Использование минеральных и органических удобрений составляет основу химизации земледелия. Эффективность минеральных и органических удобрений во многом зависит от внедрения индустриальной технологии возделывания сельскохозяйственных культур, комплексной механизации, мелиорации земель, использования достижений науки, осуществления межхозяйственной кооперации и агропромышленной интеграции.
Питание — это основа жизни любого живого организма, в том числе и растений. Вне питания нельзя понять сущность процессов роста и развития.
С точки зрения практического растениеводства важнейшим средством улучшения питания сельскохозяйственных культур является прежде всего применение органических и минеральных удобрений. Рост растительной продукции определяется множеством факторов, среди которых ведущая роль все же принадлежит удобрениям и особенно минеральным, производство которых наращивает высокие темпы.
Почва является основным источником обеспечения сельскохозяйственных культур питательными веществами. Однако в современных условиях непрерывной интенсификации сельскохозяйственного производства для ежегодного выращивания высоких урожаев с продукцией хорошего качества довольно часто оказывается недостаточным то количество питательных веществ, которое поступает в растения из органического вещества и трудно-растворимых минеральных соединений почвы в результате деятельности микроорганизмов и корневой системы растений. Особенно это относится к Нечерноземной зоне, где дерново-подзолистые почвы с низким уровнем окультуренности занимают около 51% площади. Для почв этой зоны характерно, как правило, временное или длительное избыточное увлажнение. Преобладающими неблагоприятными признаками дерново-подзолистых почв являются плохие физически свойства, повышенная кислотность (рН в КС1 меньше 5) и низкое содержание органического вещества — от 1 до 2,5%. Для них характерна также слабая обеспеченность элементами минерального питания для растений — азоты, фосфора и калия, многих микроэлементов; нередко (в разновидностях легкого механического состава) невелико содержание также магния и кальция.
Почвы Нечерноземной зоны, особенно подзолистые, остро нуждаются в известковании и систематическом внесении минеральных удобрений. В связи с этим для сельского хозяйства зоны предусмотрено поставить 120 млн. т минеральных удобрений в стандартных туках. Таким образом, на гектар пашни придется 126 кг питательных веществ.
ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УДОБРЕНИЙ
Удобрения — это неорганические и органические вещества, применяемые в сельском хозяйстве и рыболовстве для повышения урожайности культурных растений и рыбопродуктивности прудов. Они бывают: минеральные (или химические), органические и бактериальные (искусственное внесение микроорганизмов с целью повышения плодородия почв).
Минеральные удобрения
... вещества, как добавка комплексная кормовая для крупного рогатого скота, фосфогипс отвальный, продукты разделения воздуха – кислород технический, медицинский. Анализ динамики показателей функционирования отрасли (за 5 лет) Производство минеральных удобрений в Беларуси в ...
Минеральные удобрения, добытые из недр или промышленно полученные химические соединения, содержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец и др.).
Минеральные удобрения подразделяют на простые (одинарные, односторонние, однокомпонентные) и комплексные.
Простые минеральные удобрения содержат только одни из главных элементов питания. К ним относятся азотные, фосфорные, калийные удобрения и микроудобрения.
Комплексные удобрения содержат не менее двух главных питательных элементов. В свою очередь, комплексные минеральные удобрения делят на сложные, сложно-смешанные и смешанные.
Азотные удобрения. Производство азотных удобрений базируется не синтезе аммиака из молекулярного азота и водорода. Азот получают из воздуха, а водород из природного газа, нефтяных и коксовых газов. Азотные удобрения представляют собой белый или желтоватый кристаллический порошок (кроме цианамида калия и жидких удобрений), хорошо растворимы в воде, не поглощаются или слабопоглощаются почвой. Поэтому азотные удобрения легко вымываются, что ограничивает их применение осенью в качестве основного удобрения. Большинство из них обладает высокой гигроскопичностью и требует особой упаковки и хранение.
В таблице 1 приведены данные о составе и свойствах основных азотных удобрений.
По выпуску и использованию в сельском хозяйстве главнейшие из этой группы — аммиачная селитра и мочевина, составляющие около 60% всех азотных удобрений.
Азотные удобрения используют под все сельскохозяйственные культуры.
Таблица 1 — Состав и свойства основных азотных удобрений
|
Удобрение |
Химический состав |
Содержание азота, % |
Форма азота |
Воздействие на почву |
Гигроскопичность |
|
Натриевая селитра |
NaNO3 |
Не менее 16 |
Нитратная |
Подщелачивает |
Слабая |
|
Аммиачная селитра |
NH4NO3 |
34 |
Нитратная и аммонийная |
Подкисляет |
Очень сильная |
|
Кальциевая селитра |
Ca(NO3)2 |
Не менее 17,5 |
Нитратная |
Подщелачивает |
Очень сильная |
|
Аммиак жидкий |
NH3 |
82 |
Аммонийная |
Подкисляет |
Очень сильная |
Фосфорные удобрения. 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. Характеристика фосфорных удобрений приведена в таблице 2.
По степени растворимости эти удобрения подразделяют на следующие группы:
- Растворимые в воде, легкодоступные для растений — суперфосфаты простой и двойной, аммонизированный, обогащенный;
- Трудно растворяемые (не растворимы в воде и почти не растворимые в слабых кислотах), они не могут непосредственно использоваться растениями — это фосфоритная и костная мука.
Фосфоритная мука — тонко размолотый природный фосфорит, соединения которого труднодоступны растениям. Это удобрение применяют на кислых подзолистых, торфяных, серых лесных почвах, а также на деградированных и выщелоченных черноземах и красноземах.
Таблица 2 — Характеристика фосфорных удобрений
|
Удобрение |
Химический состав |
Форма фосфорной кислоты |
Воздействие на почву |
|
Суперфосфат простой гранулированный |
Ca(H2PO4)2++2CaSO4+H2O |
Водорастворяемая |
Подкисляет |
|
Суперфосфат двойной гранулированный |
Ca(H2PO4)2++H2O |
Водорастворяемая |
Подкисляет |
|
Преципитат |
CaHPO4x2H2O |
Растворяемая в лимонно-кислом аммонии |
Слабо нейтрализует кислотность |
Калийные удобрения. Калий — необходимый элемент для растений. В основном он находится в молодых растущих органах, клеточном соке растений и способствует быстрому накоплению углеводов.
Многие калийные удобрения представляют собой природные калийные соли, используемые в сельском хозяйстве в размолотом виде. Большие разработки их находятся в Соликамске, на Западной Украине, в Туркмении. Открыты залежи калийных руд в Казахстане, Сибири.
Значительное количество хлора во многих калийных удобрениях отрицательно влияет на рост и развитие растений, а содержание натрия (в калийной соли и сильвините) ухудшает физико-химические свойства многих почв, особенно черноземных, каштановых и солонцовых.
На бедных калием легких почвах и торфяниках все без исключения сельскохозяйственные культуры нуждаются в калийных удобрениях. Недостаток калия в почве восполняется главным образом внесением навоза. Калий не применяют на солонцах и солонцеватых почвах, так как он ухудшает их свойства.
Калий легко растворяется в воде и при внесении поглощается коллоидами почвы, поэтому он малоподвижен, однако на легких почвах легко вымывается.
Калийные удобрения подразделяются на три группы:
- Концентрированные, являющиеся продуктами заводской переработки калийных руд — хлористый калий, сернокислый калий, калийно-магниевый концентрат, сульфат калия-магния (калимагнезия);
- Сырые калийные соли, представляющие собой размолотые природные калийные руды — каинит, сильвинит;
- Калийные соли, получаемые путем смешения сырых калийных солей с концентрированными, обычно с хлористым калием — 30-ти и 40%-ные калийные соли.
Как калийные удобрения используют также печную золу и цементную пыль.
Наиболее распространенные калийные удобрения и их свойства приведены в таблице 3.
Таблица 3 — Калийные удобрения и их свойства
|
Удобрение |
Химический состав |
Гигроскопичность |
Воздействие на почву |
|
Калий хлористый |
KC1 с NaC1 |
Малогигроскопичен |
Подкисляет |
|
Калий сернокислый (сульфат калия) |
К2SO4 |
Негигроскопичен |
Подкисляет |
Комплексные удобрения. Их подразделяют по составу: двойные (азотно-фосфорные, азотно-калийные, фосфорно-калийные) и тройные (азотно-фосфорно-калийные); по способу производства: сложные, сложно-смешанные (комбинированные) и смешанные удобрения. К сложным удобрениям промышленного производства относят (калиевая селитра, аммофос, диаммофос).
Их получают прихимическом взаимодействии исходных компонентов, сложно-смешанные (нитрофос, нитрофоска, нитроаммофос, нитроаммофоска, фосфорно-калийные, жидкие комплексные и др.) — в едином технологическом процессе из простых или сложных удобрений.
Смешанные удобрения (тухосмеси) — это простые механические смеси односторонних удобрений, которые готовят заблаговременно до посева.
Сложные и сложно-смешанные удобрения характеризуются высокой концентрацией питательных веществ, поэтому применение таких удобрений обеспечивает значительное сокращение расходов хозяйства на их транспортировку, смешивание, хранение и внесение.
К числу недостатков комплексных удобрений относится то, что пропорции в содержании NPK в них варьируют в нешироких пределах. Поэтому при внесении, например, необходимого количества азота, других питательных элементов вносится меньше или больше.
В небольшом количестве применяют и многофункциональные удобрения, содержащие, кроме основных питательных элементов, микроэлементы и биостимуляторы, оказывающие специфическое влияние на почву и растения.
Органические удобрения — это перегной, торф, навоз, птичий помет (различные компосты), органические отходы городского хозяйства (сточные воды, осадки сточных вод, городской мусор), сапропель, зеленое удобрение. Они содержат важнейшие элементы питания, в основном в органической форме, и большое количестве микроорганизмов. Действие органических удобрений на урожай культур сказывается в течение 3-4 лет и более.
Навоз. Это основное органическое удобрение во всех зонах страны. Он представляет собой смесь твердых и жидких выделений животных в виде органических удобрений. В навозе содержатся все питательные вещества, необходимые растениям, и поэтому его называют полным удобрением. Качество навоза зависит от вида животных, состава кормов, количества и качества подстилки, способа накопления и условий хранения.
В зависимости от способов содержания скота различают навоз подстилочный (твердый), получаемый при содержании скота на подстилке, и бесподстилочный(полужидкий, жидкий).
Подстилочный навоз содержит около 25% сухого вещества и около 75% воды. В среднем в таком навозе 0,5% азота, 0,25% фосфора, 0,6% калия и 0,35% кальция. В его состав входят также необходимые для растений микроэлементы, в частности30-50г марганца, 3-5г бора, 3-4г меди, 15-25г цинка, 0,3-0,5 молибдена на 1тн.
Кроме питательных веществ, навоз содержит большое количество микроорганизмов (в 1т 10-15кг живых микробных клеток).
При внесении навоза почвенная микрофлора обогащается полезными группами бактерий. Органическое вещество служит энергетическим материалом для почвенных микроорганизмов, поэтому после процессов.
Навоз оказывает многостороннее действие как на почву, так и на растение. Он повышает концентрацию углекислого газа в почвенном и надпочвенном воздухе, снижает кислотность почвы и подвижность А1, повышает насыщенность ее основаниями. При систематическом его внесении увеличивается содержание гумусаи общего азота в почве, улучшается ее структура, лучше поглощается и удерживается влага.
Бесподстилочный (жидкий) навоз накапливается в большом количестве на крупных животноводческих фермах и комплексах при бесподстилочном содержании скота и применении гидравлической системы уборки экскрементов. Такой навоз представляет собой подвижную смесь кала, мочи, остатков корма, воды и газообразных веществ, образующихся в период хранения. По содержанию влаги его разделяют на полужидких (до 90%), жидкий (90-93%).
Количество и качество бесподстилочного навоза зависит от вида и возраста животных, типа кормления, способа содержания скота и технологии накопления навоза.
Большая часть питательных веществ в этом удобрении находится в легкодоступной для растений форме (до 70% азота в аммиачной форме), что обусловливает более сильное его действие по сравнению с подстилочным навозом в год внесения и слабое в последующие годы. Фосфор и калий из подстилочного навоза усваиваются растениями так же, как и из минеральных удобрений.
Птичий помет. Это быстродействующее органическое удобрение. Питательные вещества в нем хорошо усваиваются растениями. Куриный помет содержит 0,7-1,9%азота, 1,5-2% Р2О5, 0,8-1% К2О и 2,4% СаО.
Птичий помет используют в качестве подкормки зерновых и технических культур, растворяют его в 8-10 частях воды и вносят в почву культиваторами-растение питателя.
Торф. Это удобрение представляет собой смесь полуразложившихся в условиях избыточного увлажнения остатков растений, в основном болотных. Торф может быть низкой степени разложения (до 20%), средней (20-40%) и высокой (более 40%).
Широко применяют в сельском хозяйстве как удобрение.
Различают три типа торфа: верховой, низинный и переходный.
Верховой торф образуется на бедных питательными веществами возвышенных метах рельефа (сфагновые мхи, пушицы, шейхцерия болотная, подбел, багульник, осока топяная и др.).
Верховой торф характеризуется повышенным количеством органического вещества, высокой кислотностью, большой поглотительной способностью и малым содержанием питательных веществ. Применяют указанный торф главным образом в качестве подстилки и для компостирования.
Низинный торф образуется на богатых питательными веществами пониженных частях рельефа (осоки, гипновые мхи, тростник, хвощ, таволга, сабельники и др.).
Низинный торф содержит больше питательных веществ и меньше органического вещества, чем верховой. Наиболее целесообразно его использовать для приготовления различных компостов.
Переходной торф занимает промежуточное положение между верховым и низинным. По количеству золы (в %) торфа подразделяют на нормальные (до 12) и высокозольные (более 12).
Торфяные компосты. Торф широко применяют для приготовления компостов. При компостировании с навозом торф быстрее разлагается и полнее используется растениями. Хорошо компостируется торф (верховой или переходной) с известью. Хорошие результаты получают при добавлении к торфу 20 кг фосфоритной муки на1тн. Торфофосфоритные компосты особенно эффективны на супесчаных почвах, аторфоизвестковые — на кислых. Кроме этого торф используют на полях орошения, где его компостируют с осадком сточных вод. Широко применяют также торфофекальные компосты. Эти компосты считаются сильнодействующими.
Осадки сточных вод. Их получают при очистке сточных вод городов на очистных сооружениях. Влажность свежего осадка составляет около 97%. Для снижения влажности до 80% они проходят этап естественной сушки на иловых площадках и механического обезвоживания на вакуум-фильтрах с применением реагентов (хлорное железо и известь), а для снижения влажности до 25-30% -проходят термическую сушку в барабанных печах.
Осадки с иловых площадок можно использовать под все культуры, но наиболее целесообразно их применение под овощные и силосные культуры, сахарную свеклу. Осадки после термической сушки, содержащие больше извести и железа, желательнее вносить под отзывчивые на известь культуры.
Сапропель (пресноводный ил).
Он представляет собой отложившуюся в пресноводных водоемах смесь земли с полуразложившимися растительными и животными остатками. Содержит органические вещества (до 15-30% и более), азот, фосфор, калий, известь, микроэлементы, некоторые витамины, антибиотики, биостимуляторы. Наибольшее количество питательных веществ наблюдается в иле водоемов, находящихся около населенных пунктов. Сапропели применяют как в чистом виде, так и в виде компостов с навозом, фекалиями и навозной жижей.
Зеленое удобрение. Оно представляет собой зеленую массу растений-сидератов, запахиваемую в почву в щелях обогащения ее питательными веществами, главным образом азотом, улучшения водного, воздушного и теплового режимов. Наибольшее значение зеленое удобрение имеет на малоплодородных дерново-подзолистых, песчаных, суглинистых и супесчаных почвах, а также на орошаемых землях и во влажных районах Закавказья. Важнейшее условие повышения эффективности зеленого удобрения — это правильно сочетание его с другими органическими и минеральными удобрениями и химической мелиорацией почв. Такой способ удобрения широко применяется, так как он дешевый (часто не требует транспортных средств), и по химическому составу зеленое удобрение близко к навозу.
Бактериальные удобрения. Препараты, содержащие полезные для растений бактерии, относятся к бактериальным удобрениям. Они способны улучшать питание сельско-хозяйственных культур и не содержат питательных веществ.
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
Минеральные удобрения — источник различных питательных элементов для растений и свойств почвы, в первую очередь азота, фосфора и калия, а затем кальция, магния, серы, железа. Все эти элементы относятся к группе макроэлементов («Макрос» по-гречески — большой), так как они поглощаются растениями в значительных количествах. Кроме того, растениям необходимы другие элементы, хотя и в очень небольших количествах. Их называют микроэлементами («Микрос» по-гречески — маленький).
К микроэлементам относятся марганец, бор, медь, цинк, молибден, йод, кобальт и другие. Все элементы в равной степени необходимы растениям. При полном отсутствии любого элемента в почве растение не может расти и развиваться нормально. Все минеральные элементы участвуют в сложных преобразованиях органических веществ, образующихся в процессе фотосинтеза. Растения для образования своих органов — стеблей, листьев, цветков, плодов, клубней — используют минеральные питательные элементы в разных соотношениях.
В почвах обычно имеются все необходимые растению питательные элементы. Но часто отдельных элементов бывает недостаточно для удовлетворительного роста растений. На песчаных почвах растения нередко испытывают недостаток магния, на торфяных почвах — молибдена, на черноземах — марганца и т. д. Недостаток элементов восполняется при помощи удобрений. Почвенную кислотность устраняют при помощи углекислых солей кальция и магния.
Применение минеральных удобрений — один из основных приемов интенсивного земледелия. С помощью удобрений можно резко повысить урожаи любых культур на уже освоенных площадях без дополнительных затрат на обработку новых земель.
При помощи минеральных удобрений можно использовать даже самые бедные, так называемые бросовые земли.
Всем живым организмам необходимы вещества, регулирующие скорость биохимических реакций. Микроэлементы и входят в состав таких веществ, например ферментов. Действие их многообразно. Например, железо, марганец и цинк входят в состав некоторых ферментов — катализаторов окислительно-восстановительных реакций. Железо способствует образованию хлорофилла. Привнесение ничтожных количеств молибдена урожайность бобовых резко возрастает.
Вырабатываемые химической промышленностью минеральные удобрения подразделяются на:
- а) фосфорные (главным образом простой и двойной суперфосфаты и преципитат);
- б) азотные (сульфат аммония, аммиачная селитра, кальциевая и натриевая селитры);
- в) калийные (хлористый калий и смешанные калийные соли).
2.1 Значение производства минеральных удобрений в экономике страны
азотный удобрение торф производство
Россия охватывает 1/8 часть всей суши нашей планеты, являясь самой большой страной мира по занимаемой площади. На ее долю приходится 3\4 всей территории бывшего СССР. Однако значительная часть ее территории находится в районах, малоприспособленных для проживания населения и возделывания сельскохозяйственных культур. Россия имеет развитую промышленность, на долю которой приходится около 65% от общего ее объема производства по бывшему СССР. Она обладает крупнейшими природными запасами угля, природного газа, железной руды, золота, фосфоритов, никеля, алмазов, урана, большинства цветных металлов и многих других полезных ископаемых.
В 1990 г. на долю России приходилось от общего производства:
|
Электроэнергии |
67,2% |
|
Нефти |
90,4% |
|
Природного газа |
78,4% |
|
Угля |
56,2% |
|
Стали |
58,0% |
|
Минеральных удобрений |
50,4% |
|
Пиломатериалов |
82,1% |
|
Бумаги |
85,2% |
Доля России в производстве всех видов сельскохозяйственной продукции составляет 47%.Несмотря на наличие обширной территории, только менее 1/3 ее пригодно для возделывания сельскохозяйственных культур. Однако значительная часть возделываемых земель представлена черноземами. В 1990 г. было использовано 213.4 млн. га земель, из которых на пахотные угодья приходилось 131.6 млн. га, пастбища — 60.5 млн. га и сенокосы — 20.0 млн. га. Основными видами производимой сельскохозяйственной продукции являются: зерно, овощи, картофель, сахарная свекла, и др. В таблице (1) приводятся данные, характеризующие изменения объемов производства сельскохозяйственных продуктов с 1995 по 2002 годы. В последние годы производство основных видов сельскохозяйственной продукции упало по сравнению с ранее достигнутым уровнем, что связано с общим ухудшением условий работы, падением уровня трудовой дисциплины, потерей технологических производств.
Таблица 4 — Изменения объемов производства сельскохозяйственных продуктов с 1995 по 2002 годы
|
Наименование с/х продукции, млн. т |
1995 |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
|
Зерно |
94,6 |
95,2 |
113,5 |
100,4 |
90,0 |
71,1 |
55,5 |
59,8 |
|
Молоко |
33,4 |
36,6 |
41,4 |
30,9 |
28,7 |
24,1 |
21,6 |
18,2 |
|
Овощи |
7,1 |
8,0 |
6,9 |
4,2 |
3,2 |
2,9 |
2,6 |
2,2 |
|
Сахарная свекла |
24,0 |
31,3 |
32,1 |
24,6 |
24,0 |
12,4 |
16,9 |
14,2 |
|
Мясо |
4,7 |
5,9 |
7,0 |
4,9 |
4,1 |
3,5 |
2,7 |
2,3 |
|
Шерсть, тыс. т |
169 |
171 |
169 |
118 |
98 |
72 |
53 |
41 |
Россия является наиболее крупным производителем минеральных удобрений среди республик, бывшего СССР. Таким образом, удельный вес России в общем производстве минеральных удобрений бывшего СССР в 1990 г. составил 50.4%, азотных — 54.4%, фосфорных — 52.4%, калийных — 42.5%.
Диаграмма 1 — Производство минеральных удобрений в России (в тыс. т/год питательных веществ)
Этому в значительной степени способствовало наличие практически неограниченной сырьевой базы производства азотных и калийных удобрений и достаточно мощной сырьевой базы фосфорных удобрений.
Таблица 5 — Производство минеральных удобрений в России (тыс. т питательных веществ)
|
Удобрения |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
|
В том числе Россия |
|||||||
|
Всего |
17304 |
15979 |
12300 |
9917 |
8266 |
9639 |
9076 |
|
Из них |
|||||||
|
Азотные |
8013 |
7186 |
5815 |
4777 |
4050 |
4879 |
4807 |
|
Фосфорные |
4437 |
4943 |
3015 |
2512 |
1718 |
1929 |
1584 |
|
Калийные |
4852 |
3848 |
4086 |
2628 |
2498 |
2831 |
2685 |
С ростом производства минеральных удобрений росли и поставки их сельскому хозяйству России, см. таблицу 6.
Таблица 6 — Поставка минеральных удобрений сельскому хозяйству России (тыс. т питательных веществ)
|
Удобрения |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
|
Всего по России |
17304 |
15979 |
12300 |
9917 |
8266 |
9639 |
9076 |
|
Из них |
|||||||
|
Азотные |
8013 |
7186 |
5815 |
4777 |
4050 |
4879 |
4807 |
|
Фосфорные |
4437 |
4943 |
3015 |
2512 |
1718 |
1929 |
1584 |
|
Калийные |
4852 |
3848 |
4086 |
2628 |
2498 |
2831 |
2685 |
Данные свидетельствуют, что на долю России от общего уровня потребления минеральных удобрений приходится 50,3%, за рассматриваемый период потребление минеральных удобрений возросло в 2,5 раза (с 1982 по 2002 годы).
Начиная с 1975 года, основной прирост применения минеральных удобрений шел за счет увеличения азотных и фосфорных удобрений.
Диаграмма 2 — Поставка минеральных удобрений сельскому хозяйству России (в тыс. т. в год питательных веществ)
Рост поставок минеральных удобрений сельскому хозяйству [диаграмма 2] соответственно опирался на увеличение доз их внесения в расчете на гектар удобряемой площади (таблица 7).
Таблица 7 — Поставка минеральных удобрений на 1 гектар, кг. (100% питательных веществ)
|
Удобрения |
1986 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
|||||||
|
Россия всего |
96,5 |
83,4 |
44,2 |
31,8 |
12,1 |
14,1 |
14,2 |
|||||||
|
В том числе |
||||||||||||||
|
Азотные |
40,4 |
32,5 |
21,0 |
17,8 |
8,5 |
8,8 |
8,9 |
|||||||
|
Фосфорные |
30,6 |
33,4 |
12,4 |
7,8 |
2,3 |
3,9 |
3,4 |
25,5 |
17,5 |
10,8 |
6,2 |
1,3 |
1,4 |
2,0 |
Из приведенных данных следует, что нормы внесения минеральных удобрений в России ниже, чем в целом по СССР на 12% (1985 г.).
По сравнению же с такими республиками, как Узбекистан, Таджикистан, Туркменистан, Азербайджан, Грузия, Беларусь, Латвия, Эстония, Литва, Армения, они были ниже в 3 раза, а по сравнению с Украиной — в 1,5 раза.
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА
Получение сульфата аммония осуществляется методом нейтрализации серной кислоты и бисульфата аммония, содержащихся в маточнике, газообразным аммиаком.
Процесс протекает по следующим уравнениям:
H2SO4 + 2NH3(NH4)2SO4 + 195,53кДж/моль (46,7 кКал/моль)НSO4 + NH3(NH4)2SO4 + 99,65кДж/моль (23,8 кКал/моль)
Ввиду присутствия в маточных растворах производств метилметакрилата (ММА) и метилакрилата (МА) органических примесей протекают побочные реакции (Лит-ра).
) аммонолиз метилметакрилата с образованием амида метакриловой кислоты с последующим гидролизом до метакриловой кислоты:
) аммонолиз метилакрилата с образованием амида акриловой кислоты и последующим гидролизом до акриловой кислоты:
Технологическая схема производства сульфата аммония состоит из следующих стадий:
. Энергоснабжение, прием сырья, нейтрализация серной кислоты и бисульфата аммония, приготовление рабочего раствора.
. Вакуум-кристаллизация.
. Центрифугирование.
. Сушка влажной соли.
. Транспортировка на склад, складирование, отгрузка готовой продукции.
Фактически достигнутая производительность цеха в 2002 году 50214 тн сульфата аммония, в 2001 году — 56587 тн.
Таблица 8 — Нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов
|
№№ п/п |
Наименование сырья, материалов, энергоресурсов |
Нормы расхода (кг/т, нм3/т и др.) |
|||||
|
В том числе по проекту |
В том числе достигнутая |
Примечание |
|||||
|
Основное сырье и материалы |
|||||||
|
1. |
Аммиак жидкий технический марок А, Ак в пересчете на 100 % (ГОСТ 6221-90) |
204,0 кг/т |
206,9 кг/т |
||||
|
2. |
Маточник производства метилметакрилата (регламент цеха ММА) и метилакрилата (регламент отделения МА химцеха № 1) в пересчете на 100 % серную кислоту |
823,0 кг/т |
872,6 кг/т |
||||
|
Энергетические ресурсы |
|||||||
|
1. |
Вода оборотная 1, 4 квартал 2, 3 квартал |
106,5 м3/т |
103 м3/т 107 м3/т |
||||
|
2. |
Пар 9 ата 1 квартал 2, 3 квартал 4 квартал |
1,65 ГКал |
1,3 ГКал 1,0 ГКал 1,1 ГКал |
||||
|
3. |
Сжатый воздух для КИП |
— |
56 м3/ч |
||||
|
4. |
Электроэнергия на технологию |
45 КВт/т |
34 КВт/т |
||||
|
5. |
Вода фильтрованная 1, 4 квартал 2, 3 квартал |
— |
14,8 м3/т 15,4 м3/т |
||||
|
6. |
Азот газообразный |
— |
23,4 т.м3/мес |
||||
Таблица 9 — Нормы образования отходов производства на 1 т сульфата аммония
|
№ п/п |
Наименование отходов, характеристика, состав, аппарат или стадия образования |
Направление использования, метод очистки или уничтожения |
Норма образования отходов, кг/т |
|||
|
в т. ч. по проекту |
в т. ч. достигнутая |
Примечания |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
7.1. Газообразные отходы |
||||||
|
7.1.1 |
Абгазы после вентилятора В-1, 2 |
В атмосферу |
0,015 |
|||
|
7.1.2 |
Абгазы после ротоклона поз. 32а |
В атмосферу |
0,1425 |
|||
|
7.1.3 |
Абгазы после вакуум-насосов поз. 201-3 |
В атмосферу |
0,005 |
|||
|
7.1.4 |
Абгазы после воздушки емкости поз. 2011 |
В атмосферу |
0,012 |
|||
|
7.1.5 |
Абгазы после воздушки емкости поз. 2012 |
В атмосферу |
0,0019 |
|||
|
7.1.6 |
Абгазы после воздушек емкостей поз. 12, 3, 54 |
В атмосферу |
0,02 |
|||
|
7.2. Сточные воды |
||||||
|
7.2.1 |
Конденсат сокового пара с отделения вакуум-кристаллизации, аппарат поз. 21 |
Участок НОПСВ |
1,234 м3/т |
|||
|
7.2.2 |
Слив из санитарно-технического скруббера поз. 32 |
Участок НОПСВ |
0,204 м3/т |
|||
|
7.2.3 |
Слив с конденсатора смешения поз. 117 |
Участок НОПСВ |
2,715 м3/т |
|||
|
7.2.4 |
Слив после вакуум-насосов поз. 201-3, аппарат поз. 38 |
Участок НОПСВ |
0,376 м3/т |
|||
|
7.2.5 |
Вода после маслохолодильников центрифуг поз. 1831-3 |
Участок НОПСВ |
0,407 м3/т |
|||
|
7.2.6 |
Вода на разбавление стоков, аппарат поз. 38 |
Участок НОПСВ |
6,787 м3/т |
|||
|
7.3. Жидкие отходы |
||||||
|
7.3.1 |
Отработанный раствор из системы вакуум-кристаллизации через нейтрализатор поз. 11 |
Шламонакопитель |
460 |
|||
|
7.4. Твердые отходы |
||||||
|
7.4.1 |
Полимерные смолы после очистки емкостей поз. 11-3, 54, 2011, 2 |
Площадка складирования полимерных отходов |
0,4 |
|||
|
7.4.2 |
Сульфат аммония некондиционный после чистки воздуховодов, промвентиляции от унесенного сульфата аммония (пыли) |
Очистка отхода от примесей до качества товарного продукта |
0,008 |
|||
3.1 Охрана окружающей среды
В процессе получения сульфата аммония сточные воды образуются:
на стадии вакуум-кристаллизации конденсат сокового пара поступает в аппарат, избыток которого самотеком сливается в коллектор органических стоков и далее в цех НОПСВ.
вода после охлаждения вакуум-насосов, санитарно-технического скруббера, конденсатора, от смыва раковин лаборатории сливается черезв коллектор органических стоков и далее на НОПСВ, в этот же коллектор сливается вода после охлаждения маслохолодильников центрифуг.
Для сокращения сброса хим. загрязненных стоков в цех НОПСВ, смыв с полов, вода после промывки оборудования поступает в заглубленную емкость, откуда через вакуумную емкость возвращается на переработку в нейтрализатор. Раствор сульфата аммония после мокрой очистки в ротоклоне направляется в отделение нейтрализации в линию перелива в нейтрализатор.
При работе цеха сточные воды образуются постоянно.
Источниками выбросов в атмосферу являются:
выброс после вентиляторов из санитарно-технического скруббера;
На мокрую очистку в последовательно работающие скрубберы поступает воздушная смесь местных отсосов от сальников насосов, центрифуг, элеваторов, транспортеров, от коллектора воздушек аппаратов, от воздушки нейтрализатора через сепаратор.
Выброс поле ротоклона.
На мокрую очистку в ротоклон поступает пыль сульфата аммония после сушилок, циклонов.
выброс после вакуум-насосов;
выброс из воздушек емкостей поз.
Жидким отходом цеха является отработанный рабочий раствор из отделения вакуум-кристаллизации, который по мере накопления органических примесей после предварительной нейтрализации откачивается на шламонакопитель из нейтрализатора
Твердым отходом цеха является смолообразная органика, которая после чистки емкостей, аппаратов вывозится автотранспортом на площадку хранения полимерных отходов цеха ММА.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Производство минеральных солей удобрений составляют одну из важнейших задач химической промышленности. Ассортимент минеральных, 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.
Основной проблемой российской агрохимической промышленности является неплатежеспособный внутренний рынок. Усилия, предпринимаемые правительством по стимулированию производства удобрений для села, пока не дают желаемого результата. Основной причиной этого является отсутствие хорошо обоснованной долговременной государственной политики, предусматривающей постепенный переход к рыночным условиям хозяйствования, государственную поддержку хозяйств любых форм собственности, удобное льготное кредитование, обеспечение конкретных мер по повышению эффективности сельскохозяйственного производства.
Перспективы развития промышленности минеральных удобрений прежде всего связаны с развитием внутреннего платежеспособного рынка.
Для дальнейшего успешного функционирования промышленности минеральных удобрений необходимо:
разработать и реализовать меры, направленные на усиление бюджетной поддержки сельского хозяйства с целью создания цивилизованного внутреннего рынка удобрений.
развивать инфраструктуру действующих и создавать новые морские терминалы для доставки аммиака и минеральных удобрений на экспорт.
противодействовать антидемпинговым процедурам в отношении экспорта минеральных удобрений.
расширять кредитование производителей минеральных удобрений под контракты на поставку продукции.
устранять проявления монополизма и недобросовестной конкуренции со стороны поставщиков топливно-энергетических ресурсов и других сырьевых монополистов.
привлекать дополнительные инвестиции для повышения и эксплуатации рудной базы горно-химического сырья.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/proizvodstvo-azotnyih-udobreniy/
1. «Справочник химика» том 4 стр. 27, издательство «Химия» г. Ленинград, 1964 г.
2. «Сульфат аммония (побочный продукт акрилатных производств)» ТУ 6-00-5757604-14-90 с изм. № 1, 2.
. «Химическая энциклопедия» том 1 стр. 154, г. Москва, 1989 г.
. Основы химической технологии: Учеб. для студентов хим.-технол. спец. Вузов/ И.П. Мухленов, А.Е. Горштейн, Е.С. Тумаркина; Под ред. И.П. Мухленова. — 4-е изд., перераб. И доп. — М.: Высш. шк., 1991. — 463 с.: ил.
. Паспорт безопасности вещества, РПБ № 47773778-21-09262
. Производство минеральных удобрений в России: современное состояние и перспективы развития. // Рынок Ценных Бумаг. — №20. — 2000.
. Суханов П.А., Клубова В.Г. Сульфат аммония — несправедливо забытое удобрение. // Сельскохозяйственные вести. — №4. — 2003.
. Яневская Л.А., Юфит С.С. Органический синтез в двухфазных системах. — М., 1982.
