классификация минеральных удобрений
Удобрения классифицируют по различным признакам.
1. П о п р о и с х о ж д е н и ю удобрения разделяют на минеральные, ор ганические, органо-минеральные и бактериальные.
-Минеральные (искусственные) удобрения - продукты неорганического происхождения, изготовляемые промышленно-заводским путем. Минеральные удобрения содержат питательные для растений химические элементы в виде неорганических соединений, преимущественно солей. К минеральным удобре ниям относят также выпускаемые промышленностью некоторые органические соединения, например, мочевину (карбамид) и продукт ее конденсации с фор мальдегидом.
-Органические удобрения - продукты естественного происхождения, содержащие питательные элементы преимущественно в виде органических со единений (навоз, торф, солома и др.).
-Органо-минеральные удобрения - смесь органических и минеральных удобрений. Эти удобрения получают, например, путем обработки аммиаком или фосфорной кислотой органических веществ, таких как торф, сланцы и др.
-Бактериальные удобрения - содержат культуры микроорганизмов, способствующих накоплению в почве усвояемых форм питательных элементов.
2. По с о ст а в у минеральные удобрения подразделяются на 4 группы:
-азотные - питательный элемент в них представлен азотом (N);
-фосфорные или фосфатные - содержат в качестве питательного эле мента фосфор (в пересчете на Р2О5);
-калийные - содержат в качестве питательного элемента калий (в пере счете на К20);
-микроудобрения - удобрения, предназначенные для питания растений микроэлементами (В, Mo, Со, Mn, Zn, Си), требующимися в малых количествах.
3. По с р о к а м в н е с е н и я удобрения разделяют на следующие виды:
-основные (предпосевные), вносимые до посева;
-припосевные, вносимые во время посева;
-подкормки, вносимые в период развития растений.
4. По а г р о х и м и ч е с к о м у в о з д е й с т в и ю минеральные удобре ния разделяют на прямые и косвенные.
-Прямые удобрения предназначены для непосредственного питания растений. Они содержат питательные элементы.
-Косвенные удобрения применяют для химического, физического, мик робиологического воздействия на почву с целью улучшения условий использо вания удобрений. Например, для нейтрализации кислотности почв применяют молотые известняки, доломит, гашеную известь; для мелиорации солонцов ис пользуют гипс; для подкисления почв используют гидросульфит натрия.
5. По с о д е р ж а н и ю г л а в н ы х п и т а т е л ь н ы х э л е м е н т о в удобрения бывают простые (<односторонние) и комплексные (многосторонние).
- Простое удобрение - удобрение с гарантированным содержанием только одного основного питательного элемента. Простое удобрение может со
держать негарантированное количество других питательных элементов, напри мер, аммонизированный суперфосфат, содержит 21% Р20 5 (содержание уста новлено нормативно-техническим документом) и 2% N (негарантированное со держание).
- Комплексное удобрение - удобрение с гарантированным содержанием двух или трех главных питательных элементов. Комплексные удобрения могут быть двойными (азотно-фосфорные, азотно-калийные и фосфорно-калийные) или тройными (азотно-фосфорно-калийные). Тройные удобрения также назы вают полными.
Наличие питательных элементов в комплексном удобрении выражается в следующей очередности: азот - фосфор - калий (N:P:K или N:P20 5:K20). Ком плексные удобрения, в которых соотношение питательных элементов соответ ствует агротехническим требованиям, называются уравновешенными.
Комплексные удобрения разделяют по характеру их производства на
сложные, комбинированные (сложно-смешанные) и смешанные.
-Сложные удобрения содержат два или три питательных элемента в со ставе одного химического соединения. Например, аммофос - NH4H2P04 калий ная селитра - KNO3, магний-аммонийфосфат MgNH4P 0 4. Соотношение между питательными элементами в этих удобрениях определяется их формулой.
-Комбинированные (сложно-смешанные) удобрения - удобрения, полу чаемые путем химической переработки сырья по единому технологическому процессу, обеспечивающему одинаковый или близкий химический состав. Пи тательные элементы в таких удобрениях могут содержаться в виде различных химических соединений, а соотношение между элементами питания в этих удобрениях определяется количеством исходных материалов при их получении.
-Смешанное удобрение {тукосмеси) - удобрение, получаемое механи ческим смешиванием простых удобрений (тукосмешение).
6 . П о к о н ц е н т р а ц и и д е й с т в у ю щ и х в е щ е с т в различают минеральные удобрения низкоконцентрированные (содержание питательных элементов до 25%), концентрированные (до 60%) и высококонцентрированные
(более 60%).
7. П о а г р е г а т н о м у с о с т о я н и ю различают удобрения жидкие (удобрения в виде раствора или суспензии) и твердые. Твердые удобрения бы вают порошковидные, имеющие размер частиц менее 1 мм и гранулированные - твердые удобрения, имеющие форму зерен (гранул) размером 1 - 4 мм.
Кроме того, можно выделить следующие виды удобрений.
-Безбалластные удобрения - удобрения, все компоненты которых слу жат для питания растений.
-Многофункциональные удобрения - удобрения, содержащие кроме пи
тательных элементов вещества, оказывающие специфическое действие на рас тения и почву.
-Медленнодействующие удобрения - удобрения, содержащие питатель ные элементы, долго сохраняющиеся в почве.
-Физиологически-кислые удобрения - это такие удобрения, катион ко торых усваивается растением. При этом взамен извлекаемых катионов почвен ный раствор обогащается ионами водорода, что приводит к накоплению в почве свободной кислоты (происходит подкисление почвы).
- К физиологииески-щелочным относятся удобрения, анион которых ус ваивается. В результате обменных процессов в почвенном растворе накаплива ется ион ОН", что приводит к подщелачиванию почвы.
1.2. Ассортимент минеральных удобрений
Ассортимент выпускаемых удобрений исчисляется десятками наимено ваний и охватывает все виды удобрений: азотные, фосфорные, калийные, мик роудобрения, комплексные удобрения.
Важнейшим показателем качества удобрений является содержание в них полезных для растений элементов - действующих веществ. Основными дейст вующими веществами являются соединения азота, фосфора и калия.
По своим качественным показателям удобрения должны быть пригодны для бестарных перевозок, хранения и сухого тукосмешения. Удобрения не должны содержать химически агрессивных примесей, таких как активный хлор, биурет.
Жидкие удобрения должны быть стабильны, не выделять осадков и газов при изменении температуры во время хранения и транспортирования, лишены агрессивных свойств по отношению к оборудованию, трубопроводам.
Азотные удобрения выпускаются в твердом и жидком видах. Среди твер дых азотных удобрений самым концентрированным является карбамид (46% N), затем идет аммиачная селитра (34% N). Остальные твердые азотные удобрения выпускают в меньших количествах.
Из жидких азотных удобрений самым концентрированным является без водный аммиак, содержащий 82% N. Менее концентрированны аммиакаты, водные растворы карбамида и аммиачной селитры (КАС), аммиачная вода.
Фосфорные удобрения выпускают водорастворимые и водонераствори мые. К водорастворимым фосфорным удобрениям относятся суперфосфаты - простой (14 - 21% Р2О5), обогащенный (22 - 40% Р2О5), двойной (40 - 50% Р20 5), тройной (до 57% Р2О5).
Втруднорастворимом фосфорном удобрении - фосфоритной муке - со держание Р20 5 может изменяться в значительных пределах. В качестве удобре ний могут применяться обесфторенные фосфаты, мартеновский шлак, преципи тат и другие материалы, содержащие соединения фосфора.
Все калийные удобрения хорошо растворимы в воде. При внесении в почву они быстро растворяются и вступают во взаимодействие с почвенным поглощающим комплексом.
Вассортименте выпускаемых калийных удобрений преобладает концен трированная форма - хлорид калия (60% К20). Сульфат калия производится в меньших количествах. Кроме того, выпускаются магнийсодержащие калийные удобрения - калимагнезия и отработанный электролит производства магния из карналлита. В качестве калийных удобрений в сельском хозяйстве используют ся также в ограниченных масштабах сырые калийные соли (каинитовая руда), цементная пыль и нефелиновые хвосты.
Ассортимент простых минеральных удобрений представлен в табл. 1.1.
Ассортимент простых минеральных удобрений
Наименование |
Главные компоненты |
Содержание пита |
|
тельных элементов, |
|||
Аммиак жидкий (безводный) |
|
% |
|
NH3 |
82,3 N |
||
Аммиак водный технический |
NH3 + Н20 |
16,5-20,1 N |
|
Селитра аммиачная (нитрат аммония) |
N H 4N O 3 |
32,0-35,0 N |
|
Сульфат аммония |
(NH4)2S04 |
19,9-21,0 N |
|
Хлорид аммония технический |
N H 4CI |
24,5-25,0 N |
|
Бикарбонат аммония |
МЦНСОз |
18,0 N |
|
Сульфонитрат аммония |
(NH4)2S04-2NH4N03 |
25,0-27,0 N |
|
Смесь сульфата аммония и сульфата |
(NH4)2S04Na2S04 |
16,0 N |
|
натрия |
|||
|
|
||
Селитра натриевая (нитрат натрия) |
NaN03 |
15,0-16,0 N |
|
Селитра кальциевая |
Ca(N03)2-3H20 |
13,0-15,0 N |
|
Мочевина (карбамид) |
CO(NH2)2 |
46,0-46,5 N |
|
Соли углеаммонийные, содержащие |
NH3+NH4N03+C0(NH2)2 |
17,0-49,0 N |
|
свободный аммиак (аммиакаты) |
|||
|
|
||
Водные растворы селитры аммиачной |
NH4N03+C0(NH2)2 |
16,0-32,0 N |
|
и карбамида (КАС) |
|||
|
|
||
Селитра известково-аммиачная |
NH4N03+CaC03 |
20,0-30,0 N |
|
Удобрение карбамидо-альдегидное |
NH2CONHCH2 |
33,0-42,0 N |
|
Цианамид кальция |
CaCN2+C |
18,0-23,0 N |
|
Суперфосфат простой |
Ca(H2P04)2H20 + H3P04 |
14,0-21,0 P20 5 |
|
+ CaS04 |
|||
Суперфосфат обогащенный |
|
||
Ca(H2P04)2+H3P04 |
22,5-40,0 P20 5 |
||
Суперфосфат двойной |
Ca(H2P04)2H20+H3P04 |
40,0-50,0 P20 5 |
|
Преципитат |
CaHP04-2H20 |
27,0-46,0 P20 5 |
|
Мука фосфоритная |
Ca3(P04)2-CaF2 |
16,0-35,0 P20 5 |
|
Шлак фосфорный (томасовский или |
4CaOP20 5 + |
14,0-20,0 P20 5 |
|
мартеновский) |
5Ca0P20 5 Si02 |
||
|
|||
Термофосфат |
Na20-4Ca0P20 5*Si02 |
20,0-35,0 P20 5 |
|
Фосфат плавленый |
4(CaMg)0P20 5 + |
20,0-35,0 P20 5 |
|
5(CaMg)0P20 5 Si02 |
|||
|
|
||
Мука костяная |
Ca3(P04)2*CaC03 + орга |
30,0 P20 5 |
|
нические соединения |
|||
|
|
||
Фосфат обесфторенный |
ЗСаОР2С>5 + |
20-38 P20 5 |
|
4CaOP20 5 Si02 |
|||
Метафосфат кальция |
65-70 P20 5 |
||
Ca(P03)2 |
|||
Полифосфат кальция |
CanPnO(3n+i) |
До 60,0 P205 |
|
Хлорид калия |
KC1 |
He менее 60,0 K20 |
|
«Камекс» (отработанный электролит) |
KC1 + MgS04 |
38,0-45,0 K20, не |
|
менее 3,5 Mg |
|||
|
|
||
Сульфат калия |
K2S04 |
48,0-52,0 K20 |
|
Сульфат калия-магния (калимагнезия) |
K2S04+MgS04 |
26,0-30,0 K20 |
|
Каинит |
MgS04KCl-3H20 |
10,0-14,0 K20 до |
|
22,0 MgS04 |
|||
Калийсодержащая зола от электро |
|
||
K2S04+CaSi03+CaC03 |
He менее 14,0 K20 |
||
фильтров при производстве цемента | |