Quelles sont les matières premières utilisées dans la production d'engrais ?

Les engrais sont indispensables à la croissance des plantes et des cultures. Mais vous êtes-vous déjà demandé quels ingrédients entrent dans la composition des engrais modernes ?

Il s'avère que la production d'engrais repose sur une variété de matières premières provenant de gisements minéraux, de sources d'hydrocarbures, de sous-produits industriels, etc.

Dans ce guide complet, en tant que professionnel fabricant de lignes de production d'engraisJe vous propose de découvrir les principales matières premières utilisées pour produire des engrais azotés, phosphorés et potassiques.

Pourquoi les engrais sont-ils importants ?

Avant de se pencher sur les matières premières, il est utile de comprendre ce qui suit pourquoi Les engrais jouent un rôle crucial dans l'agriculture et la production alimentaire.

Au fur et à mesure que les plantes poussent, elles absorbent les nutriments du sol. Les principaux éléments nutritifs dont les plantes ont besoin sont les suivants :

• Azote - Pour une croissance verte et feuillue
• Phosphore - Former des racines, des tiges et des fruits
• Potassium - Pour renforcer la structure cellulaire et améliorer la résistance à la sécheresse

Au fil du temps, ces éléments nutritifs s'épuisent dans le sol par érosion, lessivage et absorption par les plantes. Lorsque les niveaux de nutriments diminuent, les plantes ne poussent plus aussi vigoureusement et ne produisent plus de récoltes aussi abondantes.

C'est là que les engrais entrent en jeu. Les engrais remplacent les éléments nutritifs du sol épuisés, agissant comme une "piqûre de vitamines" pour les plantes.

En moyenne, 30-50% des rendements agricoles dépendent directement de l'apport d'engrais. Par conséquent, sans les engrais qui contribuent à enrichir le sol, l'approvisionnement alimentaire mondial subirait un coup dur.

Quelles sont les matières premières utilisées dans la production d'engrais ?

Les ingrédients de base : Azote, Phosphore et Potassium

Les trois principaux éléments nutritifs des engrais sont l'azote (N), le phosphore (P) et le potassium (K). C'est pourquoi les engrais sont souvent étiquetés avec un pourcentage de combinaison "N-P-K".

Par exemple, un engrais 10-15-30 contient :

• 10% azote
• 15% phosphore (sous forme de P2O5)
• 30% potassium (sous forme de K2O)

Ce rapport N-P-K est adapté pour donner aux plantes un équilibre nutritionnel de chaque ingrédient clé.

Mais d'où viennent ces principaux ingrédients des engrais ? Examinons de plus près les matières premières des engrais azotés, phosphorés et potassiques.

Matières premières des engrais azotés

L'azote est un composant essentiel des protéines et des hormones de croissance des plantes. En tant que tel, il est nécessaire en plus grande quantité que les autres nutriments.

Le procédé Haber-Bosch, inventé au début des années 1900, a permis la production en masse d'engrais azotés. Il consiste à combiner l'azote gazeux de l'atmosphère avec de l'hydrogène dérivé du gaz naturel ou du méthane.

Plus précisément, voici un bref aperçu de la situation :

1. Des gaz d'azote et d'hydrogène sont introduits dans un réacteur à haute pression avec un catalyseur métallique.
2. Une liaison se produit entre l'hydrogène et l'azote pour produire de l'ammoniac (NH3).
3. Le gaz ammoniac chaud est refroidi et se liquéfie.
4. Les oligo-éléments sont éliminés pour purifier l'ammoniac.
5. Enfin, l'ammoniac liquide est stocké sous pression avant d'être acheminé vers des usines en aval pour être transformé en engrais azotés tels que l'urée et le nitrate d'ammonium.

En résumé, les matières premières sont les suivantes

• Azote atmosphérique - Provenant de l'air
• Hydrogène - Principalement à partir de gaz naturel ou de méthane
• Catalyseur de fer - Améliore la vitesse/efficacité de la réaction de synthèse de l'ammoniac

Cet ammoniac fournit ensuite l'azote de base qui est formulé dans divers engrais azotés destinés à une utilisation finale.

Matières premières des engrais phosphorés

Le deuxième élément nutritif clé des engrais est le phosphore (P).

Présent dans des composés essentiels à la croissance comme l'ADN, le phosphore aide les plantes à développer des systèmes racinaires sains et à retarder la maturité. Il contribue également à la production de graines et à la maturation des fruits.

Les engrais phosphorés proviennent de gisements de roches phosphatées :

• Sédimentaire - Formé par la vie marine fossilisée
• Igné - Créé par le durcissement de la lave en fusion contenant du phosphore

Quel que soit le type de gisement, la roche phosphatée contient 12-17% de phosphore.

Pour ce faire, la roche phosphatée est soumise à des opérations d'extraction, d'enrichissement et de traitement chimique :

1. Les gisements de surface sont exploités à ciel ouvert.
2. Le minerai de phosphate est broyé et lavé pour éliminer les impuretés dans le cadre d'un processus appelé "enrichissement". Il en résulte une poudre enrichie en phosphate.
3. La poudre est traitée avec de l'acide sulfurique, ce qui permet de séparer une solution nutritive de phosphore appelée acide phosphorique vert.
4. L'ammoniac, l'acide sulfurique ou l'acide nitrique sont ensuite ajoutés à la solution d'acide phosphorique pour produire des engrais phosphorés concentrés tels que le superphosphate triple et le phosphate diammonique.

Les matières premières des engrais phosphorés sont donc les suivantes :

• Roche phosphatée
• Acide sulfurique - Pour le traitement du minerai
• Acides secondaires - Comme l'acide nitrique et l'acide sulfurique pour créer des composés phosphorés

Cela couvre les matériaux clés pour la synthèse des engrais phosphorés !

Matières premières des engrais potassiques

Le troisième élément nutritif primaire, le potassium (K), aide les plantes à construire la structure cellulaire, la rétention d'eau et l'efficacité de la photosynthèse. Il aide également les fruits à développer une meilleure couleur et une meilleure saveur.

Les matières premières des engrais potassiques proviennent principalement de gisements souterrains de sel de potassium déposés par l'évaporation d'anciennes mers intérieures.

Les étapes de production les plus courantes sont les suivantes :

1. Des gisements souterrains de sels de potassium comme la sylvinite sont exploités.
2. Le minerai de potassium brut subit ensuite des processus de flottation, de cristallisation et de purification. Ceux-ci permettent d'obtenir des variétés telles que le chlorure de potassium et le sulfate de potassium.
3. Les sels de potassium sont ensuite granulés pour simplifier la manipulation et le transport.
4. Enfin, les ingénieurs chimistes les mélangent à d'autres engrais nutritifs dans des installations de mélange régionales.

Les matières premières des engrais potassiques proviennent donc de composés de sels de potassium extraits des mines, tels que les sels de potassium :

• Chlorure de potassium
• Sulfate de potassium

Ce sont les origines des nutriments "K" dans votre mélange d'engrais standard N-P-K !

Nutriments secondaires et oligo-éléments

Bien qu'ils représentent un pourcentage plus faible de la composition, les nutriments secondaires et les micronutriments jouent un rôle tout aussi vital dans les engrais.

Faisons un rapide tour d'horizon de leur origine.

Matières premières des nutriments secondaires

Les macronutriments secondaires représentent environ 5% d'un mélange d'engrais typique. Les éléments nutritifs secondaires les plus courants sont les suivants

• Calcium - Aide à la formation de la paroi cellulaire
• Magnésium - Présente dans la chlorophylle
• Soufre - Synthèse des protéines

Ces derniers proviennent principalement de :

Calcaire: Composé de carbonate de calcium et de carbonate de calcium et de magnésium.
Dolomie: Apporte du magnésium
Soufre élémentaire: Source directe de soufre

Matières premières des micronutriments

Bien qu'ils ne représentent qu'environ 1% des mélanges, les micronutriments servent de cofacteurs essentiels à l'activité enzymatique des plantes et à la synthèse des protéines.

Les micronutriments sont le bore, le chlore, le cuivre, le fer, le manganèse, le molybdène, le nickel et le zinc.

Les matières premières proviennent de la supplémentation :

• Minerais tels que l'hématite
• Sous-produits métalliques industriels
• Sources d'oligo-éléments naturellement concentrées

Cela couvre les matières premières courantes à base d'éléments nutritifs secondaires et de micronutriments qui sont mélangées dans les engrais !

Autres ingrédients et matériaux clés

Outre les macro/micronutriments clés déjà décrits, la production d'engrais repose également sur quelques matières supplémentaires, notamment :

Classeurs et remplisseurs

Les charges non réactives facilitent l'application des engrais sous la forme d'un solide dépoussiéré. Les liants minimisent également l'absorption d'humidité pendant le stockage.

Les charges typiques sont constituées de calcaire, de lignite et d'argile. sulfate de fer. Le phosphate naturel fossilisé, le gypse et le sulfate de potassium et de magnésium sont également utilisés.

Revêtements

Les revêtements à libération contrôlée jouent un rôle important dans les engrais granulés. Ces couches protectrices de polymères régulent la vitesse de dissolution des nutriments en fonction de l'humidité et de la température du sol. L'objectif est de maintenir les éléments nutritifs disponibles pendant une période prolongée.

Les types de polymères consistent souvent en des résines plastiques combinées à du soufre, du caoutchouc synthétique ou des huiles végétales. Cela permet d'adapter la durabilité du revêtement en fonction du taux de décollement souhaité.

Agents anti-agglomérants

Lorsque les engrais granulaires sont stockés, l'humidité et la pression peuvent provoquer une agglutination. Les composés anti-agglomérants empêchent ce phénomène grâce à des agents stabilisants, des revêtements ou la manipulation de la taille et de la forme des cristaux.

Les matériaux anti-agglomérants courants se composent de stéarates, de schistes, de gypse, de terres diatomées, de silices et d'autres minéraux friables. Ces substances non réactives séparent les granulés d'engrais.

Voilà qui résume d'autres ingrédients essentiels pour une production et une manipulation efficaces des engrais !

Le bilan

• Les principales matières premières utilisées pour la production d'engrais sont les composés azotés, les phosphates et les sels de potassium, qui fournissent les principaux macronutriments.
• Ils proviennent de sources telles que l'extraction de la roche phosphatée, la séparation atmosphérique, ainsi qu'un traitement chimique et une synthèse de grande ampleur.
• Les nutriments secondaires et les micronutriments représentent une composante plus petite mais tout aussi essentielle du développement des plantes, de la fonction enzymatique et de la tolérance au stress.
• Des matières premières supplémentaires telles que les charges minérales, les revêtements polymères et les additifs anti-agglomérants jouent un rôle dans l'amélioration de la production, de la manipulation et des caractéristiques de libération des nutriments.

C'est donc sur le terrain que les engrais démontrent leur impact inestimable, mais il faut une vaste industrie mobilisant des ressources à l'échelle mondiale pour fournir les éléments nutritifs essentiels aux plantes et améliorer les récoltes.

Maintenant que vous connaissez les matières premières qui constituent l'ossature des engrais, vous pouvez mieux apprécier la science qui alimente notre système de production alimentaire !