Меню

Фосфориты сырье для сельскохозяйственных удобрений

Фосфорные удобрения

Фосфорные удобрения – удобрения, содержащие в качестве основного питательного элемента фосфор. Различают три группы: водорастворимые, цитратно-лимоннорастворимые, труднорастворимые фосфорные удобрения. Применяются они в основной прием, при припосевном внесении и при подкормках. Основное сырье для производства – природные фосфаты (апатиты и фосфориты различных месторождений). [5]

Содержание:

Классификация фосфорных удобрений

Водорастворимые фосфорные удобрения

К этой группе относятся суперфосфаты. По способу производства и содержанию P2O5 суперфосфаты делятся на простые и двойные (тройные), по консистенции – на гранулированные и порошковидные. [2]

  • Суперфосфат простой(СаН2РО4)2 х Н2О + 2СаSО4 х 2Н2О в порошковидной форме содержит 19 % усвояемого фосфора, а гранулированный – не менее 20 %. Кроме того, удобрение содержит 50–55 % СаSО4. Наличие серы благоприятно сказывается на урожайности культур, положительно реагирующих на серу (рапса, капусты, брюквы, турнепса и др.), а также картофеля. [1]
  • Суперфосфат двойной Са(Н2РО4)2 х Н2О производится в гранулированном виде, содержит 43 и 49% P2O5, в зависимости от марки. Свободная кислота в составе удобрения не превышает 2,5–5 %. Положительно влияет на рост и развитие всех сельскохозяйственных культур. [1]
  • Суперфос – удобрение фосфорное концентрированное. Содержание P2O5 – 38–40 %. Половина соединений фосфора находится в водорастворимой форме. Получают путем химического воздействия на фосфоритную муку смеси серной и фосфорной кислот. Выпускается в гранулированном виде. По агрономической эффективности превосходит суперфосфаты. [2]

Цитратно- и лимоннорастворимые фосфорные удобрения

  • Преципитат СаНРО4 х 2Н2О содержит 27–38 % Р2О5. Внешне это порошок светло-серого или белого цвета. Получают путем нейтрализации фосфорной кислоты известковым молоком либо мелом и как отход желатинового производства. Растворим в лимоннокислом аммонии и хорошо усваивается растениями. Применяется для основного внесения. [5] Используется для добавки в корма. [5]
  • Термофосфаты Nа2О х 3СаО х Р2О5 + SiО2 содержат 20–30 % фосфора в лимоннорастворимой форме. К этой группе удобрений относят томасшлак, мартеновский шлак, обесфторенный фосфат. Возможно производство из природных фосфатов, не пригодных для внесения в почву и трудно поддающихся химическому воздействию, с целью получения водорастворимых фосфорных удобрений.

Термофосфаты распространены в Западной Европе. В Германии это ренаний–фосфат, содержащий 25–30 % Р2О5. Получают спеканием фосфоритов с содой (20 %) и добавкой доменного шлака. Во Франции фоспаль (27–29 % Р2О5). Это плавленый фосфат. Получается из сенегальского алюмокальций фосфата при прокаливании при относительно невысоких температурах (550–600°C). [1]

  • Костяная мука – удобрение более эффективное, чем фосфоритная мука. Содержит 30–35 % Р2О5 и 1 % азота. Эффективна на кислых почвах, и даже на слабокислых оказывает значительное влияние на урожайность. Является побочным продуктом переработки костей. [2]

    • Труднорастворимые

    • Фосфоритная мука – тяжелый порошок темно-серого цвета. Получают путем размола фосфоритов. Выпускается четыре марки. Содержание Р2О5 – 20, 23, 26 и 29 %. Диаметр частиц – не более 0.18 мм. Это медленно действующее удобрение применяется при основном внесении и фосфоритовании почвы. [1]
    • Вивианит (болотная руда) Fe3(РО4)2 х 8 Н2О – мелкий порошок. Удобен для рассеивания. В чистом виде содержит 28 % Р2О5, с примесью торфа (торфовивианит) – 12–26 % Р2О5. Залежи вивианита встречаются в виде небольших гнезд или прослоек массы белесого цвета. На воздухе синеет. После добычи массу проветривают и подсушивают. [1]
    Читайте также:  Чем удобрять жимолость весной для увеличения урожая

    Сахар

    Суперфосфат используют для получения сахара

    Применение

    Сельское хозяйство

    Фосфорные удобрения применяют для повышения плодородия почвы, в частности, для увеличения содержания фосфора и доступных растениям фосфорных соединений. Кроме того, преципитат, обесфторенный фосфат, костную муку применяют для минеральной подкормки животных. [5]

    Промышленность

    Суперфосфат используют в дрожжевой и сахарной промышленности (фото). В строительстве он применяется для огнезащитного покрытия древесины.

    Двойной суперфосфат используют в химической промышленности в качестве источника фосфора и для приготовления тукосмесей. [3]

    Побдробнее о фосфоре читайте в статье Фосфор.

    Поведение в почве

    Поведение фосфорных удобрений в почве зависит не только от вида удобрения, но и от физико-химических процессов, проходящих в самой почве.

    При внесении они растворяются, и фосфат-ион постепенно переходит в различные соединения, присущие данному типу почв. Процесс этот медленный. Частично внесенные фосфатные удобрения (гранулированные, полурастворимые и нерастворимые) длительно сохраняются в почве в неизменном виде.

    Виды фосфорных удобрений

    Трансформация фосфора удобрений обусловлена следующими процессами:

      Обменным (коллоидно-химическим) поглощением фосфора твердой фазой почвы.

    Этот процесс наблюдается на поверхности гидратов полуторных оксидов (положительно заряженных коллоидных частиц) или на положительно заряженных участках отрицательно заряженных коллоидов (минералов каолинитовой и монтмориллонитовой групп, гидрослюд, коллоидов белковых групп). Обменное поглощение сильнее выражается в условиях кислой среды. Реакция среды вызывает изменение электрического потенциала почвенных коллоидов. Подкисление почвенного раствора благотворно влияет на большее поглощение анионов. Подщелачивание приводит к обратному результату. В почвах со слабокислой и нейтральной реакцией обменное поглощение выражено гораздо слабее.

    Обменно-поглощенные ионы путем десорбции легко вытесняются в раствор другими анионами минеральных и органических кислот. Данные вещества всегда присутствуют в почвенном растворе, и недостатка в них не испытывает ни один тип почвы. Это и определяет высокую подвижность обменно-поглощенных фосфатов в почвах и, как следствие, их доступность растениям.

    По своей доступности обменно-поглощенные фосфаты приравниваются к водорастворимым. [5]

    Поглощением фосфора катионами кальция, магния, оксидами и гидроксидами железа, алюминия, марганца и титана по типу химического связывания.

    Химическому поглощению в почвах подвергаются и водорастворимые фосфат-ионы удобрений, и фосфат-ионы, перешедшие в раствор из обменно-поглощенного состояния в результате десорбции. Ход и тип химического поглощения обусловливается типом почвы и степенью ее кислотности.

    Величина кислотности почвы определяет растворимость солей различных металлов (магния, алюминия, кальция, железа, титана и др.). Взаимодействуя с растворимыми фосфат-ионами, эти соли переводят их в труднорастворимые соединения. Установлено, что наименьшее связывание фосфатов и их максимальная подвижность наблюдаются в интервале pH5,0–5,5. На более кислых почвах фосфат-ионы поглощаются оксидами железа и алюминия, на менее кислых – кальция и магния.

    На почвах с нейтральной реакцией среды водорастворимые фосфорные удобрения в результате химического поглощения превращаются в двузамещенные фосфаты кальция и магния (CaHPO4 x 2H2O или MgHPO4 и долгое время остаются именно в таком доступном для растений виде. В дальнейшем ион водорода постепенно замещается кальцием или магнием и образуются трехзамещенные фосфаты этих элементов (Ca3(PO4)2 или Mg3(PO4)2. С течением времени образуются и более основные фосфаты типа октакальцийфосфата (Ca4H(PO4)3 x 3H2O) – это еще менее растворимое соединение. Однако данные соли, находясь в свежеосажденном аморфном состоянии, сохраняют свойство растворяться в слабых кислотах и остаются частично доступными для растений. По мере ретрограции (старения) и перехода из аморфного в кристаллическое состояние фосфаты становятся недоступными для большинства растений.

    Читайте также:  Подкормка кустарников осенью суперфосфатом

    В дерново-подзолистых почвах с кислой и слабокислой средой основными компонентами химического связывания фосфат-ионов из водорастворимых удобрений являются полуторные оксиды:

    Опытным путем установлено, что ранее не использованный («остаточный») фосфор хорошо доступен растениям. В почве фосфаты удобрений не закрепляются намертво в значительных количествах. Более того, при дефиците фосфорных удобрений происходит мобилизация фосфатных ресурсов почвы. При этом происходит постепенная трансформация труднорастворимых фосфатов в более растворимые. [5]

    Биологическим поглощением фосфора растениями и микрофлорой почвы.

    Биологическое поглощение фосфора растениями возможно только из солей ортофосфорной кислоты. Ортофосфорная кислота является трехосновной и может отдиссоциировать три аниона: H2PO4 — , HPO4 2- и PO4 3- . В условиях слабокислой реакции среды, в которой чаще всего и растут растения, наиболее доступным является первый из перечисленных ионов, второй – в меньшей степени, третий практически не доступен.

    Все соли ортофосфорной кислоты и одновалентных катионов (NH4+, Na+, K+), а также однозамещенные соли двухвалентных катионов (Ca(H2PO4)2 и Mg(H2PO4)2) растворимы в воде и легко усваиваются растениями и микрофлорой почвы. [5]

    Применение на различных типах почв

    Особенности применения фосфорных удобрений для различных почв зависят от растворимости фосфорных соединений:

    1. Фосфаты, растворимые в воде, применяются на всех почвах, под все культуры и в разные приемы.
    2. Эффективность применения фосфатов, растворимых в слабых кислотах (цитратно- и лимоннорастворимые фосфорные удобрения), на кислых почвах сильнее.
    3. Труднорастворимые удобрения эффективны на почвах с кислой реакцией. К ним относятся почвы нечерноземной зоны и северные черноземы (деградированные и выщелоченные). [2]

    Источник

    Сырье для производства фосфорных удобрений

    В отличие от азота, запасы которого можно считать неограниченными, так как он содержится в атмосфере, запасы фосфатного сырья ограничены. Сырьевой базой фосфатно-туковой промышленности являются природные залежи фосфорных руд – апатиты и фосфориты. Крупные залежи фосфатного сырья в США, Китае, Северной Африке. Запасы фосфоритов в США оцениваются в 10,5 млрд. т, Марокко – 9 млрд. т. Из стран СНГ наибольшими запасами фосфатного сырья обладают Россия и Казахстан. Самое крупное месторождение апатитов находится в России в горных отрогах Хибинских гор Кольского полуострова. Их запасы оцениваются в 640 млн. т. Хибинские апатиты залегают в виде апатито-нефелиновой породы.

    Апатит является основным источником фосфора магматического происхождения в земной коре. Эмпирическая формула апатита Ca5(PO4)3F или Ca3(PO4)2×Ca(F, Cl)2 (в зависимости от преобладания фтора или хлора различают фторапатит и хлорапатит). Нефелин – алюмосиликат состава (К, Na)2O×Al2O32SiO2 + nSiО2.

    Апатиты Хибин представлены в основном фторапатитом. Однако апатито-нефелиновая порода неоднородна: в верхнем горизонте она содержит 28,5 %, в среднем – 19,2 % и в нижнем – 7–15 % Р2О5. Отсортированная и размолотая товарная руда подвергается обогащению методом флотации – разделением в водном потоке руды на апатит и нефелин. Тонкоизмельченную руду взмучивают в воде, добавляют реагент – олеиновую кислоту с керосином и растворимым стеклом (1 кг на 1 т породы). При интенсивном продувании воздуха через пульпу частицы апатита всплывают наверх в виде пены и сливаются, а нефелин остается внизу и уносится потоком воды. Обогащенный таким образом апатитовый концентрат содержит 39–40 % Р2О5 и считается лучшим в мире сырьем для производства фосфорных удобрений. Из-за плохой растворимости апатитовый концентрат непосредственно в качестве удобрения не применяется. Нефелин также используется в народном хозяйстве. На кислых почвах его можно применять как калийное удобрение.

    Читайте также:  Можно ли флоксам навоз

    В отличие от апатитов фосфориты являются не магматическими, а осадочными породами. Состав фосфоритов зависит от их происхождения и условий образования. Фосфориты – это сложные соединения апатитовой структуры – 3Са3(РО4)2∙CaF2 (фторапатит), 3Са3(РО4)2∙Са(ОН)2 (гидроксилапатит), 3Са3(РО4)2∙СаСО3 (карбонатапатит). Помимо этих соединений в фосфоритах имеются примеси: углекислая известь, песок, глина, полуторные оксиды железа и алюминия и др. В зависимости от количества примесей содержание фосфорной кислоты в фосфоритах может колебаться в широких пределах – от 15 до 35% Р2О5. Фосфориты бывают желваковые – в виде окатанных камней, и пластовые, представляющие собой слитную массу. Более распространены желваковые фосфориты.

    Залежи фосфоритов (130 млн. т) в Беларуси находятся в Могилевской и Брестской областях, но они не имеют промышленного значения. Фосфатное сырье поступает к нам из России, а в последнее время и из Африки.

    В России наиболее крупными месторождениями фосфоритов являются Егорьевское (Московская область), Кингисеппское (Ленинградская область), Вятско-Камское (Кировская область), Щигровское (Курская область), Брянское. Намечается разработка бедных апатитовых руд Ошурковского месторождения (Бурятия) с доведением содержания Р2О5 в концентрате до 35 %. Большие залежи фосфоритов имеются в Эстонии, на Украине, в Казахстане (Каратау и Чилисайское месторождение). Из фосфоритов Каратау получают сырье, содержащее не менее 24–28 % Р2О5, Чилисайского месторождения – 23–24 % Р2О5. Вовлечение в переработку в последние годы менее богатых и качественных фосфатов усложняет и удорожает производство фосфорных удобрений.

    Западноевропейские страны не располагают сколько-нибудь значимыми ресурсами фосфатного сырья. Поэтому промышленность фосфорных удобрений этих стран импортирует фосфаты, главным образом из Северной Африки и США.

    Мировой рынок фосфатных удобрений представлен малым числом производителей. На три крупнейших продавца фосфатной руды – США, Китай, Марокко – приходится 67 процентов мирового предложения. Продают фосфатное сырье также Тунис, Бразилия, Иордания, ЮАР и другие страны.

    Крупнейший поставщик фосфатной руды – США за последние десять лет снизил поставки фосфатной руды на 37 %. Доля же Китая в производстве фосфатной руды в 2010 г. возросла до 38 %. Здесь сосредоточены вторые крупнейшие запасы фосфатов в мире, хотя среднее содержание Р2О5 в них всего 16,95 %.

    Что касается мирового рынка фосфоросодержащих удобрений, то к лидерам относятся 5 стран – США, Китай, Россия, Марокко и Тунис, на которые приходится около 84 процентов производства. Добыча фосфатного сырья составляет 177,8 млн. т, потребление фосфорных удобрений в целом в 2010 г. достигло 40 млн. тонн.

    В 2011 году состоялся запуск крупного фосфатного проекта в Саудовской Аравии, проектная мощность которого – 3 млн. тонн фосфорных удобрений в год.

    Источник

    ➤ Adblock
    detector