5 .7. Типові технологічні процеси у виробництві мінеральних добрив

Більшість мінеральних добрив є різними мінеральними солями або речовинами з подібними до них властивостями, про що свідчать дані табл. 5.7.

Мінеральними добривами називають солі, що містять елементи, потрібні для живлення та розвитку рослин; їх вносять у ґрунт для забезпечення сталих врожаїв. До складу рослин входить більше 60 різних хімічних елементів.

Асортимент мінеральних добрив величезний, і класифікуються вони за різними ознаками.

За природою живильних елементів МД поділяють на азотні, фосфорні, калійні, магнієві, борні і т. п. Головне місце посідають перші три види мінеральних добрив.

За числом живильних елементів МД поділяють на прості, що містять лише один елемент живлення рослин, та комплексні, що містять два та більше елементів.

Комплексні МД, у свою чергу, поділяють на складні, що отримані в результаті хімічної реакції, та змішані, що отримують при механічному змішуванні різних простих мінеральних добрив.

За вмістом живильних елементів МД поділяють на концентровані (більше 35 % елемента), висококонцентровані (більше 60 % елемента) та неконцентровані (менше 35 % елемента).

Таблиця 5.7

ОСНОВНІ МІНЕРАЛЬНІ ДОБРИВА

Добриво	Склад	Склад поживної речовини, %			Розчинність
		P2O5	K2O	N
Суперфосфат простий	Ca(H2PO4)2 H2O + + CaSO4 · 2H2O	16—20	—	—	В
Суперфосфат подвійний	Ca(H2PO4)2 H2O	38—50	—	—	В
Преципітат	CaHPO4  2H2O	27—42	—		Ц
Аміачна селітра	NH4NO3	—	—	35	В
Калієва селітра	KNO3	—	—	13,5	В
Натрієва селітра	NaNO3	—	—	16	В
Кальцієва селітра	Ca(NO3)2	—	—	13—15	В
Карбамід	CO(NH2)2	—	—	42—46	В
Сульфат амонію	(NH4)2SO4	—	—	20—21	В
Сильвініт мелений	KCl + NaCl	—	15—25	—	В
Хлорид калію	KCl	—	50—62	—	В
Сульфат калію	K2SO4	—	48—52	—	В
Амофос (суміш)	NH4H2PO4 + + (NH4)2HPO4	46—52		11—14	В
Нітроамофоска (суміш)	CaHPO4 + NH4PO4 + + NH4NO3 + + K2SO4 або KCl	10—14	10—21	12—20	В

За розчинністю МД поділяють на водорозчинні (азотні, калійні) та цитраторозчинні (фосфорні), тобто розчинні в органічних кислотах, що входять до складу ґрунтів.

Склад мінеральних добрив характеризують вмістом у них поживних речовин: для азотних — вмістом азоту, для фосфорних та калійних умовно в перерахунку на їх оксиди. Для визначення кількості мінеральних добрив на практиці використовують три методи:

1. Фізична маса — для врахування об’ємів при зберіганні та перевезенні (m_ф).

2. Маса в перерахунку на 100 %-ний вміст споживних речовин — для визначення норм внесення в ґрунт та порівняння масштабів виробництва (m₁₀₀):

m₁₀₀ = m_ф · μ,

де μ — це масова частка в мінеральному добриві азоту, оксиду фосфору(V) та оксиду калію відповідно.

3. Маса в умовних одиницях — для планування виробництва та поставок МД (m_у). Вміст поживних речовин в умовній одиниці прийнято такий: для азотних 0,205 мас. частки N, для фосфорних — 0,187 мас. частки P₂O₅, для калійних — 0,416 мас. частки K₂O.

Маса мінеральних добрив в умовних одиницях розраховується для різних видів добрив так:

— для азотних добрив:

— для фосфорних добрив:

— для калійних добрив:

Для України виробництво мінеральних добрив є важливим джерелом валютних надходжень.

Технологічні процеси при виробництві солей, якими є мінеральні добрива, містять типові схеми, загальні для сольових технологій. Більшість типових процесів, особливо на стадії підготовки сировини та на завершальній стадії отримання продукту, є фізичними методами. Підготовчі операції — це подрібнення, класифікація, збагачення, сушіння і т. п. Завершальні стадії процесу включають: розчинення, фільтрацію, відстоювання, випаровування, кристалізацію, висушування готового продукту та інші процеси.

Власне утворення мінеральних солей відбувається із застосуванням хімічних процесів: обпалювання, вилуговування, реакції обмінного розкладу, реакції нейтралізації і т. п. Швидкість більшості з цих гетерогенних процесів можна описати відомим рівнянням

Інтенсифікація процесів здійснюється як, і в інших технологіях галузі, за рахунок збільшення коефіцієнта масопередавання k, поверхні поділу фаз F та рушійної сили процесу C.

Основними технологічними засобами інтенсифікації процесів є енергійне змішування фаз, ретельне подрібнення та збагачення твердої мінеральної сировини, використання високих температур тощо. Характерною особливістю сольових технологій є повна відсутність каталітичних процесів.

Щодо інших типових процесів при операціях розділення солей застосовують, крім згаданих кристалізації та вилуговування, також йонний обмін, екстракцію неводними розчинниками, флотацію та інші, які розглядаються під час вивчення конкретних технологій, зокрема отримання калійних добрив.