Контрольная работа на тему Производство и применение фосфорных удобрений
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2014-11-15Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский Государственный Университет
Географический факультет
Контрольная работа по курсу
Технико-экономические основы производства
Студента 2-ого курса
Заочного отделения
Географического факультета
Специальность геоэкология
Машука Глеба Геннадьевича
Научный руководитель:
Казакова Татьяна Леонидовна
Минск 2009
Оглавление
Введение
Глава 1 Добыча, обогащение, получение фосфорных удобрений
1.1 Производство фосфорной кислоты
1.2 Производство фосфорных удобрений
Глава 2 Применение фосфорных удобрений
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, tпл 42,35 ?С, известен кристаллогидрат H3PO4×1/2 H2O с tпл 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 Hn+2PnO3n+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 CO2-2, 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» (apátán), 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:
Белорусский Государственный Университет
Географический факультет
Контрольная работа по курсу
Технико-экономические основы производства
Студента 2-ого курса
Заочного отделения
Географического факультета
Специальность геоэкология
Машука Глеба Геннадьевича
Научный руководитель:
Казакова Татьяна Леонидовна
Минск 2009
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 источниковВведение
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, tпл 42,35 ?С, известен кристаллогидрат H3PO4×1/2 H2O с tпл 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 Hn+2PnO3n+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 CO2-2, 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» (apátán), 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
| Название удобрения | Химический состав | |
| Простые | ||
| Суперфосфат двойной |  | |
| Суперфосфат простой |  | |
| Фосфоритная мука |  | |
| Костяная мука | | |
| Преципитат |  | |
| Шлак мартеновский печей | Сложный состав. Содержит P,Ca, Si, C, Fe и др. элементы | |
| Комплексные | ||
| Аммофос |  | |
| Диаммонийфосфат | N(18%)+P2O5(46%)+H2O(1,8%) | |
| Сульфоаммофос | N(14%)+P2O5(34%)+S(8%)+H2O(1,0%) | |
| АФУ | N(16%)+P2O5(20%)+H2O(1,5%) | |
| Нитроаммофосфат | N(21%)+P2O5(23%+14%)+H2O(1,0%) | |
| Азопреципитат | N(26%)+P2O5(13%+6%)+H2O(1,0%) | |
| САФУ | N(31%)+P2O5(5%)+H2O(0,5%) | |
| Азотофосфат | N(33%)+P2O5(5%)+H2O(1,0%) | |
| Аммофоска |  | |
| Азофоска | N(16%)+P2O5(16%)+K2O(16%)+H2O(1,0%) | |
| Азофоска с серой | N(27%)+P2O5(6%)+K2O(6%)+S(2%)+H2O(1,0%) | |
| NPK | N(13%)+P2O5(19%)+K2O(19%)+H2O(1,5%) | |
| Диаммофоска ( ДАФК ) | N(10%)+P2O5(26%)+K2O(26%)+H2O(1,5%) | |
| Нитроаммофос |  | |
| Удобрение жидкое комплексное (ЖКУ ) | N(11%)+P2O5(37%)+H2O(51,6%) | |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля усвояемых фосфатов Р2О5, % | 43 |
| Массовая доля свободной кислоты Н3РО4, % | 6,5 |
| Массовая доля воды, % | 3 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 4 мм, % - менее 6 мм, % | 3 90 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3,0 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля азота N, % | 6 |
| Массовая доля усвояемых фосфатов Р2О5, % | 26 |
| Массовая доля свободной кислоты Н3РО4, % | 1, 5 |
| Массовая доля сульфатов в пересчете на серу, % | 8 |
| Массовая доля кальция СаО, % | 12-17 |
| Массовая доля магния, % | 0,5 |
| Массовая доля воды, % | 2 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 4 мм, % - менее 6 мм, % | 4 85 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Минеральный состав, % | Химический состав, % | ||
| Фосфат | 64 | Р2О5 | 20 ±1 |
| СаО | 32,8 | ||
| MgO | 1,4 | ||
| Глауконит и гидрослюды | 22 | Fe2O3 | до 8 |
| Кварц | 7 | Al2O3 | 2,4 |
| Кальцит | 0,7 | F | 2,3 |
| Сидерит | 2 | CO2 | 4 |
| Пирит и гидроокислы Fe | 3,5 | K2O + Na2O | 2 |
| Гипс и другие сульфаты | 0,7 | SiO2 | 18 |
| Прочие | 0,1 | SO2 | 3,8 |
| Физические свойства | |||
| Крупность (остаток на сетке 0,18 мм), % | 10 | ||
| Влажность, % | 1,5 | ||
| Насыпной вес, т/м³ | 1,5-1,8 | ||
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля азота N, % | 12 ±1 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 52 ±1 |
| Массовая доля воды, % | 1,5 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 4 мм, % - менее 6 мм, % | 3 90 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля аммонийного азота N, % | 10 ±1 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 39 ±1 |
| Массовая доля воды, % | 1,5 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 4 мм, % - менее 6 мм, % | 3 90 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля азота N, % | 18 ±1 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 46 ±1 |
| Массовая доля воды, % | 1,8 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 4 мм, % - менее 6 мм, % | 3 90 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля общего азота N, % | 14 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 34 |
| Массовая доля сульфатов в пересчете на серу S, % | 8 |
| Массовая доля воды, % | 1 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 5 мм, % - менее 6 мм, % | 4 90 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Рассыпчатость, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля общего азота N, % | 16 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 20 |
| Массовая доля воды, % | 1,5 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 6 мм, % - менее 6 мм, % | 3 97 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля общего азота N, % | 23 |
| Массовая доля усвояемых фосфатов Р2О5, % | 21 |
| Массовая доля водорастворимых фосфатов Р2О5, % | 14 |
| Массовая доля воды, % | 1 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 6 мм, % - менее 6 мм, % | 3 90 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля общего азота N, % | 26 |
| Массовая доля усвояемых фосфатов Р2О5, % | 13 |
| Массовая доля водорастворимых фосфатов Р2О5, % | 6 |
| Массовая доля воды, % | 1 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 6 мм, % - менее 6 мм, % | 3 90 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля нитратного и аммонийного азота N, % | 31 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 5 |
| Массовая доля воды, % | 0,5 |
| Гранулометрический состав: - от 1 до 4 мм, % - менее 1 мм, % - более 6 мм, % | 90 3 0 |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля нитратного и аммонийного азота N, % | 33 |
| Массовая доля усвояемых фосфатов Р2О5, % | 5 |
| Массовая доля воды, % | 1 |
| Гранулометрический состав: - от 1 до 4 мм, % - от 2 до 4 мм, % - менее 1 мм, % - более 6 мм | 95 80 3 0 |
| Статическая прочность гранул, Н/гранулу (кг/гранулу) | 8 (0,8) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля общего азота N, % | 15 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 15 |
| Массовая доля калия К2О, % | 15 |
| Массовая доля воды, % | 1,2 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 6 мм, % - менее 6 мм, % | 3 97 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля общего азота N, % | 16 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 16 |
| Массовая доля калия К2О, % | 16 |
| Массовая доля воды, % | 1 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 6 мм, % - менее 6 мм, % | 3 95 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля аммонийного азота N, % | 13 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 19 |
| Массовая доля калия К2О, % | 19 |
| Массовая доля воды, % | 1,5 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 4 мм, % - менее 6 мм, % | 3 90 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля аммонийного азота N, % | 10 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 26 |
| Массовая доля калия К2О, % | 26 |
| Массовая доля воды, % | 1,5 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 1 до 4 мм, % - менее 6 мм, % | 3 90 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
Физико-химический состав
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля общего азота N, % | 20 |
| Массовая доля общих фосфатов Р2О5, % | 20 |
| Массовая доля сульфатной серы S, % | 14 |
| Массовая доля воды, % | 1 |
| Гранулометрический состав: - менее 1 мм, % - от 2 до 5 мм, % - менее 6 мм, % | 3 90 100 |
| Статическая прочность гранул, Мпа (кгс/см2) | 3 (30) |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля общего азота N, % | 21 |
| Массовая доля усвояемых фосфатов Р2О5, % | 10 |
| Массовая доля водорастворимых фосфатов Р2О5, % | 6 |
| Массовая доля калия К2О, % | 10 |
| Массовая доля сульфатов S, % | 2 |
| Массовая доля воды, % | 1 |
| Гранулометрический состав: - от 1 до 4 мм, % - до 1 мм, % - более 6 мм, % | 90 3 0 |
| Статическая прочность гранул, (кг/гранулу) | 3 |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля общего азота N, % | 27 |
| Массовая доля усвояемых фосфатов Р2О5, % | 6 |
| Массовая доля калия К2О, % | 6 |
| Массовая доля сульфатов S, % | 2 |
| Массовая доля микроэлементов, мг/кг- Zn- Cu | 55 33 |
| Массовая доля воды, % | 1 |
| Гранулометрический состав: - от 1 до 4 мм, % - до 1 мм, % - более 6 мм, % | 90 3 0 |
| Статическая прочность гранул, (кг/гранулу) | 3 |
| Сыпучесть, % | 100 |
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
| Наименование показателей | Норма |
| Массовая доля азота N, % | 11 |
| Массовая доля общего фосфора Р2О5, % | 37 |
| Сумма питательных веществ, % | 48 |
| Степень конверсии*, % | 57 |
| Массовая доля нерастворимого в воде остатка, % | 0,4 |
| Показатель активности водородных ионов, pH | 6-7 |
| Плотность при 20°C, г/см³ | 1,44 ±0,03 |
| Вязкость при 20°C, сПз | 80 |
| Температура кристаллизации, °C | минус 20 |
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
