Міністерство освіти Республіки Білорусь
Білоруський Державний Університет
Географічний факультет
Контрольна робота з курсу
Техніко-економічні основи виробництва
Студента 2-ого курсу
Заочного відділення
Географічного факультету
Спеціальність геоекологія
Машук Гліба Геннадійовича
Науковий керівник:
Казакова Тетяна Леонідівна
Мінськ 2009
Зміст
Введення
Глава 1 Видобуток, збагачення, отримання фосфорних добрив
1.1 Виробництво фосфорної кислоти
1.2 Виробництво фосфорних добрив
Глава 2 Застосування фосфорних добрив
Введення
Різні удобрювальні засоби типу золи, мергелю, органічних залишків у практиці обробітку культурних рослин використовувалися протягом тисячоліть. Однак лише в кінці XVIII-середині XIX ст. у зв'язку з успіхами в розвитку природничих наук стало можливим пізнання сутності кореневого і повітряного живлення рослин, а отже, науково обгрунтоване застосування добрив. Добрива (туки), призначені для поліпшення живлення рослин та властивостей грунтів. Добрива поділяють на прямі (містять безпосередньо елементи живлення рослин) та непрямі (покращують властивості грунтів; напр., Гіпс, вапно).
Оптимальний ріст рослин залежить від кліматичних факторів (світловий, тепловий, водний, повітряний режими), забезпеченості поживними елементами, а також від структури та кислотності грунтів, вмісту в них гумусу та інших властивостей. Всі грунти мають значним запасом поживних речовин, але більша частина їх перебуває в малодоступною формі. Тому для оптимізації живлення рослин в грунт вносять добрива.
У складі рослин виявлено понад 70 хім. елементів. Для нормального росту рослин потрібні тільки 15: С, О, H, N, P, К, Ca, Mg, S, В, Fe, Mn, Cu, Mo, Zn. Кожен з цих елементів виконує в рослинах свою специфічну роль і не може бути замінений. Ряд дослідників вважає Si необхідним елементом (напр., для рису). Для окремих культур встановлена корисність Na, З і Cl. Вода - що є джерелом H і О, є зазвичай у достатніх кількостях. Вуглець і кисень поглинаються рослинами з атмосфери у вигляді CO2; додаткове забезпечення ним потрібне лише в теплицях.
Засновник першої дослідної станції Дж. Лооз (Англія) в 1843 р. вперше виготовив промислове мінеральне добриво суперфосфат, успішне застосування якого разом із селітрою з Чилі, а потім і калійними солями з Німеччини поклало початок розвитку тукової промисловості.
Область застосування сполук фосфору величезна і не представляється можливим дати всеосяжний її огляд. Визначення А. Є. Ферсмана: «Фосфор - елемент життя ...» знаходить повсюдне підтвердження. Фосфор - елемент не тільки біологічного життя, але і повсякденної, дійсно, фосфоровмісні сполуки використовуються в сільському господарстві, медицині, фармакології, наукових дослідженнях, харчової та хімічної промисловості, будівництві, металургії, техніці і, нарешті, в повсякденному побуті. Така ситуація була не завжди, і протягом довгого часу після відкриття Бранда фосфор опинявся замішаним у багатьох поганих історіях, все почалося зі спекуляцій самого Бранда і його послідовників. Далі «таємничі» спалахують написи на стінах у храмах і «чудо самозаймання свічок». Довгий час існували забобони і забобони, пов'язані з «блукаючими» вогнями, що виникають іноді над болотами і які є наслідком самозаймання фосфіну.
Фосфор - один з найважливіших елементів живлення рослин, тому що входить до складу білків. Якщо азот у грунті може поповнюватися шляхом фіксації його з повітря, то фосфати - тільки внесенням у грунт у вигляді добрив. Головні джерела фосфору - фосфорити, апатити, вівіаніт і відходи металургійної промисловості - томасшлак, фосфатшлак. Усі фосфорні добрива - аморфні речовини, білувато-сірого або жовтуватого кольору. Основні з них - суперфосфат і фосфоритне борошно.
Глава 1 Видобуток, збагачення, отримання фосфорних добрив
1.1 Виробництво фосфорної кислоти
Фосфорні кислоти - кисневі кислоти фосфору, що представляють собою продукти гідратації фосфорного ангідриду. Розрізняють ортофосфорну кислоту (зазвичай звану фосфорною кислотою) і конденсовані Ф. к. Найбільш вивчена і важлива ортофосфорна кислота H 3 PO 4, що утворюється при розчиненні P 4 O 10 (або P 2 O 5) у воді.
Ортофосфорна кислота - безбарвні гідроскопіческіе кристали, щільність 1,87 г / см 3, t пл 42,35 ° С, відомий кристалогідрат H 3 PO 4 × 1 / 2 H 2 O з t пл 29,32 ° С. Щільність зазвичай широко застосовується 85%-ної H 3 PO 4 при 25 ° С 1,685 г / см 3 в'язкість при 20 ° С 47 × 10 -3 мн × сек / м 2, питома теплоємність в інтервалі температур 20-120 ° С 2064, 1 дж / кг × К (0,493 кал / г? С). З водою H 3 PO 4 змішується в будь-яких відносинах Константи дисоціації при 25 ° С K 1 = 7 × 10 -3, K 2 = 8 × 10 -8, K 3 = 4 × 10 -13. Ортофосфорна кислота трьохосновні, середньої сили. Утворює три ряди солей - фосфатів. При нагріванні розчинів кислоти відбувається її дегідратація з утворенням конденсованих фосфорних кислот.
У промисловості ортофосфорну кислоту отримують екстракційним (сірчанокислотному) або термічним способами. Екстракційний спосіб полягає в розкладанні фосфатів природних сірчаної та фосфорної кислоти:
Ca 5 F (PO 4) 3 + 5H 2 SO 4 + nH 3 PO 4 = (n +3) H 3 PO 4 + 5CaSO 4 + HFі подальшим поділом на фільтрах утворилася кислоти і нерозчинного CaSO 4. Термічний спосіб грунтується на спалюванні фосфору до фосфорного ангідриду P 4 + 5O 2?? P 4 O 10 і гідратації останнього P 4 O 10 + 6H 2 O = 4H 3 PO 4. Промислова ортофосфорна кислота - найважливіший напівпродукт для виробництва фосфорних і комплексних добрив і технічних фосфатів, широко використовується також для фосфатування металів, як каталізатор в органічному синтезі. Харчова фосфорна кислота застосовується для приготування безалкогольних напоїв, ліків, зубних цементів і т.д.
Конденсовані (полімерні) фосфорні кислоти поділяються на поліфосфорні з лінійним будовою фосфатаніона загальної формули H n +2 P n O 3n +1, метафосфорние з циклічним будовою фосфатаніона загальної формули (HPO 3) n і ультрафосфорние кислоти, що мають розгалужену, сітчасту структуру. Найбільше практичне значення мають поліфосфорні кислоти. З поліфосфорні кислот найбільш повно вивчена діфосфорная (пірофосфорної) кислота H 4 P 2 O 7, виділена в кристалічному вигляді у двох формах з температурами плавлення 54,3 ° С і 71,5 ° С. Пірофосфорної кислота чотирьохосновним, константи дисоціації при 18 ° С K 1 = 1,4 × 10 -1, K 2 = 1,1 × 10 -2, K 3 = 2,1 × 10 -7, K 4 = 4,1 × 10 -10. Три-і тетраполіфосфорние кислоти виділені у вигляді розбавлених розчинів. Існування більш конденсованих Ф. к., що містять до 12 атомів у ланцюгу, доведено методом паперової хроматографії. Поліфосфорні кислоти - поліелектроліти. Циклічні метафосфорние кислоти (наприклад, H 3 P 3 O 9, H 4 P 4 O 12) представляють собою сильні кислоти. Ультрафосфорние кислоти мало вивчені.
Конденсовані Фосфорні кислоти отримують дегідратацією ортофосфорної кислот, гідратацією фосфорного ангідриду відповідною кількістю води, а також шляхом іонного обміну з відповідних конденсованих фосфатів. Застосовують в основному для виробництва висококонцентрованих фосфорних добрив, в якості каталізаторів при отриманні нафтопродуктів і в органічному синтезі, для виробництва різних поліфосфатів.
1.2 Виробництво фосфорних добрив
Для виробництва фосфорних добрив використовують природні поклади фосфоровмісних руд - фосфоритів і апатитів. Більша частина світових запасів фосфору припадає на морські (осадові) фосфорити і продукти їх вивітрювання. Передбачається, що вони океанічного походження. У прибережних регіонах пояса пасатів протягом довгого періоду відбувалося відкладення фосфатів внаслідок різних органічних і неорганічних процесів. Концентрація фосфоритів в родовищі збільшувалася в результаті повільної акумуляції фосфатів з навколишнього середовища. Найбільшими родовищами осадових фосфоритів володіють Марокко (70% від світових запасів фосфатів) і Західна Сахара, США, Китай, Туніс, Казахстан. Фосфорити - осадові гірські породи, складені мінералами з групи апатиту. Найбільш поширений фосфатний мінерал - фторкарбонатапатіт (франколіт), що відрізняється від апатиту наявністю в структурі аніонів CO 2 - 2, ізоморфно заміщуючих
з утворенням безперервного ряду від фторапатитом до карбонатапатіта (курскіта); інші ізоморфні заміщення: атомів Ca на Sr, Na і ін; атомів F на ОН -, Сl -, 
і т.д.; 
на 
. Ф. містять також нефосфатние мінерали: основні - глауконіт, доломіт, кальцит, кварц, халцедон; другорядні - глинисті, алюмосилікатні, пірит, гідроксиди Fe. У Ф. присутні також орг. в-во (фосфатізірованние уламки іхтіофауни, рептилій, молюсків і т. п.), часто U, РЗЕ (лантаноїди церієвої групи), Sr, рідше домішки Pb, V, Sc, Zr, Se і ін Ф. мають зазвичай темний ( до чорного), сірий, буро-сірий, рідко білий, іноді зелений, червоний і жовтий колір; щільність 2,8-3,0 г / см 3; твердість за мінералогічною шкалою 2-4; зміст P 2 O 5 від 5 до 38-40% за масою (Фосфор - один з головних промислових джерел P і сировини для виробництва фосфорних добрив).
Фосфорити підрозділяють на морські і континентальні. Серед морських фосфоритів виділяють пластові, або мікрозерниста (різновид - оолітовою-мікрозерниста), зернисті, желваковие, черепашкові; серед континентальних - породи кори вивітрювання (карстові, вторинні, або залишкові) і органогенні (гуано). У СНД промислове значення мають в основному оолітовою-мікрозерниста, желваковие і черепашкові фосфорити, що залягають переважно в Росії і Казахстані.
Оолітовою-мікрозерниста Ф. (Каратауського басейн, Казахстан) складені округлими фосфатними зернами і ооліти-ми (агрегати кульової і еліпсоїдної форми) розмірами 0,07-0,30 мм, містять 20-35% P 2 O 5. Фосфорити Каратау важкозбагачуваних, тому кислотної переробки на розчинні добрива піддають безпосередньо руди, що містять не менш 24,5% P 2 O 5; інший напрямок використання - електротермічне відновлення з отриманням жовтого фосфору.
Желваковие фосфатити - фосфатні конкреції (жовна) розмірами від 0,03-0,05 до 15-30 см і більше (6-12% P 2 O 5). Грохоченням і промиванням з них отримують концентрат (від 16-18 до 22-23% P 2 O 5), флотацією якого зміст P може бути трохи підвищена. Якщо основна домішка в таких концентратах - кварц, їх можна переробляти на розчинні добрива (Чілісайское родовище, Казахстан). З-за високого вмісту Fe 2 O 3 і Al 2 O 3 концентрати з фосфоритів найбільших родовищ цього типу (Вятско-Камський, Егорьевское) непридатні для кислотної переробки.
Черепашкові фосфорити розвинені в Прибалтійському басейні (родовища Кінгісеппське, Маарду тощо) і представлені фосфатними черепашками, зцементований кварцовим піском (потужність пластів від декількох десятків см до 1-2 м). Руди бідні (6-14% P 2 O 5), але добре збагачуються флотацією (28-30% P 2 O 5).
Світові запаси Ф. 42,8 млрд. т (1984). У СРСР запаси Ф. обчислювалися 968,8 млн. т (в перерахунку на P 2 O 5; 1984), що становило 53% від загальних розвіданих запасів фосфатних руд (інше - апатитові руди); у видобутку фосфатів частка фосфоритів значно нижче (близько 27%; 1984). Найбільшими ресурсами фосфоритами своєму розпорядженні США, Марокко та інші країни Пн. Африки і Близького Сходу, а також Перу, у цих країнах запаси фосфатної сировини представлені майже виключно Ф.
Основну частину фосфоритів (до 90%) використовують у промисловості фосфорних добрив і фосфорних солей, невелику - в чорної і кольорової металургії, виробництві кераміки і скла, для попутного вилучення у промисловості масштабі ряду РЗЕ.
Апатит - це фосфорнокислий кальцій, але зовнішній вигляд його такий різноманітний і дивний, що недарма старі мінералоги назвали його апатитом, що означає по-грецьки «ошуканець»: чи то це прозорі кристали, до дрібниць нагадують берил або навіть кварц, то це щільні маси, відрізнити від простого вапняку, то це радіально-променисті кулі, то порода зерниста і блискуча, як грубозернистий мармур.
Апатити - різновид фосфоритів, вони можуть бути як магматичного, так і морського (осадового) походження. Назва це було дано групи мінералів близько двохсот років тому, і в перекладі з грецького означає «оманливий» (apátán), спочатку так називали мінерал, який часто плутали з аквамарином, аметистом або олівіном. Апатитові мінерали представлені фторапатитом Ca 5 (PO 4) 3 F (промислово найбільш значимий), гидроксиапатитом Ca 5 (PO 4) 3 (OH) і хлорапатітом Ca 5 (PO 4) 3 Cl, франколітом (різновид карбонатапатіта) (Ca, H 2 O) 10 (F, OH) 2 (PO 4, CO 3) 6, вількеітом Ca 10 (OH) 2 (PO 4, SiO 4, SO 4) 6, піроморфітом Pb 10 Cl 2 (PO 4, AsO 4) 6 і багатьма іншими. Найбільш великі родовища магматичного апатиту знаходяться в Росії, країнах Південної Африки (лужний комплекс Палабора), Уганді та Бразилії. Найбільше у світі магматичне родовище апатиту - Хибинский масив нефелінових сієнітів - залягає на Кольському півострові, біля Кіровська. Він був відкритий в 1926 групою вчених під керівництвом академіка А. Є. Ферсмана.
У дореволюційній Росії були відомі і розроблялися лише малопотужні родовища фосфоритів низької якості. Тому подією величезного народногосподарського значення було відкриття в 20-х роках родовища апатиту на Кольському півострові в Хібінах. Тут побудована велика збагачувальна фабрика, яка розділяє видобуту гірську породу на концентрат з високим вмістом фосфору і домішки - «нефелінові хвости», використовувані для виробництва алюмінію, соди, поташу і цементу.
Більшість (80-90%) видобувається фосфатної руди йде на отримання добрив. У 1799 було доведено, що фосфор необхідний для нормальної життєдіяльності рослин. Накопичуючись в біомасі, фосфор зникає з грунту. Щорічно світовий урожай забирає із полів кілька мільйонів тонн фосфору, поряд з азотом і калієм, тому необхідно відновлення його ресурсів на родючому шарі. У давні часи люди удобрювали грунт гноєм, кістками і гуано. Перше штучне фосфорне добриво - суперфосфат - було отримано в Англії в 1839 Лауза, а в 1842 там же було організовано його перше промислове виробництво. У Росії перше підприємство з виробництва суперфосфату з'явилося в 1868. Зараз його отримують, обробляючи апатит сірчаною кислотою:
Ca 10 (PO 4) 6 F 2 + 7H 2 SO 4 = 3Ca (H 2 PO 4) 2 + 7CaSO 4 + 2HF.
Побічно получающийся сульфат кальцію не відокремлюють.
Частка виробництва добрив, які містять у своєму складі лише один фосфор, падає, і все більше виробляється комплексних добрив, що містять два або трьох поживних елементів. Велика частина фосфорних добрив, вироблених у Росії, припадає на амофос, діамофос і азофоска. Щорічне світове виробництво фосфорних добрив на початок 21 століття склало 41 млн. тонн, а сумарна кількість всіх добрив - 190 млн. тонн. Основними виробниками фосфорних добрив є Марокко, США і Росія, а основними споживачами - країни Азії, Латинської Америки і Західної Європи.
Найдешевше фосфорне добриво - це тонко подрібнений фосфорит - фосфоритне борошно. Фосфор міститься в ній у вигляді нерозчинного у воді фосфату кальцію Са 3 (РО 4) 2. Тому фосфорити засвоюються не всіма рослинами і не на всіх грунтах. Основну масу видобуваються фосфорних руд переробляють хімічними методами на речовини, доступні всім рослинам на будь-якому грунті. Це водорозчинні фосфати кальцію:
Подвійний суперфосфат (колір і зовнішній вигляд схожий з простим суперфосфатом - сірий дрібнозернистий порошок). Більш цінний продукт - подвійний суперфосфат, тому що в ньому міститься в три рази більше фосфору за масою, його отримують обробкою апатиту фосфорною кислотою:
Ca 10 (PO 4) 6 F 2 + 14H 3 PO 4 +10 H 2 O = 10Ca (H 2 PO 4) 2 · H 2 O +2 HF.
У порівнянні з простим суперфосфатом він не містить СаSО 4 і є значно концентрованим добривом (містить до 50% Р 2 О 5).
Преципітат - містить 35-40% Р 2 О 5.
Виходить при нейтралізації фосфорної кислоти розчином гідроксиду кальцію:
Застосовується на кислих грунтах.
Амофос - складне добриво, що містить азот (до 15% N) і фосфор (до 58% Р 2 О 5) у вигляді NH 4 H 2 PO 4 і (NH 4) 2 HPO 4. Виходить при нейтралізації фосфорної кислоти аміаком.
Раніше протягом більше 100 років як фосфорного добрива широко використовували так званий простий суперфосфат, який утворюється при дії сірчаної кислоти на природний фосфат кальцію:
Білоруський Державний Університет
Географічний факультет
Контрольна робота з курсу
Техніко-економічні основи виробництва
Студента 2-ого курсу
Заочного відділення
Географічного факультету
Спеціальність геоекологія
Машук Гліба Геннадійовича
Науковий керівник:
Казакова Тетяна Леонідівна
Мінськ 2009
Зміст
Введення
Глава 1 Видобуток, збагачення, отримання фосфорних добрив
1.1 Виробництво фосфорної кислоти
1.2 Виробництво фосфорних добрив
Глава 2 Застосування фосфорних добрив
Висновок
Список використаних джерелВведення
Різні удобрювальні засоби типу золи, мергелю, органічних залишків у практиці обробітку культурних рослин використовувалися протягом тисячоліть. Однак лише в кінці XVIII-середині XIX ст. у зв'язку з успіхами в розвитку природничих наук стало можливим пізнання сутності кореневого і повітряного живлення рослин, а отже, науково обгрунтоване застосування добрив. Добрива (туки), призначені для поліпшення живлення рослин та властивостей грунтів. Добрива поділяють на прямі (містять безпосередньо елементи живлення рослин) та непрямі (покращують властивості грунтів; напр., Гіпс, вапно).
Оптимальний ріст рослин залежить від кліматичних факторів (світловий, тепловий, водний, повітряний режими), забезпеченості поживними елементами, а також від структури та кислотності грунтів, вмісту в них гумусу та інших властивостей. Всі грунти мають значним запасом поживних речовин, але більша частина їх перебуває в малодоступною формі. Тому для оптимізації живлення рослин в грунт вносять добрива.
У складі рослин виявлено понад 70 хім. елементів. Для нормального росту рослин потрібні тільки 15: С, О, H, N, P, К, Ca, Mg, S, В, Fe, Mn, Cu, Mo, Zn. Кожен з цих елементів виконує в рослинах свою специфічну роль і не може бути замінений. Ряд дослідників вважає Si необхідним елементом (напр., для рису). Для окремих культур встановлена корисність Na, З і Cl. Вода - що є джерелом H і О, є зазвичай у достатніх кількостях. Вуглець і кисень поглинаються рослинами з атмосфери у вигляді CO2; додаткове забезпечення ним потрібне лише в теплицях.
Засновник першої дослідної станції Дж. Лооз (Англія) в 1843 р. вперше виготовив промислове мінеральне добриво суперфосфат, успішне застосування якого разом із селітрою з Чилі, а потім і калійними солями з Німеччини поклало початок розвитку тукової промисловості.
Область застосування сполук фосфору величезна і не представляється можливим дати всеосяжний її огляд. Визначення А. Є. Ферсмана: «Фосфор - елемент життя ...» знаходить повсюдне підтвердження. Фосфор - елемент не тільки біологічного життя, але і повсякденної, дійсно, фосфоровмісні сполуки використовуються в сільському господарстві, медицині, фармакології, наукових дослідженнях, харчової та хімічної промисловості, будівництві, металургії, техніці і, нарешті, в повсякденному побуті. Така ситуація була не завжди, і протягом довгого часу після відкриття Бранда фосфор опинявся замішаним у багатьох поганих історіях, все почалося зі спекуляцій самого Бранда і його послідовників. Далі «таємничі» спалахують написи на стінах у храмах і «чудо самозаймання свічок». Довгий час існували забобони і забобони, пов'язані з «блукаючими» вогнями, що виникають іноді над болотами і які є наслідком самозаймання фосфіну.
Фосфор - один з найважливіших елементів живлення рослин, тому що входить до складу білків. Якщо азот у грунті може поповнюватися шляхом фіксації його з повітря, то фосфати - тільки внесенням у грунт у вигляді добрив. Головні джерела фосфору - фосфорити, апатити, вівіаніт і відходи металургійної промисловості - томасшлак, фосфатшлак. Усі фосфорні добрива - аморфні речовини, білувато-сірого або жовтуватого кольору. Основні з них - суперфосфат і фосфоритне борошно.
Глава 1 Видобуток, збагачення, отримання фосфорних добрив
1.1 Виробництво фосфорної кислоти
Фосфорні кислоти - кисневі кислоти фосфору, що представляють собою продукти гідратації фосфорного ангідриду. Розрізняють ортофосфорну кислоту (зазвичай звану фосфорною кислотою) і конденсовані Ф. к. Найбільш вивчена і важлива ортофосфорна кислота H 3 PO 4, що утворюється при розчиненні P 4 O 10 (або P 2 O 5) у воді.
Ортофосфорна кислота - безбарвні гідроскопіческіе кристали, щільність 1,87 г / см 3, t пл 42,35 ° С, відомий кристалогідрат H 3 PO 4 × 1 / 2 H 2 O з t пл 29,32 ° С. Щільність зазвичай широко застосовується 85%-ної H 3 PO 4 при 25 ° С 1,685 г / см 3 в'язкість при 20 ° С 47 × 10 -3 мн × сек / м 2, питома теплоємність в інтервалі температур 20-120 ° С 2064, 1 дж / кг × К (0,493 кал / г? С). З водою H 3 PO 4 змішується в будь-яких відносинах Константи дисоціації при 25 ° С K 1 = 7 × 10 -3, K 2 = 8 × 10 -8, K 3 = 4 × 10 -13. Ортофосфорна кислота трьохосновні, середньої сили. Утворює три ряди солей - фосфатів. При нагріванні розчинів кислоти відбувається її дегідратація з утворенням конденсованих фосфорних кислот.
У промисловості ортофосфорну кислоту отримують екстракційним (сірчанокислотному) або термічним способами. Екстракційний спосіб полягає в розкладанні фосфатів природних сірчаної та фосфорної кислоти:
Ca 5 F (PO 4) 3 + 5H 2 SO 4 + nH 3 PO 4 = (n +3) H 3 PO 4 + 5CaSO 4 + HFі подальшим поділом на фільтрах утворилася кислоти і нерозчинного CaSO 4. Термічний спосіб грунтується на спалюванні фосфору до фосфорного ангідриду P 4 + 5O 2?? P 4 O 10 і гідратації останнього P 4 O 10 + 6H 2 O = 4H 3 PO 4. Промислова ортофосфорна кислота - найважливіший напівпродукт для виробництва фосфорних і комплексних добрив і технічних фосфатів, широко використовується також для фосфатування металів, як каталізатор в органічному синтезі. Харчова фосфорна кислота застосовується для приготування безалкогольних напоїв, ліків, зубних цементів і т.д.
Конденсовані (полімерні) фосфорні кислоти поділяються на поліфосфорні з лінійним будовою фосфатаніона загальної формули H n +2 P n O 3n +1, метафосфорние з циклічним будовою фосфатаніона загальної формули (HPO 3) n і ультрафосфорние кислоти, що мають розгалужену, сітчасту структуру. Найбільше практичне значення мають поліфосфорні кислоти. З поліфосфорні кислот найбільш повно вивчена діфосфорная (пірофосфорної) кислота H 4 P 2 O 7, виділена в кристалічному вигляді у двох формах з температурами плавлення 54,3 ° С і 71,5 ° С. Пірофосфорної кислота чотирьохосновним, константи дисоціації при 18 ° С K 1 = 1,4 × 10 -1, K 2 = 1,1 × 10 -2, K 3 = 2,1 × 10 -7, K 4 = 4,1 × 10 -10. Три-і тетраполіфосфорние кислоти виділені у вигляді розбавлених розчинів. Існування більш конденсованих Ф. к., що містять до 12 атомів у ланцюгу, доведено методом паперової хроматографії. Поліфосфорні кислоти - поліелектроліти. Циклічні метафосфорние кислоти (наприклад, H 3 P 3 O 9, H 4 P 4 O 12) представляють собою сильні кислоти. Ультрафосфорние кислоти мало вивчені.
Конденсовані Фосфорні кислоти отримують дегідратацією ортофосфорної кислот, гідратацією фосфорного ангідриду відповідною кількістю води, а також шляхом іонного обміну з відповідних конденсованих фосфатів. Застосовують в основному для виробництва висококонцентрованих фосфорних добрив, в якості каталізаторів при отриманні нафтопродуктів і в органічному синтезі, для виробництва різних поліфосфатів.
1.2 Виробництво фосфорних добрив
Для виробництва фосфорних добрив використовують природні поклади фосфоровмісних руд - фосфоритів і апатитів. Більша частина світових запасів фосфору припадає на морські (осадові) фосфорити і продукти їх вивітрювання. Передбачається, що вони океанічного походження. У прибережних регіонах пояса пасатів протягом довгого періоду відбувалося відкладення фосфатів внаслідок різних органічних і неорганічних процесів. Концентрація фосфоритів в родовищі збільшувалася в результаті повільної акумуляції фосфатів з навколишнього середовища. Найбільшими родовищами осадових фосфоритів володіють Марокко (70% від світових запасів фосфатів) і Західна Сахара, США, Китай, Туніс, Казахстан. Фосфорити - осадові гірські породи, складені мінералами з групи апатиту. Найбільш поширений фосфатний мінерал - фторкарбонатапатіт (франколіт), що відрізняється від апатиту наявністю в структурі аніонів CO 2 - 2, ізоморфно заміщуючих
Фосфорити підрозділяють на морські і континентальні. Серед морських фосфоритів виділяють пластові, або мікрозерниста (різновид - оолітовою-мікрозерниста), зернисті, желваковие, черепашкові; серед континентальних - породи кори вивітрювання (карстові, вторинні, або залишкові) і органогенні (гуано). У СНД промислове значення мають в основному оолітовою-мікрозерниста, желваковие і черепашкові фосфорити, що залягають переважно в Росії і Казахстані.
Оолітовою-мікрозерниста Ф. (Каратауського басейн, Казахстан) складені округлими фосфатними зернами і ооліти-ми (агрегати кульової і еліпсоїдної форми) розмірами 0,07-0,30 мм, містять 20-35% P 2 O 5. Фосфорити Каратау важкозбагачуваних, тому кислотної переробки на розчинні добрива піддають безпосередньо руди, що містять не менш 24,5% P 2 O 5; інший напрямок використання - електротермічне відновлення з отриманням жовтого фосфору.
Желваковие фосфатити - фосфатні конкреції (жовна) розмірами від 0,03-0,05 до 15-30 см і більше (6-12% P 2 O 5). Грохоченням і промиванням з них отримують концентрат (від 16-18 до 22-23% P 2 O 5), флотацією якого зміст P може бути трохи підвищена. Якщо основна домішка в таких концентратах - кварц, їх можна переробляти на розчинні добрива (Чілісайское родовище, Казахстан). З-за високого вмісту Fe 2 O 3 і Al 2 O 3 концентрати з фосфоритів найбільших родовищ цього типу (Вятско-Камський, Егорьевское) непридатні для кислотної переробки.
Черепашкові фосфорити розвинені в Прибалтійському басейні (родовища Кінгісеппське, Маарду тощо) і представлені фосфатними черепашками, зцементований кварцовим піском (потужність пластів від декількох десятків см до 1-2 м). Руди бідні (6-14% P 2 O 5), але добре збагачуються флотацією (28-30% P 2 O 5).
Світові запаси Ф. 42,8 млрд. т (1984). У СРСР запаси Ф. обчислювалися 968,8 млн. т (в перерахунку на P 2 O 5; 1984), що становило 53% від загальних розвіданих запасів фосфатних руд (інше - апатитові руди); у видобутку фосфатів частка фосфоритів значно нижче (близько 27%; 1984). Найбільшими ресурсами фосфоритами своєму розпорядженні США, Марокко та інші країни Пн. Африки і Близького Сходу, а також Перу, у цих країнах запаси фосфатної сировини представлені майже виключно Ф.
Основну частину фосфоритів (до 90%) використовують у промисловості фосфорних добрив і фосфорних солей, невелику - в чорної і кольорової металургії, виробництві кераміки і скла, для попутного вилучення у промисловості масштабі ряду РЗЕ.
Апатит - це фосфорнокислий кальцій, але зовнішній вигляд його такий різноманітний і дивний, що недарма старі мінералоги назвали його апатитом, що означає по-грецьки «ошуканець»: чи то це прозорі кристали, до дрібниць нагадують берил або навіть кварц, то це щільні маси, відрізнити від простого вапняку, то це радіально-променисті кулі, то порода зерниста і блискуча, як грубозернистий мармур.
Апатити - різновид фосфоритів, вони можуть бути як магматичного, так і морського (осадового) походження. Назва це було дано групи мінералів близько двохсот років тому, і в перекладі з грецького означає «оманливий» (apátán), спочатку так називали мінерал, який часто плутали з аквамарином, аметистом або олівіном. Апатитові мінерали представлені фторапатитом Ca 5 (PO 4) 3 F (промислово найбільш значимий), гидроксиапатитом Ca 5 (PO 4) 3 (OH) і хлорапатітом Ca 5 (PO 4) 3 Cl, франколітом (різновид карбонатапатіта) (Ca, H 2 O) 10 (F, OH) 2 (PO 4, CO 3) 6, вількеітом Ca 10 (OH) 2 (PO 4, SiO 4, SO 4) 6, піроморфітом Pb 10 Cl 2 (PO 4, AsO 4) 6 і багатьма іншими. Найбільш великі родовища магматичного апатиту знаходяться в Росії, країнах Південної Африки (лужний комплекс Палабора), Уганді та Бразилії. Найбільше у світі магматичне родовище апатиту - Хибинский масив нефелінових сієнітів - залягає на Кольському півострові, біля Кіровська. Він був відкритий в 1926 групою вчених під керівництвом академіка А. Є. Ферсмана.
У дореволюційній Росії були відомі і розроблялися лише малопотужні родовища фосфоритів низької якості. Тому подією величезного народногосподарського значення було відкриття в 20-х роках родовища апатиту на Кольському півострові в Хібінах. Тут побудована велика збагачувальна фабрика, яка розділяє видобуту гірську породу на концентрат з високим вмістом фосфору і домішки - «нефелінові хвости», використовувані для виробництва алюмінію, соди, поташу і цементу.
Більшість (80-90%) видобувається фосфатної руди йде на отримання добрив. У 1799 було доведено, що фосфор необхідний для нормальної життєдіяльності рослин. Накопичуючись в біомасі, фосфор зникає з грунту. Щорічно світовий урожай забирає із полів кілька мільйонів тонн фосфору, поряд з азотом і калієм, тому необхідно відновлення його ресурсів на родючому шарі. У давні часи люди удобрювали грунт гноєм, кістками і гуано. Перше штучне фосфорне добриво - суперфосфат - було отримано в Англії в 1839 Лауза, а в 1842 там же було організовано його перше промислове виробництво. У Росії перше підприємство з виробництва суперфосфату з'явилося в 1868. Зараз його отримують, обробляючи апатит сірчаною кислотою:
Ca 10 (PO 4) 6 F 2 + 7H 2 SO 4 = 3Ca (H 2 PO 4) 2 + 7CaSO 4 + 2HF.
Побічно получающийся сульфат кальцію не відокремлюють.
Частка виробництва добрив, які містять у своєму складі лише один фосфор, падає, і все більше виробляється комплексних добрив, що містять два або трьох поживних елементів. Велика частина фосфорних добрив, вироблених у Росії, припадає на амофос, діамофос і азофоска. Щорічне світове виробництво фосфорних добрив на початок 21 століття склало 41 млн. тонн, а сумарна кількість всіх добрив - 190 млн. тонн. Основними виробниками фосфорних добрив є Марокко, США і Росія, а основними споживачами - країни Азії, Латинської Америки і Західної Європи.
Найдешевше фосфорне добриво - це тонко подрібнений фосфорит - фосфоритне борошно. Фосфор міститься в ній у вигляді нерозчинного у воді фосфату кальцію Са 3 (РО 4) 2. Тому фосфорити засвоюються не всіма рослинами і не на всіх грунтах. Основну масу видобуваються фосфорних руд переробляють хімічними методами на речовини, доступні всім рослинам на будь-якому грунті. Це водорозчинні фосфати кальцію:
Подвійний суперфосфат (колір і зовнішній вигляд схожий з простим суперфосфатом - сірий дрібнозернистий порошок). Більш цінний продукт - подвійний суперфосфат, тому що в ньому міститься в три рази більше фосфору за масою, його отримують обробкою апатиту фосфорною кислотою:
Ca 10 (PO 4) 6 F 2 + 14H 3 PO 4 +10 H 2 O = 10Ca (H 2 PO 4) 2 · H 2 O +2 HF.
У порівнянні з простим суперфосфатом він не містить СаSО 4 і є значно концентрованим добривом (містить до 50% Р 2 О 5).
Преципітат - містить 35-40% Р 2 О 5.
Виходить при нейтралізації фосфорної кислоти розчином гідроксиду кальцію:
Застосовується на кислих грунтах.
Амофос - складне добриво, що містить азот (до 15% N) і фосфор (до 58% Р 2 О 5) у вигляді NH 4 H 2 PO 4 і (NH 4) 2 HPO 4. Виходить при нейтралізації фосфорної кислоти аміаком.
Раніше протягом більше 100 років як фосфорного добрива широко використовували так званий простий суперфосфат, який утворюється при дії сірчаної кислоти на природний фосфат кальцію:
У цьому випадку в реакцію з фосфатом кальцію вступає відносно менше сірчаної кислоти, ніж при отриманні з нього фосфорної кислоти. Виходить суміш дигідрофосфату кальцію та сульфату кальцію. Це добриво з масовою часткою Р 2 О 5 не вище 20%. Зараз простий суперфосфат виробляється в порівняно невеликих масштабах на раніше побудованих заводах. Приклади фосфорних добрив дані в табл.4.
Таблиця 4
Добрива, що містять фосфор
| Назва добрива | Хімічний склад | |
| Прості | ||
| Суперфосфат подвійний | ||
| Суперфосфат | ||
| Фосфоритне борошно | ||
| Кісткове борошно | ||
| Преципітат | ||
| Шлаки мартенівський печей | Складний склад. Містить P, Ca, Si, C, Fe і ін елементи | |
| Комплексні | ||
| Амофос | ||
| Діамонійфосфат | N (18%) + P2O5 (46%) + H2O (1,8%) | |
| Сульфоамофос | N (14%) + P2O5 (34%) + S (8%) + H2O (1,0%) | |
| АФУ | N (16%) + P2O5 (20%) + H2O (1,5%) | |
| Нітроаммофосфат | N (21%) + P2O5 (23% +14%) + H2O (1,0%) | |
| Азопреціпітат | N (26%) + P2O5 (13% +6%) + H2O (1,0%) | |
| САФУ | N (31%) + P2O5 (5%) + H2O (0,5%) | |
| Азотофосфат | N (33%) + P2O5 (5%) + H2O (1,0%) | |
| Аммофоскі | ||
| Азофоска | N (16%) + P2O5 (16%) + K2O (16%) + H2O (1,0%) | |
| Азофоска із сіркою | N (27%) + P2O5 (6%) + K2O (6%) + S (2%) + H2O (1,0%) | |
| NPK | N (13%) + P2O5 (19%) + K2O (19%) + H2O (1,5%) | |
| Діаммофоська (ДАФК) | N (10%) + P2O5 (26%) + K2O (26%) + H2O (1,5%) | |
| Нитроаммофос | ||
| Добриво рідке комплексне (ЖКП) | N (11%) + P2O5 (37%) + H2O (51,6%) | |
Глава 2 Застосування фосфорних добрив
З урожаєм виводиться близько двох третин фосфору, захопленого сільськогосподарськими культурами з грунту. Ці втрати також відновлюють шляхом внесення в грунт мінеральних добрив.
Необхідний склад внесеного добрива та його ефективність залежать від характеристик грунту, наприклад, рН, але розчинність фосфатних добрив визначає час, за який відбувається його засвоєння рослинами, і частку засвоєного фосфору, яка зазвичай мала і становить близько 20%.
Суперфосфат подвійний - гранульоване мінеральне фосфорне добриво. Суперфосфат отримують розкладанням апатитового концентрату фосфорною кислотою, добриво не містить сірки.
Основний склад суперфосфату включає 43% фосфору, в тому числі до 6,5% у формі вільної фосфорної кислоти. Добриво застосовується на будь-яких грунтах переважно для основного внесення, може використовуватися для підгодівлі. Особливо ефективно на лужних і нейтральних грунтах. Дози внесення подвійного суперфосфату при використанні в сільському господарстві встановлюються агрохімічної службою з урахуванням забезпеченості грунту поживними елементами і біологічними особливостями культур.
Подвійний суперфосфат володіє хорошими фізико-хімічними властивостями, широко використовується як фосфорний компонент у приготуванні тукосуміші, а також як хімічна сировина в промисловості.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка засвоюваних фосфатів Р 2 О 5,% | 43 |
| Масова частка вільної кислоти Н 3 РО 4,% | 6,5 |
| Масова частка води,% | 3 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 4 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 90 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3,0 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Грануляція покращує споживчі властивості добрива, що особливо важливо при використанні суперфосфату на кислих грунтах, багатих полуторними окислами, які пов'язують фосфор у слаборозчинні і важкодоступні рослинам фосфати заліза і алюмінію. У слабокислих і нейтральних грунтах утворюються дікальціевие фосфати, що містять нерозчинний у воді, але доступний рослинам фосфор.
Простий суперфосфат застосовують під усі культури і на всіх грунтах, особливо ефективний при внесенні в рядки. Суперфосфат нетоксичний, пожежо-і вибухобезпечний.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка азоту N,% | 6 |
| Масова частка засвоюваних фосфатів Р 2 О 5,% | 26 |
| Масова частка вільної кислоти Н 3 РО 4,% | 1, 5 |
| Масова частка сульфатів у перерахунку на сірку,% | 8 |
| Масова частка кальцію СаО,% | 12-17 |
| Масова частка магнію,% | 0,5 |
| Масова частка води,% | 2 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 4 мм,% - Менше 6 мм,% | 4 85 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Зміст основних макроелементів в добриві: фосфор 20%, кальцій 28-32%, також для живлення рослин добриво містить широкий спектр мікроелементів Fe, Zn, Mn, K, Co, при чому вміст мікроелементів у фосмуке адекватно їх середнім нормального рівня концентрацій у грунтах.
Отримують фосфоритную борошно шляхом подрібнення, попередньо збагачених природних фосфоритів. За зовнішнім виглядом фосмука являє собою тонко подрібнений порошок темно-сірого кольору. Добриво має гарну сипучістю, не гигроскопично, при тривалому зберіганні без доступу атмосферних опадів не злежується і не втрачає фізико-хімічних властивостей. Є хімічно інертною речовиною, можливість небезпечних проявів відсутня.
Фізико-хімічний склад
| Мінеральний склад,% | Хімічний склад,% | ||
| Фосфат | 64 | Р 2 О 5 | 20 ± 1 |
| СаО | 32,8 | ||
| MgO | 1,4 | ||
| Глауконіт і гідрослюди | 22 | Fe 2 O 3 | до 8 |
| Кварц | 7 | Al 2 O 3 | 2,4 |
| Кальцит | 0,7 | F | 2,3 |
| Сидерит | 2 | CO 2 | 4 |
| Пірит і гідроксиди Fe | 3,5 | K 2 O + Na 2 O | 2 |
| Гіпс та інші сульфати | 0,7 | SiO 2 | 18 |
| Інші | 0,1 | SO 2 | 3,8 |
| Фізичні властивості | |||
| Крупність (залишок на сітці 0,18 мм),% | 10 | ||
| Вологість,% | 1,5 | ||
| Насипна вага, т / м ³ | 1,5-1,8 | ||
Томасшлак (приблизно Са3 (РО4) 2 • СаО) - продукт взаємодії оксиду Р2О5 з вапном СаО. Виходить у вигляді шлаку при видаленні фосфору з чавуну за конверторного методу. Томасшлак - цінне мінеральне добриво.
Шлаки (мартенівські, доменні, електроплавильні) застосовуються для усунення надлишкової кислотності (вапнування) грунтів, головним чином нечорноземних дерново-підзолистих, сірих лісових, а також торф'яних. Найбільш ефективні: металургійні шлаки - мартенівські (20-70% СаО, 2-20% MgO), доменні (30-48% СаО, 0-12% MgO); електроплавильні (50-65% СаО, 9-18% MgO) ;
Амофос - високоефективне, гранульоване азотно - фосфорне добриво вищого сорту. Концентрація основних поживних речовин в амофос - 52% фосфору і 12% азоту представленого в аммонійной формі. Амофос - це безхлорне, безнітратное добриво з найвищою концентрацією фосфору.
Використовується на будь-яких типах грунтів для основного і рядкового внесення, для підгодівлі під час вегетації під основні культури в умовах відкритого та закритого грунту. Своєчасне внесення амофосу забезпечує захист кореневої системи і підвищує морозостійкість рослин, прискорює процес формування і дозрівання плодів, підвищує їх якісні характеристики при зберіганні.
Володіє хорошими фізико-хімічними властивостями, негигроскопичен, не порошить і не злежується. Фізіологічно нейтральне добриво, має вирівняний гранулометричний склад і добре розчиняється у воді. Є незамінним компонентом у виробництві тукосумішей, на основі амофосу можна отримати практично будь-яку марку тукосуміші, використовується в ряді галузей як промислова сировина.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка азоту N,% | 12 ± 1 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 52 ± 1 |
| Масова частка води,% | 1,5 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 4 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 90 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Гранульоване, мінеральне азотно-фосфорне добриво без нітратів і нітритів. Мінеральне добриво не містить хлору і застосовується на всіх типах грунтів для основного внесення і підживлення.
Фізико - хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка амонійного азоту N,% | 10 ± 1 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 39 ± 1 |
| Масова частка води,% | 1,5 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 4 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 90 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Наявність у Діамонійфосфат високої дози фосфору забезпечує хороший розвиток і захист кореневої системи, сприяє підвищенню морозостійкості рослин. Добриво вноситься навесні або восени в закладення, використовується як в умовах відкритого грунту так і закритого. Норма внесення Діамонійфосфат угноювального визначається в залежності від кількості поживних речовин присутніх в грунті.
Продукт фізіологічно нейтральний, негигроскопичен, не порошить і не злежується. Діамонійфосфат широко застосовується в тукозмішування і в промисловості як сировина.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка азоту N,% | 18 ± 1 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 46 ± 1 |
| Масова частка води,% | 1,8 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 4 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 90 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Азот у сульфоаммофоса представлений в аммонійной формі, завдяки чому він слабо вимивається і сприяє більш інтенсивному поглащения фосфат іонів корінням рослин. До складу сульфоаммофоса входить сірка, сприяюча збільшенню відсотка клейковини в пшениці, вмісту масла в соняшнику, сої та ріпаку. Також добриво містить такі важливі для життєдіяльності рослин елементи як кальцій і магній по 0,5%.
Сульфоамофос застосовують на всіх типах грунтів і під всі сільськогосподарські культури для основного, припосівного внесення, а також для підживлення рослин. Добриво може застосовуватися в умовах захищеного грунту разом з азотними і калійними добривами. На основі сульфоаммофоса готуються будь-які марки тукосумішей.
Продукт не злежується, негигроскопичен, володіє вирівняним гранулометричним складом, не пилить.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка загального азоту N,% | 14 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 34 |
| Масова частка сульфатів у перерахунку на сірку S,% | 8 |
| Масова частка води,% | 1 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 5 мм,% - Менше 6 мм,% | 4 90 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Розсипчастість,% | 100 |
Азотно - фосфорне добриво також містить вкрай необхідні для нормального розвитку культур мікроелементи - мідь, цинк, залізо, які покращують вуглеводний обмін, посилюють посухостійкість, морозостійкість, прискорюють розвиток і дозрівання насіння, перешкоджають накопиченню нітратів. Добриво має підвищену міцність гранул, хорошою розсипчастість, стабільним грансостава, не злежується при зберіганні.
АФУ - використовують для осіннього, передпосівного, припосівного внесення як основне добриво, в підгодівлі під більшість селькохозяйственних культур, в усі типи грунтів з урахуванням їх агрохімічного складу і біологічних особливостей оброблюваних культур. Азотно - фосфорне добриво пожежо - і вибухобезпечний продукт.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка загального азоту N,% | 16 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 20 |
| Масова частка води,% | 1,5 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 6 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 97 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Нітроаммофосфат застосовується як основне, передпосівне та місцеве добриво в умовах відкритого та захищеного грунту на всіх видах грунтів і під всі с / г культури, може використовуватися також спільно з іншими азотно - калійними добривами. Нітроаммофосфат вносять навесні або восени з заробкою в грунт. Добриво не злежується, не гігроскопічне.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка загального азоту N,% | 23 |
| Масова частка засвоюваних фосфатів Р 2 О 5,% | 21 |
| Масова частка водорозчинних фосфатів Р 2 О 5,% | 14 |
| Масова частка води,% | 1 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 6 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 90 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Азопреціпітат - це високоякісне складне, гранульоване, азотно - фосфорне мінеральне добриво. Високий вміст поживних речовин в азопреціпітате представлено двома основними елементами - азотом 26% і фосфором 13% (азопреціпітат марка А). Дане добриво вигідно відрізняється від більшості відомих азотно - фосфорних мінеральних добрив підвищеною міцністю гранул, витриманим грансостава, хорошою розсипчастість і плинністю.
Успішно використовується в умовах відкритого та захищеного грунту спільно з іншими азотними і калійними добривами. Азопреціпітат ефективний при внесенні під більшість с / г культур на всіх типах грунтів, найбільш ефективно зарекомендував себе на кислих грунтах, характеризується високою засвоюваністю діючих речовин. Фосфор, що входить до складу азопреціпітата, в грунті повністю переходить у форму засвоювану рослинами.
Вносять добриво весною і восени при переорювання, а також в якості підгодівлі протягом вегетаційного періоду. Дози внесення визначаються агрономами залежності від кількості присутніх в грунті поживних елементів і планованого врожаю. Азопреціпітат пожежо-і вибухобезпечний.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка загального азоту N,% | 26 |
| Масова частка засвоюваних фосфатів Р 2 О 5,% | 13 |
| Масова частка водорозчинних фосфатів Р 2 О 5,% | 6 |
| Масова частка води,% | 1 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 6 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 90 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Азотно-фосфатне добриво (САФУ) - водорозчинний, гранульований продукт має здатність рівномірного виділення поживних речовин протягом вегетаційного періоду, що забезпечує оптимальне живлення і розвиток рослин. САФУ застосовують на будь-яких типах грунтів для основного внесення і для підгодівлі під час вегетації під усі види культур з закладанням.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка нітратного і амонійного азоту N,% | 31 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 5 |
| Масова частка води,% | 0,5 |
| Гранулометричний склад: - Від 1 до 4 мм,% - Менше 1 мм,% - Більше 6 мм,% | 90 3 0 |
| Сипучість,% | 100 |
Азотофосфат ефективний при внесенні під всі с / г культури на всіх типах грунтів, добриво характеризується високою засвоюваністю азоту і фосфору, підвищеною міцністю гранул, хорошою розсипчастість, плинністю і однорідним гранулометричним складом.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка нітратного і амонійного азоту N,% | 33 |
| Масова частка засвоюваних фосфатів Р 2 О 5,% | 5 |
| Масова частка води,% | 1 |
| Гранулометричний склад: - Від 1 до 4 мм,% - Від 2 до 4 мм,% - Менше 1 мм,% - Більше 6 мм | 95 80 3 0 |
| Статична міцність гранул, Н / гранулу (кг / гранулу) | 8 (0,8) |
| Сипучість,% | 100 |
Концентрація поживних елементів добрива становить 45%, що робить аммофоскі економічно вигідною в порівнянні з простими однокомпонентними добривами та дозволяє значно скоротити витрати на перевезення, збереження і внесення.
Рекомендується вносити добриво під такі сільськогосподарські культури як - картопля, гречка, льон, бобові, тютюн, виноград і ін Застосовується на всіх грунтах і під всі культури, особливо ефективна на глиняних, піщаних і торф'яно-болотних грунтах. Аммофоскі не гігроскопічна, обробляється конденсуючий добавкою, у зв'язку з чим, не злежується при тривалому зберіганні.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка загального азоту N,% | 15 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 15 |
| Масова частка калію К 2 О,% | 15 |
| Масова частка води,% | 1,2 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 6 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 97 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Азофоска, універсальне, оптимальне добриво. Висока сумарна концентрація діючих речовин азофоска (48%) значну прибавку врожаю, і робить використання трьохкомпонентного добрива зручним і економічно вигідним, тому що відпадає необхідність внесення додаткових добрив.
Колір добрива від білого до світло-рожевого. Азофоска застосовується в різних кліматичних зонах під всі культури і на будь-яких типах грунтів в закладення - для основного, передпосівного та місцевого внесення, а також для підживлення. Добриво особливо ефективно на глиняних, піщаних і торф'яно-болотних грунтах.
Азофоска володіє 100% розсипчастість, не гігроскопічна, нетоксична, невибухонебезпечна.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка загального азоту N,% | 16 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 16 |
| Масова частка калію К 2 О,% | 16 |
| Масова частка води,% | 1 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 6 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 95 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
NPK 13-19-19 - універсальне добриво, використовується на всіх грунтах під будь-які культури і всі способи внесення: основне, при оранці навесні і восени, припосівне у рядки, борозни, лунки і для підгодівлі в сухому вигляді з заробкою в грунт, поверхнево або в рідкому вигляді. Застосування NPK 13-19-19 сприятливо позначається на зростанні рослин в початковий період розвитку, на укоріненні розсади при висадці в грунт, підвищує стійкість культур до короткочасних заморозків і нестачі вологи, знижує накопичення нітратів, збільшує терміни зберігання продукції. При основному внесенні на важких глинистих грунтах Нечорноземної зони мінеральне добриво NPK 13-19-19 доцільно вносити з осені, а на легких грунтах - навесні.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка амонійного азоту N,% | 13 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 19 |
| Масова частка калію К 2 О,% | 19 |
| Масова частка води,% | 1,5 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 4 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 90 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Всі живильні елементи, в т.ч. і фосфор, містяться у водорозчинній формі і легко доступні рослинам. Висока концентрація живильних речовин (> 60%), вирівняний гранулометричний склад, хімічна однорідність, вміст всіх елементів в одній гранулі дозволяють рівномірно розподілити живильні елементи в грунті, забезпечити збалансоване харчування рослин протягом всього періоду вегетації і значно скоротити витрати на перевезення, зберігання і внесення діаммофоська.
ДАФК - добриво універсальне, економічне. Діаммофоська може використовуватися в різних кліматичних зонах. Норма і спосіб внесення залежать від біологічної особливості культури і родючості грунтів.
Діаммофоська, як повне мінеральне добриво з підвищеним вмістом фосфору і калію, застосовують на грунтах, добре забезпечених азотом: торф'янистих, розораних перелогових і староорних, у вологих районах, а також на грунтах бідних фосфором і калієм. ДАФК можна вносити завчасно, повною дозою не побоюючись втрат азоту від вимивання.
Оптимальне співвідношення поживних речовин у діаммофоська робить її економічно вигіднішою для основного внесення під такі культури як льон, озимі та ярі зернові, технічні, просапні, багаторічні бобові. Діаммофоська може використовуватися на виноградниках і плодових насадженнях, а також у поливному землеробстві, при вирощуванні рису.
Особливо ефективна ДАФК при локальному (стрічковому) способі внесення, що дозволяє більш продуктивно використовувати добриво. У зоні недостатнього зволоження діаммофоська слід вносити на повну глибину оранки, в регіонах з високим рівнем опадів - поверхнево.
Діаммофоська характеризується хорошою сумісністю з усіма стандартними тукамі і може використовуватися для тукозмішування. Застосування ДАФК забезпечує не тільки високі врожаї, але й поліпшує якість продукції, підвищує стійкість рослин до хвороб, шкідників, несприятливих погодних умов.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка амонійного азоту N,% | 10 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 26 |
| Масова частка калію К 2 О,% | 26 |
| Масова частка води,% | 1,5 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 1 до 4 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 90 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка загального азоту N,% | 20 |
| Масова частка загальних фосфатів Р 2 О 5,% | 20 |
| Масова частка сульфатної сірки S,% | 14 |
| Масова частка води,% | 1 |
| Гранулометричний склад: - Менше 1 мм,% - Від 2 до 5 мм,% - Менше 6 мм,% | 3 90 100 |
| Статична міцність гранул, МПа (кгс / см 2) | 3 (30) |
| Сипучість,% | 100 |
Високий вміст у нітроамофоски азоту і середній вміст фосфору з калієм визначає ефективність застосування добрива на грунтах із середньою концентрацією рухомих форм фосфору і калію. Співвідношення NP і NK - 2:1, дозволяє застосовувати нітроамофоску як хороше припосівне добриво для зернових і просапних культур. Сірка, спільно з азотом, бере участь у синтезі білків, підвищуючи їх вміст у зерні і покращуючи поживну цінність культури. Сірка також підвищує вміст олії в насінні, забезпечує більш високу стійкість рослин до низьких температур, посухи та хвороб.
Може використовуватися у виробництві тукових сумішей. Нітроамофоска не злежується, негігроскопічні.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка загального азоту N,% | 21 |
| Масова частка засвоюваних фосфатів Р 2 О 5,% | 10 |
| Масова частка водорозчинних фосфатів Р 2 О 5,% | 6 |
| Масова частка калію К 2 О,% | 10 |
| Масова частка сульфатів S,% | 2 |
| Масова частка води,% | 1 |
| Гранулометричний склад: - Від 1 до 4 мм,% - До 1 мм,% - Більше 6 мм,% | 90 3 0 |
| Статична міцність гранул, (кг / гранулу) | 3 |
| Сипучість,% | 100 |
Азофоска з сірою - мінеральне добриво NPKS = 27-6-6-2 оптимальне добриво для підгодівлі трав, весняного підживлення озимих зернових, передпосівного добрива ярих зернових, що забезпечує інтенсивне зростання вегетативної маси рослин в ранньовесняний та літній періоди.
Підвищений вміст амонійного азоту в цьому добриві, дозволяє знизити втрати азоту від вимивання з грунту і забезпечити більш тривалий азотне живлення сільськогосподарських культур.
Всі чотири основних компоненти входять до складу добрива містяться в одній гранулі, що робить використання продукту дуже зручним і сприяє більш рівномірному внесенню добрива. Сірка, внесена спільно з азотом, бере участь у процесі синтезу білків і сприяє підвищенню ефективності засвоєння азоту.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка загального азоту N,% | 27 |
| Масова частка засвоюваних фосфатів Р 2 О 5,% | 6 |
| Масова частка калію К 2 О,% | 6 |
| Масова частка сульфатів S,% | 2 |
| Масова частка мікроелементів, мг/кг- Zn-Cu | 55 33 |
| Масова частка води,% | 1 |
| Гранулометричний склад: - Від 1 до 4 мм,% - До 1 мм,% - Більше 6 мм,% | 90 3 0 |
| Статична міцність гранул, (кг / гранулу) | 3 |
| Сипучість,% | 100 |
ЖКП 11:37 - це високоефективне, швидкодіюче добриво. Крім конденсованих фосфатів (70 - 80% від загальної маси Р2О5) і азоту ЖКП містить сірку і магній. Всі поживні речовини знаходяться в розчині, тому легкодоступні рослинам. ЖКП володіють високою ефективністю в посівах будь-яких культур, у всіх регіонах, особливо на карбонатних грунтах.
Використання ЖКП має безсумнівні переваги перед твердими тукамі: забезпечується висока рівномірність внесення поживних речовин, знижуються їх втрати, поліпшуються умови праці. Підживлення розчинами ЖКП можна поєднати з обробкою грунту мікроелементами, засобами захисту рослин. Застосовувати рідкі добрива слід тими ж способами, що і тверді добрива: суцільним розподілом по поверхні грунту перед оранкою і культивацією, локально при посіві, а також для підживлення с / г культур. ЖКП використовуються для капсулювання і дражжірованія насіння, його передпосівної обробки.
Рідке добриво не містить шкідливих домішок і повністю відповідає підвищеним вимогам екології, сумісно для внесення з іншими добривами, пестицидами та гербіцидами. Не містить токсичних домішок.
Фізико-хімічний склад
| Найменування показників | Норма |
| Масова частка азоту N,% | 11 |
| Масова частка загального фосфору Р 2 О 5,% | 37 |
| Сума поживних речовин,% | 48 |
| Ступінь конверсії *,% | 57 |
| Масова частка нерозчинного у воді залишку,% | 0,4 |
| Показник активності водневих іонів, pH | 6-7 |
| Щільність при 20 ° C, г / см ³ | 1,44 ± 0,03 |
| В'язкість при 20 ° C, СПЗ | 80 |
| Температура кристалізації, ° C | мінус 20 |
Для локального внесення гранульованих добрив під цукровий буряк, зернові, зернові бобові, просо, кукурудзу, картоплю в дозах 10-20 кг Р2О5 на 1 га використовуються комбіновані сівалки або саджалки. Можливо і змішування гранул хорошої якості з насінням зернових перед посівом.
У зоні дерново-підзолистих грунтів важливим джерелом фосфору є фосфоритне борошно. Вона нерозчинна у воді і для більшості рослин доступна тільки при певній кислотності грунту, достатньою для її розкладання. Так, в сильнокислому дерново-підзолистих, а також в сірих лісових грунтах і опідзолених чорноземах фосфор з фосфоритного борошна поступово переходить у засвоєні для рослин форми. Чим кисліше грунт і менше її насиченість, тим імовірніше високу дію фосфоритного борошна.
Люпин, гречка, еспарцет, гірчиця особливо добре засвоюють фосфор цього добрива. Непогано засвоюють його також озиме жито, конюшина, горох, дещо гірше - ярі зернові, картоплю. Вважається, що кожен центнер фосфоритного борошна рівноцінний за ефективністю 50-75 кг і більше розчинних фосфорних добрив, наприклад суперфосфату.
Застосовують фосфоритную борошно в парових полях під озимі, а також під конюшина і горох, на півночі під льон та інші культури. Вносять її з осені під зяблеву оранку, або влітку в чистому пару, або навесні при більш глибокій обробці грунту. Високий і тривалий ефект від фосфоритного борошна на кислих грунтах отримують при внесенні її у високих дозах (500-700 кг PgO3 на 1 га). Ефективність фосфоритного борошна значно підвищується пр, і розмелі її до частинок менше 0,1 мм. Однак при цьому різко погіршуються умови її внесення. Запилювання фосфоритного борошна зменшують шляхом грануляції або змішування з хлористим калієм.
У менших обсягах в якості фосфорних добрив застосовують мартенівські шлаки металургійних заводів (8-12% Р2О5) і термофосфати: плавлений магнієвий фосфат (20% P205), обесфторенний фосфат (28-32% Р2О5), отримувані з фосфоритом і апатитів сплавом з різними добавками . Обесфторенний фосфат використовується в основному в якості кормової добавки. Хоча фосфорні сполуки цих добрив нерозчинні у воді, на дерново-підзолистих грунтах вони не поступаються за ефективністю суперфосфату. У зоні чорноземів дію їх буде ослаблено.
Таблиця 2.
Винесення поживних речовин урожаєм основних культур
* Винос наводиться на 1 т товарного врожаю зерна, сіна і на 10т корені-бульбоплодів і силосної маси з відповідною кількістю нетоварної маси (соломи, бадилля тощо). Дані по винесенню можуть значно відхилятися від зазначених середніх величин.
Проблема фосфорних добрив пов'язана з сучасною інтенсивністю сільського господарства, що супроводжується забрудненням поверхневих вод розчинними сполуками фосфору та азоту, які накопичуються в кінцевих басейнах стоку і викликають бурхливе зростання водоростей і мікроорганізмів в цих водоймах. Це явище називається евтрофікацією водойм. У таких водоймах кисень швидко витрачається на дихання водоростей і на окислення їх рясних залишків. Незабаром створюється обстановка дефіциту кисню, через яку гинуть риби та інші водні тварини, починається їх розкладання з утворенням сірководню, аміаку та їх похідних. Евтрофікацією вражені багато озер, у тому числі Великі озера Північної Америки.
Висновок
Для підвищення врожайності сільськогосподарських культур величезне значення має внесення в грунт елементів, необхідних для росту і розвитку рослин. Ці елементи вносяться в грунт у вигляді органічних (гній, торф тощо) і мінеральних (продукти хімічної переробки мінеральної сировини) добрив. Виробництво останніх є однією з найважливіших галузей хімічної промисловості, тісно пов'язаної з виробництвом сірчаної кислоти і пов'язаного азоту.
Вироблювані хімічною промисловістю мінеральні добрива поділяються на:
а) фосфорні (головним чином простий і подвійний суперфосфати, преципітат і т. д.);
б) азотні (сульфат амонію, аміачна селітра, кальцієва і натрієва селітри);
в) калійні (хлористий калій і змішані калійні солі);
г) борні, магнієві і марганцеві (з'єднання і солі, що містять ці елементи).
Виробництво мінеральних солей добрив становлять одну з найважливіших задач хімічної промисловості. Асортимент мінеральних солей, використовуваних в сільському господарстві, самої хімічної промисловості, металургії, фармацевтичному виробництві, будівництві, побуті, становить сотні найменувань і невпинно зростає. Масштаби видобутку і вироблення солей винятково великі і для деяких з них складають десятки мільйонів тонн на рік. У найбільших кількостях виробляються і споживаються сполуки натрію, фосфору, калію, азоту, алюмінію, заліза, сірки, міді, хлору, фтору та ін Самим великотоннажним є виробництво мінеральних добрив.
Найбільшим споживачем солей і мінеральних добрив є сільське господарство. Пов'язано це з тим, що сучасне інтенсивне сільськогосподарське виробництво неможливе без внесення в грунт науково обгрунтованого кількості різних мінеральних добрив, які містять елементи, яких недостатньо в грунті для нормального росту рослин, зокрема зерна.
Мінеральними добривами називають солі, що містять у своєму складі елементи, необхідні для харчування, розвитку та росту рослин.
Список використаних джерел:
1. Штефан В.К. Життя рослин і добрив - М., 1981р.2. Артюшин А.М., Державін Л.М. Короткий словник по добривах - 2-е вид. - М., 1984р.
3. Основи землеробства і рослинництва - 3-е вид. / Под ред. Нікляева В.С. - М., 1990р.
4. Вронський В.А. Прикладна екологія. - Ростов-на-Дону, 1996р.
5. Основи хімічної технології / За ред. І.П. Мухленова. - 4-е вид., Перераб. і доп. - М.: Вищ. шк., 1991. - 463 с.: Іл.
6. Журнал Хімія і життя - XXI століття, № 4, 1998р.
7. Журнал Хімія і бізнес, № 46, 2001 р.
8. Агрохімія / За редакцією проф. А.С. Ягодина, Москва, "Колос". - М., 1982 р