Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

УСОВЕРШЕНСТСВОВАНИЕ ПУТЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНО-СМЕШАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Жантасов К.Т. 1 Молдабеков Ш.М. 1 Налибаев М.И. 1 Жантасова Д.М. 1 Алтеев Т. 2 Кадирбаева А.А. 1 Жантасов М.К. 3 Зият А.Ж. 1 Бажирова К.Н. 1
1 Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова
2 ТОО «Сары-Тас удобрения»
3 ТОО «ЭкоШымкент проект»
Даны сведения современного состояния производства минеральных удобрений, на основании необходимость которых установлена интенсивного расширения ассортимента комплексных удобрений. Представлены методы получения комплексных, сложно-смешанных удобрений, тукосмесей. На основании проведенных экспериментальных исследований и опытных испытаний приведены результаты разработанной технологической схемы по получению механохимически активированных сложно-смешанных NPK удобрений пролонгированного действия, содержащего в своем свойстве влагоудерживающие вещества и гуматы.
исходное сырье
шихта
измельчение
механо-химическая активация
поликомпонентные сложно-смешанние удобрения
влагоудерживающие вещества
гуматы
1. Кармышев В.Ф. Химическая переработка фосфоритов. – М.: Химия, 1983.
2. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. – Л.: Химия, 1974.
3. Дохолова А.Н., Кармышев В.Ф., Сидорина А.В. Производство и применение фосфатов аммония. – М.: Химия, 1986.
4. Жантасов К.Т., Жакманова С.К., Жантасов М.К., Сулеймен С.А. К вопросуповышения плодородия почв Республики Казахстан // Сборник научных трудов аспирантов, магистрантов и стажеров исследователей ЮКГУ им. М. Ауезова, №9 2008. – С. 248-251.
5. Жантасов К.Т., Жакманова С.К., Жантасов М.К., Джуманова С.Б. Разработка технологии получения комплексного удобрения // Институту общей и неорганической химии республики Узбекистан 75 лет: Сборник материалов Республиканской НТК. 2 том. – Ташкент, 2008. – С. 197-199.
6. Жантасов К.Т. В.К.Бишимбаев, Ш.М.Молдабеков, М.К.Жантасов. С.Б.Джуманова. Возможные пути улучшения качества минеральных удобрений пролонгированного действия // Актуальные проблемы современной науки Естественные науки. Часть 7 Физическая химия. Специальность 02.00.04. Самара, ноябрь, 2008.
7. Жантасов К.Т., Бишимбаев В.К., Молдабеков Ш.М., Жантасов М.К., Джуманова С.Б. Пути улучшения качества минеральных удобрений и овощной продукций // Труды МНПК «Современные проблем иновационных технологии в образовании и науке». – Шымкент: ЮКГУ им. М. Ауэзова, 2009.
8. Жантасов К.Т., Бишимбаев В.К., Айбалаева К.Д. Сложно-смешанные удобрения пролонгированного действия, содержащие влагоудерживающие вещества и микроэлементы // Труды Международной научно-пркктической конференции «Ауезовские чтения. Инновационные направления развития науки, образования и культуры». Шымкент, ЮКГУ им. М.Ауезова, 2011, т.5, 341 с.
9. Жантасов К.Т., Молдабеков Ш.М., Бишимбаев В.К., Мырхалыков Ж.У., Жантасов М.К. Состояние производства минеральных удобрений и пути повышения их качества. // Труды Международной Научно-прктической конференции «Ауезовские чтения. Казахстан на пути обществу знаний: инновационные направления развития науки, образования и культуры». Шымкент, ЮКГУ им. М. Ауезова, 2012, т.6 – 294 с.
10. Жантасов К.Т., Молдабеков Ш.М., Бишимбаев В.К., Мырхалыков Ж.У., Жантасов М.К., Бажирова К.Н., Жантасова Д.М., Назарбек У.Б., Зият А.Ж. Индустриально-инновационная технология получения механоактивированных сложно-смешанных поликомпонентных минеральных удобрений пролонгированного действия // Труды МНПК «Развите науки, образования и культуры независмого Казахстана в условиях глобальных вызовов современности», посященной 70-летию ЮКГУ им. М. Ауэзова. – Шымкент: 2013. – С. 69-72.

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.

zanras1.tif

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: 18.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074