Производство и применение фосфорных удобрений

Технико-экономические основы производства

Оглавление

Введение

Глава 1 Добыча, обогащение, получение фосфорных удобрений

1.1 Производство фосфорной кислоты

1.2 Производство фосфорных удобрений

Глава 2 Применение фосфорных удобрений

Заключение

Список использованных источников

Введение

Различные удобрительные средства типа золы, мергеля, органических остатков в практике возделывания культурных растений использовались в течение тысячелетий. Однако лишь в конце XVIII—середине XIX вв. в связи с успехами в развитии естественных наук стало возможным познание сущности корневого и воздушного питания растений, а следовательно, научно обоснованное применение удобрений. Удобрения (туки), предназначены для улучшения питания растений и свойств почв. Удобрения подразделяют на прямые (содержат непосредственно элементы питания растений) и косвенные (улучшают свойства почв; напр., гипс, известь).

Оптимальный рост растений зависит от климатических факторов (световой, тепловой, водный, воздушный режимы), обеспеченности питательными элементами, а также от структуры и кислотности почв, содержания в них гумуса и других свойств. Все почвы обладают значительным запасом питательных веществ, но большая часть их находится в малодоступной форме. Поэтому для оптимизации питания растений в почву вносят удобрения.

В составе растений обнаружено более 70 хим. элементов. Для нормального роста растений нужны только 15: С, О, H, N, P, К, Ca, Mg, S, В, Fe, Mn, Cu, Mo, Zn. Каждый из этих элементов выполняет в растениях свою специфическую роль и не может быть заменен. Ряд исследователей считает Si необходимым элементом (напр., для риса). Для отдельных культур установлена полезность Na, Со и Cl. Вода - являющаяся источником H и О, имеется обычно в достаточных количествах. Углерод и кислород поглощаются растениями из атмосферы в виде CO2; дополнительное обеспечение им требуется лишь в теплицах.

Основатель первой опытной станции Дж. Лооз (Англия) в 1843 г. впервые изготовил промышленное минеральное удобрение суперфосфат, успешное применение которого вместе с селитрой из Чили, а затем и калийными солями из Германии положило начало развитию туковой промышленности.

Область применения соединений фосфора огромна и не представляется возможным дать всеохватывающий ее обзор. Определение А.Е.Ферсмана: «Фосфор – элемент жизни…» находит повсеместное подтверждение. Фосфор – элемент не только биологической жизни, но и повседневной, действительно, фосфорсодержащие соединения используются в сельском хозяйстве, медицине, фармакологии, научных исследованиях, пищевой и химической промышленности, строительстве, металлургии, технике и, наконец, в повседневном быту. Такая ситуация была не всегда, и на протяжении долгого времени после открытия Бранда фосфор оказывался замешанным во многих скверных историях, все началось со спекуляций самого Бранда и его последователей. Далее «таинственные» вспыхивающие надписи на стенах в храмах и «чудо самовоспламенения свечей». Долгое время бытовали предрассудки и суеверия, связанные с «блуждающими» огнями, возникающими иногда над болотами и являющимися следствием самовоспламенения фосфина.

Фосфор - один из важнейших элементов питания растений, так как входит в состав белков. Если азот в почве может пополняться путем фиксации его из воздуха, то фосфаты - только внесением в почву в виде удобрений. Главные источники фосфора - фосфориты, апатиты, вивианит и отходы металлургической промышленности - томасшлак, фосфатшлак. Все фосфорные удобрения - аморфные вещества, беловато-серого или желтоватого цвета. Основные из них - суперфосфат и фосфоритная мука.

Глава 1 Добыча, обогащение, получение фосфорных удобрений

1.1 Производство фосфорной кислоты

Фосфорные кислоты - кислородные кислоты фосфора, представляющие собой продукты гидратации фосфорного ангидрида. Различают ортофосфорную кислоту (обычно называемую фосфорной кислотой) и конденсированные Ф. к. Наиболее изучена и важна ортофосфорная кислота H₃PO₄, образующаяся при растворении P₄O₁₀ (или P₂O₅) в воде.

Ортофосфорная кислота - бесцветные гидроскопические кристаллы, плотность 1,87 г/см³, t_пл 42,35 ?С, известен кристаллогидрат H₃PO₄?¹/₂ H₂O с t_пл 29,32 ?С. Плотность обычно широко применяемой 85%-ной H₃PO₄ при 25 ?С 1,685 г/см³ вязкость при 20 ?С 47?10^-3 мн?сек/м², удельная теплоемкость в интервале температур 20-120 ?С 2064,1 дж/кг?К (0,493 кал/г ?С). С водой H₃PO₄ смешивается в любых отношениях Константы диссоциации при 25 ?С K₁ = 7?10^-3, K₂ = 8?10^-8, K₃ = 4?10^-13. Ортофосфорная кислота трехосновная, средней силы. Образует три ряда солей - фосфатов. При нагревании растворов кислоты происходит её дегидратация с образованием конденсированных фосфорных кислот.

В промышленности ортофосфорную кислоту получают экстракционным (сернокислотным) или термическим способами. Экстракционный способ заключается в разложении фосфатов природных серной и фосфорной кислотами:

Ca₅F (PO₄)₃ + 5H₂SO₄ + nH₃PO₄ = (n+3) H₃PO₄ + 5CaSO₄ + HFи последующим разделением на фильтрах образовавшейся кислоты и нерастворимого CaSO₄. Термический способ основан на сжигании фосфора до фосфорного ангидрида P₄ + 5O₂?? P₄O₁₀ и гидратации последнего P₄O₁₀ + 6H₂O = 4H₃PO₄. Промышленная ортофосфорная кислота - важнейший полупродукт для производства фосфорных и комплексных удобрений и технических фосфатов, широко используется также для фосфатирования металлов, в качестве катализатора в органическом синтезе. Пищевая фосфорная кислота применяется для приготовления безалкогольных напитков, лекарств, зубных цементов и т.д.

Конденсированные (полимерные) фосфорные кислоты подразделяются на полифосфорные с линейным строением фосфатаниона общей формулы H_n+2P_nO_3n+1, метафосфорные с циклическим строением фосфатаниона общей формулы (HPO₃)_n и ультрафосфорные кислоты, имеющие разветвленную, сетчатую структуру. Наибольшее практическое значение имеют полифосфорные кислоты. Из полифосфорных кислот наиболее полно изучена дифосфорная (пирофосфорная) кислота H₄P₂O₇, выделенная в кристаллическом виде в двух формах с температурами плавления 54,3 ?С и 71,5 ?С. Пирофосфорная кислота четырёхосновна, константы диссоциации при 18 ?С K₁ = 1,4?10^-1, K₂= 1,1?10^-2, K₃= 2,1?10^-7, K₄= 4,1?10^-10. Три- и тетраполифосфорные кислоты выделены в виде разбавленных растворов. Существование более конденсированных Ф. к., содержащих до 12 атомов в цепи, доказано методом бумажной хроматографии. Полифосфорные кислоты - полиэлектролиты. Циклические метафосфорные кислоты (например, H₃P₃O₉, H₄P₄O₁₂) представляют собой сильные кислоты. Ультрафосфорные кислоты мало изучены.

Конденсированные Фосфорные кислоты получают дегидратацией ортофосфорных кислот, гидратацией фосфорного ангидрида соответствующим количеством воды, а также путем ионного обмена из соответствующих конденсированных фосфатов. Применяют в основном для производства высококонцентрированных фосфорных удобрений, в качестве катализаторов при получении нефтепродуктов и в органическом синтезе, для производства различных полифосфатов.

1.2 Производство фосфорных удобрений

Для производства фосфорных удобрений используют природные залежи фосфорсодержащих руд - фосфоритов и апатитов. Большая часть мировых запасов фосфора приходится на морские (осадочные) фосфориты и продукты их выветривания. Предполагается, что они океанического происхождения. В прибрежных регионах пояса пассатов на протяжении долгого периода происходило отложение фосфатов вследствие различных органических и неорганических процессов. Концентрация фосфоритов в месторождении увеличивалась в результате медленной аккумуляции фосфатов из окружающей среды. Крупнейшими месторождениями осадочных фосфоритов владеют Марокко (70% от мировых запасов фосфатов) и Западная Сахара, США, Китай, Тунис, Казахстан. Фосфориты - осадочные горные породы, сложенные минералами из группы апатита. Наиболее распространенный фосфатный минерал - фторкарбонатапатит (франколит), отличающийся от апатита наличием в структуре анионов CO^2-₂, изоморфно замещающих с образованием непрерывного ряда от фторапатита до карбонатапатита (курскита); иные изоморфные замещения: атомов Ca на Sr, Na и др.; атомов F на ОН^-, Сl^-, и т.д.; на . Ф. содержат также нефосфатные минералы: основные - глауконит, доломит, кальцит, кварц, халцедон; второстепенные - глинистые, алюмосиликатные, пирит, гидроксиды Fe. В Ф. присутствуют также орг. в-во (фосфатизированные обломки ихтиофауны, рептилий, моллюсков и т. п.), часто U, РЗЭ (лантаноиды цериевой группы), Sr, реже примеси Pb, V, Sc, Zr, Se и др. Ф. имеют обычно темный (до черного), серый, буро-серый, редко белый, иногда зеленый, красный и желтый цвет; плотность 2,8-3,0 г/см³; твердость по минералогической шкале 2-4; содержание P₂O₅ от 5 до 38-40% по массе (Фосфор - один из главных промышленных источников P и сырья для производства фосфорных удобрений).

Фосфориты подразделяют на морские и континентальные. Среди морских фосфоритов выделяют пластовые, или микрозернистые (разновидность - оолитово-микрозернистые), зернистые, желваковые, ракушечные; среди континентальных - породы коры выветривания (карстовые, вторичные, или остаточные) и органогенные (гуано). В СНГ промышленное значение имеют в основном оолитово-микрозернистые, желваковые и ракушечные фосфориты, залегающие преимущественно в России и Казахстане.

Оолитово-микрозернистые Ф. (Каратауский бассейн, Казахстан) сложены округлыми фосфатными зернами и оолита-ми (агрегаты шаровой и эллипсоидной формы) размерами 0,07-0,30 мм, содержат 20-35% P₂O₅. Фосфориты Каратау труднообогатимы, поэтому кислотной переработке на растворимые удобрения подвергают непосредственно руды, содержащие не менее 24,5% P₂O₅; другое направление использования - электротермическое восстановление с получением желтого фосфора.

Желваковые фосфатиты - фосфатные конкреции (желваки) размерами от 0,03-0,05 до 15-30 см и более (6-12% P₂O₅). Грохочением и промывкой из них получают концентрат (от 16-18 до 22-23% P₂O₅), флотацией которого содержание P может быть немного повышено. Если основная примесь в таких концентратах - кварц, их можно перерабатывать на растворимые удобрения (Чилисайское месторождение, Казахстан). Из-за высокого содержания Fe₂O₃ и Al₂O₃ концентраты из фосфоритов самых крупных месторождений этого типа (Вятско-Камское, Егорьевское) непригодны для кислотной переработки.

Ракушечные фосфориты развиты в Прибалтийском бассейне (месторождения Кингисеппское, Маарду и др.) и представлены фосфатными раковинами, сцементированными кварцевым песком (мощность пластов от нескольких десятков см до 1-2 м). Руды бедные (6-14% P₂O₅), но хорошо обогащаются флотацией (28-30% P₂O₅).

Мировые запасы Ф. 42,8 млрд. т (1984). В СССР запасы Ф. исчислялись 968,8 млн. т (в пересчете на P₂O₅; 1984), что составляло 53% от общих разведанных запасов фосфатных руд (остальное - апатитовые руды); в добыче фосфатов доля фосфоритов значительно ниже (около 27%; 1984). Наибольшими ресурсами фосфоритами располагают США, Марокко и др. страны Сев. Африки и Ближнего Востока, а также Перу; в этих странах запасы фосфатного сырья представлены почти исключительно Ф.

Основную часть фосфоритов (до 90%) используют в промышленности фосфорных удобрений и фосфорных солей, небольшую - в черной и цветной металлургии, производстве керамики и стекла, для попутного извлечения в промышленности масштабе ряда РЗЭ.

Апатит – это фосфорнокислый кальций, но внешний вид его такой разнообразный и странный, что недаром старые минералоги назвали его апатитом, что значит по-гречески «обманщик»: то это прозрачные кристаллики, до мелочей напоминающие берилл или даже кварц, то это плотные массы, неотличимые от простого известняка, то это радиально-лучистые шары, то порода зернистая и блестящая, как крупнозернистый мрамор.

Апатиты – разновидность фосфоритов, они могут быть как магматического, так и морского (осадочного) происхождения. Название это было дано группе минералов около двухсот лет назад, и в переводе с греческого означает «обманчивый» (ap?t?n), изначально так называли минерал, который часто путали с аквамарином, аметистом или оливином. Апатитовые минералы представлены фторапатитом Ca₅(PO₄)₃F (промышленно наиболее значимый), гидроксиапатитом Ca₅(PO₄)₃(OH) и хлорапатитом Ca₅(PO₄)₃Cl, франколитом (разновидность карбонатапатита) (Ca,H₂O)₁₀(F,OH)₂(PO₄,CO₃)₆, вилькеитом Ca₁₀(OH)₂(PO₄,SiO₄,SO₄)₆, пироморфитом Pb₁₀Cl₂(PO₄,AsO₄)₆ и многими другими. Наиболее крупные месторождения магматического апатита находятся в России, странах Южной Африки (щелочной комплекс Палабора), Уганде и Бразилии. Крупнейшее в мире магматическое месторождение апатита – Хибинский массив нефелиновых сиенитов – залегает на Кольском полуострове, близ Кировска. Он был открыт в 1926 группой ученых под руководством академика А.Е.Ферсмана.

В дореволюционной России были известны и разрабатывались лишь маломощные месторождения фосфоритов низкого качества. Поэтому событием огромного народнохозяйственного значения было открытие в 20-х годах месторождения апатита на Кольском полуострове в Хибинах. Здесь построена крупная обогатительная фабрика, которая разделяет добываемую горную породу на концентрат с высоким содержанием фосфора и примеси – «нефелиновые хвосты», используемые для производства алюминия, соды, поташа и цемента.

Большинство (80–90%) добываемой фосфатной руды идет на получение удобрений. В 1799 было доказано, что фосфор необходим для нормальной жизнедеятельности растений. Накапливаясь в биомассе, фосфор исчезает из почвы. Ежегодно мировой урожай уносит с полей несколько миллионов тонн фосфора, наряду с азотом и калием, поэтому необходимо возобновление его ресурсов в плодородном слое. В древние времена люди удобряли почву навозом, костями и гуано. Первое искусственное фосфорное удобрение – суперфосфат – было получено в Англии в 1839 Лаузом, а в 1842 там же было организовано его первое промышленное производство. В России первое предприятие по производству суперфосфата появилось в 1868. Сейчас его получают, обрабатывая апатит серной кислотой:

Ca₁₀(PO₄)₆F₂ + 7H₂SO₄ = 3Ca(H₂PO₄)₂ + 7CaSO₄ + 2HF.

Побочно получающийся сульфат кальция не отделяют.

Доля производства удобрений, содержащих в своем составе только один фосфор, падает, и все больше производится комплексных удобрений, содержащих два или три питательных элемента. Большая часть фосфорных удобрений, производимых в России, приходится на аммофос, диаммофос и азофоску. Ежегодное мировое производство фосфорных удобрений на начало 21 века составило 41 млн. тонн, а суммарное количество всех удобрений – 190 млн. тонн. Основными производителями фосфорных удобрений являются Марокко, США и Россия, а основными потребителями – страны Азии, Латинской Америки и Западной Европы.

Самое дешевое фосфорное удобрение – это тонко измельченный фосфорит – фосфоритная мука. Фосфор содержится в ней в виде нерастворимого в воде фосфата кальция Са₃(РО₄)₂. Поэтому фосфориты усваиваются не всеми растениями и не на всех почвах. Основную массу добываемых фосфорных руд перерабатывают химическими методами в вещества, доступные всем растениям на любой почве. Это водорастворимые фосфаты кальция:

Двойной суперфосфат (цвет и внешний вид сходен с простым суперфосфатом – серый мелкозернистый порошок). Более ценный продукт – двойной суперфосфат, так как в нем содержится в три раза больше фосфора по массе, его получают обработкой апатита фосфорной кислотой:

Ca₁₀(PO₄)₆F₂ + 14H₃PO₄ +10H₂O = 10Ca(H₂PO₄)₂·H₂O +2HF.

По сравнению с простым суперфосфатом он не содержит СаSО₄ и является значительно концентрированным удобрением (содержит до 50% Р₂О₅).

Преципитат – содержит 35-40% Р₂О₅.

Получается при нейтрализации фосфорной кислоты раствором гидроксида кальция:

Применяется на кислых почвах.

Аммофос – сложное удобрение, содержащее азот (до 15% N) и фосфор (до 58% Р₂О₅) в виде NH₄H₂PO₄ и (NH₄)₂HPO₄. Получается при нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком.

Раньше в течение более 100 лет в качестве фосфорного удобрения широко использовали так называемый простой суперфосфат, который образуется при действии серной кислоты на природный фосфат кальция:

В этом случае в реакцию с фосфатом кальция вступает относительно меньше серной кислоты, чем при получении из него фосфорной кислоты. Получается смесь дигидрофосфата кальция и сульфата кальция. Это удобрение с массовой долей Р₂О₅ не выше 20%. Сейчас простой суперфосфат производится в сравнительно небольших масштабах на ранее построенных заводах. Примеры фосфорных удобрений даны в табл.4.

Таблица 4

Удобрения, содержащие фосфор

Глава 2 Применение фосфорных удобрений

С урожаем выводится около двух третей фосфора, захваченного сельскохозяйственными культурами из почвы. Эти потери также восстанавливают путем внесения в почву минеральных удобрений.

Необходимый состав вносимого удобрения и его эффективность зависят от характеристик почвы, например, рН, но растворимость фосфатных удобрений определяет время, за которое происходит его усвоение растениями, и долю усвоенного фосфора, которая обычно мала и составляет около 20%.

Суперфосфат двойной - гранулированное минеральное фосфорное удобрение. Суперфосфат получают разложением апатитового концентрата фосфорной кислотой, удобрение не содержит серы.

Основной состав суперфосфата включает 43% фосфора, в том числе до 6,5 % в форме свободной фосфорной кислоты. Удобрение применяется на любых почвах преимущественно для основного внесения, может использоваться для подкормок. Особенно эффективно на щелочных и нейтральных почвах. Дозы внесения двойного суперфосфата при использовании в сельском хозяйстве устанавливаются агрохимической службой с учетом обеспеченности почвы питательными элементами и биологическими особенностями культур.

Двойной суперфосфат обладает хорошими физико-химическими свойствами, широко используется как фосфорный компонент в приготовлении тукосмеси, а также как химическое сырье в промышленности.

Физико-химический состав

Суперфосфат простой - гранулированное фосфорное удобрение, содержащее 26% водорастворимого фосфора. В составе суперфосфата также находится 6% азота, 10% серы, 17% кальция, 0,5% магния. Из 26% до 2,5% фосфора в суперфосфате находится в форме свободной фосфорной кислоты.

Грануляция улучшает потребительские свойства удобрения, что особенно важно при использовании суперфосфата на кислых почвах, богатых полуторными окислами, которые связывают фосфор в слаборастворимые и труднодоступные растениям фосфаты железа и алюминия. В слабокислых и нейтральных почвах образуются дикальциевые фосфаты, содержащие нерастворимый в воде, но доступный растениям фосфор.

Простой суперфосфат применяют под все культуры и на всех почвах, особенно эффективен при внесении в рядки. Суперфосфат нетоксичен, пожаро- и взрывобезопасен.

Физико-химический состав

Фосфоритная мука - допосевное минеральное фосфорное удобрение пролонгированного действия. Применяют фосфоритную муку на кислых, подзолистых почвах, на оподзоленных и выщелоченных черноземах и на красноземах для ослабления вредной для растений и микроорганизмов кислотности почвы. Обеспечивает повышенное содержание белка в зерне, крахмал в клубнях и сахар в корнеплодах.

Содержание основных макроэлементов в удобрении: фосфор 20%, кальций 28-32%, также для питания растений удобрение содержит широкий спектр микроэлементов Fe, Zn, Mn, K, Co, при чем содержание микроэлементов в фосмуке адекватно их среднему нормальному уровню концентраций в почвах.

Получают фосфоритную муку путем измельчения, предварительно обогащенных природных фосфоритов. По внешнему виду фосмука представляет собой тонко измельченный порошок темно-серого цвета. Удобрение обладает хорошей сыпучестью, не гигроскопично, при длительном хранении без доступа атмосферных осадков не слеживается и не теряет физико-химических свойств. Является химически инертным веществом, возможность опасных проявлений отсутствует.

Физико-химический состав

Преципитат - техническое название кальцийгидрофосфата СаНРО₄·2Н₂О, фосфорное удобрение и минер. подкормка для с.-х. животных. Удобрение – тонкодисперсный порошок от белого до серого цвета, насыпная плотность 0,86-0,87 г/см³; негигроскопичен, не слеживается, не растворим в воде; содержит 22-38% Р₂О₅ (в зависимости от качества исходного фосфатного сырья) в цитрато-растворимой (СаНРО₄) форме. Преципитат получают взаимодействием термической или экстракционной Н₃РО₄ с мелом либо известняком. Преципитат применяют под различные с.-х. культуры как основное удобрение на любых почвах (наиб. эффект достигается на подзолистых почвах; при внесении пылит).

Томасшлак (примерно Са3(РО4)2•СаО) — продукт взаимодействия оксида Р2О5 с известью СаО. Получается в виде шлака при удалении фосфора из чугуна по конверторному методу. Томасшлак — ценное минеральное удобрение.

Шлаки (мартеновские, доменные, электроплавильные) применяются для устранения избыточной кислотности (известкования) почв, главным образом нечерноземных дерново-подзолистых, серых лесных, а также торфяных. Наиболее эффективны: металлургические шлаки - мартеновские (20-70% СаО, 2-20% MgO), доменные (30-48% СаО, 0-12% MgO); электроплавильные (50-65% СаО, 9-18% MgO);

Аммофос - высокоэффективное, гранулированное азотно - фосфорное удобрение высшего сорта. Концентрация основных питательных веществ в аммофосе - 52% фосфора и 12% азота представленного в аммонийной форме. Аммофос - это безхлорное, безнитратное удобрение с наивысшей концентрацией фосфора.

Используется на любых типах почв для основного и рядкового внесения, для подкормки во время вегетации под основные культуры в условиях открытого и закрытого грунта. Своевременное внесение аммофоса обеспечивает защиту корневой системы и повышает морозоустойчивость растений, ускоряет процесс формирования и созревания плодов, повышает их качественные характеристики при хранении.

Обладает хорошими физико-химическими свойствами, негигроскопичен, не пылит и не слеживается. Физиологически нейтральное удобрение, имеет выровненный гранулометрический состав и хорошо растворяется в воде. Является незаменимым компонентом в производстве тукосмесей, на основе аммофоса можно получить практически любую марку тукосмеси, используется в ряде отраслей как промышленное сырье.

Физико-химический состав

Аммофос(II) - физиологически нейтральное удобрение, негигроскопичен, не пылит, не слеживается, имеет выровненный гранулометрический состав светло - серого цвета. Применяется для тукосмешения и в промышленности как химическое сырье.

Гранулированное, минеральное азотно-фосфорное удобрение без нитратов и нитритов. Минеральное удобрение не содержит хлора и применяется на всех типах почв для основного внесения и подкормки.

Физико - химический состав

Диаммонийфосфат - концентрированное, водорастворимое, азотно - фосфорное удобрение. Диаммонийфосфат отличается высокой усвояемостью азота и фосфора, не содержит хлора и нитратов, применяется в сельском хозяйстве в качестве основного удобрения и подкормках на всех типах почв под овощные, зерновые, кормовые, плодово-ягодные и другие культуры.

Наличие в диаммонийфосфате высокой дозы фосфора обеспечивает хорошее развитие и защиту корневой системы, способствует повышению морозоустойчивости растений. Удобрение вносится весной или осенью в заделку, используется как в условиях открытого грунта так и закрытого. Норма внесения диаммонийфосфата удобрительного определяется в зависимости от количества питательных веществ присутствующих в почве.

Продукт физиологически нейтральный, негигроскопичен, не пылит и не слеживается. Диаммонийфосфат широко применяется в тукосмешении и в промышленности как сырье.

Физико-химический состав

Сульфоаммофос - Минеральное удобрение, которое представляет собой универсальный водорастворимый гранулированный азотно - фосфорный продукт.

Азот в сульфоаммофосе представлен в аммонийной форме, благодаря чему он слабо вымывается и способствует более интенсивному поглащению фосфат ионов корнями растений. В состав сульфоаммофоса входит сера, способствующая увеличению процента клейковины в пшенице, содержанию масла в подсолнечнике, сое и рапсе. Также удобрение содержит такие важные для жизнедеятельности растений элементы как кальций и магний по 0,5%.

Сульфоаммофос применяют на всех типах почв и под все сельскохозяйственные культуры для основного, припосевного внесения, а также для подкормки растений. Удобрение может применяться в условиях защищенного грунта вместе с азотными и калийными удобрениями. На основе сульфоаммофоса готовятся любые марки тукосмесей.

Продукт не слеживается, негигроскопичен, обладает выровненным гранулометрическим составом, не пылит.

Физико-химический состав

АФУ - Концентрированное, водорастворимое, серосодержащее азотно - фосфорное удобрение. Минимальное содержание питательных веществ в минеральном удобрении - 16% азота в легкоусвояемой растениями аммонийной форме, 20% фосфора и сульфаты в виде легкодоступных сульфатов аммония ( 14% в перерасчете на серу ).

Азотно - фосфорное удобрение также содержит крайне необходимые для нормального развития культур микроэлементы - медь, цинк, железо, которые улучшают углеводный обмен, усиливают засухоустойчивость, морозоустойчивость, ускоряют развитие и созревание семян, препятствуют накоплению нитратов. Удобрение обладает повышенной прочностью гранул, хорошей рассыпчатостью, стабильным грансоставом, не слеживается при хранении.

АФУ - используют для осеннего, предпосевного, припосевного внесения как основное удобрение, в подкормках под большинство селькохозяйственных культур, во все типы почв с учетом их агрохимического состава и биологических особенностей возделываемых культур. Азотно - фосфорное удобрение пожаро - и взрывобезопасный продукт.

Физико-химический состав

Нитроаммофосфат - это сложное, гранулированное азотно - фосфорное минеральное удобрение без посторонних примесей. Концентрация питательных веществ нитроаммофосфата представлена двумя основными элементами - азотом 23% и фосфором 21%.

Нитроаммофосфат применяется как основное, предпосевное и местное удобрение в условиях открытого и защищенного грунта на всех видах почв и под все с/х культуры, может использоваться также совместно с другими азотно - калийными удобрениями. Нитроаммофосфат вносят весной или осенью с заделкой в почву. Удобрение не слеживается, не гигроскопично.

Физико-химический состав

Азопреципитат - это высококачественное сложное, гранулированное, азотно - фосфорное минеральное удобрение. Высокое содержание питательных веществ в азопреципитате представлено двумя основными элементами - азотом 26% и фосфором 13% ( азопреципитат марка А ). Данное удобрение выгодно отличается от большинства известных азотно - фосфорных минеральных удобрений повышенной прочностью гранул, выдержанным грансоставом, хорошей рассыпчатостью и текучестью.

Успешно используется в условиях открытого и защищенного грунта совмесно с другими азотными и калийными удобрениями. Азопреципитат эффективен при внесении под большинство с/х культур на всех типах почв, наиболее эффективно зарекомендовал себя на кислых почвах, характеризуется высокой усвояемостью действующих веществ. Фосфор, входящий в состав азопреципитата, в почве полностью переходит в форму усвояемую растениями.

Вносят удобрение весной и осенью при перепашке, а также в качестве подкормки в течение вегетационного периода. Дозы внесения определяются агрономами взависимости от количества присутствующих в почве питательных элементов и планируемого урожая. Азопреципитат пожаро- и взрывобезопасен.

Физико-химический состав

Азотно-фосфатное удобрение (САФУ) - водорастворимый, гранулированный продукт обладающий способностью равномерного выделения питательных веществ в течение вегетационного периода, что обеспечивает оптимальное питание и развитие растений. САФУ применяют на любых типах почв для основного внесения и для подкормки во время вегетации под все виды культур с заделкой.

Физико-химический состав

Азотофосфат - сложное минеральное удобрение содержащее в легко усвояемой форме азот и фосфор. Химический состав азотофосфата - азота в аммонийной форме - 52%, в нитратной форме - 48%, фосфора 3 - 5%.

Азотофосфат эффективен при внесении под все с/х культуры на всех типах почв, удобрение характеризуется высокой усвояемостью азота и фосфора, повышенной прочностью гранул, хорошей рассыпчатостью, текучестью и однородным гранулометрическим составом.

Физико-химический состав

Аммофоска - это сложное, минеральное, гранулированное, трехкомпонентное, азотно - фосфорно - калийное удобрение.

Концентрация питательных элементов удобрения составляет 45%, что делает аммофоску экономически выгодной в сравнении с простыми однокомпонентными удобрениями и позволяет значительно сократить расходы на перевозку, хранение и внесение.

Рекомендуется вносить удобрение под такие сельскохозяйственные культуры как - картофель, гречиха, лен, бобовые, табак, виноград и др. Применяется на всех почвах и под все культуры, особенно эффективна на глиняных, песчаных и торфяно-болотных почвах. Аммофоска не гигроскопична, обрабатывается конденсирующей добавкой, в связи с чем, не слеживается при длительном хранении.

Физико-химический состав

Азофоска - высокоэффективное, гранулированное, самое распространенное сложное минеральное удобрение, содержащее в легкоусвояемой форме три основных питательных элемента обеспечивающих сбалансированное питание растений - азот 16%, фосфор 16%, калий 16%.

Азофоска, универсальное, оптимальное удобрение. Высокая суммарная концентрация действующих веществ азофоски (48%) значительную прибавку урожая, и делает использование трехкомпонентного удобрения удобным и экономически выгодным, т.к. отпадает необходимость внесения дополнительных удобрений.

Цвет удобрения от белого до светло-розового. Азофоска применяется в различных климатических зонах под все культуры и на любых типах почв в заделку - для основного, предпосевного и местного внесения, а также для подкормки. Удобрение особенно эффективно на глиняных, песчаных и торфяно-болотных почвах.

Азофоска обладает 100% рассыпчатостью, не гигроскопична, нетоксична, невзрывоопасна.

Физико-химический состав

NPK - трехкомпонентное азотно-фосфорно-калийное минеральное удобрение. NPK не содержит балластных веществ и вредных примесей, экологически безопасно, обладает хорошими физическими свойствами, полностью растворимо. Удобрение NPK 13-19-19 содержит азот только в аммонийной форме медленно вымывающейся из почвы. Гранулированная форма обеспечивает равномерность внесения удобрения.

NPK 13-19-19 - универсальное удобрение, используется на всех почвах под любые культуры и все способы внесения: основное, при вспашке весной и осенью, припосевное в рядки, борозды, лунки и для подкормки в сухом виде с заделкой в почву, поверхностно или в жидком виде. Применение NPK 13-19-19 благоприятно сказывается на росте растений в начальный период развития, на укоренении рассады при высадке в грунт, повышает устойчивость культур к кратковременным заморозкам и недостатку влаги, снижает накопление нитратов, увеличивает сроки хранения продукции. При основном внесении на тяжелых глинистых почвах Нечерноземной зоны минеральное удобрение NPK 13-19-19 целесообразно вносить с осени, а на легких почвах - весной.

Физико-химический состав

Диаммофоска (ДАФК) - концентрированное, высокоэффективное азотно - фосфорно - калийное минеральное удобрение. Диаммофоску (ДАФК) производят в гранулированном виде, в ее состав входит все три основных элемента питания: азот, фосфор, калий, а также макро- и микроэлементы: сера, магний, кальций и небольшие количества Cu, Zn, Mn, Fe, Si повышающие агрохимическую ценность удобрения.

Все питательные элементы, в т.ч. и фосфор, содержатся в водорастворимой форме и легко доступны растениям. Высокая концентрация питательных веществ (>60%), выровненный гранулометрический состав, химическая однородность, содержание всех элементов в одной грануле позволяют равномерно распределить питательные элементы в почве, обеспечить сбалансированное питание растений в течение всего периода вегетации и значительно сократить затраты на перевозку, хранение и внесение диаммофоски.

ДАФК - удобрение универсальное, экономичное. Диаммофоска может использоваться в различных климатических зонах. Норма и способ внесения зависят от биологической особенности культуры и плодородия почв.

Диаммофоску, как полное минеральное удобрение с повышенным содержанием фосфора и калия, применяют на почвах, хорошо обеспеченных азотом: торфянистых, распаханных залежных и старопахотных, во влажных районах, а также на почвах бедных фосфором и калием. ДАФК можно вносить заблаговременно, полной дозой не опасаясь потерь азота от вымывания.

Оптимальное соотношение питательных веществ в диаммофоске делает ее экономически более выгодной для основного внесения под такие культуры как лен, озимые и яровые зерновые, технические, пропашные, многолетние бобовые. Диаммофоска может использоваться на виноградниках и плодовых насаждениях, а также в поливном земледелии, при возделывании риса.

Особенно эффективна ДАФК при локальном (ленточном) способе внесения, позволяющем более производительно использовать удобрение. В зоне недостаточного увлажнения диаммофоску следует вносить на полную глубину вспашки, в регионах с высоким уровнем осадков - поверхностно.

Диаммофоска характеризуется хорошей совместимостью со всеми стандартными туками и может использоваться для тукосмешения. Применение ДАФК обеспечивает не только высокие урожаи, но и улучшает качество продукции, повышает устойчивость растений к болезням, вредителям, неблагоприятным погодным условиям.

Физико-химический состав

Минеральное азотно-фосфорное удобрение с серой - серосодержащее удобрение гранулированный, концентрированный продукт, применяется под все сельскохозяйственные культуры на различных почвах. Дозы внесения серного удобрения устанавливаются агрохимической службой с учетом обеспеченности почвы питательными элементами и планируемого урожая.

Физико-химический состав

Нитроаммофоска – высокоэффективное, сложное минеральное удобрение с серой. Химический состав удобрения: азота 21%, легкоусвояемого фосфора 10%, калия 10%, серы 2%. Все компоненты присутствуют в одной грануле, благодаря этому возможно более равномерное распределение всех действующих веществ в почве.

Высокое содержание в нитроаммофоске азота и среднее содержание фосфора с калием определяет эффективность применения удобрения на почвах со средней концентрацией подвижных форм фосфора и калия. Соотношение NP и NK - 2:1, позволяет применять нитроаммофоску как хорошее припосевное удобрение для зерновых и пропашных культур. Сера, совмесно с азотом, участвует в синтезе белков, повышая их содержание в зерне и улучшая питательную ценность культуры. Сера также повышает содержание масла в семенах, обеспечивает более высокую устойчивость растений к низким температурам, засухе и болезням.

Может использоваться в производстве туковых смесей. Нитроаммофоска не слеживается, негигроскопична.

Физико-химический состав

Азофоска с серой - минеральное удобрение NPKS=27-6-6-2 оптимальное удобрение для подкормок трав, весенней подкормки озимых зерновых, предпосевного удобрения яровых зерновых, обеспечивающее интенсивный рост вегетативной массы растений в ранневесенний и летний периоды.

Повышенное содержание аммонийного азота в этом удобрении, позволяет снизить потери азота от вымывания из почвы и обеспечить более продолжительное азотное питание сельскохозяйственных культур.

Все четыре основных компонента входящие в состав удобрения содержатся в одной грануле, что делает использование продукта очень удобным и способствует более равномерному внесению удобрения. Сера, вносимая совмесно с азотом, принимает участие в процессе синтеза белков и способствует повышению эффективности усвоения азота.

Физико-химический состав

Удобрение жидкое комплексное ( ЖКУ ) представляет собой водный раствор фосфатов аммония, содержит два питательных элемента: азот и фосфор в соотношении 11:37. Фосфор в ЖКУ присутствует в виде орто и полифосфатов, в полностью усвояемой форме. Жидкое комплексное удобрение это прозрачная, зеленовато-голубоватая жидкость, которая практически не содержит нерастворимых остатков, взвесей.

ЖКУ 11:37 – это высокоэффективное, быстродействующее удобрение. Кроме конденсированных фосфатов (70 – 80% от общей массы Р2О5) и азота ЖКУ содержит серу и магний. Все питательные вещества находятся в растворе, поэтому легкодоступны растениям. ЖКУ обладают высокой эффективностью в посевах любых культур, во всех регионах, особенно на карбонатных почвах.

Использование ЖКУ имеет несомненные преимущества перед твердыми туками: обеспечивается высокая равномерность внесения питательных веществ, снижаются их потери, улучшаются условия труда. Подкормку растворами ЖКУ можно совместить с обработкой почвы микроэлементами, средствами защиты растений. Применять жидкие удобрения следует теми же способами, что и твердые удобрения: сплошным распределением по поверхности почвы перед вспашкой и культивацией, локально при посеве, а также для подкормки с/х культур. ЖКУ используются для капсулирования и дражжирования семян, их предпосевной обработки.

Жидкое удобрение не содержит вредных примесей и полностью соответствует повышенным требованиям экологии, совместимо для внесения с другими удобрениями, пестицидами и гербицидами. Не содержит токсичных примесей.

Физико-химический состав

В кислой почве растворимые фосфорные удобрения переходят в труднодоступные формы фосфатов алюминия и железа, а в почвах, богатых известью, в трёхкальциевые фосфаты также трудно доступные растениям. Эти процессы снижают коэффициент использования фосфорных удобрений. При низкой обеспеченности почв фосфором и внесении малых доз, особенно при смешивании их со всем пахотным горизонтом, можно не получить желаемого результата от фосфорных удобрений. В почвах с высоким содержанием фосфора опасность перехода фосфатов в труднодоступное состояние уменьшается. На почвах с малым содержанием подвижных фосфатов основную часть дозы фосфорных удобрений вносят под глубокую обработку почвы во влажный слой, например с осени под вспашку, а часть применяют локально в рядки, лунки и борозды. При рядковом внесении фосфаты имеют меньший контакт с почвой и ближе располагаются к корням растений в ранний период их развития. Особенно высокие прибавки от местного применения получают на почвах, бедных подвижным фосфором.

Для локального внесения гранулированных удобрений под сахарную свеклу, зерновые, зерновые бобовые, просо, кукурузу, картофель в дозах 10—20 кг Р2О5 на 1 га используются комбинированные сеялки или сажалки. Возможно и смешивание гранул хорошего качества с семенами зерновых перед посевом.

В зоне дерново-подзолистых почв важным источником фосфора является фосфоритная мука. Она нерастворима в воде и для большинства растений доступна только при определенной кислотности почвы, достаточной для ее разложения. Так, в сильнокислых дерново-подзолистых, а также в серых лесных почвах и оподзоленных черноземах фосфор из фосфоритной муки постепенно переходит в усвояемые для растений формы. Чем кислее почва и меньше ее насыщенность, тем вероятнее высокое действие фосфоритной муки.

Люпин, гречиха, эспарцет, горчица особенно хорошо усваивают фосфор этого удобрения. Неплохо усваивают его также озимая рожь, клевер, горох, несколько хуже — яровые зерновые, картофель. Считается, что каждый центнер фосфоритной муки равноценен по эффективности 50—75 кг и более растворимых фосфорных удобрений, например суперфосфата.

Применяют фосфоритную муку в паровых полях под озимые, а также под клевер и горох, на севере под лен и другие культуры. Вносят ее с осени под зяблевую вспашку, или летом в чистом пару, или весной при более глубокой обработке почвы. Высокий и длительный эффект от фосфоритной муки на кислых почвах получают при внесении ее в высоких дозах (500—700 кг PgO3 на 1 га). Эффективность фосфоритной муки значительно повышается пр, и размоле ее до частиц менее 0,1 мм. Однако при этом резко ухудшаются условия ее внесения. Пыление фосфоритной муки уменьшают путем грануляции или смешивания с хлористым калием.

В меньших объемах в качестве фосфорных удобрений применяют мартеновские шлаки металлургических заводов (8—12% Р2О5) и термофосфаты: плавленый магниевый фосфат (20% P205), обесфторенный фосфат (28—32% Р2О5), получающиеся из фосфоритом и апатитов сплавлением с различными добавками. Обесфторенный фосфат используется в основном в качестве кормовой добавки. Хотя фосфорные соединения этих удобрений нерастворимы в воде, на дерново-подзолистых почвах они не уступают по эффективности суперфосфату. В зоне черноземов действие их будет ослаблено.

Таблица 2.

Вынос питательных веществ урожаем основных культур

* Вынос приводится на 1 т товарного урожая зерна, сена и на 10т корне-клубнеплодов и силосной массы с соответствующим количеством нетоварной массы (соломы, ботвы и пр.). Данные по выносу могут значительно отклоняться от указанных средних величин.

Проблема фосфорных удобрений связана с современной интенсивностью сельского хозяйства, сопровождающуюся загрязнением поверхностных вод растворимыми соединениями фосфора и азота, которые накапливаются в конечных бассейнах стока и вызывают бурный рост водорослей и микроорганизмов в этих водоемах. Это явление называется эвтрофикацией водоемов. В таких водоемах кислород быстро расходуется на дыхание водорослей и на окисление их обильных остатков. Вскоре создается обстановка дефицита кислорода, из-за которой погибают рыбы и другие водные животные, начинается их разложение с образованием сероводорода, аммиака и их производных. Эвтрофикацией поражены многие озера, в том числе Великие озера Северной Америки.

Заключение

Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур огромное значение имеет внесение в почву элементов, необходимых для роста и развития растений. Эти элементы вносятся в почву в виде органических (навоз, торф и др.) и минеральных (продукты химической переработки минерального сырья) удобрений. Производство последних является одной из важнейших отраслей химической промышленности, тесно связанной с производством серной кислоты и связанного азота.

Вырабатываемые химической промышленностью минеральные удобрения подразделяются на:

а) фосфорные (главным образом простой и двойной суперфосфаты, преципитат и т. д.);

б) азотные (сульфат аммония, аммиачная селитра, кальциевая и натриевая селитры);

в) калийные (хлористый калий и смешанные калийные соли);

г) борные, магниевые и марганцевые (соединения и соли, содержащие эти элементы).

Производство минеральных солей удобрений составляют одну из важнейших задач химической промышленности. Ассортимент минеральных солей, используемых в сельском хозяйстве, самой химической промышленности, металлургии, фармацевтическом производстве, строительстве, быту, составляет сотни наименований и непрерывно растет. Масштабы добычи и выработки солей исключительно велики и для некоторых из них составляют десятки миллионов тонн в год. В наибольших количествах производятся и потребляются соединения натрия, фосфора, калия, азота, алюминия, железа, серы, меди, хлора, фтора и др. Самым крупнотоннажным является производство минеральных удобрений.

Самым крупным потребителем солей и минеральных удобрений является сельское хозяйство. Связано это с тем, что современное интенсивное сельскохозяйственное производство невозможно без внесения в почву научно обоснованного количества различных минеральных удобрений, содержащих элементы, которых недостаточно в почве для нормального роста растений, в частности зерна.

Минеральными удобрениями называют соли, содержащие в своем составе элементы, необходимые для питания, развития и роста растений.

Список использованных источников:

1. Штефан В.К. Жизнь растений и удобрений – М., 1981г.

2. Артюшин А.М., Державин Л.М. Краткий словарь по удобрениям - 2-е изд. – М., 1984г.

3. Основы земледелия и растениеводства - 3-е изд. / Под ред. Никляева В.С. – М., 1990г.

4. Вронский В.А. Прикладная экология. – Ростов-на-Дону, 1996г.

5. Основы химической технологии / Под ред. И.П. Мухленова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991. – 463 с.: ил.

6. Журнал Химия и жизнь – XXI век, № 4, 1998г.

7. Журнал Химия и бизнес, № 46, 2001 г.

8. Агрохимия / Под редакцией проф. А.С. Ягодина, Москва, “Колос”. – М., 1982 г