Производство минеральных удобрений является одной из наиболее прибыльных и финансовоустойчивых отраслей не только в химической промышленности, но и различных отраслях экономики в целом.
В настоящее время крупнейшими производителями минеральных удобрений в мире являются: Китай, контролирующий 21 % рынка, США (13 %), Индия (10 %), Россия (8 %) и Канада (8 %). С 2006 г. самые высокие показатели роста демонстрируют рынки стран Юго-Восточной Азии и Латинской Америки.
Кроме того, центры производства фосфорных и азотных удобрений распределены по районам потребления, а калийных – районам добычи сырья. В соответствии с этим на сегодняшний день крупнейшими производителями азотных и фосфорсодержащих удобрений являются: в Азии – Китай и Индия, в Северной Америке – США, а производителями калийных удобрений – государства, располагающие сырьевой базой, такие как Канада, Россия и Белоруссия.
О высокой степени концентрации мирового производства минеральных удобрений и сырья для их получения свидетельствует тот факт, что на 15 стран приходится почти 80 % выпуска аммиака, который используется при получении азотных и сложных удобрений. Необходимо отметить, что около 85 % объема мирового производства фосфорсодержащей руды сосредоточено в 7 странах, а в 6 странах выпускается более 85 % общемирового объема хлористого калия.
Особенности расположения мощностей по производству минеральных удобрений обусловливают их товаропотоки на мировом рынке. В частности, если азотное удобрение экспортируется в зависимости от вида в среднем около 25-40 % мирового производства, фосфорные 35-50 %, то калийные – примерно 80 %. В пересчете на 100 % питательного вещества доля калийных удобрений в мировом экспорте удобрений составляет 60 %.
В сельскохозяйственном секторе экономики используются свыше 10 марок усовершенствованных комплексных удобрений, которые являются высококонцентрированными и их применение более эффективно, чем применение простых удобрений. Это обстоятельство и обуславливает интенсивное расширение производства комплексных удобрений.
Общеизвестно, что к комплексным удобрениям относятся сложные и сложно-смешанные удобрения, выпускаемые как в виде гранул, так ив виде жидких комплексных продуктов.
По методу их производства сложные минеральные удобрения могут быть разделены на три группы:
– удобрения, получаемые переработкой фосфорной кислоты;
– удобрения, получаемые переработкой смеси фосфорной и азотной кислоты;
– удобрения, получаемые разложением природных фосфатов азотной кислотой.
Некоторые удобрения, например, нитроаммофоска, могут быть получены различными методами.
Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) получают методами горячего смешения, заключающегося в нейтрализации фосфорной или полифосфорной кислоты аммиаком, с поучением так называемого базового раствора, содержащего орто- или полифосфаты аммония. На основе базовых растворов методом холодного смешения, получают тройные уравновешенные ЖКУ, с требуемым соотношением питательных элементов. Для этой цели к базовому раствору добавляют азот- и калийсодержащие компоненты, такие как карбамид, нитрат аммония, хлорид калия и др. [1, 2].
Для получения смешанных комплексных удобрений используют процесс механического смешения готовых гранулированных и порошкообразных удобрений, который называется тукосмешением. На основе сухого тукосмешения получают широкий ассортимент комплексных удобрений с любым соотношением питательных элементов.
Кроме этого, сложно-смешанные удобрения получают в результате смешения готовых односторонних удобрении и полупродуктов, с одновременной аммонизацией смеси газообразным аммиаком или аммиакатами. Простота аппаратурного оформления технологического процесса таких тукосмесей дает возможность перехода к приготовлению новых, то есть не традиционных марок минеральных удобрений.
Сложно-смешанные удобрения, так же как и сложные, можно хранить длительное время до внесения в почву, что позволяет производить их в промышленном масштабе.
Идеальным компонентом для сухого тукосмешения является гранулированный аммофос, сложное удобрение, которое в перспективе остается основой для производства комплексных сложно-смешанных удобрений.
В промышленных условиях получения сложно-смешанных удобрений все основные химические реакции протекают ваммонизаторе-грануляторе, в котором исходные компоненты взаимодействуют с аммиаком.
Следует заметить, что получение тукосмесей высокого качества достигается путем правильного подбора компонентов и использования для смешения удобрений с определенными свойствами. При неправильном подборе компонентов возможно ухудшение физических свойств тукосмеси или потеря питательных веществ. Поэтому, при смешении исходных компонентов тукосмеси во избежание нежелательных явлений, рекомендуется пользоваться специальными диаграммами и таблицами их совместимости [2-3].
Смешанные удобрения, наряду с азотом, фосфором и калием, могут содержать микроэлементы, гербициды, пестициды, стимуляторы роста и другие соединения. Поэтому, для нейтрализации избыточной кислотности и улучшения физических свойств тукосмесей, в их состав вводят нейтрализующие добавки: в виде известняка, доломита, фосфоритной муки и других материалов, приводящих к изменению общего содержания питательных веществ в тукосмеси от 30 до 60 %и более.
Требования к физико-химическим и механическим свойствам тукосмесей определяются планируемыми объемами тукосмешения, сроками и методами их приготовления, а также другими факторами.
Необходимо отметить, что одним из главных требований к качеству сложно-смешанных удобрений является однородность их химического состава, достигаемая тщательностью перемешивания, с применением при смешении удобрений, близких по гранулометрическому составу. Кроме этого, они должны обладать хорошей сыпучестью, неслеживаемостью удобрений и пригодностью к механическому рассеву.
Наиболее сильное влияние на неслеживаемость удобрении оказывает содержание в них влаги, в связи с чем наибольшей степени слеживаемости подвержены находящиеся в них водорастворимые соли [2-3].
Общеизвестно, что от качества исходных компонентов тукосмесей напрямую зависит качество сложно-смешанных удобрений.
Для увеличения качества тукосмесей и содержания в них влаги, влияющей на слеживаемость удобрений, нами предложен способ их получения с введением вермикулита и гуматов в виде бурых углей. В процессе термообработки при определенной температуре вермикулит повышает свою пористость до четырех и более раз. Так же предлагается механо-химическая активация фосфатного сырья в центробежно-эллиптической мельнице, при одновременном измельчении компонентов шихты сложно-смешанного удобрения, содержащего влагоудерживающие вещества и гуматы [4-10]. При этом протекают химические реакции, которые способствуют улучшению качества и технологических свойств удобрения.
На опытной установке с центробежной эллиптической мельницей «Активатор – С500», производительностью 500 кг/час, проведены опытные испытания по получению разработанных сложно-смешанных NPК-удобрений пролонгированного действия, содержащих влагоудерживающие вещества и гуматы.
В качестве исходного сырья применялись следующие виды материалов:
– фосфоритная мелочь, третичный возврат, пыль циклонови электрофильтров, образующиеся при производстве фосфоритного агломерата в ТОО «Казфосфат»;
– обожженный и обогащенный вермикулит Куландинского месторождения РК;
– бурый уголь и внутренние вскрышные породы угледобычи Ленгерского месторождения РК;
– бикарбонат калия (40 % водный раствор) и гранулированный аммофос.
Аппаратурное оформление технологической схемы производства представлено на рисунке.
По разработанной технологии компоненты шихты, взятые в определенных количествах, перед подачей во вращающуюся печь и центробежную эллиптическую мельницу-активатор по стадийно тщательно перемешиваются.
Измельченный до класса менее 10 микрон материал, содержащий азот-фосфор-калий-гумус, вермикулит и микроэлементы, поступает в двухвальныйсмеситель а затем транспортируется в сборный бункер. Из сборного бункера тукосмесь фасуется в 1кг целлофанно-фольговые пакеты в фасовочной машине, заклеиваются складируются.
В процессе измельчения в центробежной эллиптической мельнице тонкого помола происходит механо-химическая активация фосфатного материала.
В ходе проведения опытных испытаний отработаны технологические основы синтеза механо-активированных поликомпонентных NРК-удобрений, которые подтверждают оптимальные технологические и теплотехнические параметры, полученные в лабораторных условиях [4-6].
Анализ шихты и готовой продукции, проведенный в аккредитованной лаборатории «Сапа» ЮКГУ им. М.Ауэзова, в соответствии с ГОСТ и ТУ, показал повышение качества механо-активированного удобрения по Р2О5 усвояемой и водорастворимой форм как в исходном сырье после центробежной эллиптической мельницы, так и в минеральных удобрениях.
За период опытных испытаний наработано более 3 000 кг сложно-смешанных NРК-удобрений пролонгированного действия, содержащих в своем состав евлаго удерживающие вещества и гуматы.
На основании полученных результатов исследований разработан проект стандарта организации на сложно-смешанное минеральное удобрение «ЖАМБ-70», с апробацией его на радиологические и санитарно-эпидемиологические показатели в областном и городском СЭС (г. Шымкент) и на пожаро-взрывоопасность в испытательной лаборатории АО «НИИ Пожарной безопасности и гражданской обороны» МЧС РК г. Алматы.
В заключении можно отметить, что полученная поликомпонентная тукосмесь по своим химическим и физическим свойствам соответствует существующим в настоящее время нормативно-техническим документациям и может производиться в промышленных масштабах..
Для повышения показателя экологической безопасности рекомендуется гранулирование порошкообразного удобрения с использованием инертных добавок, позволяющих длительное хранение продукта без разрушения его гранулометрического состава и физических свойств.
С целью увеличения по увеличению ассортимента тукосмесей ведутся исследования с использованием отходов других производств и определению качества сельхозпродуктов различных культур от применения удобрения «ЖАМБ -70».
Работа выполнена по гранту Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан на 2012-2014 года по приоритетному направлению «Глубокая переработка сырья и продукции».
Библиографическая ссылка
Жантасов К.Т., Молдабеков Ш.М., Налибаев М.И., Жантасова Д.М., Алтеев Т., Кадирбаева А.А., Жантасов М.К., Зият А.Ж., Бажирова К.Н. УСОВЕРШЕНСТСВОВАНИЕ ПУТЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНО-СМЕШАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ // Успехи современного естествознания. 2014. № 12-4. С. 405-408;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34621 (дата обращения: 18.05.2025).