Производство сложных удобрений

Министерство сельского  хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Мичуринский государственный  аграрный университет»

(ФГБОУ ВПО МичГАУ)

Педагогический институт

 

Факультет биологии

Кафедра химии

 

 

студентка 5 курса

очного отделения

Христофорова З. А.

 

 

 

 

 

 

ПРОИЗВОДСТВО  СЛОЖНЫХ УДОБРЕНИЙ

 

РЕФЕРАТ

 

 

 

 

 

Руководитель:

 к. х. н., доцент

Золотов М.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Мичуринск 2013

 

 

 

Содержание

Введение……….……………………………………………………………3

Глава 1. Сложные удобрения

1.1.   Аммофос…..………. ………………………………………..4

1.2.   Диаммофос……...………………………………………….......4

1.3.   Нитроаммофос и нитроаммофоска….……………………. ... 5

1.4. Калийная селитра ………………………………………………6

Глава 2. Производство аммофоса на Уваровском заводе…………….8

Заключение……..…………………………………………………………15

Библиографический список……………….……………………………..16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Сложные удобрения – это  удобрения, содержащие 2—3 основных питательных вещества (N, P₂O₅, K₂O) растений. В состав их можно ввести микроэлементы (В, Mn, Cu, Zn, Zn, Мо и другие). Сложные удобрения в основном высококонцентрированные (содержат повышенное количество питательных веществ и мало балласта), поэтому по сравнению с простыми удобрениями требуют меньше труда и средств на их внесение, хранение и перевозки. Они обладают хорошими физическими свойствами — не слёживаются, хорошо рассеваются при внесении машинами. Соотношение питательных веществ в этих удобрениях различно, что зависит от способа производства, исходных компонентов, потребности растений. Сложные удобрения стали широко применять после 1950, особенно в США, Канаде, Англии, Нидерландах, Японии, Франции, Италии, где производство их составляет более 50% всего кол-ва удобрений. Сложные удобрения подразделяют на двойные (фосфорно-калийные, азотно-фосфорные, азотно-калийные) и тройные (азотно-фосфорно-калийные).

Сложные удобрения получают при химическом взаимодействии исходных компонентов — аммиака, фосфорной  и азотной кислот, фосфоритов, апатитов, калийных природных солей и др. Выпускают в гранулированном  виде. Наиболее распространены из них: Аммофос (содержание питательных веществ 56—64%), диаммофос (71—74%), Нитрофос (38%), Калийная селитра (57%), Нитроаммофоска (50—54%), Нитрофоска (36%). Перспективны сложные Жидкие удобрения, а также Калия метафосфат, аммония  полифосфат и др.

 

 

 

 

 Глава 1. Сложные удобрения

1. Аммофос

Этот вид концентрированного азотно-фосфорного удобрения получают в ходе реакции  ортофосфорной кислоты с аммонием, входящим в состав аммиака. В результате нее образуется аммофосная пульпа, которую на последующих этапах гранулируют и сушат. Готовый аммофос представляет собой гранулы серого цвета, хорошо растворимые в воде.

Удобрение содержит около 9—11 % азота  и до 50 % фосфора в легко усвояемой  растениями форме. За счет повышенного  содержания фосфора и практически  полного растворения его в  воде аммофос часто используют для  фосфорной подкормки растений вместо суперфосфатов.

Достаточно серьезным недостатком  данного вида удобрения является пониженное по сравнению с фосфором содержание азота, тогда как растениям  чаще требуется их равное количество, поэтому аммофос нередко используют в смеси с другими простыми азотными удобрениями.

Современное производство позволяет получить гранулы аммофоса с небольшой гигроскопичностью, благодаря чему он не слеживается и хорошо вносится в землю. Используют его как в качестве основного удобрения, внося во время весенней культивации земли, так и в виде весенне-летней подкормки.

По причине почти полной растворимости  в воде удобрение полностью принимается  растением, благодаря чему его можно  использовать при капельном орошении и на любом типе почв. При внесении удобрения под озимые культуры его  можно использовать без дополнительного  обогащения азотом, так как при  осеннем севе недостаток азота восполняется подкормками в весенне-летний период. Под картофель и зерновые культуры аммофос можно добавлять непосредственно в ряды при посадке и посеве.

2. Диаммофос

Диаммофос также представляет собой вариант сложного азотно-фосфорного удобрения, но с увеличенной долей азота, которая в зависимости от марки удобрения может составлять от 21,5 до 22,4 %. Содержание в диаммофосе фосфора примерно такое же, как и в аммофосе, и колеблется в пределах от 48,5 до 50,5 %.

Внешний вид и основные свойства диаммофоса аналогичны качественным характеристикам  аммофоса выпускают его преимущественно  в виде гранул, полностью растворимых  в воде, и используют без добавок  большей частью на почвах, богатых  гумусом. При внесении на остальных  видах почв диаммофос требует  дополнительного обогащения простыми азотными удобрениями.

3. Нитроаммофос и нитроаммофоска

Нитроаммофос получают реакцией разложения фосфорных пород природного происхождения (чаще апатита и фосфорита) азотной кислотой с последующей нейтрализацией кальциевой селитры.

В зависимости от марки  содержание азота варьируется от 16 до 23 %, количество фосфора в обеих  марках примерно одинаково и составляет 23—24 %. Для удобства транспортировки, хранения и внесения в почву нитроаммофос выпускают в гранулированном виде, что позволяет снизить гигроскопичность удобрения.

Этот вид удобрения  лучше использовать на почвах с нормальным или повышенным содержанием калия, а при необходимости добавления в почву лучше использовать нитроаммофоску.

Нитроаммофоску получают соединением нитроаммофоса, описанного выше, с простым калийным удобрением в виде хлорида калия.

Гранулы сложного удобрения  содержат примерно равное количество азота, калия и фосфора, в марке  «А» оно достигает 17 %, в марке  «Б» понижено до 13 %, фосфор и калий  составляют по 19 % от общего состава  нитроаммофоски. При этом все 3 важнейших  питательных компонента входят в  состав удобрения в виде растворимых солей, что увеличивает эффективность этого вида удобрения и позволяет использовать его в качестве универсального питательного вещества.

Нитроаммофоску допустимо  использовать на любом типе почв как  в виде основного удобрения, закладываемого при осенней вспашке или весенней культивации земли, так и в  качестве удобрения, вносимого непосредственно  при посадке в борозды и  грядки. Кроме того, его можно  применять в виде дополнительной подкормки в весенне-летний период.

Удобрение считается не менее  эффективным, чем отдельное внесение простых удобрений с равным содержанием  усвояемых растением азота, фосфора  и калия. Однако при заделке комплексного удобрения следует учитывать, что  разные типы почв и виды растений иногда требуют различного количества азота, фосфора и калия, что приходится корректировать добавлением азотного, фосфорного либо калийного простого удобрения.

Кроме того, следует также  принимать во внимание, что только 60 % фосфора, содержащегося в тройном  удобрении, могут быть полностью  усвоены растением, поэтому требуется корректировка доз фосфора на бедных этим питательным веществом почвах. В остальном комплексное удобрение достаточно удобно и может быть использовано в любом регионе страны.

4. Калийная селитра

Калиевая селитра – двойное комплексное удобрение для различных почв, особенно под чувствительные к хлору культуры (лен, картофель, табак, виноград).

Состав:

• Азот (N-NO3)-13%,
• Калий (K2O)  - 46 %

Эффективное азотно-калийное водорастворимое удобрение для подкормок овощных, плодовых, цветочных и декоративных культур.

Применение калиевой селитры (нитрата калия) способствует оптимизации  сосущей силы корней, уравновешиванию  темпов дыхания и фотосинтеза, улучшению структуры тканей растения. Повышается устойчивость растений к неблагоприятным условиям среды.

Оптимальные условия калийного  питания, выровненное соотношение  элементов в растении, особенно азота  и калия, обеспечивает получение  таких качественных параметров, как  внешний вид корнеплодов и  плодов, уменьшается их растрескивание, повышается урожайность.

Калиевая селитра –  очень хорошая форма калийного  удобрения для картофеля и  капусты. Подкормку этих культур  проводят при окучивании, когда ботва  уже хорошо развита и нужно  избегать избытка азота, в этом случае калиевая селитра является эффективным удобрением, так как в ее составе азота содержится в 3,5 раза меньше, чем калия. Перспективно применение калийной селитры в тепличной культуре, ее использование снижает общую концентрацию солей в питательном растворе. Легко растворима.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Производство аммофоса на Уваровском химическом заводе

Упаренная фосфорная кислота (36—40% Р₂О₅) дозируется в первый реактор-сатуратор 1. Отсюда частично нейтрализованная кислота последовательно перетекает во второй и третий реакторы, снабженные мешалками и установленные каскадно, что обеспечивает свободное переливание аммофосной пульпы из одного аппарата в другой. В первый и второй реакторы аммиак вводится в таком количестве, которое позволяет нейтрализовать фосфорную кислоту на 80%; количество аммиака, подаваемого в последний реактор, обеспечивает образование 10—20% диаммоний-фосфата, лучше растворимого, чем моноаммонийфосфат. Величина рН в последнем реакторе поддерживается в пределах 4—5,5, благодаря чему не происходит чрезмерное загустевание пульпы. В процессе нейтрализации выделяется тепло, вследствие чего пульпа нагревается до 115—120 °С и испаряется значительное количество воды. Часть воды связывается в виде осаждающихся кристаллогидратов (сульфата кальция СаSO₄-2Н₂O, фосфатов железа FеРO₄-2Н₂O и др.).

Из последнего реактора пульпа поступает  в промежуточную емкость 2, откуда насосом подается в горизонтальный двухвальный смеситель-гранулятор 3. Здесь пульпа смешивается с ретуром, количество которого более чем в 4 раза превышает количество готового продукта. Одновременно со смешением происходит гранулирование продукта. При этом содержание влаги в смеси поддерживается в пределах 9—11%. Из гранулятора влажный материал поступает во вращающуюся барабанную сушилку 4, откуда элеватором 5 подается на двухситный грохот 6 для рассева на фракции. Крупная фракция (размер частиц более 4 мм) направляется в дробилку 7, откуда в качестве ретура возвращается на смешение с аммофосной пульпой. Мелкая фракция (частицы менее 1 мм) также используются как ретур. Средняя фракция (1-4 мм) после охлаждения на барабане 8 направляется на склад для расфасофки и упаковки. 

 

 

Жидкий аммиак подается во все сатураторы и распределяется с помощью барботеров. В первом аппарате нейтрализация проводится до рН = 3,5, в последнем до рН не выше 5,5. Снижение рН пульпы в первом сатураторе и повышение рН в последнем реакторе нежелательно, так как в первом случае увеличивается содержание неусвояемой Р₂O₅ в аммофосе, а во втором — возрастают потери аммиака при сушке пульпы в распылительной сушилке. Возможны и другие варианты схемы сатурации. Количество сатураторов может быть сокращено до одного при соответствующем объеме аппарата. В этом случае рН пульпы сразу доводится до требуемого предела. Наиболее распространена схема с двумя последовательно работающими сатураторами, позволяющая точнее поддерживать заданный технологический режим.

Процесс нейтрализации проводится при 105—110 ^oС в течение 2 ч, заданный рН пульпы поддерживается автоматически. Полученная пульпа состоит в основном из моноаммонийфосфата с примесью сульфата аммония, фосфатов железа и алюминия, кремнефторида аммония и др. Содержание влаги составляет 40— 42%. Из последнего сатуратора пульпа поступает в промежуточный сборник 10, снабженный мешалкой, откуда перекачивается в напорную емкость и далее через щелевой расходомер подается на распыливающий диск сушилки 2. В распылительную сушилку подается примерно 90% общего количества пульпы, остальные 10% используются в шнеке-грануляторе 5 при гранулировании порошкообразного аммофоса. Попадая на диск, вращающийся со скоростью 8000—9000 оборотов в минуту, пульпа распыливается на мельчайшие капельки, которые высушиваются топочными газами, имеющими температуру 600—700 °С. При соприкосновении с горячими топочными газами частицы пульпы мгновенно высыхают и падают на днище сушилки, откуда скребковым механизмом через «мигалку» направляются в шнек 3 или на ленту конвейера.