Удобрение nps что это

Удобрение nps что это

Сообщение fialka » Пн мар 26, 2012 9:00 pm

Сульфоаммофос – комплексное серосодержащее, азотно-фосфорное удобрение. Применяется для основного, припосевного внесения и в качестве подкормки для различных сельскохозяйственных, декоративных и плодовых культур. Получают путем нейтрализации фосфорной и серной кислоты аммиаком с последующим введением в зону реакции серной кислоты. Физические и химические характеристики:

Сульфоаммофос – комплексное серосодержащее, азотно-фосфорное удобрение. Обладает хорошими физическими свойствами: не слеживается, не пылит, негигроскопично. Рассыпчатость – 100 %. Внешне – ровные мелкие светлые гранулы.

В зависимости от марки, удобрение содержит азота 14, 16 и 20 %, фосфора – 20 или 34 %, серы – 8–14 %, кальция – 0,5 %, магния – 0,5 %.

Сульфоаммофос сочетает в себе свойства аммонийных, фосфорных и серосодержащих удобрений. Обладает при этом лучшим соотношением азота и фосфора, а также содержанием серы, кальция и магния, чем аммофос.

Сульфоаммофос применяется в качестве удобрения для различных сельскохозяйственных, декоративных и плодовых культур. Может быть использован для приготовления смешанных удобрений. Бывает обычный Сульфоаммофос, а также Сульфоаммофос марки А и Сульфоаммофос марки Б.

Сульфоаммофос при внесении в почву быстро растворяется в почвенном растворе и диссоциирует на ионы аммония, ортофосфорной кислоты и анион SO42-.

Катион аммония (NH4+), как у аммонийных удобрений, входит в ППК с одновременным вытеснением из него эквивалентного количества различных катионов. Подвижность катиона аммония при этом теряется, и он остается в составе ППК даже при промывном режиме почв. В данном (обменно-поглощенном состоянии) катион аммония становится легко доступным для корневых систем растений. При определенных условиях происходит реакция нитрификации, и аммонийный азот переходит в нитратную форму.

Трансформация анионов ортофосфорной кислоты (H2PO4-, HPO42- и PO43-) подчинена тем же законам, что и у фосфорных удобрений, и обусловлена следующими процессами:
Обменным (коллоидно-химическим) поглощением фосфора твердой фазой почвы.
Поглощением фосфора катионами кальция, магния, оксидами и гидроксидами железа, алюминия, марганца и титана по типу химического связывания.
Биологическим поглощением фосфора растениями и микрофлорой почвы.

Анион SO42-представляет собой серу в минеральной форме, которая легко поглощается растениями без дополнительных превращений, как и у всех серосодержащих удобрений.

Сульфоаммофос рекомендуется к применению на всех типах почв под все сельскохозяйственные культуры.

Способы внесения
Сульфоаммофос может быть использован для основного, припосевного внесения и для корневых и некорневых подкормок растений. В условиях защищенного грунта применяется совместно с калийными удобрениями и азотными удобрениями.

Сульфоаммофос улучшает качество сельскохозяйственной продукции, увеличивая содержание белка в зерновых культурах, маслянистость семечек подсолнечника, рапса и сои.

Продуктивность культур благодаря комплексному воздействию сульфоаммофоса возрастает, повышается жизнеспособность растений, сопротивляемость неблагоприятным факторам внешней среды, включая различные болезни и вредителей. Срок и качество хранения продукции повышается.

Сульфоаммофос получают в несколько этапов:
Нейтрализация фосфорной и серной кислоты аммиаком до состояния пульпы с определенной величиной вязкости.
Распыление полученного вещества воздухом с относительной влажностью 90–100 %. При этом получают гранулированный продукт (шихту) с размером частиц менее 0,5 мм.
Введение в зону реакции серной кислоты.
Кондиционирование готовых гранул растворами первичных аминов в индустриальных маслах.

Сообщение valda » Чт апр 17, 2014 9:42 am

Сравнение внесений сульфоаммофоса и аммофоса с аммиачной селитрой в сопоставимых дозах под яровые культуры показало, что наибольшую отзывчивость на серосодержащие удобрения проявила кукуруза, возделываемая на силос. Достаточное количество азота позволяет использовать сульфоаммофос при посеве озимых зерновых по неблагоприятным предшественникам. Приготовление смесей удобрений увеличивает трудовые и энергетические затраты, а также может ухудшить физические свойства туков из- за повышения их гигроскопичности. С этой точки зрения использование сульфоаммофоса, как комплексного удобрения с оптимальным сочетанием азота и фосфора, более выгодно. Так же высокая эффективность сульфоаммофоса в качестве источников фосфора и азота под основные культуры была отмечена и в проведенных двухлетних полевых испытаниях на черноземновидных почвах Краснодарского края. Таким образом, сульфоаммофос является эффективным удобрением не только для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, но и для улучшения качества продукции, а значит, его применение имеет хороший экономический эффект.

Сообщение deirina » Пн июн 09, 2014 4:44 pm

Сульфоаммофос применяют на всех типах почв и под все сельскохозяйственные культуры. Используется для основного, при посевного внесения, а также для подкормки растений. На его основе готовятся любые смешанные удобрения. Может применяться в условиях защищённого грунта вместе с азотными и калийными удобрениями. В состав сульфоаммофоса 20:20 входит сера. Установлено, что сера способствует замедлению окислительных процессов в растениях. При этом повышается жизнеспособность растений, например, у масличных культур увеличивается содержание жира в семенах, у зерновых повышается содержание белка в зерне, что улучшает его качество.

Положительное влияние серы часто остается незамеченным, так как она в большей степени воздействует не на величину урожая, а на его качество. Кроме того, внешнее проявление серного голодания растений обычно маскируется почти полным сходством с признаками недостатка азотного питания. Это связано с тем, что азот и сера имеют общие похожие черты в метаболизме растений. Выпускают в упакованном виде(мешки, БИГ-БЭГ) и без упаковки (насыпью). Хранят в закрытых складах. Продукт обработан обеспыливающим реагентом, не токсичен, пожаро- и взрывобезопасен. Перевозят упакованный сульфоаммофос всеми видами транспорта, кроме воздушного в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.

Источник

Сульфоаммофос NP(S) 20:20(14)

Комплексное серосодержащее удобрение для почв c высокой обеспеченностью подвижным калием. Марка отлично подходит при весеннем внесении для культур, нуждающихся в сере: она способствует активному росту растений, повышает их иммунитет и жизнеспособность. Также она улучшает качество конечного продукта, содержание белка в зерновых культурах, масличность семян подсолнечника, рапса. Идеальное стартовое удобрение для кукурузы.

* Продажи данной марки возможны после завершения регистрационных процедур.

Преимущества

Повышает иммунитет возделываемых культур к болезням.

Способствует формированию качественного зерна, семян и бобов..

Позволяет растению наиболее полно использовать азот и фосфор из удобрений..

Ускоряет развитие растений за счёт повышения активности ферментных систем.

Применение

Когда: осенью или весной

Характеристики

Состав

Подходит для культур

Другие

Сульфоаммофос

Комплексное трёхкомпонентное удобрение, содержащее азот, фосфор и серу. Хорошо подходит для почв с высокой обеспеченностью подвижным калием и низким содержанием подвижной серы.

Диаммонийфосфат

Диаммонийфосфат (диаммофос, ДАФ, DAP) – высоконцентрированное фосфорное удобрение.

Комплексное универсальное удобрение для любых почв и культур, наиболее эффективное при внесении под пропашные и технические культуры.

Комплексное трехкомпонентное удобрение,
содержащее азот, фосфор и серу.

Высококонцентрированное комплексное удобрение для базовой осенней подкормки почвы после уборки озимых и для предпосевного и припосевного внесения.

Этот сайт использует файлы cookie и иные веб-технологии, направленные на повышение удобства работы и предоставления содержимого страниц сайта в соответствии с предпочтениями пользователя, получение статистических данных, которые помогают понять, как используются сайт и его страницы, улучшение их структуры и содержания.

Источник

NPK-удобрения: состав и использование

Содержание:

Для получения хорошего урожая каждый садовод должен разбираться в удобрениях. Для выращивания многих культур отлично подходят подкормки, содержащие комплекс NPK (азот, фосфор, калий). Из этой статьи вы узнаете все об удобрениях NPK — что это такое и как их применять.

NPK-удобрения: что это такое

Комплексное удобрение NPK содержит в своем составе три компонента, которые обеспечивают почву необходимыми питательными веществами.

Понять, что из себя представляет NPK-удобрение, поможет расшифровка этой аббревиатуры. Это сложное удобрение включает в себя самые необходимые для выращивания растений компоненты:

Эти макроэлементы являются наиболее важными для получения качественного урожая. Каждый из них играет значимую роль на определенной стадии развития растения.

Таким образом, NPK-удобрения, имеющие в своем составе все перечисленные компоненты, являются незаменимыми помощниками в выращивании культурных сельскохозяйственных растений. Без них будет невозможно собрать полноценный и обильный урожай.

Технология производства

Удобрения, содержащие комплекс NPK, изготавливают методом паровой грануляции. Для этого поэтапно смешиваются сухие компоненты, в числе которых такие вещества, как хлористый калий, аммофос, карбамид, диаммофос или сульфат аммония.

Процесс изготовления удобрений состоит из множества этапов.

Изготовленные таким способом гранулы бледно-желтого или красноватого цвета имеют круглую или овальную форму.

Виды удобрений

Существует несколько видов подобных удобрений, имеющие сложный состав. Условно их разделяют на несколько категорий по количеству и пропорции содержащихся питательных компонентов и бесполезных солей, играющих роль вспомогательных компонентов.

Садовые культуры имеют различную потребность в составе и количестве питательных веществ, избыток которых может быть более вредным, чем недостаток. Поэтому при выборе удобрений рекомендуется отталкиваться от потребностей растений, которым необходима подкормка.

Потребность в NPK у разных культур

Невозможно назвать точное количество питательных веществ, в котором нуждается та или иная культура. Многое зависит от климата, в котором она произрастает, и исходных показателей плодородности почвы.

Можно ориентироваться на усредненные данные для разных культур и делать поправку на вышеперечисленные факторы.

Своевременное и правильное использование удобрений позволяет получить богатый урожай вкусных и полезных продуктов, а также продлить период цветения и плодоношения.

Как использовать?

Удобрения бывают двух и трехкомпонентными. В зависимости от того, какие вещества входят в состав, варьируются способы их использования.

К трехкомпонентным NPK относятся:

Эти трехкомпонентные составы находят применение как в промышленном сельском хозяйстве, так и в личном подсобном.

В суперфосфате присутствуют азот и фосфор. Удобрение подходит для растений, выращиваемых как в теплице, так и в открытом грунте. В калиевой селитре содержатся азот и калий. Она больше подходит для тепличных растений и применяется в период созревания плодов. В состав аммофоса входят азот и фосфор. Удобрение применяется весной и осенью.

NPK-удобрения в гидропонике

Удобрения NPK находят применение при выращивании растений не только в почве, но и в домашних условиях с помощью гидропоники. Суть этого метода заключается в замене почвы питательным раствором. Корневая система растений опущена в воду, в которой растворены все необходимые питательные вещества. Такой метод способствует получению хорошего урожая в короткие сроки.

Эффективными для гидропоники считаются комплексные трехкомпонентные удобрения. Если растения выращивают традиционным методом в грунте, они могут добывать минеральные вещества из нее. При использовании систем гидропоники все зависит от того, какие питательные вещества будут добавлены в раствор, окружающий корневую систему.

Применение комплексных удобрений, содержащих азот, фосфор и калий, существенно облегчает жизнь садоводам. Главное их преимущество в том, что не нужно покупать различные виды удобрений и тратить время на то, чтобы смешивать их в нужной пропорции.

Источник

NРK – что это такое, как определить состав и количество удобрения

Добавление статьи в новую подборку

Современное садоводство уже не назовешь примитивным занятием. Теперь, чтобы получить урожай, нужно обладать багажом теоретических знаний. Становиться кандидатом химических наук вы не обязаны, а разобраться в специфике минеральных удобрений придется.

Для полноценного роста, цветения и плодоношения растениям недостаточно одних лишь только органических удобрений. Помет, перегной и навоз необходимы, но не способны восполнить нехватку минеральных веществ, которая возникает в «работающей» почве и лишь усиливается год от года. Но как понять, в чем нуждаются ваши посадки в разные периоды своего развития и подсчитать, сколько граммов отсыпать из волшебного пакетика, обещающего сказочный урожай?

Что такое NРK удобрения

Под аббревиатурой NPK подразумевают две вещи – комплексные минеральные удобрения, включающие азот (N), фосфор (P) и калий (K), а также соотношение этих самых веществ в удобрении.

Почему же выбраны именно эти три элемента? Да потому, что именно они являются ключевыми, необходимыми для полноценной жизни каждому растению, от мха до дерева. Кроме того, эта тройка неразрывно связана между собой и вносить их по отдельности сложнее и затратнее.

По международному соглашению производители удобрений указывают на пачке три числа, разделенных двоеточиями либо черточками. Они обозначают процентное содержание каждого из трех веществ в этом удобрении.

Например, на пачке известной всем нитрофоски написано NPK 16:16:16 – это означает, что в ее составе по 16% азота, фосфора и калия, а оставшиеся 52% приходятся на долю «пустых» связывающих солей, которые не причинят растениям вреда, но и пользы тоже не принесут.

Азот, фосфор, калий – три NPK-кита

Говоря о необходимых растениям макроэлементах, в первую очередь всегда упоминают именно азот, фосфор и калий. Почему же все три элемента рекомендуют включать везде и что они дают растениям?

Калийные удобрения также бывают разными. Сульфат калия (K₂SO₄), к примеру, предназначен для подкормки чувствительных к хлору растений (томаты, картофель, клубника, различные виды салата и др.), а хлористый калий (KCl) – для всех остальных.

Обедненные, средние и обогащенные удобрения

Цифры на упаковке способны поведать не только о составе удобрения, но и о его насыщенности. Условно принято делить все комплексные удобрения на обедненные, средние (нейтральные) и обогащенные. Понять, какое именно перед вами, довольно просто – нужно сложить все три цифры с упаковки, а полученный результат отнять от 100.

Если у вас получилось, что на долю бесполезных солей приходится 70% и более, то удобрение обедненное, если от 60 до 70%, то среднее, если менее 60%, то обогащенное. Не стоит думать, что пригодиться могут лишь обогащенные удобрения. Почвы, регулярно получающие все необходимые минеральные вещества, лучше подкармливать чаще и меньшим содержанием NPK. Объясняется это тем, что избыток в грунте одного или нескольких минералов также способен нанести растениям немалый ущерб, вплоть до гибели.

Поэтому если вы регулярно удобряете свои гряды минеральными комплексами и не видите на растениях явных признаков нехватки одного из веществ, отдавайте предпочтение обедненным или средним комплексам, например, нитрофоске (NPK 11:10:11).

Самыми популярными обогащенными удобрениями на постсоветском пространстве являются нитроаммофоска и диаммофоска. Каждое из них может иметь разное соотношение веществ в составе.

Чтобы выбрать правильные удобрения для своих растений, учитывайте не только содержание в них азота, фосфора и калия, но и цели, для которых они предназначены.

Содержание в удобрении сульфата серы (SO₃) значительн повышает эффективность усвоения азота

Потребность растений в NPK

Определить точную потребность растения в микро- и макроэлементах довольно сложно, ведь она варьируется в зависимости от типа почвы, возраста и сорта насаждений, климатических условий и множества других факторов. Однако есть и некоторые общие потребности культур в подкормках. Если вы не пытаетесь разводить огород на территории бывшего машиностроительного завода и выращиваете стандартные культуры, а не суккуленты и лианы, то вам подойдут следующие нормы:

Источник

Влияние структуры гранул сложных NP, NP(S) и NPK-удобрений на их физико-химические свойства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.01, кандидат наук Кочетова Инна Маратовна

Оглавление диссертации кандидат наук Кочетова Инна Маратовна

1.1 Основные современные технологические схемы производства сложных фосфорсодержащих удобрений

1.2. Производство NP/NPS-удобрения по схеме с использованием барабанного гранулятора-сушилки

1.3. Производство NP/NPS/NPK-удобрений по схеме ТР — АГ — СБ

1.4. Основные физико-химические и структурно-механические свойства гранулированных минеральных удобрений и факторы, определяющие их

1.5. Структура гранул минеральных удобрений и методы её исследования

1.6. Обоснование целей и задач работы

2.1. Объект исследования

2.2 Методы исследования

2.3 Выбор метода исследования структуры и пористости гранул минеральных удобрений

Влияние технологических параметров производства сложных минеральных удобрений на структуру гранул и физико-механические свойства продукта

3.1. Исследование структуры гранул удобрений, произведенных по схеме с БГС

3.2. Исследование гранул удобрений, полученных по схеме с АГ-СБ

3.3 Исследование влияния структуры гранул на их статическую прочность

Влияние фазового состава сложных удобрений на их физико-механические свойства

Влияние распределения влаги между компонентами гранул сложных № и МРК-удобрений на их статическую прочность

Вместе с этим в ближайшем будущем ожидается ужесточение конкуренции на мировых рынках в связи с запуском новых мощностей в странах Персидского залива и Северной Африки, цены на газ в которых в 2-3 раза ниже, чем в РФ, а сами предприятия расположены вблизи экспортных портов, что минимизирует логистические затраты [2, 3]. По этой причине улучшение качества экспортируемых удобрений является обязательным условием наращивания экспортного потенциала и важным фактором сохранения конкурентоспособности российских производителей.

Таким образом, проблема сохранности качества минеральных удобрений во время многочисленных перевалок и длительных транспортировок является одной из ключевых для отрасли в целом. Кроме того, за счет улучшения физико-химических свойств минеральных удобрений возможно значительно повысить эффективность их применения и избежать потерь на стадии внесения [5].

В настоящее время появились и стали доступными современные неразруша-ющие методы исследования структуры твердых тел, такие как рентгеновская микротомография и сканирующая электронная микроскопия. Применение данных методов позволяет детально исследовать структуру и распределение химических элементов в гранулах сложных фосфорсодержащих удобрений, а также их взаимосвязь с физико-химическими свойствами. С учетом вышеизложенного и на основании проведенного литературного обзора были сформулированы цель и задачи настоящей диссертационной работы.

Целью работы является исследование структуры гранул сложных фосфорсодержащих удобрений, а также поиск и разработка путей её совершенствования на стадии производства для улучшения физико-механических свойств готового продукта. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Анализ существующих и поиск новых методов исследования структуры гранул минеральных удобрений;

2. Поиск способов улучшения физико-химических характеристик продукта за счет совершенствования структуры гранул;

3. Исследование обменных реакций между компонентами гранул и их влияния на физико-химические характеристики сложных фосфорсодержащих удобрений;

4. Изучение влияния распределения влаги между компонентами гранул сложных удобрений на их статическую прочность и слеживаемость готового продукта.

Научная новизна работы:

1. С применением метода рентгеновской микротомографии впервые получены и обобщены экспериментальные данные о структуре гранул сложных минеральных удобрений, оценена пористость, характер распределения пор и компонентов гранул по объему;

механизмов гранулообразования. Общая пористость гранул удобрений, полученных по схеме с БГС, составляет в среднем 4-6%, при этом поры в основном мелкие (диаметр до 20 мкм) и расположены группами в приповерхностном слое. Для гранул удобрений, полученных по схеме с АГ-СБ, общая пористость в среднем составляет 1-3% и приходится в основном на одиночные крупные (диаметр до 100 мкм) поры;

3. Выявлено, что в гранулах NPK- и №^)-удобрений, производимых по схеме АГ-СБ с вводом сырьевых компонентов с потоком внешнего ретура, кристаллы сульфата аммония и хлористого калия равномерно распределены в объеме фосфатной связующей, а имеющиеся в гранулах поры не связаны с их низкой смачиваемостью;

4. Установлено, что для сложных NPK-удобрений на основе фосфатов аммония, полученных с вводом сырьевых компонентов (KCl, (NH^SO^ в кристаллическом виде с потоком внешнего ретура, обменные реакции между компонентами гранул практически не протекают (в реакции, протекающие на границах кристаллов, вступает не более 2-3% масс. от общего количества компонентов);

5. Установлено, что пробоподготовка при проведении рентгенофазового анализа сложных солевых систем способствует протеканию конверсионных взаимодействий и искажает результаты количественного определения, в связи с чем содержание отдельных компонентов исследуемых образцов может быть завышено до 2,5-3 раз;

6. Выявлено, что на слеживаемость влияет не только среднее влагосодержание, но и процесс перераспределения влаги между гранулами. При одинаковом среднем влагосодержании (W=1%) слеживаемость смеси сухого и влажного продукта до 5 раз выше, чем слеживаемость однородного по влаге продукта;

7. Установлено, что в сложных NPS и NPK-удобрениях, полученных с вводом сырьевых компонентов в кристаллическом виде с потоком внешнего ретура практически вся влага (не менее 80-90 %) приходится на фосфатную связующую часть гранулы и является определяющим фактором её прочности.

Практическая значимость работы

2. Для снижения влияния перераспределения влаги между гранулами разных фракций на слеживаемость продукта рекомендовано производить продукт с максимально однородным гранулометрическим составом (не менее 2 мм и не более 5 мм);

3. Разработаны рекомендации по улучшению потребительских свойств гранулированных минеральных удобрений за счет совершенствования структуры гранул. При производстве серосодержащих удобрений за счет увеличения смачиваемости элементной серы путем введения в технологический процесс высокоактивных ПАВ удалось снизить пористость гранул с 7,5% до 2,4-2,7%;

4. Показано, что при производстве №-и NPS-удобрений по схеме с обратной нейтрализацией имеющиеся в гранулах трещины и поры не ухудшают физико-механические характеристики продукта, что позволяет рекомендовать данную схему к применению и тем самым в ряде случаев увеличить производительность на 20-25%;

5. При производстве №К-удобрений с добавкой карбамида во избежание термического разложения карбамида и разрушения вследствие этого структуры гранул следует вести сушку продукта в мягком режиме, температура продукта не должна превышать 90°С.

Положения, выносимые на защиту

1. Обобщенные экспериментальные данные, полученные с применением методов рентгеновской микротомографии и сканирующей электронной микроскопии, о структуре, пористости, а также характере распределения пор в гранулах сложных минеральных и №^удобрений, произведенных по технологическим схемам с БГС и АГ-СБ.

2. Влияние распределения влаги между компонентами гранул сложных № и №^удобрений на статическую прочность.

3. Результаты исследования влияния обменных реакций между компонентами сложных NPK-удобрений на физико-механические свойства продута.

4. Влияние процесса перераспределения влаги между гранулами на слеживае-мость сложных NPK-удобрений на основе фосфатов аммония.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Технология неорганических веществ», 05.17.01 шифр ВАК

Получение и свойства карбамидсодержащих NPK-удобрений из различных видов фосфатного сырья 2014 год, кандидат наук Горбовский Константин Геннадиевич

Разработка технологии диаммонийфосфата из неконцентрированной экстракционной фосфорной кислоты с использованием барабанного гранулятора-сушилки 2014 год, кандидат наук Норов, Андрей Михайлович

Технология гранулирования циклонной пыли хлорида калия методом окатывания 2013 год, кандидат наук Черепанова, Мария Владимировна

Получение NPK-удобрений путем совместной аммонизации смеси азотной и фосфорной кислот 2021 год, кандидат наук Колпаков Вячеслав Михайлович

Модифицирование аммиачной селитры неорганическими кремнийсодержащими соединениями 2013 год, кандидат наук Усмонов, Камаридин Пазлидинович

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние структуры гранул сложных NP, NP(S) и NPK-удобрений на их физико-химические свойства»

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международном семинаре «Micro-CT User meeting» (Люксембург, 2016 г.); на Международной конференции Phosphates-2018 (Марокко, г. Марракеш, 2018 г.); Международном Техническом Симпозиуме IFA (Мадрид, 2018 г.), на ежегодных научно-практических семинарах «Роль аналитических служб в обеспечении качества минеральных удобрений и серной кислоты» (Москва, 2014, 2015 г.); на международной научно-практической конференции «Современные тенденции в производстве и применении фосфорсодержащих удобрений и неорганических кислот» (Москва, 2015 г.); на международной конференции «Наилучшие доступные технологии в отрасли минеральных удобрений: проблемы, реализация, перспективы» (Череповец 2017 г.), на Международной научной конференции «Практическая микротомография» (Москва, 2018 г.).

По материалам диссертационной работы опубликованы 8 научных статей, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

1.1 Основные современные технологические схемы производства сложных фосфорсодержащих удобрений

При производстве сложных минеральных удобрений в настоящее время используются в основном сернокислотный и азотнокислотный способ переработки фосфатного сырья, в основе которых лежат реакции 1.1-1.2 [9]:

Комплексные удобрения на основе азотнокислотной переработки фосфатного сырья производят ПАО «Акрон» (Великий Новгород), ПАО «Дорогобуж», ОАО «Минудобрения» (Россошь). Поскольку продукты, полученные на основе этой технологии, не рассматриваются в данной работе, останавливаться на её подробном описании нецелесообразно.

Основными сырьевыми компонентами для получения удобрений на основе сернокислотной переработки фосфатного сырья являются ЭФК (экстракционная фосфорная кислота), аммиак, хлористый калий (при получении №К-удобрений). Также могут быть использованы серная кислота, сульфат аммония, раствор нитрата аммония, карбамид, сера, фосфогипс, конверсионный мел, магнийсодержащее сырье, поташ, сода, микроэлементные добавки, граншлак и др. [2].

Сущность производства сложных №-удобрений на основе фосфорной кислоты заключается в её нейтрализации аммиаком (по реакциям 1.5-1.6) [7]:

Ca5F(PO4)з+5H2SO4=3HзPO4+5CaSO4+ Ш Са5р(Р04)3+10НШ3=3Н3Р04+5Са(К03)2+ИЕ

HзP04+NHз=NH4H2P04+75362 кДж NH4H2P04+NHз= (N^^0^96296 кДж

В случае производства и ^^удобрений в полученные фосфаты ам-

мония добавляют хлорид калия, сульфат и нитрат аммония и другие сырьевые компоненты.

Процесс производства комплексных удобрений также включают стадии удаления влаги, гранулирования, классификации, охлаждения и поверхностного кондиционирования гранул. Применяемые технологические схемы различаются, в основном, способом удаления воды и способом аммонизации фосфорной кислоты на разных стадиях процесса 7.

В основе указанных схем лежат, соответственно, следующие методы гранулирования:

— распыливания (диспергирования) пульп на поверхность частиц падающего слоя с одновременной сушкой продукта до требуемой влажности;

— гранулирование из расплавов с кристаллизацией в твердые гранулы в процессе свободного падения в восходящем потоке охлаждающего воздуха [2].

В работе в качестве объектов исследования выбраны сложные фосфорсодержащие удобрения, полученные с применением технологических схем с БГС и АГ-СБ. Ниже приведено краткое описание указанных способов производства.

1.2. Производство NP/NPS-удобрения по схеме с использованием барабанного гранулятора-сушилки

В РФ NP/NPS-удобрения по схеме с использованием барабанного гранулято-ра-сушилки (БГС) производят АО «Апатит»; ООО «ПГ Фосфорит»; ОАО «Воскресенские минеральные удобрения»; ООО «Титановые инвестиции» (г. Армянск) [2]. Применяются различные варианты схемы с БГС:

— САИ (скоростной аммонизатор-испаритель)-БГС;

— САИ-ТР (трубчатый реактор)-БГС с предварительной упаркой и без упарки аммонизированных пульп;

В некоторых схемах САИ может быть заменен на каскад емкостных нейтрализаторов-смесителей, оборудованных перемешивающими устройствами.

Процесс основан на нейтрализации смеси ЭФК, серной кислоты и абсорбционных сточных вод аммиаком и описывается следующими реакциями: Н3РО4 + = NH4H2P04 (моноаммонийфосфат) NH4H2P04 + NH3 = (NH4)2HP04 (диаммонийфосфат) Н2S04 + = (NH4)2S04 (сульфат аммония)

Моноаммонийфосфат получают при мольном отношении (МО) МН3:Н3РО4, равном 1 (это соответствует нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком до рН 3,80). Диаммонийфосфат получают при мольном отношении, равном 2.

Принцип процесса гранулирования заключается в том, что при вращении БГС в зоне загрузки создается завеса из ретура (т.е возвращаемой в процесс сухой мелкой фракцией готового продукта), на которую напыляется пульпа, при этом мелкие частицы ретура укрупняются, окатываются и подсушиваются [2,6,7].

Рисунок 1.1 Схема производства удобрений с использованием аппаратов САИ-БГС/САИ-ТР-БГС/ТР-БГС [2]

При использовании неупаренной (разбавленной) ЭФК на некоторых производствах применяется дополнительная стадия упарки аммофосных пульп в выпарных аппаратах, установленных после аппаратов САИ (схема представлена на рис.1.2).

Рисунок 1.2 Схема производства удобрений по схеме с БГС с упаркой аммофосных пульп [2]

1.3. Производство №ЖР8/№К-удобрений по схеме ТР-АГ-СБ

Сущность производства получения минеральных удобрений заключается в нейтрализации смеси фосфорной, серной (при необходимости) кислот и абсорбционных сточных вод, аммиаком в трубчатых смесителях-нейтрализаторах с получением пульпы фосфатов аммония, последующей доаммонизацией и гранулированием в АГ с использованием внешнего ретура, сушкой в СБ, классификацией гранул, охлаждением и кондиционированием готового продукта. При производстве ЫРК-удобрений через ретурный цикл осуществляется подача хлористого калия, сульфата аммония, инертных добавок, микроэлементов в зависимости от типа выпускаемого продукта [2, 7-10].

Схема производства NP/NPS/NPK-удобрений с использованием аппаратов ТР-АГ-СБ приведена рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 Схема производства NP/NPS/NPK-удобрений с использованием аппаратов ТР-АГ-СБ [2]

1.4. Основные физико-химические и структурно-механические свойства гранулированных минеральных удобрений и факторы, определяющие их.

Прочность гранул включает в себя три показателя: статическую прочность РС, динамическую прочность Рд и прочность на истирание РИ (истираемость).

Статическая прочность РС определяется усилием разрушения гранул под действием одноосного сжатия при достаточно медленном наращивании внешнего усилия (так, чтобы возникающие напряжения могли релаксироваться за счет пластических деформаций) [12]. Принцип метода определения статической прочности заключается в измерении силы, необходимой для разрушения от 20 до 100 гранул определенной фракции при одноосном сжатии между двумя параллельными плоскостями. Для количественного определения статической прочности гранул удобрений применяют различные устройства [11, 12, 14-16]. В РФ разработан и на сегодняшний день наиболее широко используется измеритель прочности гранул ИПГ-1М [13, 14], позволяющий определять максимальное усилие разрушения гранулы. Применяются также более современные приборы для анализа структурно-механических характеристик твердых тел (например, испытательные машины INSTRON (США), анализаторы текстуры TA.XTplus (Stable Microsystems, Великобритания), анализатор статической прочности гранул ACAR (AMT-Systems, Финляндия)), позволяющие регистрировать первое значительное падение усилия на диаграмме сжатия, которое соответствует потере сплошности гранулы [15].

Показатель статической прочности позволяет прогнозировать, какая часть гранул продукта может быть разрушена под воздействием массы верхних слоёв при хранении [17].

Динамическая прочность Рд гранул характеризует их поведение под воздействием ударных нагрузок и определяется долей разрушенных гранул при их ударе о твердую поверхность с определённой силой [12, 16, 18].

Истираемость гранул определяется как доля порошковидной фракции, которая образуется в результате трения во вращающемся барабане и применяется для оценки потерь продукта при перевалках, внесении и др. [12, 16]. Истираемость гранул во многом определяется морфологией их поверхности, сферичностью и прочностью приповерхностного слоя.

Таким образом, все три показателя прочности в совокупности характеризуют способность гранул минеральных удобрений сохранять форму и размеры под воздействием внешних сил. Потери продукта в результате дробления и истирания при транспортировке, перевалках и хранении могут достигать 7% [19].

В работах [12, 14] показано, что статическая прочность РС является более чувствительным показателем (по сравнению с Рд и РИ) и наиболее полно отражает изменения физико-механических свойств гранул в зависимости от влажности. В настоящий момент в РФ из трех показателей прочности гранул только статическая прочность относится к нормируемым показателям и указывается в сертификате качества на удобрения [20].

Статическая прочность гранул зависит, в первую очередь, от метода и параметров процесса гранулирования, химического состава и влажности продукта.

Влияние влажности на прочность гранул минеральных удобрений рассмотрено во многих работах [12, 21-25]. Для всех исследованных образцов удобрений (аммофос, ДАФ, ^^удобрения различных марок) отмечается резкое снижение статической прочности гранул при влажности свыше 2-3%. Это связано, очевидно, с растворением части твердофазных контактов и образованием вместо них жидкофазных [12, 23]. Кроме того, в работе [22] было показано, что при увлажнении образцов и последующем их подсушивании до исходного значения влажности статическая прочность необратимо снижается практически вдвое. Это, вероятно, также можно объяснить разрушением части контактов в гранулах при растворении и последующей кристаллизации в результате процессов сорбции и десорбции влаги.

Под слёживаемостъю понимают потерю сыпучести гранулированных и порошкообразных (дисперсных) материалов и их переход в комкообразное и монолитное состояние вследствие образования фазовых контактов [12].

Слёживаемость является одним из важнейших показателей качества гранулированных минеральных удобрений и порошкообразных неорганических солей. Слежавшаяся партия продукта полностью теряет свои потребительские свойства. В связи с этим определение влияния различных факторов на слёживаемость и разработка решений для её снижения является одной из ключевых проблем отрасли.

Факторы, определяющие слеживаемость минеральных удобрений, можно условно разделить на две группы: обусловленные физико-химическими свойствами самого продукта (химический состав удобрения, влажность, гигроскопичность, прочность и структура гранул, гранулометрический состав продукта) и обусловленные внешними условиями (температура и влажность окружающей среды, продолжительность хранения и др.) [11]. Влияние перечисленных факторов на слеживаемость удобрений исследовалось в многочисленных работах [11, 12, 29-38].

В первую очередь для понимания закономерностей влияния указанных факторов необходимо рассмотреть механизм процесса слеживания. Наиболее распростра-

ненной теорией, объясняющей образование фазовых контактов в зернистом материале, на сегодняшний день является «кристаллизационная» теория. В соответствии с ней на поверхности зерен удобрений образуется жидкая пленка насыщенного раствора и мениски в зоне соприкосновения гранул [9]. При изменении условий окружающей среды (температура, относительная влажность) в результате пересыщения раствора из него могут выпадать кристаллы, формирующие фазовые контакты между гранулами [9, 39].

Рисунок 1.4 Формирование кристаллического мостика между частицами вещества в цикле увлажнение-подсыхание [39]

В работе [12] предложен другой механизм образования фазовых контактов (так называемый «диффузионный» механизм слеживаемости), согласно которому фазовые контакты формируются в результате процесса самодиффузии солей на поверхности зерен. Таким образом, по мнению автора, слеживаемость является результатом поверхностной диффузии некоторых наиболее подвижных солей (например, N^01, N^N0^ имеющих высокое значение коэффициента поверхностной диффузии) в зону контактов гранул.

Следует отметить, что в рамках обеих теорий важнейшим фактором, определяющим склонность удобрения к слеживанию, является его химический и фазовый состав, который определяет гигроскопические свойства продукта. Многокомпонентные удобрения представляют собой сложные солевые системы. Химические взаимодействия между их компонентами могут приводить к значительному изменению фазового состава и физико-химических свойств системы в целом.

В ряде работ [31, 32, 34, 40-43] исследовано протекание обменных реакций в системах, основой которых являются фосфаты аммония, нитрат аммония, сульфат аммония и хлорид калия. Описано протекании следующих реакций: ЫИ4И2Р04+7КС1=7ЫИ4С1+[(ЫИ4)1-2К2]И2Р04 (7

Источник