1Ферганский политехнический институт
2 Институт общей и неорганической химии Академия наук Республики Узбекистан;
Интенсификация процесса получения комплексных удобрений на основе местного сырья
1Назирова Рахнамохон Мухтаровна - доктор технических наук (PhD),
преподаватель, кафедра технологии
первичной переработки сельскохозяйственной продукции
2Таджиев Сайфидин Мухиддинович - доктор технических наук,
профессор, заведующий лабораторией комплексных удобрений,
1Мирсалимова Саодат Рахматжановна - кандидат химических наук,
доцент
1Хамдамова Зебунисо - студент, кафедра химической технологии,
химико-технологический факультет
г. Фергана, Республика Узбекистан
Аннотация
Широкое распространение комплексных удобрений объясняется их более высокой экономической эффективностью по сравнению с односторонними удобрениями. При использовании комплексных удобрений снижаются затраты труда в сельском хозяйстве, сокращаются потери удобрений, увеличивается урожайность и повышается общая культура земледелия.
В статье рассмотрена интенсивная технология получения одинарных и сложных удобрений на основе сернокислотного разложения высококарбонатных фосфоритов в присутствии хлористого калия.
Ключевые слова: урожай, питательные вещества, серная кислота, сушка, разложение.
Abstract
Intensification of the process of obtaining complex fertilizers based on local raw materials
Nazirova Rahnamohon Muhtarovna - Doctor of technical Sciences (PhD), department of technology of primary processing of agricultural products, Fergana polytechnic institute;
Tadjiyev Sayfidin Muhiddinovich - Doctor of technical Sciences, Professor, Head of Laboratory, laboratory of complex fertilizers, Institute of general and inorganic chemistry Academy of sciences of the Republic of Uzbekistan;
Mirsalimova Saodat Rahmatjanovna - Candidate of chemical Sciences, Associate Professor; 4Hamdamova Zebuniso - Student,
Department of chemical technology, Faculty of chemical technology, Ferghana polytechnic institute. Ferghana, Republic of Uzbekistan
The widespread use of complex fertilizers is explained by their higher economic efficiency compared to single-sided fertilizers. When using complex fertilizers, labor costs in agriculture are reduced, fertilizer losses are reduced, productivity is increased and the overall crop culture is increased. The article discusses the intensive technology for producing single and complex fertilizers based on the sulfuric acid decomposition of high carbonate phosphorites in the presence of potassium chloride.
Keywords: crop, nutrients, sulfuric acid, drying, decomposition.
Фосфор и калий - важнейшие биогенные элементы, необходимые для всех организмов. К настоящему времени о них известно многое: химические и физические свойства, принципиальная роль в физиологии растений, главнейшие соединения, в форме которых они участвуют в жизнедеятельных процессах. Эти элементы составляют основу минеральных удобрений, без которых не может существовать сельское хозяйство.
С урожаями происходит интенсивный вынос питательных элементов. Дефицит этих элементов в почвах необходимо пополнять внесением удобрения с учетом усвояемости различных форм действующих веществ, которая во многом определяется степенью их растворимости.
Способы получения и технология производства сложных фосфорно-калийных удобрений достаточно хорошо изучены, но промышленный выпуск их сталкивается с рядом трудностей.
Так, получение ортофосфатов калия (моно- и трикалийфосфата) путем нейтрализации ортофосфорной кислоты гидроокисью или карбонатом калия сопряжено с выделением хлористых соединений, создающих сложности при их последующей переработке.
Самое концентрированное РК удобрение - метафосфат калия (КРО3), содержащее 39,87% К2О и 69,1% Р2О5, т.е. состоящее практически только из питательных элементов.
Несмотря на высокое содержание питательных элементов, хорошие физические свойства, метафосфат калия пока не нашел широкого применения из-за высокой стоимости его производства. Однако остается еще нерешенная проблема - утилизация образующихся хлористоводородных газов, что и является одной из главных причин, сдерживающих производство метафосфата калия из хлористого калия.
Внесенные под осеннюю пахоту азотные удобрения практически полностью теряются. Поэтому не целесообразно вносить азотсодержащие удобрения в этот период. Обычно их вносят при выращивании почти всех культур во время сева и в период подкормки.
Наиболее эффективным агротехническим приемом является внесение одинарных фосфорных удобрений под осеннюю пахоту.
При выращивании всех сельхозкультур, кроме риса, основная часть годовой нормы фосфорных удобрений (60-70% для хлопчатника, 50% для кукурузы, 75% для овощебахчевых и картофеля, 100% для зерновых) вносят в этот период.
Остальная часть удобрений обычно вносят с севом и в период подкормки растений. Наиболее эффективным сроко внесения калийных удобрений является также в период осенней пахоты.
При выращивании хлопчатника, кукурузы обычно вносят 50% от годовой нормы калийных удобрений, а остальную часть в период вегетации, а при выращивании остальных культур полную годовую норму калийных удобрений вносят под зябь.
Таким образом, основную часть фосфорных и калийных удобрений необходимо вносить под осеннюю пахоту. В республике ассортимент сложного комплексного удобрения крайне ограничен, т.е. практически отсутствует производство комплексных удобрений, в частности РК с заданным составом и свойствами и удовлетворительными технико-экономическими показателями, эффективных при выращивании всех сельхозкультур. комплексный удобрение ортофосфат калий
Поэтому важной проблемой остается разработка и внедрение принципиально новых, более экономичных (нетрадиционных) технологий переработки низкосортных местных фосфоритных и калийных руд, включая забалансовое сырье, в высокоэффективные комплексные удобрения с наилучшими качественными показателями.
Впервые разработана высокотехнологическая интенсивная технология получения одинарных и сложных удобрений на основе сернокислотного разложения высококарбонатных фосфоритов в присутствии хлористого калия.
Оригинальность технологии заключается в том, что разложение необогащенной фосфоритной муки проводят концентрированной серной кислотой при интенсивном перемешивании в течение 5-7 минут. Затем продукты сернокислотного разложения смешивают с хлоридом калия, гранулируют и сушат.
С целью экономии дефицитной серной кислоты необогащенную фосмуку обрабатывали концентрированной серной кислотой при ее норме 50-90% от стехиометрии для получения монокальцийфосфата.
Результаты анализа (таблица 1) показывают, что продукты разложения фосмуки серной кислотой содержит 12-15 % Р2О5, коэффициент разложения фоссырья составляет 60-93%.
Таблица 1. Химический состав продуктов сернокислотного разложения фосмуки, %
|
Норма н^о4,% |
P2O5 |
CaO общ. |
CaSO4 |
CaO усв. |
ОД |
H2O |
|
|
50 |
14,51 |
36,28 |
35,57 |
14,64 |
6,63 |
1,03 |
|
|
70 |
13,46 |
33,66 |
46,18 |
19,02 |
3,65 |
1,82 |
|
|
90 |
12,74 |
31,85 |
56,17 |
23,13 |
1,58 |
1,45 |
Полученный сухой продукт обрабатывали насыщенным раствором хлорида калия. Последний является одновременно питательным компонентом сложного удобрения и связующим раствором при грануляции продуктов сернокислотного разложения фосмуки. Результаты химического анализа приведены в таблицах 1-3.
Полученные сложные удобрения на основе разложения фосмуки серной кислотой при ее норме 50% плохо гранулируются. Гранулы имеют низкую прочность. Повышение нормы серной кислоты приводит к повышению товарных свойств гранулированных РК-удобрений.
Таблица 2. Химический состав РК-удобрений, полученных разложением фосмукиСК-50 % норма, %
|
Соотношение |
р2о5 |
к2о |
СаО |
CaSO4 |
СаО |
со2 |
н2о |
||
|
р2о5 |
к2о |
общ. |
усв. |
||||||
|
До сушки |
|||||||||
|
1 |
1 |
10,42 |
10,42 |
26,06 |
25,55 |
10,52 |
4,74 |
12,93 |
|
|
1 |
0,7 |
11,34 |
7,93 |
28,36 |
27,81 |
11,44 |
5,16 |
10,97 |
|
|
1 |
0,5 |
12,09 |
6,04 |
30,23 |
29,64 |
12,20 |
5,52 |
9,16 |
|
|
После сушки |
|||||||||
|
1 |
1 |
11,68 |
11,69 |
29,21 |
28,64 |
11,79 |
4,86 |
2,41 |
|
|
1 |
0,7 |
12,36 |
8,62 |
30,82 |
30,23 |
12,43 |
5,21 |
3,23 |
|
|
1 |
0,5 |
13,01 |
6,49 |
32,52 |
31,87 |
13,12 |
5,63 |
2,32 |
Таблица 3. Химический состав РК удобрений, полученных разложением фосмукиСК-70 % норма, %
|
Соотношение |
P2O5 |
CaO |
CaSO4 |
CaO |
ОД |
H2O |
|||
|
P2O5 |
общ. |
усв. |
|||||||
|
До сушки |
|||||||||
|
1 |
1 |
9,79 |
9,78 |
24,51 |
33,61 |
13,84 |
2,65 |
14,42 |
|
|
1 |
0,7 |
10,62 |
7,43 |
26,56 |
36,45 |
15,01 |
2,88 |
12,48 |
|
|
1 |
0,5 |
11,10 |
5,54 |
27,77 |
38,10 |
15,69 |
3,01 |
12,23 |
|
|
После сушки |
|||||||||
|
1 |
1 |
11,65 |
11,66 |
29,13 |
40,01 |
16,47 |
2,74 |
3,57 |
|
|
1 |
0,7 |
11,82 |
8,25 |
29,51 |
40,53 |
16,67 |
2,95 |
2,75 |
|
|
1 |
0,5 |
12,47 |
6,22 |
31,20 |
42,81 |
17,63 |
3,13 |
4,29 |
|
|
До сушки |
|||||||||
|
1 |
1 |
9,35 |
9,34 |
23,38 |
41,24 |
16,98 |
1,16 |
14,28 |
|
|
1 |
0,7 |
10,12 |
7,08 |
25,30 |
44,61 |
18,37 |
1,25 |
12,27 |
|
|
1 |
0,5 |
10,74 |
5,37 |
26,85 |
47,36 |
19,51 |
1,33 |
10,52 |
|
|
После сушки |
|||||||||
|
1 |
1 |
10,62 |
10,63 |
26,57 |
49,86 |
19,28 |
1,22 |
2,59 |
|
|
1 |
0,7 |
11,24 |
7,86 |
28,11 |
49,56 |
20,41 |
1,31 |
2,52 |
|
|
1 |
0,5 |
11,67 |
5,84 |
29,18 |
51,48 |
21,19 |
1,39 |
2,72 |
На модельной лабораторной установке были проведены опытные работы по получению сложных удобрений на основе разложения необогащенной фосфоритной муки Центральных Кызылкумов при различных нормах серной кислоти карбамида.
Процесс получения сложного удобрения состоит из следующих основных стадий:
- разложение необогащенной фосфоритной муки при неполной норме серной кислоты;
- смешение азотно-фосфорнокислотной пульпы с карбамидом;
- сушка, грануляция, дробление и рассев.
На основе технологических испытаний составлен материальный баланс получения сложного удобрения.
Список литературы /References
1. Назирова Р., Таджиев С.М., Закиров Б.С., Тухтаев С. Камерли суперфосфат, карбамид ва калий хлорид асосида азот-фосфор-калийли утитлар олиш. Химическая технология. Контроль и управление. Международный научно-технический журнал. 2017. № 1 (73). Ст. 5-10.
2. Ортикова С.С., Бадалова О.А., Алимов У.К., Намозов Ш.С., Сейтназаров А.Р. Изучение физико-химических свойств концентрированного удобрения - аммофосфата из забалансовой фосфоритной руды Центральных Кызылкумов. Современные научные исследования и разработки. Москва, 2016. № 5 (5). С. 75-79.
3. Назирова Р.М., Таджиев С.М., Закиров Б.С. РК - удобрение на основе сернокислотной переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов и хлорида калия. Химическая промышленность. научно-технический журнал, 2017. Т. 94. № 1. 1-54.
4. Назирова Р.М., Таджиев С.М. и др. Изучения процесса разложения фосфоритов ЦК концентрированной серной кислотой. Научный центр «»ОЛИМП». XXV Международная научно-практическая конференция: «Научные исследования современных ученых». 30 октября 2017 г. г. Москва. Ст. 84-87.