В статье рассматриваются вопросы возможностиполучения гранулированного фосфорсодержащего удобрения из фосфоритной муки с применением реактора смесительного типа.
Ключевые слова: фосфорное удобрение, фосфоритная мука, реактор.
Фосфоритная мука — допосевное минеральное фосфорное удобрение пролонгированного действия. Применяют фосфоритную муку на кислых, подзолистых почвах, на оподзоленных и выщелоченных черноземах и на красноземах для ослабления вредной для растений и микроорганизмов кислотности почвы.
Получают фосфоритную муку путем измельчения, предварительно обогащенных природных фосфоритов. По внешнему виду фосмука представляет собой тонко измельченный порошок темно-серого цвета. Удобрение обладает хорошей сыпучестью, не гигроскопично, при длительном хранении без доступа атмосферных осадков не слеживается и не теряет физико-химических свойств. Является химически инертным веществом, возможность опасных проявлений отсутствует [1].
По данным многолетних агрохимических исследований зернистые фосфоритывысшего сорта (фосфоритная мука) в естественном виде есть минеральным удобрением разнопланового действия, способствует повышению урожайности почв, улучшению их качества и восстановлению плодородия, уменьшению загрязнения сельскохозяйственной продукции нитратами и радионуклидами, мелиорации радиоактивно загрязненных территорий. Их целесообразно использовать в качестве удобрения на кислых почвах с низким и средним содержанием фосфора.
По своему действию они сопоставим с суперфосфатом (70–105 %), превосходя его комплексным составом, содержанием микроэлементов и тем, что при применении зернистых фосфоритов не происходит деградация почв.
Порошкообразные удобрения, особенно гигроскопичные, отличаются плохой сыпучестью и рассеиваются очень неравномерно, вследствие склеивания мелких кристаллов. Кроме того, они могут сильно слёживаться и затвердевают, требуя больших затрат труда на их измельчение. Гранулированные удобрения — наиболее действенный приём уменьшения слёживаемости и улучшения рассеваемости удобрений.
Следовательно, при возделывании люпинов на известкованных почвах лучше применять в качестве фосфорного удобрениягранулированный суперфосфат, хотя бы в малых дозах, при посеве. В остальных случаях фосфоритная мукадолжна быть главным фосфорным удобрением для всех видов люпина [2].
Многие агротехнические и агрохимические мероприятия в земледелии основаны на учете скорости протекания гетерогенных реакций. Так, применение в качестве фосфорного удобрениягранулированного суперфосфата на почвах, богатых полуторными оксидами, оказывается более эффективным, чем применение порошковидного суперфосфата. Объясняется это тем, что гранулированный суперфосфат по сравнению с обычным имеет значительно меньшую поверхность соприкосновения с почвой и почвенным раствором, в результате чего скорость связывания фосфат-ионов в труднорастворимые и практически недоступные для растений формы в виде фосфатов железа и алюминия значительно меньше. Гранула в почве растворяется медленнее, постепенно, и потому корневая система растения оказывается более обеспеченной подвижными формами фосфора.
Получение фосфорсодержащих удобрений (суперфосфат, аммофос и др.) энергоемкое, высокотехнологичное производство. В результате цена на данные удобрения высокая и нестабильная. Установленная цена на минеральные удобрения, для среднестатического агрария, в Казахстане является недоступной, даже при 50 % субсидии со стороны государства, либо — нежелания агрария вкладываться не в «свою землю». Ежегодный дефицит в минеральных удобрениях в Казахстане составляет около 1 млн.т аммофоса.
В связи с недостатком и высокой стоимостью фосфорсодержащих удобрений во всех странах мира возрастает интерес к менее энергоемким, дешевым их видам, к которым относится недостаточно применяемая фосфоритовая мука.
Основными требованиями фермеров является выпуск гранулированного удобрения и снижение расходов. Снижения транспортных расходов можно достичь, применяя автомобильные перевозки и употребляя удобрения в близлежащих районах (Актюбинская, Уральская, и части Кызылординской и Кустанайской областей) [3,4].
На рисунке 1 предположен аппарат грануляции для промышленного использования который представляет собой смеситель.
Рис. 1. Реактор смесительного типа
Данный реактор представляет собой особым образом организованный смеситель для исходного сырья (фосфоритов), предназначенный для смешения с органическим сырьем, или с другими возможными добавками (биопрепаратами, фосформобилизующими бактериями), а также для получения конечного продукта — гранулированного удобрения размером до 0,5 см в диаметре.
Этим решается основная проблема, возникающая при внесении в почву фосфоритной муки, — фосмука пылит. Грануляция позволяет регулировать размеры частиц удобрения для лучшего усвоения растениями, предотвратить слеживаемость, а также вносить необходимые изменения в состав разрабатываемого удобрения.
В качестве гранулирующего реагента предложено применять 30 % раствор натрий-карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), который является наиболее универсальным химическим реагентом и относится к группе водорастворимых коллоидов. Он служит для сохранения состава гранул, обогащенных требуемыми добавками. Данный реагент можно рассматривать как ненатуральный заменитель естественных водорастворимых коллоидов, он не токсичен, не обладает раздражающим действием и является экологический чистым.
Принцип работы аппарата грануляции следующий. В реакторе, снабженной мешалкой, готовят раствор аммиачной селитры либо другого водорастворимого удобрения для повышения комплексности конечного продукта в течение 25–30 минут при температуре 50–65ºС. Для поддержания температуры реактор оснащен водяной рубашкой [5,6].
Литература:
- Е. Я. Мельников, В. П. Салтанова, А. М. Наумова, Ж. С. Блинова. Технология неорганических веществ и менеральных удобрений. М: Химия, 1983.-433с.
- М. Е. Позин. Технология минеральных удобрений. Учебник для вузов. 5-ое изд., перераб. — Л.: Химия,1983. –336с.
- Олейник Ю. Самый доступный инструмент для сохранения плодородия и получения урожая // КазахЗерно. -2013.- № 16 (133).- С.35–41
- Возрождение Чилисая// Актюбинский вестник № 154, 155.//23.12.2010
- Химический журнал Казахстана. Усманов С., № 2,2013.
- Получения гранулированных фосфорсодержащих удобрений из фосфоритной муки Чилисая и их агрохимические испытания//Интеграция образования и науки: вызовы современного мира. Том 1. Актобе, 2015г.
