Производство минеральных удобрений относится

ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

ОАО «Сильвинит» в Соликамске
(Пермская обл.)

Размещение предприятий отрасли зависит в первую очередь от сырьевого и потребительского факторов. Наряду с ними определенную роль играют особенности распространения ресурсов азота, фосфора и калия в почвах. Запасы азота в почве увеличиваются в направлении с севера на юг до лесостепной зоны, где достигают максимума, а затем постепенно уменьшаются. Подобным же образом происходит изменение почвенных запасов фосфора, с той лишь разницей, что их максимум приходится на степную зону. Запасы калия в почве максимальны в лесной зоне и к югу от нее уменьшаются. На одной и той же широте ресурсов азота больше на территории восточных районов, чем в Европейской части, а фосфора и калия меньше. Для всех производств минеральных удобрений характерна высокая тепло- и энергоемкость (доля энергоносителей в себестоимости продукции составляет от 25 до 50%).

Исходное сырье для производства азотных удобрений (аммиачная селитра, карбомид, сернокислый аммоний и др.) — аммиак. Ранее аммиак получали из кокса и коксового газа, поэтому прежде центры его получения совпадали с металлургическими районами. И поныне некоторые заводы, производящие азотные удобрения (как правило, небольшие), размещены в пределах важнейших металлургических баз страны: это, прежде всего, Кемерово, Череповец, Заринск, Новотроицк, Челябинск, Магнитогорск, Липецк. Во многих этих городах даже не существует специализированных предприятий по выпуску минеральных удобрений, и азотные удобрения выпускают сами металлургические комбинаты в качестве попутной продукции.

В последнее время на смену коксу и коксовому газу в качестве основного сырья для производства аммиака пришел природный газ, что позволило гораздо свободнее размещать заводы азотных удобрений. Теперь они ориентированы больше на магистральные газопроводы, например, крупнейшие из заводов — в Великом Новгороде, Новомосковске, Кирово-Чепецке, Верхнеднепровском (под Дорогобужем), Россоши, Невинномысске, Тольятти. Некоторые центры азотной подотрасли возникли на основе использования отходов нефтепереработки (Салават, Ангарск).

Суммарные действующие мощности по производству аммиака в России составляют около 9% от мировых (третий показатель в мире после Китая и США). Однако потенциал предприятий используется не полностью, и по объему производства аммиака Россия занимает четвертое место в мире после Китая, США и Индии, производя примерно 6% этого вида продукции. От того, насколько эффективно работают агрегаты по производству аммиака, зависит себестоимость выпускаемых азотных удобрений. Чем меньше расходуется природного газа на тонну аммиака, тем ниже издержки и тем выше конкурентоспособность.

Производство фосфорных удобрений в меньшей степени ориентировано на источники сырья, чем азотная подотрасль. Простой суперфосфат (наиболее распространенное фосфорное удобрение) содержит растворимого фосфора всего лишь примерно в 2 раза меньше по сравнению с исходным сырьем. В то же время часть предприятий расположена в непосредственной близости от месторождений фосфорного сырья — фосфоритов (Воскресенск, Кингисепп). Производством фосфорных удобрений заняты также некоторые центры цветной металлургии (в России — Красноуральск), где сырьем служат отходящие при металлургическом процессе газы, насыщенные серой.

Основные добытчики фосфорного сырья в России — ОАО «Апатит» и Ковдорский ГОК. Оба расположены в Мурманской обл., за полярным кругом, что существенно повышает расходы на транспортировку до центров производства удобрений, особенно до Балакова, Мелеуза и Белореченска. И если относительно высокие цены на внешнем рынке позволяют предприятиям вести экспортную деятельность хотя бы с минимальной прибылью, то для внутренних потребителей фосфорные удобрения становятся всё менее доступными из-за высоких цен на рудное сырье, которое составляет сегодня до 40—60% себестоимости различных групп удобрений.

Лидерами в производстве фосфорных удобрений остаются ОАО «Аммофос» (Череповец), ОАО «Воскресенские минеральные удобрения» и ОАО «Акрон» (Великий Новгород). Уровень использования мощностей в производстве фосфорных удобрений еще ниже, чем в производстве азотных. В среднем по России он едва превышает 50%, только предприятия в Воскресенске и Великом Новгороде работают на 80% мощностей.

Производство калийных удобрений прочно привязано к единственному в России источнику сырья — Верхнекамскому месторождению калийных солей, где действуют два основных предприятия: ОАО «Уралкалий» (Березники) и ОАО «Сильвинит» (Соликамск). Основной вид калийных удобрений — хлорид калия. Основная часть затрат производящих предприятий приходится на добычу калийной руды, поэтому по причине очень большой материалоемкости калийное сырье перерабатывается на месте. В отличие от азотных и фосфорных, производство калийных удобрений в последние годы устойчиво нарастает, чему способствует благоприятная ситуация на внешнем рынке.

Значительное место в производстве удобрений занимают сложные минеральные удобрения (такие, как аммофос, диаммофос, азофоска и т.п.), содержащие два или три питательных вещества. Промышленность минеральных удобрений ориентирована на выпуск продукции в гранулированном виде, удобном для транспортировки и потребления (базовые удобрения часто смешиваются в разных пропорциях перед их внесением в почву).

Ежегодный прирост населения мира составляет около 70 млн человек. Их нужно обеспечить растительной пищей в условиях устойчиво сокращающихся посевных площадей. Единственный путь решения этой задачи — интенсификация мирового земледелия, которую невозможно проводить без дальнейшего увеличения объемов производства минеральных удобрений. В связи с этим перспективы развития отечественной промышленности минеральных удобрений, во многом ориентированной на экспорт, вполне оптимистичны.

Производство минеральных удобрений в России

Современное сельское хозяйство невозможно представить без активного использования минеральных удобрений. Благодаря им сельхозпредприятия получают сегодня высокие урожаи, которых достаточно, чтобы прокормить постоянно урбанизирующийся мир. Можно с уверенностью говорить о том, что без минеральных удобрений продукты питания стоили бы значительно дороже, а их нехватка была бы серьезным фактором сдерживания для роста человеческой популяции. Именно поэтому производство минеральных удобрений является важной отраслью отечественной экономики.

Что такое минеральные удобрения?

Минеральными удобрениями называют неорганические вещества, используемые для подкормки сельскохозяйственных растений, ускорения их роста.

Питательные вещества, содержащиеся в таких удобрениях, имеют вид минеральных солей. В простых удобрениях есть только один элемент, например, только фосфор. Комплексные удобрения имеют в своем составе не менее двух таких элементов.

Все неорганические удобрения подразделяются на фосфорные, азотные, калиевые, сложные и микроудобрения. Их получают путем сложных химических и физических реакций на предприятиях химической промышленности. Это могут быть как крупные производственные комплексы, на которых работают десятки тысяч рабочих, так и относительно небольшие цеха на несколько десятков или сотен специалистов.

Свое предприятие по производству минеральных удобрений

Долгое время производство минеральных удобрений в России было возможно только на крупных предприятиях-гигантах. Постоянное совершенствование технологий в химической промышленности изменило ситуацию. Сегодня создание относительно небольшого цеха по выпуску неорганических удобрений под силу даже частным лицам. Однако следует учесть несколько ключевых моментов:

• Это достаточно сложный вид производства, который потребует не только закупки сложного и дорогостоящего оборудования, но и найма высококвалифицированных специалистов.
• Потребуется пройти девять кругов ада, чтобы получить все необходимые разрешения и согласования от государства. За предприятиями химической промышленности контроль довольно строгий.
• Объем инвестиций в открытие даже относительно небольшого завода (или даже цеха) будет исчисляться десятками миллионов рублей.

Также следует отметить, что малое предприятие по производству удобрений может освоить лишь некоторые наиболее простые вещества. Технология производства сложных минеральных удобрений по-прежнему по зубам лишь крупным промышленным комплексам, о создании которых говорить здесь нет никакого смысла.

Сегодня на рынке оборудования достаточно много предложений как от отечественных, так и от зарубежных производителей. Примечательно, что отечественные производственные линии для малых предприятий по производству удобрений практически ничем не уступают западным аналогам. В этой связи нет острой необходимости с самого начала покупать более дорогое импортное оборудование для производства минеральных удобрений. Наоборот, отечественные машины даже более приспособлены к российскому сырью, с которым и придется работать в конечном итоге.

Важной составляющей успеха при открытии собственного завода минеральных удобрений является поиск поставщиков сырья. Это достаточно специфическая продукция, которую не так-то легко приобрести. Следует заранее изучить этот вопрос и проанализировать все возможные варианты. Разумнее всего открывать подобный бизнес рядом с производителями сырья.

Производство минеральных удобрений (стр. 1 из 4)

Общие сведения о минеральных удобрениях (классификация, производство, свойства химические и агрономические)

Минеральные удобрения делят на простые и комплексные. Простые удобрения содержат один питательный элемент. Это определение несколько условно, так как в простых удобрениях, кроме одного из основных элементов питания, могут содержаться сера, магний, кальций, микроэлементы. Простые удобрения в зависимости от того, какой элемент питания в них содержится, подразделяются на азотные, фосфорные и калийные.

Комплексные удобрения имеют в своем составе два и более элемента питания и подразделяются на сложные, получаемые при химическом взаимодействии исходных компонентов, сложно-смешанные, вырабатываемые из простых или сложных удобрений, но с добавлением в процессе изготовления фосфорной или серной кислот с последующей нейтрализацией, и смешанные, или тукосмеси- продукт механического смешивания готовых простых и сложных удобрений.

Азотные удобрения. Основными исходными продуктами при производстве этих удобрений являются аммиак (NH3) и азотная кислота (HN03). Аммиак получают в процессе взаимодействия газообразного азота воздуха и водорода (обычно из природного газа) при температуре 400-500° С и давления в несколько сот атмосфер в присутствии катализаторов. Азотная кислота получается при окислении аммиака. Около 70% всех азотных удобрений в нашей стране выпускается в виде аммиачной селитры, мочевины, или карбамида — CO(NH2)2 (46% N).

Это гранулированные или мелкокристаллические соли белого цвета, легко растворимые в воде. Благодаря сравнительно высокому содержанию азота, неплохим при правильном хранении свойствам и высокой эффективности практически во всех почвенных зонах и на всех культурах аммиачная селитра и мочевина являются универсальными азотными удобрениями. Следует, однако, учитывать ряд их специфических особенностей.

Аммиачная селитра (NH4NO3) требовательнее к условиям хранения, чем мочевина. Она не только более гигроскопична, но также и взрывоопасна. В то же время наличие в аммиачной селитре двух форм азота — аммиачной, способной поглощаться почвой, и нитратной, обладающей большой подвижностью, допускает более широкую дифференциацию способов, доз и сроков применения в различных почвенных условиях.

Преимущество мочевины перед аммиачной селитрой установлено в условиях орошения, при некорневых подкормках овощных, плодовых, а также и зерновых культур для увеличения содержания белка.

Около 10% выпуска азотных удобрений составляют аммиачная вода- NH4OH (20,5 и 16% N) и безводный аммиак- NH3 (82,3% N). При транспортировке, хранении и внесении этих удобрений следует принимать меры к устранению потерь аммиака. Емкости для безводного аммиака должны быть рассчитаны на давление не менее 20 атм. Потерь азота во время внесения жидких аммиачных удобрений можно избежать путем заделки на глубину 10-18 см водного и 16-20 см безводного аммиака. На легких песчаных почвах глубина размещения удобрений должна быть больше, чем па глинистых.

Аммиачный азот фиксируется почвой, и поэтому жидкие азотные удобрения вносят не только весной под посев яровых культур и под пропашные культуры в подкормку, но и осенью под озимые и при зяблевой вспашке.

Достаточно широко применяется в сельском хозяйстве сульфат аммония — (NH4)2SO4 (20% N), побочный продукт промышленности. Это эффективное удобрение с хорошими физическими свойствами, одна из лучших форм азотных удобрений в условиях орошения. При систематическом применении сульфата аммония на дерново-подзолистых почвах возможно подкисление их.

Практическое значение из азотных удобрений имеют также аммиакаты-растворы азотсодержащих солей (аммиачной селитры, мочевины, карбоната аммония) в концентрированном водном аммиаке. Обычно это полупродукты химического производства, имеющие высокую концентрацию азота (35-50%). Эти удобрения по эффективности не уступают твердым удобрениям, но требуют для перевозки емкостей с антикоррозионным покрытием. При внесении аммиакатов в почву необходимо принимать меры, исключающие потери аммиака.

В качестве азотного удобрения в сельском хозяйстве применяется также некоторое количество натриевой селитры — NaNO3 (15% N), кальциевой селитры-Ca(NO3)2 (15% N) и цианамида кальция-Ca(CN)2 (21% N). Это в основном отходы других отраслей промышленности. Будучи физиологически щелочными, указанные формы эффективны на кислых почвах.

Нитратные формы азотных удобрений имеют преимущество как наиболее быстродействующие туки. Поэтому они с большие успехом могут применяться при подкормках.

Фосфорные удобрения. Простой суперфосфат- Са(Н2РО4)2 Н2О+2СаSO4 (14-20% Р2О5) получают путем обработки обогащенных природных фосфатов серной кислотой. Состав и качество конечного продукта во многом зависят от исходного сырья. Суперфосфат из апатитового концентрата выпускают в основном в гранулированном виде. Для улучшения физических свойств суперфосфата продукт подвергают обработке аммиаком с целью нейтрализации кислотности, получая аммонизированный суперфосфат (2,5% N).

Получают двойной суперфосфат из того же сырья, что и простой, но путем обработки его фосфорной кислотой Удобрение выпускается в гранулированном виде и имеет хорошие физические свойства. И тот, и другой суперфосфат по эффективности равноценны. Он может применяться на всех почвах и под все культуры.

В кислой почве растворимые фосфорные удобрения переходят в труднодоступные формы фосфатов алюминия и железа, а в почвах, богатых известью, -в трёхкальциевые фосфаты также трудно доступные растениям. Эти процессы снижают коэффициент использования фосфорных удобрений. При низкой обеспеченности почв фосфором и внесении малых доз, особенно при смешивании их со всем пахотным горизонтом, можно не получить желаемого результата от фосфорных удобрений.

Фосфоритная мука представляет собой размолотые природные фосфориты. Это удобрение труднорастворимо в воде и малодоступно растениям. При внесении в почву под влиянием выделений корней растений, под действием кислотности почвы и почвенных микроорганизмов фосфоритная мука постепенно переходит в доступное для растений состояние и оказывает действие в течение ряда лет. Лучше всего фосфоритную муку вносить под вспашку или перекопку участка заблаговременно. Для внесения в рядки и гнезда фосфоритная мука непригодна.

Помимо непосредственного внесения фосфоритную муку используют как добавку к компостам, а также применяют в виде смеси с другими удобрениями (азотными и калийными). Фосфоритная мука используется в качестве добавок для нейтрализации кислых удобрений, например к суперфосфату.

Калийные удобрения. Калийные удобрения получают из калийных руд природных месторождений. В России наибольшие запасы калия имеет Верхне-Камское месторождение, на базе которого работают калийные комбинаты в Соликамске и Березниках. Сильвинит-это смесь солей хлористого калия и хлористого натрия. Технология его переработки в калийное удобрение заключается в освобождении от балласта-хлористого натрия и многочисленных примесей путем растворения и кристаллизации при соответствующих температурах и концентрациях, а также методом флотации.

Хлористый калий-КС1 (60% К2О)-соль, хорошо растворимая в воде. Это самое распространенное калийное удобрение. Хлористый калий составляет более 90% всех источников калия для растений в различных удобрениях, в том числе и сложных.

Разработка новых технологических процессов с получением крупнозернистого продукта, обработка специальными добавками позволили свести к минимуму слеживаемость хлористого калия при хранении и значительно упростить весь цикл транспортировки удобрения от завода до поля.

В незначительном количестве сельское хозяйство получает несколько видов бесхлорных удобрений-побочных продуктов различных производств. Это сульфат калия — отход алюминиевой промышленности Закавказья, порошковидное удобрение с хорошими физическими свойствами. Поташ-К2СО3 (57-64% К20) — щелочное, сильно гигроскопическое удобрение, отход переработки нефелина. Цементная пыль (10-14% К2О), конденсируемая на некоторых цементных заводах, универсальное удобрение для кислых почв с неплохими физическими свойствами.

Установлено, что при систематическом применении хлорсодержащих калийных удобрений снижается содержание крахмала в клубнях картофеля, ухудшаются свойства курительных сортов табака, в некоторых районах качество винограда, а также урожай некоторых крупяных культур, в частности гречихи. В этих случаях следует отдавать предпочтение сернокислым солям или чередовать их с хлористыми. Важно учитывать также, что хлор, внесенный в составе удобрений с осени, практически полностью вымывается из корнеобитаемого слоя почвы.

Одни калийные удобрения применяют лишь на некоторых разновидностях торфяных почв, богатых азотом и фосфором. Влияние калия усиливается с известкованием. В севообороте с культурами, выносящими много калия (картофель, сахарная свекла, клевер, люцерна, корнеплоды), потребность в нем и эффективность его выше, чем в севооборотах лишь с зерновыми культурами. На фоне навоза, особенно в год его внесения, эффективность калийных удобрений снижается.

Коэффициент использования калия из калийных удобрений колеблется от 40 до 80%, в среднем в год внесения может быть принят 50%. Последействие калийных удобрений проявляется 1-2 года, а после систематического применения более длительный срок.

Минеральные удобрения

Минеральные удобрения – удобрительные вещества промышленного или ископаемого происхождения, обычно содержащие питательные элементы в виде минеральных солей. [3] Один из основных источников пополнения плодородия почвы в условиях интенсивного земледелия.

Содержание:

Зачем нужны минеральные удобрения?

В почве изначально содержится некоторое количество всех необходимых растениям веществ. Однако их концентрация почти всегда крайне невысока и не сбалансирована. Иными словами, растениям всегда не хватает одного или нескольких микроэлементов, поэтому развитие происходит медленнее.

Покрывая дефицит питательных веществ в почве, мы получаем возможность значительно ускорить рост растений, позволяя им раскрыть весь свой потенциал, а не малую его часть. В современном сельском хозяйстве применение удобрений является обязательным агротехническим приемом. Благодаря ему фермеры могут получать более высокие урожаи с меньшей площади пашни. При этом прогресс не стоит на месте и производство новых минеральных удобрений, всё более совершенных и эффективных, продолжается постоянно.

Необходимость в использовании удобрений объясняется несколькими ключевыми факторами:

• Демографический. На фоне быстрого роста населения в последние два века, площадь пригодной для обработки земли осталась неизменной. Чтобы прокормить растущее население при ограниченных земельных ресурсах, необходимо повышать урожайность.
• Экологический. В процессе выращивания культурных растений неизбежно происходит истощение земли, поскольку люди забирают урожай себе, и он не возвращается обратно в землю в качестве природного удобрения. Единственный способ поддерживать и даже увеличивать плодородность почвы — это искусственное внесение удобрений.
• Экономический. С точки зрения производственных затрат сельхозпредприятиям выгоднее повышать плодородность почвы и собирать высокие урожаи на малой площади, чем обрабатывать огромные площади, собирая скудный урожай. Иными словами, даже с учетом затрат на удобрения собрать 10 тонн продукции с одного гектара — это всегда выгоднее, чем 10 тонн с 10 гектар.

Использование удобрений стало логичным шагом в развитии интенсивного сельского хозяйства. Практика применения органических удобрений, в первую очередь навоза, насчитывает многие тысячи лет. С развитием химии люди стали задумываться о возможностях использования неорганических удобрений, поскольку они более эффективны. Первое предприятие по производству минеральных удобрений открылось в Англии в первой половине XIX века. Вскоре использование агрохимии стало повсеместным.

Главным преимуществом минеральных удобрений перед органическими является их более высокая эффективность. Поскольку минералы находятся в уже готовой для питания растений форме и после попадания в почву не нуждаются в прохождении стадии разложения, они начинают действовать существенно быстрее.

Производство минеральных удобрений в России

Получение удобрений является одним из важнейших направлений отечественной химической промышленности. Российские химкомбинаты не только полностью обеспечивают внутренние потребности страны в данной продукции, но и активно экспортируют ее за рубеж. Согласно данным статистики, более 80% производимых в России минеральных удобрений отправляется на экспорт.

Сегодня в нашей стране работает более трех десятков крупных и химкобинатов и десятки мелких цехов, совокупно выпускающих около 20 млн. тонн удобрений в год, что составляет около 7% мирового производства. Столь высокие показатели в мировом масштабе объясняются главным образом тем, что Россия располагает большими запасами сырья, из которого производятся минеральные удобрения — калийных руд, природного газа, кокса и др.

География расположения предприятий, специализирующихся на данном виде производства, основана на близости источников сырья. Например, сырье для производства минеральных удобрений азотной группы — это аммиак. Его получают в основном из кокса. Долгое время выпуском этих удобрений занимались специализированные подразделения металлургических предприятий. Центрами такого производства являются города Челябинск, Кемерово, Липецк, Магнитогорск и др.

Развитие технологий позволило освоить еще один вид аммиачного сырья — природный газ. Сегодня заводы, работающие по этой технологии, уже не привязаны к центрам добычи и могут располагаться просто вблизи от крупных газопроводов.

Существует технология производства минеральных удобрений азотной группы, которая использует в качестве сырья отходы нефтепереработки. Такие комбинаты работают в Ангарске и Салавате.

При получении фосфорных соединений предприятия не так сильно привязаны к сырьевой базе. А с учетом того, что фосфаты в России добывают в основном в Заполярье, расположение предприятий вдали от мест добычи оправдано вдвойне: проще перевезти сырье в густозаселенные регионы, чем строить завод и жилье для рабочих на крайнем севере. Основные мощности по выпуску удобрений фосфатной группы сосредоточены гораздо южнее.

Впрочем, эти удобрения продают также и металлургические предприятия, использующие в качестве сырья собственные технологические газы. Одним из крупнейших производителей этого типа является город Красноуральск.

Свойства минеральных удобрений

Минеральные удобрения

Классификация

Минеральные удобрения классифицируют по нескольким параметрам.

По количеству питательных элементов

• простые (односторонние, односоставные) – содержат только один питательный элемент (азотные, фосфорные, калийные);
• комплексные (многосторонние) – содержат два и более питательных элемента (калийную селитру, нитрофоску, диаммофоску и пр.).

Содержание питательных веществ (или количество действующего вещества) выражают в процентах по действующему веществу. Для азотных удобрений это азот, для фосфорных и калийных – оксиды данных элементов (P₂O₅ и K₂O).

Твердые удобрения на поверхности почвы

Видео (кликните для воспроизведения).