Классификация и свойства минеральных удобрений
Глава 5. МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ
Классификация и свойства минеральных удобрений
Минеральные удобрения бывают промышленного и ископаемого происхождения. Они содержат питательные элементы в минеральной форме. Сырьем для производства минеральных удобрений служат ископаемые залежи (для фосфорных, калийных) и атмосфера (для азотных), а также побочные продукты промышленного производства.
По содержанию элементов питания различают однокомпонентные и комплексные минеральные удобрения. Однокомпонентные содержат один основной элемент питания: азот, фосфор, калий, магний, бор и т.д. По агрегатному состоянию они бывают твердые, жидкие, суспензированные, а по строению – порошковидные, кристаллические и гранулированные. Комплексные удобрения содержат два и более элемента питания и в зависимости от технологии производства могут быть сложными, сложносмешанными и смешанными.
Та часть удобрения, которая может быть использована растением, называется действующим веществом (д.в.). Оно выражается в процентах от физической массы: в азотных удобрениях – в расчете на N, в фосфорных – на Р2О5, калийных – на К2О, магниевых – на MgO и т.д. Для пересчета рекомендуемой дозы удобрений в килограммах д.в. в физическую массу конкретного вида удобрений дозу N, Р2О5 и К2О умножают на 100 и делят на процент действующего вещества в удобрении. Например, при дозе 70 кг/га д.в. азота доза внесения мочевины, содержащей 46 % д.в., будет 152 кг/га [(70 ∙ 100) : 46].
Важнейшими физическими, химическими и механическими свойствами минеральных удобрений, которые необходимо учитывать при их хранении и транспортировке и от которых зависит эффективность их действия, являются: растворимость в воде, гигроскопичность, слеживаемость, влагоемкость, рассеиваемость, гранулометрический состав, а также прочность гранул.
Для предотвращения порчи удобрений при хранении необходимо учитывать их насыпную плотность, угол естественного откоса, а также способность к расслаиванию (для смешанных удобрений), вязкость. При организации хранения удобрений следует знать и такие их характеристики, как огне- и взрывоопасность, а также химические свойства – свободную кислотность, способность к ретроградации, выделению аммиака.
Влажность не должна превышать значения, утвержденные государственным стандартом и техническими условиями. Так, содержание влаги в сульфате аммония не должно превышать 0,6 %, в аммиачной селитре и мочевине – 0,2 – 0,3 %, максимальная влажность водорастворимых фосфорных удобрений в зависимости от вида – от 3 до 5 %, калийных – от 1 до 4 %, известняковой муки – 1,5 – 4 %. При отклонении влажности минеральных удобрений от стандартной существенно меняются их физико-механические свойства, снижается качество.
Гигроскопичность – способность минеральных удобрений поглощать влагу из воздуха – оценивается по 10-балльной системе. Сильной гигроскопичностью обладают кальциевая селитра (до 9,5 балла), аммиачная селитра (9,3); средне- и слабогигроскопичны мочевина (3,6), двойной гранулированный суперфосфат (4,7), хлористый калий (3,2 – 4,4). При высокой гигроскопичности удобрения слеживаются, гранулы становятся непрочными, ухудшается сыпучесть и рассеиваемость удобрений. Условия хранения, транспортировки удобрений, их упаковка зависят от их гигроскопичности. Без тары допускается перевозить и хранить только слабогигроскопичные удобрения – с баллом 3 и ниже, сильногигроскопичные удобрения (7 – 10 баллов) хранят в герметичной таре (полиэтиленовых мешках).
Влагоемкость влияет на механический рассев удобрений. Предельная влагоемкость соответствует максимальной влажности удобрений, при которой сохраняется возможность удовлетворительного их внесения туковыми сеялками.
Слеживаемость удобрений зависит от их влажности, гигроскопичности, гранулометрического состава, а также условий и продолжительности хранения. Слеживаемость определяется по сопротивлению к разрушению цилиндрика слежавшегося удобрения. Степень слеживаемости оценивается по семибалльной шкале. К сильнослеживающимся удобрениям относятся карбамид (с гранулами 0,2 – 1 мм) – 7 баллов, мелкокристаллический хлористый калий – 6 баллов. Слеживаемость карбамида, сульфата аммония, аммиачной селитры (фракция 1– 3 мм) оценивается соответственно 1 – 2, 2 – 3, 3 – 4 баллами. Практически не слеживаются сульфат калия и калимагнезия. Уменьшению слеживаемости удобрений способствует выпуск их в виде крупных кристаллов и гранул, а также хранение и транспортировка в герметичной таре.
Рассеиваемость зависит от гранулометрического состава, сыпучести и прочности гранул. Оценивается по 12-балльной системе: чем лучше рассеиваемость, тем выше балл. Равномерность распределения удобрений по поверхности почвы зависит от сыпучести удобрений и конструкции машин, вносящих удобрения.
Гранулометрический состав, или тонина помола (размер частиц), определяется механически – просеиванием удобрений через сита. От удельного веса крупных и мелких фракций зависят слеживаемость и рассеиваемость удобрений. При внесении удобрений, однородных по гранулометрическому составу, центробежными машинами они равномерно поступают на дозирующее устройство и распределяются по ширине захвата машины.
Прочность гранул зависит от влажности, размера и формы частиц, плотности упаковки удобрений. Сохранность гранулометрического состава удобрений при хранении, транспортировке и внесении в почву определяется их физическими свойствами, сыпучестью, слеживаемостью. Прочность гранул проверяется испытаниями на раздавливание (кгс на 1 см 2 ) и истирание (в %), которые проводятся на специальных приборах.
Угол естественного откоса (покоя) – это угол конуса (кучи) удобрения, насыпанного на горизонтальную поверхность. Этот показатель учитывается при строительстве складов, где удобрения хранятся насыпью, проектировании бункеров, транспортных средств. Угол естественного откоса является также показателем рассеиваемости удобрений.
Насыпная плотность (объем 1 т в 1 м 3 ) учитывается при проектировании складских помещений, бункеров. Зависит от гранулометрического состава удобрений, размера и формы частиц, влажности, гигроскопичности, а также от давления верхних слоев.
Источник
Угол естественного откоса удобрений это
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УДОБРЕНИЙ И ХИМИКАТОВ
Вопросы:
1. Общая характеристика химикатов.
2. Виды удобрений и их предварительная характеристика.
3. Механико-технологические свойства минеральных удобрений.
3.2. Методы определения характеристик минеральных удобрений.
4. Органические удобрения:
Оформление лекции:
8. Плакат: Степень слеживаемости минеральных удобрений.
9. Плакат: Значение коэффициента внешнего трения минеральных удобрений.
10.Плакат: Величина липкости органических удобрений.
1. Общая характеристика химикатов
Химикаты, которые используются в сельском хозяйстве для защиты растений, имеют общее название – пестициды – от латинского слова Pestis – зараза, Caedo – убивать, что означает убивать заражение.
При этом химикаты делятся на:
гербициды- для борьбы с сорняками ( Herba – трава);
Бактерициды- против бактерий;
Фунгициды – против грибковых организмов;
Лесиканты – для подсушивания растений;
Дефолианты – для удаления листье;
Зооциды – для борьбы с грызунами и т. д.
Химические препараты могут быть в виде порошков, эмульсий, суспензий, аэрозолей, паров, газов, ядовитых приманок, гранул. Аэрозоли – мягкие частички твердого (дым) или жидкого (туман) ядохимиката, зависшего в воздухе.
На поверхность растений химические препараты наносятся с помощью специальных машин: опрыскивателей, аэрозольных генераторов или протравливателей.
2. Виды удобрений и их предварительная характеристика
Удобрения (используют для улучшения пожнивного, поливного, водного, воздушного и теплового режима почвы, повышения урожая и его качества.
Удобрения бывают минеральные и органические, а также смесь минеральных и органических – органико-минеральные компосты.
Минеральные компосты – это промышленные или побочные продукты, которые содержат необходимые для жизни растений и улучшения плодородия почвы элементы. Они бывают простыми (однокомпонентными и комплексными (комбинированными). Простые удобрения содержат только один главный элемент, комплексные – не меньше двух элементов. Промышленность выпускает удобрения в виде гранул, кристаллов, порошков и жидкостей.
Минеральные удобрения бывают Прямого действия (для непосредственного потребления растениями) и Побочного (для улучшения физико-механического состава почвы).
Удобрения прямого действия:
Калийные – хлористый калий и калийные соли;
Азотные – аммиачная селитра, сульфат аммония;
Хлористый аммоний, карбомид;
Жидкие – аммиачная вода и т. д.
Удобрения Побочного действия – это гипс.
Наиболее распространенные минеральные удобрения:
Суперфосфат – 
;
Калийная соль – 
;
Сульфат аммония – 
азот 20,5%;
Аммиачная селитра 
азота 34,7%;
Мочевина 
– 46%;
Аммиак 
(сжиженный) – 82,3%;
Аммиачная вода 
(нашатырный спирт) – 20%.
Органические удобрения – это перегной, торф, навоз, торфо-навозные компосты, отходы растениеводства и животноводства, а также бактериальные добавки и сидераты («зеленые» удобрения).
3. Механико-технологические свойства минеральных удобрений
3.1. Характеристики
Плотность удобрений определяется по формуле:
, 
Где M – масса взятой пробы материала;
V – объем этой пробы.
Плотность минеральных удобрений зависит от влажности и степени уплотнения и находится в широких пределах от 0,6 до 2 т/м3:
– мочевина – 0,70 т/м3;
– аммиачная селитра – 0,9 т/м3;
– хлористый калий – 1,0 т/м3;
– суперфосфат гранулы – 1,1, порошок – 0,9 т/м3.
Когда удобрения транспортируются, то происходит их утряска и плотность увеличивается на 2…17%. Поэтому при инженерных расчетах дополнительного определяется такая характеристика как коэффициент уплотнения:
.
Где 
– начальная и конечная величины плотности материалов, т/м3.
Гигроскопичность – способность удобрений поглощать влагу из воздуха. Поглощение этой влаги резко ухудшает такие свойства, как сыпучесть, рассеивание, слеживаемость и затрудняет механизированное внесение удобрений в почву.
Гигроскопичными являются: аммиачная селитра, суперфосфат, сульфат натрия (технический), диамофос и другие твердые удобрений.
Степень гигроскопичности оценивается точкой, которая является относительной влажностью окружающего воздуха h0, при которой удобрения не теряют и не поглощают влагу из него.
Удобрение поглощает из воздуха количество влаги прямо пропорционально разности Hb – Ho, где Hb – относительная влажность воздуха. Вследствие сказанного максимально количество влаги поглощается удобрениями, у которых Ho маленькое, а в месте, где оно хранится, Hb больше.
Гигроскопичность выражается в баллах. По гигроскопичности удобрения делятся на 3 группы:
– слабогигроскопичные – до 3 баллов (хлористый калий – 3,5№ суперфосфат, сернокислый калий – 2,4 б.);
– среднегигроскопичные – до 5 баллов (двойной суперфосфат, калийная соль);
– сильногигроскопичные – до 10 баллов (сульфат аммония, аммиачная селитра, мочевина).
Почти все минеральные удобрения растворимые в воде. Исключением является фосфоритная мука и известь.
Сыпучесть– это способность удобрений проходить сквозь отверстия. Зависит от влажности туков и размера их отдельных частиц. Повышенная влажность приводит к потере сыпучести, сводообразованию, удобрения переходят в пластические состояние.
Сыпучесть связана с углом естественного откоса. Порошкоподобные удобрения свободно проходят через отверстия при 
. Для гранулированных этот показатель равен 40°.
Сыпучесть оценивается по 12-бальной системе (от 0° до 180°). Наибольшая сыпучесть у фосфоритной муки и суперфосфата. Плохую сыпучесть имеет аммиачная селитра, еще хуже хлористый калий.
Рассеиваемость – способность удобрений проходить узкие щели воронки, не образуя сводов, не зависая. Это свойство оказывает основное влияние на процесс прохождения удобрений по поверхностям высевающих аппаратов.
Рассеиваемость оценивается по 10-бальной шкале, при этом, чем легче удобрение проходит через щели, тем больше количество баллов оно получает. Хорошая рассеиваемость у хлористого калия КСl, фосфоритной муки, суперфосфата. Удовлетворительная – у аммиачной селитры, калийной соли. Плохая – у сульфата аммония, хлористого аммония.
Слеживаемость – это слипаемость, связность частиц между собой в процессе хранения, т. е. способность удобрений образовывать сплошную массу различной прочности. В связи с этим перед внесением удобрения дробят и просеивают через отверстия с диаметром 3…5 мм. Слеживаемость связана с гигроскопичностью и возрастает с увеличением влажности удобрений, времени хранения и давлением на них.
Сильнослеживаемые удобрения выпускают в гранулированном виде или с добавкой специальных веществ.
Сильнослеживающиеся – аммиачная селитра, хлористый калий.
Слабослеживающиеся – мочевина, суперфосфат порошковидный.
Не слеживается гранулированный суперфосфат, мочевина гранулированная.
Определяется слеживаемость методом сжатия цилиндра из слежавшегося материала, по величине сопротивления разрушению.
, 
Где Р – сила давления на цилиндр из слежавшихся удобрений;
– площадь поперечного сечения цилиндра, см2.
Источник