Какое сырье используется для производства удобрений?

Удобрения жизненно необходимы для роста растений и культур. Но задумывались ли вы когда-нибудь, какие ингредиенты идут на изготовление современных удобрений?

Как выяснилось, для производства удобрений используется разнообразное сырье, получаемое из месторождений полезных ископаемых, углеводородных источников, побочных продуктов промышленности и т.д.

В этом полном руководстве вы, как профессионал производитель линии по производству удобренийЯ подробно расскажу вам об основных видах сырья, используемого для производства азотных, фосфорных и калийных удобрений.

Почему удобрения важны

Прежде чем перейти к рассмотрению сырья, необходимо понять почему Удобрения играют такую важную роль в сельском хозяйстве и производстве продуктов питания.

По мере роста растения поглощают питательные вещества из почвы. Основные питательные вещества, необходимые растениям, включают:

• Азот - Для роста зеленых листьев
• Фосфор - Формирование корней, стеблей и плодов
• Калий - Для создания клеточной структуры и повышения устойчивости к засухе

Со временем эти питательные вещества истощаются из почвы в результате эрозии, вымывания и поглощения растениями. Когда уровень питательных веществ снижается, растения растут не так энергично и не дают такого обильного урожая.

Вот тут-то и приходят на помощь удобрения. Удобрения заменяют истощенные питательные вещества почвы, действуя как "витаминная прививка" для растений.

В среднем 30-50% урожайности сельскохозяйственных культур напрямую зависит от питания удобрениями. Поэтому без удобрений, способствующих улучшению почвы, мировое продовольственное снабжение существенно пострадает.

Какое сырье используется для производства удобрений?

Основные ингредиенты: Азот, фосфор и калий

Три основных питательных элемента в удобрениях - это азот (N), фосфор (P) и калий (K). Именно поэтому на удобрениях часто указывается процентное соотношение "N-P-K".

Например, удобрение 10-15-30 содержит:

• 10% азот
• 15% фосфор (в форме P2O5)
• 30% калий (в форме K2O)

Соотношение N-P-K подобрано таким образом, чтобы обеспечить растения питательным балансом каждого ключевого ингредиента.

Но откуда на самом деле берутся эти основные ингредиенты удобрений? Давайте подробнее рассмотрим сырье, из которого производятся азотные, фосфорные и калийные удобрения.

Сырье для производства азотных удобрений

Азот - важнейший компонент белков и гормонов роста растений. Поэтому он требуется в больших количествах, чем другие питательные вещества.

Процесс Хабера-Боша, изобретенный в начале 1900-х годов, позволил наладить массовое производство азотных удобрений. Он работает путем соединения азота из атмосферы с водородом, получаемым из природного газа или метана.

В частности, вот краткое описание:

1. Газы азот и водород подаются в реактор высокого давления вместе с металлическим катализатором.
2. При соединении водорода и азота образуется аммиак (NH3).
3. Горячий газ аммиак охлаждается, что приводит к его сжижению.
4. Для очистки аммиака из него удаляются микроэлементы.
5. Наконец, жидкий аммиак хранится под давлением, а затем поступает на перерабатывающие заводы для превращения в азотные удобрения, такие как мочевина и аммиачная селитра.

Итак, вкратце, сырьевые материалы таковы:

• Атмосферный азот - Получается из воздуха
• Водород - В основном из природного газа или метана
• Железный катализатор - Повышает скорость/эффективность реакции синтеза аммиака

Из этого аммиака получают базовый азот, который используется в различных азотных удобрениях конечного использования.

Сырье для производства фосфорных удобрений

Вторым ключевым элементом питания растений в удобрениях является фосфор (P).

Фосфор, содержащийся в таких важных для роста соединениях, как ДНК, помогает растениям развивать здоровую корневую систему и откладывать созревание. Он также помогает в производстве семян и созревании фруктов.

Фосфорные удобрения производятся из месторождений фосфатного сырья:

• Осадочные породы - Образована окаменевшими морскими обитателями
• Igneous - Образуется при застывании расплавленной лавы, содержащей фосфор

Независимо от типа месторождения, фосфатное сырье содержит 12-17% фосфора.

Для этого фосфатное сырье подвергается добыче, обогащению и химической переработке:

1. Поверхностные месторождения разрабатываются вскрышным способом.
2. Фосфатная руда дробится и промывается для удаления примесей в процессе, называемом обогащением. В результате остается порошок, обогащенный фосфатами.
3. Порошок обрабатывается серной кислотой, в результате чего из него выделяется питательный раствор фосфора, называемый зеленой фосфорной кислотой.
4. Затем к раствору фосфорной кислоты добавляют аммиак, серную или азотную кислоту для получения концентрированных фосфорных удобрений, таких как тройной суперфосфат и диаммонийфосфат.

Итак, сырье для производства фосфорных удобрений включает в себя:

• Фосфатная порода
• Серная кислота - Для переработки руды
• Вторичные кислоты - Как азотная и серная кислота для получения соединений фосфора

Это все основные материалы для синтеза фосфорных удобрений!

Сырье для производства калийных удобрений

Третье основное питательное вещество, калий (K), помогает растениям строить структуру клеток, удерживать воду и эффективно осуществлять фотосинтез. Он также помогает фруктам приобретать лучший цвет и вкус.

Сырьем для калийных удобрений служат в основном подземные залежи калийных солей, образовавшиеся в результате испарения древних внутренних морей.

Общие этапы производства включают:

1. Подземные залежи калийных солей, таких как сильвинит, являются объектом добычи.
2. Сырая калийная руда проходит процессы флотации, кристаллизации и очистки. В результате образуются такие сорта, как хлорид калия и сульфат калия.
3. Затем калийные соли гранулируются для упрощения обработки и транспортировки.
4. Наконец, инженеры-химики смешивают их с другими питательными удобрениями на региональных предприятиях по смешиванию.

Поэтому сырьем для калийных удобрений служат добываемые соединения калийных солей, такие как:

• Хлорид калия
• Сульфат калия

Это происхождение питательных веществ "K" в вашей стандартной смеси удобрений N-P-K!

Вторичные питательные вещества и микроэлементы

Хотя они составляют меньший процент состава, вторичные питательные вещества и микроэлементы играют не менее важную роль в удобрениях.

Давайте сделаем краткий обзор того, откуда они берутся.

Вторичное питательное сырье

Вторичные макроэлементы составляют около 5% типичной смеси удобрений. Распространенные вторичные питательные вещества состоят из:

• Кальций - Способствует формированию клеточной стенки
• Магний - Содержится в хлорофилле
• Сера - Синтез белка

В основном они происходят из:

Известняк: Состоит из карбоната кальция и карбоната кальция-магния
Доломит: Обеспечивает магний
Элементарная сера: Прямой источник серы

Сырье для производства микроэлементов

Хотя микроэлементы составляют всего 1% смеси, они служат важнейшими кофакторами, стимулирующими активность растительных ферментов и синтез белка.

Микроэлементы состоят из бора, хлора, меди, железа, марганца, молибдена, никеля и цинка.

Сырье получают из добавок:

• Минеральные руды, такие как гематит
• Побочные продукты промышленного производства металлов
• Натуральные концентрированные источники микроэлементов

Это касается распространенных вторичных питательных веществ и микроэлементов, из которых изготавливаются удобрения!

Другие ключевые ингредиенты и материалы

Помимо основных макро- и микроэлементов, производство удобрений также зависит от нескольких дополнительных материалов, в том числе:

Папки и наполнители

Нереактивные наполнители облегчают внесение удобрений в виде твердой непылящей массы. Связующие вещества также минимизируют поглощение влаги при хранении.

Типичные наполнители состоят из известняка, бурого угля и сульфат железа. Природные ископаемые фосфаты, гипс и сульфат калия-магния также находят применение.

Покрытия

Покрытия с контролируемым высвобождением играют важную роль в гранулированных удобрениях. Эти защитные полимерные слои регулируют скорость растворения питательных веществ в зависимости от влажности и температуры почвы. Цель - сохранить доступность питательных веществ в течение длительного времени.

Полимеры часто состоят из полимерных смол в сочетании с серой, синтетическим каучуком или растительными маслами. Это позволяет регулировать прочность покрытия в зависимости от желаемой скорости разделения.

Антислеживающие агенты

Когда гранулированные удобрения хранятся на складе, влага и давление могут вызвать комкование. Противосхватывающие составы предотвращают это с помощью стабилизирующих агентов, покрытий или манипуляций с размером/формой кристаллов.

Распространенные противослеживающие материалы состоят из стеаратов, сланцев, гипса, кизельгура, кремнезема и других крошащихся минералов. Эти нереактивные вещества разделяют гранулы удобрений.

Вот и все, что необходимо для эффективного производства и обработки удобрений!

Итоги

• Основным сырьем для производства удобрений являются азотные соединения, фосфаты и соли калия, обеспечивающие основные макроэлементы.
• Они образуются из таких источников, как добыча фосфатного сырья, атмосферное разделение, а также обширная химическая обработка и синтез.
• Вторичные питательные вещества и микроэлементы представляют собой меньший, но не менее важный компонент, поддерживающий развитие растений, работу ферментов и устойчивость к стрессам.
• Дополнительные сырьевые материалы, такие как минеральные наполнители, полимерные покрытия, противослеживающие добавки, играют роль в улучшении характеристик производства, обработки и высвобождения питательных веществ.

И хотя удобрения демонстрируют свое неоценимое влияние именно на сельскохозяйственных полях, для доставки необходимых питательных веществ для растений, повышающих урожайность, требуется огромная индустрия, объединяющая ресурсы по всему миру.

Теперь, когда вы знаете, из какого сырья производятся удобрения, вы сможете лучше оценить науку, лежащую в основе нашей системы производства продуктов питания!