Производство минеральных удобрений
Для увеличения плодородия почвы ее необходимо удобрять. Для этого наряду с органическими в почву вносят минеральные удобрения, содержащие азот, фосфор, калий и другие элементы, которые необходимы для нормального развития растений.
Азотные удобрения.Растения усваивают только связанный азот, т. е. азот, находящийся в соединении с другими-элементами (в отличие от свободного азота атмосферы). Крупнейшие промышленные запасы связанного азота находятся в ископаемых углях (до 2,5% их веса) и в чилийской селитре(азотнокислый натрий).
В течение XIX и в начале XX вв. чилийскаяселитра служила почти единственным азотным удобрением и исходным материалом для получения окислов азота. Но с тех пор, как был изобретен способ производства синтетического аммиака, потребление чилийской селитры резко сократилось. Когда уголь сгорает, азот освобождается от соединений и выделяется в атмосферу. При коксовании же угля выделяющийся из него азот соединяется с водородом и образует аммиак NН3. Однако большую часть угля используют в качестве топлива с выделением азота и атмосферу, а не для получения удобрений. Наибольшее промышленное значение имеет использование неисчерпаемых запасов азота, содержащегося и атмосфере. Получение аммиака в промышленных условиях в настоящее время основано главным образом на синтезе его в мощных установках (колоннах синтеза) при давлении 30 МН/м2 и более и температуре 450-525° С с применением катализаторов. Исходными материалами для синтеза аммиака являются азот и водород. Удельный расход их очень велик так для получения 1 л жидкого аммиака расходуется 500 м3 азота и 1500 м3 водорода (при температуре 0° С и нормальном атмосферном давлении). Неисчерпаемым источником для получения азота служит окружающая атмосфера. Поэтому получение азота легко осуществимо в любом месте. Для выделения азота из воздуха пользуются главным образам методом разгонки жидкого воздуха, основанным на том, что азот, как и другие атмосферные газы, сильным охлаждением и большим сжатием можно, перевести в жидкое состояние. Более сложной проблемой является получение водорода. Получение водорода связано с разложением воды, ископаемого угля природного горючего газа. Технологически просто получение водорода электролизом воды, но вследствие большой эргоемкости, такой способ получения водорода экономически мало выгоден. Разложение воды возможно; и путем взаимодействия ее с раскалённым; твердым .топливом (лучше всего- коксом) в генераторных печах. Этот способ получения водорода, называемый конверсионным, до недавнего времени был наиболее распространен. Более экономично получение водорода из коксового газа, наполовину состоящего из водорода. Основную часть производимого аммиака используют для выработки азотных удобрений. Различают три вида азотных удобрений: аммиачные, нитратные и амидные.
Аммиачными называют удобрения, в которых азот содержится в форме аммиака ,например, сернокислый аммоний, или сульфат аммония (NН4)2SО4
В нитратных удобрениях азот содержится в окисленной форме (например, калиевая селитра КNО3, чилийская селитра, или азотнокислый натрий, NaN03).
К амидным удобрениям относят такие соединения, в которых азот находится в амидной форме NH2, например, карбамид, или мочевина, СО (NН2)2.
Фосфорные удобрения. Сырьем для производства фосфорных удобрений служат главным образом фосфориды и апатиты. Дополнительным резервом для получения фосфорных соединений являются томасшлаки.
Качество фосфорных удобрений зависит от содержания в них фосфора (выраженного в процентах содержания фосфорного фторида Р2О5 и, кроме того, от степени усвояемости этого фосфора растениями. Лучше всего усваивается фосфор, находящийся в легко растворимых водой соединениях, например, в суперфосфате. Трудно растворимым а, следовательно, слабо усвояемым, удобрением является фосфоритная мука. Фосфориты в природе распространены довольно широко, однако вследствие того, что содержание фосфорного ангидрида в них невысоко переработка их требует большого расхода кислоты, использование их в качестве сырья для производства суперфосфата недостаточно экономически эффективно. Нерастворимость или слабая растворимость фосфорита связана с тем, что фосфор содержится в нем в составе нерастворимого фосфорнокислого кальция Са3(РО4)2. Следовательно, чтобы сделать фосфор, содержащийся в фоофорите или апатите, доступным для растений, нужно изменить характер фосфорных соединений, перевести их в усвояемую форму. В процессе химической обработки фосфоритной муки 62-70%-ной серной кислотой из трехзамещенной соли Са3 (РО4)2 получается хорошо растворимая в воде однозамещенная соль Са (Н2РО4)2 - монокальцийфосфат, называемый суперфосфатом. В последние годы началось ускоренно развивается производство более концентрированных фосфорных удобрений — двойного суперфосфата, содержащего до 50% усвояемого фосфорногоангидрида (почти в три раза больше, чем в простом суперфосфате).
Калийные удобрения. Основным видом сырья для производства калийных удобрений является сильвинит КС1-NaС1 — природная смесь 20-40% хлористого калия и 58- 78% хлористого натрия. Кроме того, применяют минералы карналлит КС1-MgС12-6Н2О, каинит КС1-МgSО4-ЗН2О и сильвин, представляющий собой чистый хлористый калий.
Для получения из сильвинита хлористого калия его необходимо отделить от содержащегося и руде хлористого натрия, который, будучи внесенным в почву, вызывает вредное влияние на растения. Отделение хлористого калия достигается соответствующей переработкой сильвинита.
Разделение входящих в состав сильвинита хлористого калия и хлористого натрия основано на неодинаковой растворимости этих соединений в воде при различных температурах. Растворимость хлористого натрия при возрастании температуры остается почти неизменной, растворимость же хлористого калия резко возрастает. Следовательно, если растворить сильвинит в воде при высокой температуре, а затем раствор охладить, то из него выпадает хлористый калий. В промышленных условиях разделение сильвинита и отделение хлористого калия осуществляют следующим путем. Измельченный сильвинит растворяют в горячем маточном растворе (насыщенный на холоде раствор сильвинита). Так как при повышении температуры растворителя растворимость хлористого калия повышается, в горячий маточный раствор переходит только хлористый калий. Другая же часть сильвинита (хлористый натрий, растворимость которого с повышением температуры мало изменяется) почти вся остается нерастворенной и переходит в осадок. Дополнительно насыщенный хлористым калием раствор направляют в центрифуги, где производится отделение от раствора растворенных кристаллов хлористого натрия. Затем раствор охлаждают, в результате чего из него выпадают кристаллы растворившегося при высокой температуре хлористого калия; отделяют от раствора (пульпы) также при помощи центрефуги. Полученный таким образом хлористый калий имеет высокую влажность (6—8%). После сушки он уже представляет собой готовый продукт — калийное удобрение с содержанием до 98% хлористого калия.
Дата добавления: 2021-09-25; просмотров: 105;