Производство калийных удобрений и их свойства
Калийные удобрения
Калийные удобрения — минеральные удобрения, обеспечивающие потребность сельскохозяйственных культур в калие.
Сырье для производства калийных удобрений
В качестве сырья для производства калийных удобрений используются природные калийные соли, месторождения которых находятся в России, Германии, Франции, США, Канаде, Израиле, Италии, Польше, Англии, Украине, Белоруссии, Казахстане и других странах.
Из 120 калийсодержащих минералов лишь небольшая часть имеет промышленное значение.
Таблица. Минералы, используемые для производства калийных удобрений
| Сильвинит — NNaCl + MKCl | 15-25 |
| Карналлит — KCl⋅MgCl2⋅6H2O | 17 |
| Каинит — KCl⋅MgSO4⋅3H2O | 19 |
| Шенит — K2SO4⋅MgSO4⋅6H2O | 23 |
| Лангбейнит — K2SO4⋅2MgSO4 | 23 |
| Алунит — (K, Na)2SO4⋅Al2(SO4)3⋅4Al(OH)3 | 23 |
| Полигалит — K2SO4⋅MgSO4⋅2CuSO4⋅2H2O | 16 |
| Нефелин — (K, Na)2O⋅Al2O3⋅Al2O3⋅2SiO2 | 6-7 |
К крупнейшим месторождением калийных пород в России является Верхнекамское (более 12 млрд т), расположено вблизи городов Соликамск и Березники на левом берегу Камы на западном склоне Северного Урала. Образовалось в результате высыхания древнего Пермского моря. Разработка месторождения началось в 1925 г., а производство удобрений — в 1929 г. Верхняя часть пласта представлена карналлитом с примесью NaCl, CaSO4⋅2H2O, глины, содержание K2O — до 17% (10-25%). Карналлит имеет пеструю окраску от сочетания желтого, оранжевого, бурого и красного цветов, обусловленных примесью оксида железа Fe2O3 (железного блеска). Ниже карналлита залегает мощный пласт сильвинита, содержащий хлориды калия и натрия в различных соотношениях.
Сульфатные калийные удобрения получают из минералов каинитовых, лангбейнитовых, смешанных лангбейнито-каинитовых пород и алунитов. Залежи полигалита, каинита и глазерита (ЗК2SO4⋅Na2SO4) имеются в Саратовской, Оренбургской областях и Башкирии (Заволжское месторождение).
Крупные месторождения калийных минералов есть на Украине в Ивано-Франковской и Львовской областях. В минералах этих месторождений преобладают лангбейнит (K2SO4⋅2MgSO4), каинит (KCl⋅MgSO4⋅3H2O), полигалит (K2SO4⋅MgSO4⋅2CaSO4⋅2H2O), шенит (K2SO4⋅MgSO4⋅6H2O). Сырье этих месторождений перерабатывается на Стебниковском и Калушском комбинатах. Доля примеси составляет до 30%, преимущественно в виде ила.
Белорусские залежи калийных солей находятся в Полесье (г. Солигорск), которые, вероятно, являются продолжением прикарпатских месторождений. Представлены минералами сильвинитом, карналлитом и галитом.
Жилянское месторождение в Актюбинской области Казахстана представлено преимущественно полигалитом. Присутствуют также карналлит, сильвинит, глазерит. Полигалитовые минералы является сырьем для производства сульфата калия, сернокислых калийно-магниевых и комплексных минеральных удобрений. После размола она может использоваться как сульфатная форма калийно-магниевого удобрения, содержащая 13-15% K2O и 6-7% MgO.
В качестве удобрений могут использоваться другие минералы, содержащие калий. Например, алюмосиликат калия и натрия — нефелин (Na, K)2O⋅Al2O3⋅2SiO2, встречается в месторождениях апатита, например, в Хибинском месторождении. Содержание калия в нем составляет 5-6%. Он плохо растворим в воде, в кислых почвах частично обменно разлагается. В нем также содержится 10-13% Na2O и 8-10% СаО, поэтому на кислых почвах проявляет нейтрализующее действие. Как правило, используют как местное удобрение на кислых и торфяных почвах.
При производстве алюминия из нефелина в виде отхода получают карбонат калия, содержащий 63-67% K2O, который является ценным калийным удобрением.
Классификация калийных удобрений
Калийные удобрения классифицируются на сырые калийные соли и концентрированные калийные удобрения.
Сырые калийные соли — сильвинит и каинит.
Концентрированные калийные удобрения — хлористый калий, калийная соль, сульфат калия, сульфат калия-магния.
Сырые калийные соли
Сырые калийные соли (сильвинит, каинит) получают дробление и размолом природных калийных солей. Как правило, для производства используют концентрированные пласты месторождения, менее концентрированные — на переработку. Первое время в качестве удобрения преимущественно применяли сырые калийные соли, впоследствии стали вытесняться концентрированными по причина того, что содержат много балластных веществ, который увеличивают расходы на транспортировку и внесение.
По причине дорогой транспортировки сырые калийные соли используются в районах их добычи в ограниченных масштабах. Основная часть используется для получения концентрированных калийных удобрений.
Сильвинит
Сильвинит — минерал, представляющий смесь хлоридов калия и натрия, содержит 12-18% K2O и 35-40% Na2O. Согласно техническим условиям сильвинит Соликамского месторождения должен содержать 15% K2O. Гигроскопичен, при хранении слеживается.
Выпускается в грубом помоле с размером кристаллов 1-5 мм. Розовато-бурого цвета с включением синих кристаллов. Транспортируют бестарным способом. Вносят под натриелюбивые культуры.
Каинит
Каинит — KCl⋅MgSO4⋅3H2O) — минерал каинито-лангбейнитовой породы, представляющий крупные розовато-бурые кристаллы, с механическими примесями каменной соли (NaCl), CaSO4, MgSO4 и др. Содержит примерно 10-12% K2O, 6-7% МgO, 32-35% Сl — , 22-25% Na2O, 15-17% SO4 2- . При смешивании каинита и хлористого калия, получают калийную соль, содержащую 30-40% K2O. Влажность не более 5%. Не слеживается, транспортируют навалом (насыпью).
Является хорошим удобрением для сахарной свеклы на чернозёмах. Добывается в Стебнике (Западная Украина), по составу каинит этих месторождений близок к Соликамскому сильвиниту.
Концентрированные калийные удобрения
По содержанию калия самое концентрированное удобрение — хлористый калий — наиболее применяемое калийное удобрение в России.
Хлористый калий
Хлористый калий, или хлорид калия, (KCl) — основное калийное удобрение. Производство составляет 80-90% от общего производства калийных удобрений. Получают из сильвинита. Химически чистый хлорид калия содержит 63% К2O. В зависимости от способа производства хлорид калия, используемый для удобрения, содержит 50-60% К2O. Представляет собой мелкокристаллический порошок розового или белого цвета с сероватым оттенком. Имеет небольшую гигроскопичность, часто слеживается.
В промышленности применяют разные способы производства, например, галургический, флотационный, гравитационный.
Галургический способ — разделение хлоридов калия и натрия на основе их разной растворимости. Растворимость КСl при повышении температуры с 0 °С до 100 °С увеличивается вдвое, тогда как растворимость NaCl почти не меняется. Размолотый сильвинит растворяют при температуре 110°C в растворительном щёлоке — насыщенном растворе NaCl, при этом растворяется только KCl сильвинита, a NaCl остается нерастворимым в виде осадка.
При охлаждении полученного раствора выпадает кристаллический осадок KCl, маточный насыщенный раствор NaCl используется для обработки новых партий сильвинита. Отходом производства является до 95% NaCl, которую используют для получения соды, технической и поваренной соли.
Флотационный способ разделение минералов сильвина (КСl) и галита (NaСl) на основе различной способности поверхности частиц этих минералов к смачиванию водой. Предварительно измельченную руду взмучивают в водном растворе с добавлением алкилсульфатов в качестве реагента-собирателя в расчете на 1 т руды 100-200 г реагента. Реагент адсорбируется на поверхности частиц хлористого калия. Затем через пульпу продувают воздух в виде мелких пузырьков. Частицы гидрофобизированного сильвина выносятся с пузырьками воздуха на поверхность в виде пены. Пенный концентрат КСl обезвоживается центрифугированием и сушится. Частицы галита собираются на дне флотационной машины.
Флотационный хлорид калия имеет более крупные кристаллы розового цвета. Гидрофобные добавки уменьшают гигроскопичность и слеживаемость. Преимуществом метода является отсутствие необходимости в высоких температурах, продукт получается с лучшими физическими свойствами. Флотационный способ применяют на Березниковском калийном комбинате, выпускаемый хлористый калий содержит 60% K2O.
Флотационный способ получил в наибольшее распространение в России.
Гравитационный метод, относительно новый, применяется во Франции и других странах, основан на разной плотности KCl (1,987 г/см 3 ) и NaCl (2,17 г/см 3 ). В России метод был усовершенствован. Для разделения мелких частиц KCl и NaCl применяют гидроциклоны. Метод используется на Соликамском комбинате.
Применяют также методы подземного выщелачивания руды (сальвинита) с последующей переработкой раствора выпариванием и кристаллизацией.
Применение крупнокристаллического и гранулированного калия более предпочтительно, так как мелкокристаллический имеет плохие физические свойства, не удобен для приготовления тукосмесей с гранулированным суперфосфатом и гранулированной аммиачной селитрой. Внесение таких тукосмесей центробежными разбрасывателями приводит к расслоению (сегрегации) удобрений и неравномерному внесению. Крупнокристаллический калий на 30% меньше поглощается почвой, более длительное время сохраняется в доступном для растений форме, что увеличивает эффективность крупнокристаллического калия.
Калийная соль
Калийная соль содержит 40-44% K2O, 20% Na2O и 50% Сl. Получают смешиванием хлористого калия с сырыми калийными солями, чаще размолотым сильвинитом, реже каинитом. По внешнему виду — мелкие пестро окрашенные кристаллы. Согласно техническим условиям должна содержать не менее 40% K2O.
Выпускается 30%-я калийная соль — смесь сильвинита и каинита, подходит для культур, потребляющих много магния, на песчаных и супесчаных почвах бедных магнием.
Смешанные калийные соли являются наиболее подходящими удобрениями для свеклы, овощных культур семейства крестоцветных, моркови и других, положительно отзывающихся на натрий и магний на легких почвах.
Все материалы на данном сайте взяты из открытых источников — имеют обратную ссылку на материал в интернете или присланы посетителями сайта и предоставляются исключительно в ознакомительных целях. Права на материалы принадлежат их владельцам. Администрация сайта ответственности за содержание материала не несет. Если Вы обнаружили на нашем сайте материалы, которые нарушают авторские права, принадлежащие Вам, Вашей компании или организации, пожалуйста, сообщите нам.
Источник — https://www. kp. ru/family/sad-i-ogorod/kalijnye-udobreniya/
