Для производства минеральных удобрений используется сильвин

Калийные удобрения

Для производства калийных удобрений используют природные калийные соли: карнилит, сильвинит, каинит, шенит и некоторые другие, которые добывают преимущественно на Урале. Как правило, для производства сельскохозяйственных удобрений используют сильвинит, представляющий собой соединение хлористого калия с хлористым натрием.

Простые калийные удобрения: сильвинит и каинит

Простые калийные удобрения изготавливают из калийных руд, преимущественно из сильвинита и каинита, путем их механического размола. Содержание окиси калия, усвояемой растениями, превышает в каините 10 %, в сильвине достигает 18 %.

Сильвинит представляет собой крупные кристаллы белого, голубоватого или розоватого цветов, содержащие, помимо окиси калия, высокую концентрацию хлора, почти в 4 раза превышающую калийную. Благодаря небольшой гигроскопичности удобрение практически не слеживается и легко вносится в землю.

По причине насыщенности натрием удобрение лучше вносить под культуры, устойчивые к данному элементу: морковь, все виды свеклы. Из-за высокого содержания в удобрении соединений хлора не стоит использовать его для подкормки картофеля, капусты, зелени и других культур, не устойчивых к этому элементу.

Каинит, получаемый в результате механического размола каинитовой руды, помимо калия, содержит около 7 % магния, до 35 % хлора, около 25 % окиси натрия и примерно 15 % окиси серы. Его внешний вид во многом схож с сильвинитом и представляет собой крупные кристаллы грязно-розового цвета, хорошо растворимые в воде.

Как и предыдущее простое калийное удобрение, каинит достаточно хорошо транспортируется и хранится, легко вносится в почву, однако высокое содержание хлора препятствует повсеместному использованию этого минерала для подкормки сельскохозяйственных культур, поэтому чаще его применяют как основное удобрение при осенней вспашке земли под посевы устойчивых к хлору культур.

Калимагнезия

Этот вид калийно-магниевого удобрения получают из шенита в 2 формах: в виде простого порошка или гранул. Как и описанные выше калийные удобрения, калимагнезия представляет собой беловатые кристаллы, легко растворяющиеся в воде. При этом она не доставляет сложностей в транспортировке и хранении, не слеживается и малогигроскопична.

Содержание окиси калия доходит до 26 %, окиси магния — немного меньше: от 11 до 18 %. Большим преимуществом этого удобрения является то, что оно не содержит хлора, поэтому вносится в виде основной подкормки под культуры, чувствительные к этому элементу: все виды капусты, редис, картофель.

Калимаг

Этот вид удобрения, получаемый в результате размола лангбейнитовой руды, имеет много общего с калимагнезией, однако отличается пониженным содержанием и калия (не более 24 %), и магнезии (до 9 %).

По параметрам гигроскопичности и слеживаемости он практически не отличается от калимагнезии, легко транспортируется, хранится и вносится в землю, применяется на легких почвах супесчаного и песчаного типа (преимущественно подзолы) под культуры, плохо реагирующие на хлор.

Хлористый калий

Хлористый калий представляет собой концентрированное калийное удобрение в виде белой кристаллической соли или гранул, хорошо растворимых в воде. Благодаря высокой концентрации (до 62 %) питательного вещества в доступной растениям форме на сегодняшний день это самое распространенное в сельском хозяйстве калийное удобрение.

В процессе переработки сильвинита хлористый натрий и другие примеси удаляют методом растворения с последующей кристаллизацией только хлористого калия либо методом флотации.

Благодаря современным технологиям производства удобрение обладает пониженной гигроскопичностью, т. е. не слеживается и может храниться в обыкновенной полиэтиленовой или пластиковой таре в хозяйственных постройках. Кроме того, оно довольно неприхотливо к условиям транспортировки от завода на склады и затем на поле.

Высокое содержание хлора в этом виде удобрения ограничивает его использование в качестве подкормок, а также под посевы картофеля, гречихи и крестоцветных как наиболее неустойчивых к повышенному наличию хлора в почве. Вносят это удобрение осенью, чтобы к весеннему посеву сельскохозяйственных культур хлор успел вымыться из корнеобитаемых слоев почвы в нижние.

Калийная соль

Этот вид подкормки получают соединением хлористого калия с молотым сильвинитом, благодаря чему удается получить концентрированное удобрение с 40%-ным содержанием окиси калия; правда, и с повышенным содержанием хлора. Поэтому калийную соль вносят только в качестве основного удобрения под осеннюю вспашку земли, чтобы весенние талые воды вымыли вредный для растений хлор в нижние, не доступные корням слои.

Внешне калийная соль представляет собой кристаллы розово-серого или оранжево-бурого цвета.

Сульфат калия (серно-кислый калий)

Благодаря отсутствию хлора на сегодняшний день это высококонцентрированное калийное удобрение считается одним из самых эффективных и широко используется в сельском хозяйстве как основное или в качестве

весенне-летней подкормки. Содержание окиси калия в нем доходит до 50 %; помимо того, в состав сульфата калия входят до18 % серы, около 3 % магния, что позволяет использовать данное концентрированное калийное удобрение на всех типах почв и под любые культуры.

Благодаря отсутствию хлора серно-кислый калий вносят под картофель, овощи из семейства крестоцветных, в том числе под любые виды капусты, такие овощные культуры, как огурцы, баклажаны, болгарский перец, а также под плодово-ягодные культуры.

Сульфат калия выпускают в виде белого кристаллического порошка, который малогигроскопичен, не слеживается, легко вносится в почву, а благодаря полному растворению в воде может быть использован в качестве капельной подкормки и в оросительных системах.

Калийные удобрения чаще вносят вместе с азотными и фосфорными, однако на торфяных почвах, богатых остальными питательными веществами, практикуют изолированное использование калийных солей.

Известкование, как и внесение кальциевых удобрений, повышает процент усвоения кальция растениями; внесение азотных удобрений даже в виде навоза, напротив, снижает эффективность калиевых удобрений, что следует учитывать при расчете нормы их внесения.

Картофель, корнеплоды, высокобелковые кормовые травы (люцерна и клевер) потребляют за вегетационный период большое количество калия, забирая его из почвы, что также следует учитывать при внесении дополнительных питательных веществ во время осенней и весенней вспашки земли.

Зерновые культуры не так отзывчивы на внесение калийных удобрений и слабо забирают их из почвы. Как правило, действие примененных удобрений продолжается не менее 2 лет, при систематическом внесении этот срок последействия может увеличиваться. Эффективность использования окиси калия, содержащейся в большинстве калийных удобрений, составляет от 40 до 80 %.

Источник

Сильвин

Минерал назван но имени химика Сильвия де-ля Баш.

Английское название минерала Сильвин — Sуlvitе

Синонимы: Хлористый калий — potassium chloride, сильвиит — Silviit (Глокер, 1847) гёвелит — hoevelite (Жирар, 1863), леопольдит.— Leopoldit (Циикен, 1865), шетцеллит — Schatzellit (Бшпоф, 1865).
Хлорнатрокалит — chlornatrokalite (Джопстон-Левис, 1906; Спенсер, 1908) — сильвин с примесью галита, меллахит — mellahite — смесь солей КСl, NaCl, MgSO ₄ , MgCl ₂ , образующаяся при выпаривании морской воды (Николи, 1925), сильвиногалит — sylvinohalite (Шубникова, 1937) и галитосильвин — Halitosylvin (Бёке, 1909) — смеси галита и сильвина.

Сильвин. Зернистый агрегат

Формула сильвина

Химический состав

Химический теоретический состав: К — 52,44; Сl — 47,56. Всегда содержит в виде изоморфной примеси Br, иногда незначительное количество J.При комнатной температуре КСl может содержать до 3,02 % NH₄Cl. Также отмечались U, Не и Ar₄₀, образующийся в результате распада К₄₀ . Указываются также следы Ва, Pd, Fe, Ra, Cu, Mn, Ti.

Кристаллографическая характеристика

Класс гексоктаэдрический подтверждается рентгеновским изучением, но фигуры травления и удара обычно указывают на более низкую симметрию.

Кристаллическая структура аналогична структуре NaCl.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Кристаллы кубические (иногда вершины притуплены гранями октаэдра); изредка октаэдрические, призматического развития, иногда изогнутые и таблитчатые. Скелетные кристаллы в отличие от галита редки. На гранях куба часто фигуры травления, нередко в виде квадратных углублений, повернутых косо относительно ребер куба. Искусственно получены также симметричные фигуры травления.

Двойники по (111) наблюдались только у искусственных кристаллов. Иногда отмечается зональность. Нередки очень обильные включения. Микровключения галита в сильвине чрезвычайно разнообразны по форме и величине: каплевидные, призмочки, кубики и кубооктаэдры, ориентированные параллельно плоскостям спайности сильвина. Мельчайшие чешуйки гематита шестиугольной или ромбовидной формы иногда расположены параллельно (100), (111) и (110) сильвина; отмечаются также включения окислов железа в виде игл, волокон и хлопьевидных агрегатов. Часты включения ангидрита и полигалита, иногда многочисленны включения воздуха, возможно содержащего небольшие количества метана и водорода; описаны включения рапы в виде амебообразных полостей и заполнений отрицательных кристаллов, а также отмечались включения мельчайших иголочек криптомелана.

Агрегаты. Зернистые и плотные массы часто со слоистой текстурой. Шестоватые и волокнистые агрегаты, корочки, землистые налеты, кристаллы.

Физические свойства

По физическим свойствам сходен с галитом.

• Цвет. Бесцветен. Молочно-белый цвет, обусловленный включениями галита или газа, серовато-белый, голубой (от включений синего галита), часто желтый, красный или желтовато-красный (от включений гематита). В последнем случае окраска часто распределяется полосами (около трещинок) или зонально, обычно она гуще к краям зерна, иногда параллельно граням куба.

Сильвин

• Черта
• Блеск стеклянный.
• Отлив
• Прозрачность прозрачен

Механические

• Твердость 2. Микротвердость 10—16 кГ/мм 2 ; на грани куба несколько выше, чем на грани октаэдра

Хрупок, но в несколько меньшей степени, чем галит. При продолжительном одностороннем давлении делается пластичным.

• Плотность 1,993 (средний из нескольких измерений).
• Спайность по (100) совершенная.
• Излом неровный.

Полируемость разных граней различна: легче всего полируется по грани (100), наиболее трудно по грани (111), но анизотропия полирования несколько ниже, чем у галита.

Химические свойства

В 100 г воды при комнатной температуре растворяется 34,7 г КСl (по Хинце),

При добавлении AgNO₃ в раствор, подкисленный HNO₃, выпадает творожистый осадок AgCl.
Капля раствора PtCl₄, нанесенная на шлиф, над сильвином мутнеет вследствие образования платината калия, в то время как над галитом такой же раствор остается прозрачным.

Прочие свойства

Диамагнитен или слабо парамагнитен. Непроводник электричества. Диэлектрическая постоянная 5,03. При облучении катодными и рентгеновскими лучами, а также при нагревании в парах К и Na окрашивается в голубой или фиолетовый цвет. Слабо радиоактивен вследствие содержания К₄₀. На вкус горьковато-соленый, слегка жгучий. В пламени свечи плавится. Температура плавления 778°. Теплота образования (2К + Сl₂) 211 ккал. При нагревании происходит потеря в весе вследствие испарения, но показатель преломления не изменяется.

Искусственное получение минерала.

Легко получается при кристаллизации из водных растворов, из паров, при медленном остывании расплава в виде кубических и кубооктаэдрических кристаллов. Прозрачность значительно возрастает при добавлении в раствор NaOH, Na ₂ C0 ₃ , CuCl ₂ . Своеобразные скелетные формы получены из насыщенного раствора. Исследовались системы, соответствующие составу морской воды и рапы оз. Индер, а также система КСl- NaCl — MgCl ₂ — Н ₂ O и др.

Диагностические признаки

От галита отличается но жгуче соленому вкусу, по косому расположению фигур удара, травления и роста относительно ребер куба, более частым развитием граней октаэдра, способностью окрашивать пламя в фиолетовый цвет. Сильвин несколько мягче и пластичнее, царапается галитом, при сжимании между двумя стеклянными пластинками мелкие зерна сильвина расплющиваются, а зерна галита превращаются в порошок. В тесном срастании с галитом (в сильвините) сильвин можно отличить путем травления полированной поверхности насыщенным раствором NaCl; при этом сильвин мутнеет, а галит остается блестящим; в отраженном свете на поверхности образца четко выявляются даже мелкие включения одного минерала в другом; в шлифах от галита отличается меньшим показателем преломления и реакцией с раствором хлористой платины. От карналлита — более жирным блеском, заметной спайностью и тем, что царапается беззвучно, в то время как карналлит издает характерный звук.

Спутники. Галит, карналлит, гипс, ангидрит, гидроокислы железа, кизерит, каинит, лангбейнит, полигалит, эпсомит, шёнит, калиборит.

Происхождение и нахождение

Является типичным химическим осадком замкнутых заливов морей и озер.

Генезис сильвина в соляных месторождениях явился предметом длительной дискуссии. Ранее господствовало представление об исключительно вторичном происхождении сильвина за счет изменения карналлита. Оно было выдвинуто немецкими исследователями в процессе геологического изучения северогерманских калийных месторождений и основывалось на классических работах Вант-Гоффа по изучению диаграммы равновесий системы Na, К ₂ , Mg, Cl ₂ , SO ₄ , Н ₂ O. Справедливость этих выводов для сильвина из твердой соли северогерманских месторождений подтверждается современными минералого-петрографическими исследованиями Браича.

В результате детальных геолого-петрографических и минералогических исследований, проведенных в России в связи с разработкой Соликамского месторождения, были установлены факты, свидетельствующие об образовании значительных масс сильвина непосредственно из рассола в процессе выпадения химических осадков в солеродных бассейнах. Принципиальная возможность выпадения КСl из рапы в природных условиях была доказана рядом физико-химических исследований.

По данным Валяшко, начало кристаллизации сильвина в бассейне, концентрирующем метаморфизованную океаническую воду, должно приблизительно совпадать с началом превращения его в сухое озеро, поэтому образование пластов сильвина могло происходить лишь в местах прогибания свежеотложенной галитовой толщи, куда устремлялись пропитывающие ее поровые растворы, насыщенные КСl и NaCl. Образование сильвинитов, вероятно, могло также происходить локально в результате притока извне вод, насыщенных КСl. По данным Уразова, колебание содержания сильвина в сильвините объясняется изменением температурных условий отложения: чем выше температура образования сильвинита, тем больше он содержит сильвина. Образование тонкого переслаивания сильвина и галита объясняется сезонным изменением состава и концентрации рапы или периодическим притоком метаморфизованных растворов. Выпадение сильвина могло происходить и из рапы, содержащей значительное количество сульфатов, но обычно вне зоны отложения терригенного материала.

В процессе диагенетического уплотнения соляных пород сильвин может переот лагаться и вновь образовываться под влиянием растворов, отделяющихся в процессе уплотнения соляных толщ и отжимающихся кверху. По данным Ходькова, механизм этого явления на примере Соликамского месторождения представляется следующим образом: на различных стадиях диагенеза поровые растворы из толщи подстилающей каменной соли поднимались вверх. Благодаря наличию водонепроницаемых глинистых прослоев и неравномерной трещиноватости разгрузка этих вод происходила локально. Будучи насыщенными NaCl, растворы при прохождении через зону первичного сильвинита растворяли сильвин и отлагали на его месте галит. При дальнейшей миграции вверх они попадали в зону карналлита, извлекали из нее MgCl ₂ и обусловливали формирование сильвинита на месте карналлито-галитовой породы, так как были насыщены КСl и NaСl и недонасыщены MgCl ₂ . Одновременно могла происходить кристаллизация сильвина в трещинных и других полостях.
Типоморфной особенностью вторичного сильвина является значительно более низкое содержание в нем брома. Если в первичном сильвине может содержаться до 0,28% Br, то во вторичном сильвине его содержание в несколько раз меньше. Пониженное содержание брома в сильвине свидетельствует о перекристаллизации этого минерала, его переотложении в процессе диагенетического изменения соляной толщи или о кристаллизации в бассейне, рассол которого образовался не путем сгущения морской воды, а в процессе размывания соляных толщ.

Изменение минерала.

Отмечалось замещение сильвина галитом и полигалитом.

Месторождения

Сильвин встречается среди отложений галита, но значительно реже и в меньших количествах. В отличие от галита крупных мономинеральных масс сильвин не образует, а входит в состав зернистых галито-сильвиновых пород, так называемых сильвинитов, которые имеют массивную или полосчатую текстуру; иногда для них характерно тонкое чередование прослоев галита и сильвина.В калийных месторождениях с сульфатными минералами сильвин входит в состав ангидрито-сильвино-галитовых и кизерито-сильвино-галитовых пород, носящих название твердой соли. Калийные соли, включающие сильвиниты и сильвинсодержащие породы, обычно тяготеют к верхней части соляной толщи и заключены между подстилающей и покровной каменной солью. Внутри зоны калийных солей сильвиниты и сильвинсодержащие породы снизу вверх и по простиранию чередуются с пачками карналлита и галита. Кроме того, отмечались сравнительно небольшие линзы и гнезда чистого крупнокристаллического сильвина и прожилки волокнистого строения, иногда с кристалликами галита в средней части, приуроченные, как правило, к глинистым прослоям.

В месторождениях, бедных сернокислыми солями (Приуралье, Испания), сильвин ассоциируется с галитом, карналлитом, ангидритом, гидроокислами железа, в богатых сернокислыми соединениями месторождениях (Предкарпатье, Северная Германия) — также с кизеритом, каинитом, лангбейнитом, полигалитом, эпсомитом, шёнитом, калиборитом и др.
Крупные залежи известны в Припятском бассейне (месторождение Белорусское или Старобинское, Белоруссия) и в Предкарпатье (месторождения Калушское и Стебникское, Украина). В Предуралье расположен крупнейший Верхнекамский калийный район, калийные соли обнаружены также в Верхнепечорском соляном бассейне. Сильвин встречен во многих солянокупольных структурах в Прикаспийском, Башкирском и Оренбургско-Актюбинском бассейнах: Стерлибашево (Башкирия, Россия), Линевка (Оренбургская обл.), Озинки (Саратовская обл.), Жилянка, Аще-Булак, Акджар, Кенкияк, Индер, Сагиз, Тамдыкуль, Байзак, Жиренкара, Новобогатинск, Челкар и Григорьевка (Казахстан); также в Роменской соляно-купольной структуре, Украина. Залежи сильвинита имеются в Средней Азии на территории, охватывающей Восточный Туркменистан (Гаурдакское месторождение) и Южный Узбекистан. Признаки калийных солей обнаружены в Сибири в Ангаро-Ленском соляном бассейне и верховьях Нижней Тунгуски (Красноярский край), незначительные количества сильвина отмечались в Туз-Тагском месторождении в Туве.
В СНГ сильвин добывается в Верхнекамском, Калушском и Стебникском месторождениях, за рубежом — в Стасфурте и Леопольдсхале (Саксония-Анхальт), в Верхнем Рейне (Германия), в Эльзасе и Аквитанском бассейне (Франция), в Эбро (Испания,) в Клодаве (Польша), в штатах Нью-Мексико, Юта и Техас (США), в Северном Саскачеване (Канада) и др.
В современную эпоху образование сильвина наблюдалось по берегам озера Сёрлс (Калифорния, США) и Мертвого моря (Израиль). Сильвин встречается в выцветах на почве в областях жаркого и сухого климата, среди отложений селитры в Перу и Чили, а также в виде землистых и пушистых налетов в смеси с галитом на стенках кратеров вулканов и в трещинах лавы (Ключевская сопка на Камчатке и Везувий в Италии).

Практическое применение

Большая часть добываемого сильвина идет на производство калийных удобрений; он является также сырьем для получения соединений калия, имеющих самое различное применение. Прозрачные кристаллы используются для изготовления призм спектрометров.

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой испаряется, окрашивает пламя в фиолетовый цвет, лучше наблюдаемый через синее стекло.

Источник