Как производится калийные удобрения

Калийные удобрения содержат в качестве основного питательного элемента калий. Важнейшие виды: хлорид калия КСl (58-62% К2О), сульфат калия K2SO4 (45-50% К2О), калимагнезия K2SO4.MgSO4 (26-28% К2О), калийная смешанная соль (30-50% К2О), получаемая механическим смешением тонкоизмельченной сильвинитовой руды с техническим КСl.

Хлористый калий является концентрированным калийным удобрением. Представляет собой белое кристаллическое вещество и легко растворяется в воде. Содержание питательного вещества K2O находится на уровне 52-62%. Основным сырьем для производства хлористого калия являются природные калийные соли (сильвинит и карналлит – соли с содержанием чистого вещества на уровне 12-15% с примесями солей натрия и магния). Хлористый калий применяют на любых почвах как основное удобрение. Особенно эффективно при использовании под корнеплоды, картофель, подсолнечник, плодовые и др. культуры. На бедных калием легких почвах и торфяниках все без исключения сельскохозяйственные культуры нуждаются в калийных удобрениях. Калийные удобрения, как правило, применяются в комплексе с азотными и фосфорными удобрениями.

Помимо увеличения урожайности, калийные удобрения повышают качественные характеристики выращиваемой продукции: это проявляется в повышении сопротивляемости растений к заболеваниям, повышении стойкости плодов при хранении и транспортировке, а также улучшении их вкусовых и эстетических качеств.

Многие калийные удобрения представляют собой природные калийные соли, используемые в сельском хозяйстве в размолотом виде. Значительное количество хлора во многих калийных удобрениях отрицательно влияет на рост и развитие растений, а содержание натрия (в калийной соли и сильвините) ухудшает физик о-химические свойства многих почв, особенно черноземных, каштановых и солонцовых.

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.

Основным калийным удобрением является хлористый калий. Содержание в нем К2О составляет 63,2%. России выпускаются три основных вида хлористого калия: гранулированный (гранулят), розовый и белый хлористый калий. Все три вида продукции являются калийными удобрениями. Калий из мелкокристаллической формы активно поглощается почвой и становится недоступен растениям. Поэтому наиболее востребованы крупнокристаллический и гранулированный виды удобрения, которые также меньше слеживаются.

Гранулят является высококачественным продуктом, который используется, главным образом, в странах, применяющих более передовые методы удобрения почвы. Грануляция замедляет впитывание удобряющих питательных элементов в почву, что, в свою очередь, продлевает действие удобрений. В первую очередь, данный вид продукции используется в сельскохозяйственных целях. Он в используется либо для непосредственного внесения в почву, либо смешивается с азотными и фосфатными удобрениями. Обладает наибольшей добавленной стоимостью по сравнению с другими видами калийных удобрений, как правило поставляется на экспорт на наиболее развитые рынки.

Розовый хлористый калий имеет розовый цвет, производится как отдельный стандартный продукт, уровень содержания калия в котором очень близок к грануляту. Выпускается на флотационных обогатительных фабриках. Может использоваться как для прямого внесения в почву, так и для производства смешанных удобрений. Также используется в качестве сырья для производства гранулированного хлористого калия.

Белый хлористый калий имеет белый цвет. Производится из из сильвинитовой руды. Белый хлористый калий в основном используется для производства смешанных азотно-фосфатно-калийных удобрений.

Калимагнезия – сульфат калия-магния (шенит) – K2SO4 .MgSO4. Двойная соль сернокислого магния и калия. Содержит до 28% К2О. Хорошее удобрение под картофель, особенно на легких почвах.

Сульфат калия — K2SO4. Содержит 45 – 52% К2О. Удобрение характеризуется хорошими физическими свойствами: не гигроскопично, не слеживается. Его рекомендуют использовать под культуры, отрицательно реагирующие на хлор (картофель, табак, гречиху, виноград, цитрусовые).

Технология производства

Из сильвинита хлористый калий получают методами галургии и флотации.

Флотационный способ обогащения сильвинитовых руд ведётся в насыщенных солевых растворах. Он основан на селективной гидрофобизации реагентами собирателями поверхности калийных минералов, создающей условия для закрепления частиц на пузырьках воздуха и извлечения их в пенный продукт. Флотационный метод переработки включает подготовительные операции по крупности минеральных зёрен (измельчение и классификация) и по выделению глинисто-карбонатных шламов (обесшламливание).

Окончательный концентрат с содержанием KCl 95,3-96,2% подвергается обезвоживанию и сушке. «Хвосты» флотации, с содержанием KCL 2,5-3,0% после обезвоживания транспортируются на складирование на солеотвал. Шламовый продукт после сгущения и осветления щелоков транспортируется на шламохранилище. Извлечение полезного компонента при флотационном методе переработки составляет 84-85%.

Галургический метод. Этот процесс переработки калийсодержащего сырья основан на растворении хлористого калия из руды горячим раствором при 120° и раздельной кристаллизации солевых составляющих перерабатываемой руды. Галургия (в переводе с греческого – «соляное дело») включает изучение состава и свойств природного солевого сырья и разработку способов промышленного получения из него минеральных солей.

Галургический метод разделения основан на различной растворимости KCl и NaCl в воде при повышенных температурах.Технологический процесс галургического способа складывается из дробление сильвинитовой руды, растворения сильвинита горячим щелоком в растворителях со шнековыми мешалками и ковшовыми элеваторами, охлаждению (с целью кристаллизации хлорида калия из осветленного насыщенного раствора) сгущения в отстойниках. Затем сгущенная суспензия через промежуточную мешалку подается на центрифуги. Сушка отфильтрованного хлорида калия осуществляется на сушильных барабанах или печах кипящего слоя. Содержание хлористого калия в концентрате составляет 95-98%, в галитовых отходах 2,5-3,0%, извлечение 86,5-87,5%. Для выделения хлорида калия этот метод используется шире метода флотации, который базируется на разной смачиваемости веществ.

В России выпускаются различные марки хлористого калия. Рассмотрим особенности производства белого, розового и гранулированного продукта.

WMOP (белый хлористый калий)

•Белый хлористый калий производится на обогатительных фабриках из сильвинитовой руды, являющейся разновидностью калийной руды. ОАО «Уралкалий» является единственным производителем белого (галургического) хлористого калия с содержанием К2О не менее 62% в мелкокристаллической и стандартной (обеспыленной) формах в РФ.

•Сильвинитовая руда доставляется конвейером на химические обогатительные фабрики, где измельчается для дальнейшей переработки. После измельчения до необходимого размера сильвинит смешивается с маточным раствором — раствором хлорида магния и хлоридом калия, — для осуществления процесса выщелачивания

•Маточный раствор растворяет соль в сильвинитовой руде, оставляя более высокой концентрацию хлорида калия в суспензии. Соляные отходы удаляются и перекачиваются в отдельную камеру вместе с маточным раствором, удаляемым из данных отходов. Маточный раствор перекачивается обратно в камеру выщелачивания

•Полезная суспензия, полученная в результате процесса выщелачивания, очищается от примесей в горячем концентраторе, который отделяет и удаляет глинистые отходы и соляные примеси, оставляя горячую концентрированную жидкость. Некоторые из отходов, полученных в процессе очистки, которые еще содержат полезное количество хлорида калия, перекачивается обратно в камеру выщелачивания для извлечения еще большего количества хлорида калия

•Горячий концентрат помещается в систему кристаллизации, где он мгновенно охлаждается и подвергается дальнейшей кристаллизации. В ходе данного процесса образуется очищенная суспензия кристаллов калия, которая высушивается с помощью гидроциклонов и промышленных центрифуг для получения «сгустка» калия

•Сгусток транспортируется в барабанную сушилку, работающую на жидком топливе или природном газе, для окончательного удаления воды. Влажность конечного продукта — сухого белого хлористого калия — составляет менее 0,2% от веса

PMOP (розовый хлористый калий)

•Розовый хлористый калий производится на флотационных обогатительных фабриках

•После добычи основная масса калийной руды транспортируется по конвейерной ленте на ближайшую фабрику, где измельчается для подготовки к последующей переработке

•После измельчения до необходимого размера калийная руда подвергается обесшламливанию — процессу, в ходе которого мелкие материалы, такие как глина и песок отделяются от калийной руды посредством турбуленции в гидроциклонных машинах

•Процесс обесшламливания завершается помещением частично очищенной калийной руды во флотационную машину, в которой определенные химические вещества создают пузырьки, которые приклеиваются к частицам хлорида калия и выталкивают данные частицы на поверхность смеси для их последующего отделения

•Полученная пенистая смесь очищается во флотационной машине трижды с целью увеличения концентрации хлорида калия. Высокая степень влажности калия приводит к образованию комков в ходе хранения и транспортировки, а также к разрушению гранулированной структуры

•Для снижения уровня влажности до 5 % ОАО «Уралкалий» использует сепараторы, вакуумные фильтры и термокамеры. Дальнейшая просушка в вертикальной трубной сушильной установке при высоких температурах позволяет снизить влажность с 5 % до приблизительно 0,1 %

•Затем продукт обрабатывается химикатами с целью предотвращения образования комков из частиц калия, а также с целью предотвращения образования пыли при внесении продукта в почву

GMOP (гранулят)

•Процесс производства Гранулята идентичен тому, который используется при производстве розового хлористого калия вплоть до окончания последнего этапа просушки

•На этой стадии вместо подготовки к отгрузке высушенный калийный порошок спрессовывается в комки с помощью вальцовых прессов под давлением в 250 атмосфер

•Гранулы необходимого размера отделяются через просеиватели, которые предназначены для удаления острых краев и трещин, а также закаляются в термокамерах с целью увеличения прочности. Полученные гранулы обрабатываются химическими веществами с целью предотвращения образования комков из гранул, а также с целью предотвращения образования пыли при внесении в почву

•В настоящее время ОАО «Уралкалий» производит Гранулят в качестве дополнения к производству розового хлористого калия, но в случае дальнейшего роста спроса на Гранулят ОАО «Уралкалий» обладает технологией производства Гранулята из белого хлористого калия

Сульфат калия встречается в природе в месторождениях калийных солей и в водах соленых озер. Его можно получить обменной реакцией между хлоридом калия и серной кислотой или сульфатами других элементов.

Подробнее с текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка калийных удобрений можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок калийных удобрений в России».

Об авторе:

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях — проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.

• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование

Источник

Калийные удобрения: какие бывают и как их применять

Что бы ни думали приверженцы органического земледелия о минеральных удобрениях, но их
обретение спасло больше жизней, чем хлорирование воды, вакцины от столбняка, кори, малярии, оспы, открытие пенициллина и прочие научные прорывы в медицине, вместе взятые. С начала прошлого века 2,7 миллиарда человек на планете не умерли с голоду, потому что увеличилось количество производимой сельхозпродукции, благодаря применению минеральных удобрений (по оценке концерна Yara International ASA (Норвегия)). И особенно — калийных.

Растения нуждаются в калии

Азот можно легко получить из органики — побочного продукта животноводства. А вот калия в ионной форме в почве недостаточно, так как он слишком легко вступает в реакции и связывается с другими элементами. И пока химикам не удалось обнаружить ни одного органического соединения, содержащего калий в легко усвояемой растениями форме. А для обеспечения культурных растений этим архиважным элементом одной золой не обойтись.

Третий архиважный элемент

Калий вместе с азотом и фосфором входит в триаду (N-P-K) жизненно необходимых элементов питания растительных организмов. Впервые вывод том, что этот элемент особенно важен для растений, сделал швейцарский биолог Никола-Теодор де Соссюр в 1804 году.

Основоположник учения о минеральном питании растений немецкий химик Юстус фон Либих указал на необходимость применения калийных удобрений. А князь Фридрих цу Зальм-Хорстмар экспериментально доказал, что «растения отчаянно нуждаются в калии». Он писал своему другу: «Мои попытки заменить его похожими элементами оказались тщетны».

Третий архиважный элемент

Калий входит в состав почти двухсот с лишним энзимов (ферментов), участвующих в основных метаболических процессах в организме растений. Он присутствует в любой клетке от кончика корня до зернышка пыльцы.

Роль калия в жизни растений и экономике

Калий — один из главных участников самых разных физиологических процессов:

регулирует фотосинтез;

усиливает отток углеводов от листьев к другим органам растения и синтез сахаров и иных высокомолекулярных соединений, а значит, увеличивает сахаристость плодов, крахмалистость клубней, образование пектина, целлюлозы и пр. Помидоры становятся вкуснее, картошка — питательнее, волокно льна — длиннее, а зерновые — более устойчивыми к полеганию и насыщенными растительным белком;

способствует накоплению углеводов в клетках, а это влияет на повышение осмотического давления, и, как следствие, увеличивается устойчивость растения и к засухе, и к переувлажнению;

участвует в синтезе белков.

Калий присутствует абсолютно во всех растениях и их частях

Использование калийных удобрений не только увеличивает количество крахмала в картофеле или сахара в свекле (что уже положительно влияет на экономику), но и позволяет перевозить различную сельхозпродукцию на дальние расстояния и успешно хранить ее. Так, 100 лет назад, до начала применения калийных удобрений, тропические фрукты в Европе были редкостью и стоили огромных денег, потому что большая часть груза манго, бананов и авокадо просто сгнивала по дороге. Конечно, сейчас появились более быстрые транспортные решения и огромные рефрижераторы, но немалую роль в получении фруктов и овощей надлежащего потребительского качества играет именно калий.

Как человек решил проблему калийного голода

Человек занимается сельским хозяйством уже почти 12 тысячелетий, но только к началу прошлого века ученые смогли понять необходимость использования калийных удобрений. И, проникшись важностью этого элемента в жизни растений, создали организацию, назвав ее Международным институтом фосфора и калия. Позже она была преобразована в Международный институт питания растений. И эта трансформация названий, мне кажется, говорит сама за себя.

Откуда берется калий

Калий имеет высокую химическую активность, поэтому его невозможно найти в природе в чистом виде — только в форме солей. Эта же активность делает его важным химическим реагентом в самых разных отраслях промышленности. Калий необходим в производстве мыла, красителей, стекла, используется в золотодобыче и газовой отрасли, в медицине (например, известная всем марганцовка — это перманганат калия), применяется в гальванопластике и пайке цветных металлов, пиротехнике и, конечно, в сельском хозяйстве. Проще назвать отрасли, где он не требуется, чем перечислять все способы использования.

Сильвинит — осадочная горная порода. Этот калийный минерал в настоящее время используют как сырье для получения хлорида калия

В прежние времена основным источником солей калия был поташ — углекислый калий, или карбонат калия (K₂CO₃). В английском, польском, французском, португальском, испанском языках калий до сих пор называют potassium. Поташ получали из золы, и основные его производства были сосредоточены в странах, богатых лесом, — в России и Северной Америке. Петр I ввел государственную монополию на производство поташа: «Нигде никому отнюдь поташа не делать и никому не продавать под страхом ссылки в вечную каторжную работу».

Первое месторождение калийной соли обнаружили в 1851 году случайно (искали обычную соль) на севере Германии. На некоторое время эта страна стала единственным в мире поставщиком сильвинитовой руды — главного источника калия.

Свод шахты по добыче сильвинитовой руды. Красные вкрапления — это и есть соли калия

А спустя 74 года в России вспомнили ремарку некоего картографа в составленном им «Описании Пермской губернии за 1800 год» о найденной соли — «горькой и розовой, от которой болит живот». В октябре 1925 года под руководством профессора Павла Ивановича Преображенского было открыто месторождение калийно-магниевых солей — Верхнекамское. На сегодняшний день Россия — один из крупнейших мировых поставщиков калийных удобрений (после Канады и Белоруссии).

Калийные удобрения: какие бывают

Калийные удобрения подразделяются в зависимости от процентного содержания оксида калия (K₂O). Назовем их основные характеристики и способы применения.

Сырые калийные соли

Их получают размолом природных калийных солей (сильвинит содержит 12-15 % оксида калия и 45 % оксида натрия, каинит — 10 % оксида калия и 6 % оксида магния). В сырых калийных удобрениях действующего вещества немного, к тому же содержится большое количество примесей. Поэтому чаще всего их используют непосредственно в местах добычи сырья: транспортировать их просто невыгодно. Также в них много хлора — в 4 раза больше, чем калия, и применение их для хлорофобных культур (винограда, пасленовых, цитрусовых, тыкв, фасоли, ягодных культур) невозможно. Зато сахарная свекла, редис, шпинат, мангольд, сельдерей, морковь не чувствительны к хлору и положительно реагируют на большое количество натрия — его в сырых калийных удобрениях в 2,5 раза больше, чем калия.

Концентрированные

Все это — продукты промышленной переработки калийных руд.

Хлористый калий. Самое концентрированное (содержит до 60 % оксида калия) из предлагаемых садоводам калийных удобрений — и одно из наиболее распространенных и экономичных. Выпускается в двух вариантах — гранулированном (серые или розовые крупные кристаллы или гранулы) и молотом. Можно использовать как основное удобрение и для регулярных подкормок. Единственный минус — большое содержание хлора. Поэтому для хлорофобных культур (картофеля, лука, капусты, винограда и др.) рекомендуют использовать только при основном осеннем внесении или заменить на бесхлорные калийные удобрения (о них расскажем ниже).

Калийные удобрения составляют пятую часть всех производимых минеральных удобрений в мире

40%-ная калийная соль. Получается при смешивании сильвинита (реже — каинита) тонкого помола с хлористым калием. По своему составу и действию занимает промежуточное положение между сырыми калийными удобрениями и хлористым калием: в калийной соли оксида калия должно быть не менее 40 %, а хлора и натрия — меньше, чем в сильвините или каините.

Хлоркалий-электролит — мелкокристаллический сильно пылящий порошок белого цвета с желтоватым оттенком. По своему действию и количеству основных действующих веществ аналогичен хлористому калию, но имеет в составе еще магний и натрий (примерно по 5 %). Поэтому наиболее эффективен на почвах с недостатком магния.

Сернокислый калий (сульфат калия) — бесхлорное удобрение, содержащее 50 % оксида калия. Мелкокристаллический порошок белого, чуть желтоватого цвета, применяется в качестве подкормки на культурах, чувствительных к хлору.

Калийные удобрения наиболее эффективны на легких песчаных и торфяных почвах

Калимагнезия — смесь оксида калия (29 %) и оксида магния (9 %). Это удобрение можно смело применять под все культуры (оно ведь тоже не содержит хлора) и в качестве основного, и для периодических подкормок.

Калимаг — калийно-магниевый (калийно-магнезиальный) концентрат. По эффективности и составу (18-20 % оксида калия и 8-9 % оксида магния) это средство близко к калимагнезии. Способы применения аналогичные.

Калийсодержащая цементная пыль — смесь карбонатов, сульфатов и силикатов калия, отходы цементного производства. Это бесхлорное удобрение с содержанием действующего вещества от 10 до 35 %. Отлично подходит для почв с повышенной кислотностью, так как в состав входит еще и известь.

Зола — наше все

Отдельно следует сказать про золу — калийное удобрение, которое каждый может произвести самостоятельно у себя в печке. Зола содержит калий в виде поташа (карбоната калия). Его количество зависит от исходного сырья, то есть от вида сгоревшего топлива. Как и цементная пыль, зола одновременно и становится известковым удобрением (хороша для кислых почв), и подходит под любые культуры, потому что не имеет в своем составе хлора.

Зола — калийное удобрение, которое можно приготовить самостоятельно

Эффективность золы как калийного удобрения люди оценили еще на заре своей сельскохозяйственной деятельности, не подозревая о том, что это заслуга калия. При подсечном земледелии никаких иных удобрений, кроме золы от сгоревшего леса, не использовалось, но урожайность была очень высокой. Подробнее об этом вы можете прочитать в статье Подсечно-огневое земледелие: об этом не рассказывали в учебниках.

В нашем маркете вы можете выбрать удобрения для разных целей применения. Выбрать калийные удобрения.

Источник