Производство минеральных удобрений

Минеральные удобрения – химические соединения, имеющие в составе все необходимые питающие вещества для эффективного развития и роста растений. Представлены химическими солями нескольких видов и позволяют сбалансировать характеристики почвы для определённых насаждений. Разделены на два типа:

· Простые – категория собрала наименования, включающие всего один элемент питания: фосфорные, микроудобрения, азотные, калийные;

· Сложные – состоят из двух или нескольких питающих элементов.

Несмотря на то, что почва изначально обладает всеми полезными веществами, в некоторых ситуациях их не хватает для удовлетворения потребностей некоторых типов культур. Такая ситуация часто встречается, когда используются определённые грунты (песчаные, черноземы, торфяные), каждый тип имеет недостатки в определённых питательных элементах. Минеральные удобрения позволяют сгладить этот недостаток, улучшив эффективность роста и будущий урожай.

Фосфорные удобрения

Контролируют обменные процессы, происходящие внутри растений, которые напрямую влияют на их рост и развитие. Моменты, влияющие на растворимость в почве, лёгкость усваивания растениями зависит напрямую от состава подкормки. Их можно разделить на три группы:

· Растворимые в воде – категория включает все типы суперфосфатов;

· Нерастворимые – включены соли фосфата, которые трудно усваиваются и могут растворяться под действием сильнодействующих минеральных кислот;

· Усваиваемые – плавленые фосфаты, томас-шлак, термофосфат, преципитат.

Производство основано на применении сырья, состоящего из природных фосфатов – это апатиты и фосфориты. Составляющая фосфора представлена нерастворимой, а именно в виде фторапатита или гидроксилапатита. Чтобы получить сырьё, обладающее лёгким усваиванием, нужно химическим способом из фосфорных солей сделать растворимость в воде или эффективное усваивание. Что касается природных солей, то для их перевода в категорию растворимых нужно размножить их применением кислот, щелочей, тепловой обработки. Таким образом, помимо растворимых солей можно получить фосфорные удобрения с большой концентрацией фосфора.

Фосфоритная мука, включённая в группу, представлена порошковой смесью бурого или серого цвета, которая не способна растворяться в воде и имеет низкую растворяемость в кислотах. Из этого следует то, что его полное усвоение растениями возможно только на кислых грунтах (подзолистых и торфяных). Чтобы стать доступным для впитывания растениями, фосфату кальция необходимо перейти в дигидрофосфат кальция, что он и делает под действием кислот на протяжении определённого времени.

Суперфосфат – достаточно распространённый тип, имеющий две разновидности:

· Простой – чтобы его получить, необходимо серной кислотой действовать на фосфоритную муку, что образует основу – дигидрофосфат кальция. Ровно половину суперфосфата составляет кальций сернокислый. Суперфосфат достаточно медленно растворяется, но быстрее этот процесс проходит с фосфоритной мукой. Отличается хорошим усвоением растениями;

· Двойной – после обработки фосфоритов ортофосфорной кислотой на выходе образовывается вещество, схожее на простой суперфосфат, однако содержание в нем действующего вещества значительно больше.

Азотные удобрения

Внушительная часть получается синтетическим способом, а именно ослаблением кислот при помощи щелочей. Исходные материалы, применяемые для создания азотной подкормки: серная кислота, аммиак (газообразное или жидкостное состояние), двуокись углерода, гидроксид кальция и т.п. В составе сырья азот представлен аммиаком или нитратом. Подкормки на основе азота имеют свойство эффективно растворяться в воде и усваиваться корнями растений. Представлено несколько наиболее популярных и эффективных средств, применяемых в сельском хозяйстве и смежных сферах:

1. Аммиачная селитра – лидер по применяемости среди сырья, имеющего в составе азот. Поставляется в гранулах белого цвета. Для увеличения эффективности добавляют известняк или мел. После проникновения внутрь почвы начинает активно разлагаться, обильно выделяя полезный для растения элемент. Производится на заводах, где вырабатывается азотная кислота и аммиак синтетического происхождения. Изначально происходит ослабление азотной кислоты газообразным аммиаком, после – упаривание раствора, и в конце начинается процесс гранулирования селитры.

2. Карбамид обосновался на следующем месте по применяемости среди данной категории удобрений. Эффективен для применения в сельскохозяйственной отрасли. Отличается стойкостью к вымыванию солей из минералов, чем не характеризуются другие прикормки на основе азота. Достаточно сложно вымывается из почвы, даже при обильных осадках. Помимо применения в земле, может использоваться как премикс для скота. Чтобы получить карбамид, в реакцию включают аммиак и диоксид углерода. Многие химические заводы пользуются технологией, и производство аммиака с карбидом делают совместным.

3. Сульфат аммония – неорганическое соединение, образованное двумя химическими элементами. Представляет собой прозрачные кристаллы или порошок белого цвета, не имеет запаха. Для получения сульфата аммония необходимо действовать на раствор аммиака серной кислотой, выполнить обменные операции с другими солями. Отличается низкой токсичностью и может применяться как прикормка в пищевой промышленности, водоснабжении, при производстве вискозы.

4. Популярным в сельскохозяйственной сфере является КАС – смесь из аммиачной селитры и карбамида. Представляет собой единственное азотное сырьё, состав которого имеет три формы:

· нитратный – позволяет мгновенно действовать;

· аммонийный – благодаря окислению кислородом переходит в нитритную форму;

· амидный – после действий микроорганизмов, находящихся в почве, переходит в аммонийную, а после – в нитритную форму.

Жидкая смесь отличается более равномерным распределением прикормки, нежели аналогичные смеси, представленные порошками и гранулами.

Комплексное сырьё

Данная категория отличается наличием нескольких элементов в одном соединении. Разделяется на две подгруппы, отличающиеся по составу: двойные и тройные.

Также, данный тип делится на три категории по способу производства:

1. Сложные – внутри каждого химического соединения предусмотрено 2 или 3 питательные вещества.

2. Сложносмешанные – категория, включающая вещества, получаемые в одном производственном процессе, а каждая гранула может содержать несколько элементов в одной грануле. На подобных производствах применяется технология обработки на основе химических и физических процессов.

3. Смешанные – состоят из простого сырья, получаемого на тукосмесительном оборудовании при помощи сухого смешивания или в условиях производства.

Категория содержит большое число различных химических вариаций, отличающихся высокой эффективностью и универсальность ко многим грунтам. Самые популярные из них:

· Аммофос – водорастворимое азотно-фосфорное сырьё, которое получают благодаря нейтрализации ортофосфорной кислоты аммиаком. Его основа – дигидроортофосфат аммония, небольшое количество гидрофосфата аммония. Содержит в 4 раза меньше азота, нежели фосфата (Азот – 9-11%, Фосфат – 42-50%). Представлен в форме, которая хорошо усваивается растениями. Можно применять для рядкового подкармливания под картофель, хлопчатник и различные зерновые культуры;

· Нитрофос – гранулированное азотно-фосфорное сырьё, образовано в результате распада фосфатов азотной кислоты. Состоит из 23% азота и 17% фосфора. Представлено в гранулах серого цвета. Имеет достаточно высокую эффективность снабжения растений питательными веществами;

· Нитроаммофос – удобрение, получаемое в результате ослабления азотной и фосфорной кислоты под действием аммиака с дальнейшим его гранулированием. Полезные вещества занимают 55%. После попадания состава в грунт он быстро растворяется, после чего следует распад на ионы нескольких элементов;

· Диаммофоз – гидрофосфат аммония, представляющий собой растворимую в воде соль, которая получается путём взаимодействия фосфорной кислоты с аммиаком. Гранулы окрашены в белый или серый цвет, хорошо растворяются в воде. В состав входит азот и фосфор в соотношении 18 к 47, тем самым улучшается способность растений противостоять заболеваниям, засухам и заморозкам. Нетоксичное и пожаробезопасное вещество;

· Нитрофоска – относится к сложному азотно-фосфорно-калийному сырью. Соотношение полезных веществ варьируется от 35% до 52%, зависимости от марки. Имеет вид гранул;

· Нитроаммофоска – одна из самых популярных комплексных подкормок, состоящая из трёх основных действующих компонентов: азот (16-17%), калий (16-28%) и фосфор (0,1-24%). Представлена гранулами серого цвета. Имеет третий уровень опасности для людей, является взрыво- и пожароопасным;

· Калийная селитра – химическое вещество на основе калиевой соли и азотной кислоты. Представлена бесцветными кристаллами. Для его образования, необходимо соединить нитрат аммония с хлоридом калия, после чего образовывается нитрат калия и хлорид аммония. Также нитрат калия можно обнаружить в природном источнике – это нитрокалит. Наибольшее место добычи расположено на территории Индии. В природе он образовывается после разложения азотосодержащих веществ, которые достаточно медленно связываются с нитробактериями, появляющимися в результате выделения аммиака (это возможно благодаря теплу и влаге, что актуально для жарких стран).

Забота об экологии

Следует отметить, что результатом производства фосфорного сырья является высокая вероятность загрязнения атмосферы фтористыми газами. Поэтому вопрос об улавливании частиц фтора имеет высокий приоритет: он является ценной составляющей для производства других веществ (фреон, фторкаучук, фторопласты), может негативно влиять на экологию. Соединения фтора могут просочиться в окружающую среду через сточные воды – поэтому необходимо организовывать замкнутые системы водоснабжения внутри предприятий.

При производстве различного минерального сырья следует производить очистку газов от пыли. Наибольший шанс вредных выбросов в атмосферу – на этапе грануляции. Очистка газа, выходящего из грануляционных башен, организована сухим и мокрым способами.