Как производить удобрений минеральных

Производство минеральных удобрений

Лекция 17

Минеральные удобрения являются одним из важнейших для народного хозяйства видов продукции химической промышленности. Рост численности населения выдвигает перед всеми странами мира одну и ту же проблему — умелое управление способностью природы воспроизводить жизненные ресурсы и, прежде всего, продовольственные. Задача расширенного воспроизводства продуктов питания уже давно решается путем применения в сельском хозяйстве минеральных удобрений. Научными прогнозами и перспективными планами предусматривается дальнейшее увеличение мирового выпуска минеральных и органоминеральных удобрений, удобрений с регулируемым сроком действия и других видов вносимых в почву добавок.

Классификация минеральных удобрений

Минеральные удобрения классифицируют по трем главным признакам: агрохимическому назначению, составу и свойствам.

По агрохимическому назначению удобрения делят на прямые, являющиеся источником питательных элементов для растений, и косвенные, служащие для мобилизации питательных веществ почвы путем улучшения ее физических, химических и биологических свойств. К косвенным удобрениям принадлежат, например, известковые удобрения, применяемые для нейтрализации кислых почв, структурообразующие удобрения, способствующие агрегированию почвенных частиц тяжелых и суглинистых почв и др.

Прямые минеральные удобрения могут содержать один или несколько разных питательных элементов. По количеству питательных элементов удобрения подразделяют на простые (односторонние, одинарные) и комплексные.

В простые удобрения входит только один из трех главных питательных элементов: азот, фосфор или калий. Соответственно простые удобрения делят на азотные, фосфорные и калийные.

Комплексные удобрения содержат два или три главных питательных элемента. По числу главных питательных элементов комплексные удобрения называют двойным и (например, типа NP или РК) и тройными (NPK); последние называют также полными . Удобрения, содержащие значительные количества питательных элементов и мало балластных веществ, называют концентрированными.

Комплексные удобрения, кроме того, разделяют на смешанные и сложные.

Смешанными называют механические смеси удобрений, состоящие из разнородных частиц, получаемые простым тукосмешением. Если же удобрение, содержащее несколько питательных элементов, получается в результате химической реакции в заводской аппаратуре, оно называется сложным.

Удобрения, предназначенные для питания растений элементами, стимулирующими рост растений и требующимися в весьма малых количествах, называются микроудобрениями, а содержащиеся в них питательные элементы — микроэлементами. Такие удобрения вносят в почву в очень небольших количествах. К ним относятся соли, содержащие бор, марганец, медь, цинк и другие элементы.

По агрегатному состоянию удобрения подразделяют на твердые и жидкие (например, аммиак, водные растворы и суспензии).

Рис. 1. Классификация минеральных удобрений по природе питательных элементов, их числу и содержанию

Большое значение имеют физические свойства удобрений. Водорастворимые удобрительные соли должны быть сыпучими, легко рассеиваться, не быть сильно гигроскопичными, не слеживаться при хранении; должны обладать такими свойствами, чтобы сохраняться на почве в течение некоторого времени, не слишком быстро вымываться дождевой водой и не сдуваться ветром. Этим требованиям в наибольшей мере отвечают крупнокристаллические и гранулированные удобрения. Гранулированные удобрения можно вносить на поля механизированными методами с помощью туковых машин и сеялок в количествах, строго соответствующих агрохимическим требованиям.

Эффективным средством для уменьшения слеживания является обработка поверхности гранул поверхностно-активными веществами. В последние годы стали распространенными способы создания вокруг гранул различных оболочек, которые, с одной стороны, предохраняют удобрение от слеживания, а с другой — позволяют регулировать во времени процесс растворения питательных веществ в почвенных водах, т. е. создавать долговременно-действующие удобрения.

Общая структура производства удобрений

Количество питательных элементов в выпускаемых удобрениях рассчитывают по действующему веществу, соответственно N, Р₂О₅, К₂О., и оно составляет в среднем 38-42% от общей массы продукта.

Основные виды удобрений:

Азотные и фосфорные удобрения производят через получение аммиака, серной и фосфорной кислот, калийные удобрения – непосредственно из минерального сырья (в основном сильвинита).

Основная масса удобрений производится в гранулированном виде, однако все большее значение приобретает выпуск жидких комплексных удобрений (ЖКУ)

Возможная последовательность получения минеральных удобрений из сырья показана на рисунке 2. Аммиак, серная, азотная и фосфорная кислоты используются как основные полупродукты для получаемых удобрений.

Рис 2. Схема производства минеральных удобрений

Типовые процессы солевой технологии

Большинство МУ представляет различные минеральные соли или твердые вещества с подобными солям свойствами. Технологические схемы производства МУ весьма разнообразны, но, в большинстве случаев, складываются из одних и тех же типовых процессов, свойственных солевой технологии, цель которых – разделение сложных систем, состоящих из нескольких солевых компонентов.

Переработка минерального сырья в соли может идти или его высокотемпературной обработкой или «мокрым» путем в жидких средах и суспензиях. В соответствии с этим, помимо обычных процессов подготовки сырья к переработке, в солевой технологии особое значение имеют два типа процессов:

– термическая или термохимическая обработка, т.е. различные виды обжига сырья или шихты;

– растворение и перекристаллизация веществ, связанные с их химической обработкой, разделением и очисткой растворов от примесей.

Обжиг.Обжигом называют процесс термической обработки материалов, заключающийся в нагреве их до заданной температуры, выдержке при этой температуре и охлаждении. В соответствии с протекающими при обжиге химическими превращениями различают:

– кальцинационный обжиг, цель которого удаление из вещества летучих компонентов, чаще всего оксида углерода и конституционной воды. Например, обжиг известняка

– окислительный обжиг, цель которого повышение степени окисления элемента, например

– восстановительный обжиг, цель которого понижение степени окисления элемента, например,

Растворение и выщелачивание.Растворением твердого тела называется процесс разрушения его кристаллической структуры под воздействием растворителя с образованием гомогенной системы-раствора.

Растворение может быть физическим, когда возможна обратная кристаллизация растворенного вещества из раствора и химическим, когда растворитель или содержащийся в нем реагент, химически взаимодействует с растворяемым веществом и делает невозможным его обратную кристаллизацию.

Частный случай растворения – выщелачивание. Это процесс извлечения (экстракции) жидким растворителем твердого компонента из системы, состоящей их двух и большего числа твердых фаз. Как и растворение, выщелачивание может быть физически и химическим.

Источник

Производство различных видов удобрений

Спрос на удобрения всегда стабилен из-за применения их почти во всех отраслях растениеводства. Фермеры заинтересованы в приобретении составов, улучшающих качественные показатели почвы. В связи с этим открытие бизнеса, связанное с производством удобрений, станет перспективным и прибыльным решением.

Оформление предприятия

Зарегистрировать бизнес можно в одной из двух форм: ООО или ИП. Небольшой компании с маленькими производственными объемами вполне подойдет статус ИП. Если планируется открытие крупномасштабного проекта с реализацией больших партий продукции, то лучше всего оформить ООО.

Постановка на учет осуществляется по следующему алгоритму:

• подготовка пакета необходимой документации (паспорт, ИНН, заявление о регистрации, квитанция об оплате государственной пошлины);
• обращение в ФНС;
• выбор системы налогообложения;
• получение свидетельства о регистрации в течение 5 рабочих дней.

Оформление статуса ООО происходит в той же последовательности, что и ИП. В этом случае в пакет документов войдут:

• заявление;
• паспорта учредителей;
• решение об учреждении юридического лица;
• сведения об уставном капитале;
• устав общества;
• квитанция, подтверждающая оплату госпошлины.

Изготовители удобрений не могут в качестве налоговой нагрузки использовать ЕСХН, так как подобная продукция не относится к категории сельскохозяйственной. Данной деятельности подойдет УСН со ставкой 6% от дохода.

При производстве некоторых удобрений понадобятся специальные разрешения на осуществления той или иной деятельности. Так, к примеру, добыча сапропеля требует разрешительного документа службы по экологии и охране природы, поскольку он представляет собой донное отложение, то есть – ил. Также нужно будет получить от местного Роспотребнадзора сертификат, подтверждающий соответствие используемого оборудования и биологических компонентов, прописанным в стандарте нормам. Для запуска производства необходимо получение одобрения на эксплуатацию оборудования и помещения от пожарной службы и СЭС.

Виды удобрений

Удобрения классифицируют в зависимости от их химического состава и происхождения. Соединения неорганического происхождения, включающие в свой состав питательные элементы для сельскохозяйственных растений, относятся к минеральным удобрениям.

Существует 2 вида минеральных удобрений:

• простые – однокомпонентные;
• комплексные – содержащие два и более компонента.

В свою очередь, простые удобрения подразделяются на 3 типа:

Азотные

Все препараты приготовлены на основе азота, содержание которого повышается на участке при внесении этих продуктов в почву. Такие условия благоприятны для роста и развития сельскохозяйственных культур. Азотные минеральные удобрения классифицируются следующим образом:

1. Аммиачные – содержат 25-35% азота, обычно подобные составы выпускаются в гранулированной форме и предназначаются для повышения уровня кислотности известковой почвы. Подходят для подкормки перцев, помидор, огурцов, дынь и фруктовых деревьев.
2. Нитратные – с концентрацией азота чуть больше 16%. Регулярное использование этих препаратов делает грунт нейтральным с показателем рН=7. Они применимы как для основного внесения, так и в качестве подкормки.
3. Амидные – на 60% состоящие из соли амида циановой кислоты и 20% азота. Состав используется перед всходами репчатого лука и картофеля.

Фосфорные

Внесение фосфорных удобрений стимулирует цветение сельскохозяйственных культур, тем самым, ускоряя появление на них завязи. Подобные препараты применяются ранней весной или в процессе посевов, и подразделяются на:

1. Простой суперфосфат – порошкообразный или гранулированный препарат, характеризующийся светло-серой окраской. Из-за содержания в большом количестве (50%) сернистого кальция простой суперфосфат не повышает кислотность почвы.
2. Двойной суперфосфат – вещество светло-серого цвета и округлой формы, на 50% насыщенное растворимой кислотой. Как правило, применяется в качестве подкормки плодовых и ягодных культур.
3. Фосфоритовая мука – в состав этого порошка темно-серого или бурого цвета входит фосфоритная кислота (до 30%), известь (30%) и оксид кальция (19%). Средство улучшает качество грунта, повышает содержание в нем гуминовых кислот и используется для внесения перед процедурой посева.

Калийные

Данные препараты применяют в конце периода развития растения с целью повышения сопротивляемости различным болезням и улучшения вкусовых качеств плодов. Существуют следующие типы калийных удобрений:

• хлористый калий;
• сульфат калия K2S04;
• калийная соль.

Сырье

В качестве сырья для получения калийных удобрений используют природные калийные соли, добываемые на территории РФ. Производство фосфорных удобрений основано на использовании природных фосфорных руд, к примеру, фосфоритов и апатитов. Переработка фосфатного сырья происходит следующим образом:

• измельчение до получения фосфоритной муки;
• обработка под воздействием кислот: азотной, фосфорной и серной;
• электротермическое восстановление фосфатов;
• обработка высокими температурами.

Для производства азотных удобрений используют аммиак, который до недавнего времени получали из коксового газа. В связи с этим предприятия по производству удобрений находились недалеко от металлургических заводов. Сегодня в качестве сырья для азотных удобрений все чаще используется природный газ.

Основные этапы производства

Технологические процессы изготовления минеральных удобрений весьма разнообразны, но в основном состоят из одинаковых типовых схем, свойственных солевой технологии. Ее цель состоит в разделении сложных систем, включающих в свой состав несколько солевых компонентов. Минеральное сырье может перерабатываться в соли двумя способами:

• под воздействием высоких температур;
• «мокрым» путем в суспензиях и жидких средах.

В соответствии с этим, кроме обыкновенной подготовки сырья к переработке, солевая технология основана на двух типах процессов:

• термохимическая или термическая обработка: шихты или всевозможные виды обжига;
• растворение веществ с последующей их перекристаллизацией, связанные с обработкой химическим способом, разделением растворов и очисткой их от примесей.

Вслед за этим осуществляют обжиг, растворение и выщелачивание.

Необходимое оборудование

Запуск производства удобрений потребует приобретения следующего:

• модульного цеха;
• автофургона с грузоподъемностью до 10 т и грузового самосвала – до 20 т;
• компостных резервуаров;
• офисного оборудования;
• противопожарного оборудования;
• небольшого экскаватора-погрузчика.

Сумма затрат на приобретение оборудования в среднем составит 5 800 000 рублей.

Описание рынка сбыта

Для функционирования и развития предприятия, необходимо серьезно подойти к формированию и наращиванию клиентской базы, в которую могут входить:

• фермерские хозяйства, специализирующиеся на выращивании овощных и плодовых культур;
• тепличные хозяйства различного профиля;
• частные лица;
• компании, занимающиеся реализацией многолетних растений;
• фирмы, связанные с оформлением различных объектов при помощи живых цветов;
• дистрибьюторы.

Для продвижения продукции на первых порах рекомендуется запуск мощной рекламной кампании, используя для этого:

• средства СМИ;
• наружную рекламу;
• тематические сельскохозяйственные конференции и выставки;
• листовки и буклеты.

При грамотном подходе к организации бизнеса рентабельность предприятия составит до 60%, а это значит, что для полной окупаемости инвестиционных вложений потребуется от 1 до 2 лет. Рекомендуем посмотреть существующих производителей удобрений и произвести конкурентную разведку.

Источник