Главным сырьем для производства фосфорных удобрений у нас помогают хибинские апатиты, и фосфориты, месторождения которых находятся в различных районах СССР и достаточно бессчётны. На обогатительных фабриках сырая апатитовая руда перерабатывается в апатитовый концентрат, содержащий до 40% Р2О5. Наряду с этим содержащиеся в руде другие минералы — нефелин, титаномагнетит и т. п. — отделяются от апатита и употребляются в разных отраслях индустрии. Апатитовый концентрат поступает на химические фабрики для производства суперфосфата.
Химическая индустрия СССР создаёт следующие фосфорные удобрения: суперфосфат несложной порошкообразный, гранулированный, аммонизированный, двойной, томасшлак, обесфторенный фосфат, аммофос. Методом узкого размола из фосфоритов готовят фосфоритную муку.
В зависимости от формы, в которой фосфаты содержат фосфорный ангидрид (Р2О5), фосфорные удобрения разделяют на три группы:
1. Воднорастворимые. Они самый подвижны в земле и потому действуют стремительнее. К ним относятся: суперфосфат (несложной и двойной), фосфаты аммония (аммофос, диаммофос), фосфаты калия, кое-какие сорта нитрофоски и др.
2. Лимонно- и цитратнорастворимые. Они содержат соли фосфорной кислоты, растворимые в 2%-ном растворе лимонной кислоты либо аммиачном растворе лимоннокислого аммония. Такое условное мерило используется в сельскохозяйственной практике для оценки удобрений, каковые по степени растворимости находятся между воднорастворимыми и фактически не растворимыми формами фосфатов. Эту группу именуют «усвояемыми» фосфатами. К ним относятся: приципитат, томасшлак и обесфторенные фосфаты.
3. Нерастворимые фосфаты. Они растворяются только в сильных минеральных кислотах. Нерастворимыми их именуют условно. Они усваиваются растениями медлительно и в большинстве случаев на кислых землях.
Самое популярное фосфорное удобрение суперфосфат.
Его изготовляют на химических фабриках действием серной кислотой на измельченный фосфорит либо апатитовый концентрат. Процесс производства по большей части содержится во сотрудничестве фосфата с серной кислотой. Кислота переводит фосфор из трудноусвояемой формы в воднорастворимое состояние, при котором он делается легко дешёвым для усвоения корнями растений.
Так приобретают суперфосфат
Практически все советские суперфосфатные фабрики на данный момент трудятся по самый совершенному постоянному методу. Серная кислота концентрации 76% поступает из сернокислотного цеха в приемный бак. Непрерывно действующий насос перекачивает ее в верхний напорный бак. В напорном баке поддерживается постоянный уровень кислоты; избыток ее по переливной трубе возвращается обратно в приемный бак. Из напорного бака кислота поступает в сернокислотный смеситель для разбавления водой до концентрации 68%. Из смесителя разбавленная кислота проходит друг за другом три регулирующих прибора. Один прибор регулирует температуру, второй — концентрацию, третий — расход кислоты. Все они настроены на заданный режим и трудятся машинально и взаимосвязанно.
Пройдя регулирующие устройства, серная кислота в строго определенной дозе поступает в суперфосфатный смеситель, куда в один момент загружается апатитовый концентрат. До поступления в суперфосфатный смеситель апатитовый концентрат проходит через последовательность аппаратов. Транспортер подает его со склада в приемный бункер, откуда концентрат при помощи элеватора и шнекового питателя идет в расположенный наверху прямой шнек (винтовой транспортер). Шнек снабжает питание ленточного весового дозатора. Избыток апатитового концентрата снимается с воронки весового дозатора обратным шнеком и возвращается в приемный бункер. В дозаторе же сохраняется постоянный уровень концентрата. Из дозатора апатитовый концентрат поступает в суперфосфатный смеситель.
Загруженные в суперфосфатный смеситель серная кислота и апатитовый концентрат шепетильно перемешиваются в течение 5-6 мин. Получается сметанообразная масса — пульпа. Она непрерывно сливается в суперфосфатную камеру. В следствии сотрудничества апатитового концентрата с серной кислотой выделяется много тепла и температура пульпы достигает 100-120°.
В суперфосфатной камере длится начавшаяся в смесителе реакция разложения апатита серной кислотой. Пульпа затвердевает — «схватывается». На это требуется около часа. Все это время суперфосфатная камера медлительно вращается около неподвижного центрального вала в виде трубы. За один оборот камеры пульпа успевает затвердеть так, что ее возможно выгружать из камеры. В течение часа суперфосфатная камера производит до 60 Т суперфосфата.
Суперфосфат выгружают из камеры особенным приспособлением — каруселью. Смонтированная в камеры карусель снабжена ножами, каковые срезают суперфосфат и при помощи скребков сбрасывают его в вырез центральной трубы. Из трубы суперфосфат попадает на транспортер, а с него — на склад.
На складе суперфосфат при помощи грейфера укладывают в кучи высотой 6-8 м. Тут его выдерживают до 15-20 дней, дабы процесс разложения фосфатного сырья завершился. За это время суперфосфат пара раз перелопачивают. В то время, когда он «дозреет», его пропускают через грохот и после этого грузят в вагоны.
В ходе производства из суперфосфатного смесителя и камеры выделяются газы, которые содержат водяные пары и фтористый кремний. Их отсасывают вентилятором в поглощательную (поглотительную) аппаратуру. Наряду с этим фтористый кремний поглощается водой и образует раствор кремнефтористоводородной кислоты. Из нее приобретают другие соединения и фтористые соли, используемые в промышленности и сельском хозяйстве.
В суперфосфате содержится от 14 до 20% Р2О5 в воднорастворимой, скоро усваиваемой растениями форме.
При постоянном методе производства суперфосфата все процессы работы механизированы, аппаратура отлично закрыта. Все это облегчает и оздоровляет труд рабочих.
Суперфосфат выходит из камеры в виде кусков либо порошка. Но при хранении он слеживается, портит тару, образует комки. Чтобы не было этого суперфосфат производят в виде зерен (гранул) определенной величины (1-4 мм в диаметре).
Гранулированный суперфосфат не слеживается, не пылит. Посредством рядовой сеялки его возможно вносить вместе с семенами в землю на нужную глубину, не опасаясь понижения всхожести семян. При внесении гранулированного суперфосфата в рядки сеялкой возможно существенно уменьшить дозу суперфосфата.
Гранулирование суперфосфата производится на заводе следующим образом: порошковидный суперфосфат смешивают с молотым известняком либо доломитом, дабы нейтрализовать его свободную кислотность. Нейтрализованный суперфосфат подают ленточным питателем в горизонтально поворачивающийся цилиндр — гранулятор. Тут суперфосфат смачивается водой, которую разбрызгивают через форсунки. При вращении гранулятора намоченный пластичный суперфосфат получает форму гранул разной величины.
Мокрый гранулированный суперфосфат поступает в сушильный барабан, обогреваемый топочными газами. По окончании сушки его подают элеватором на грохот с двумя ситами. Через первое проходят гранулы диаметром 1-4 мм. Гранулы больше этого размера направляются в дробилку, а оттуда в дробленом виде опять возвращаются на грохот с ситами.
Гранулы, задержанные на втором сите, являются готовый гранулированный суперфосфат. Посредством транспортера он направляется в бункер, после этого упаковывается в многослойные бумажные мешки и поступает на склад готовой продукции.
Гранулированный суперфосфат из апатита содержит 19,5 — 20% Р2О5 в усвояемой растениями форме; из фосфоритов приобретают суперфосфат с меньшим содержанием Р2О5.
Двойной суперфосфат содержит до 48-50% Р2О5, т. е. вдвое больше если сравнивать с несложным. Это удобрение приобретают разложением апатита либо фосфорита фосфорной кислотой.
Фосфорную кислоту приобретают на фабриках двумя методами. По одному — фосфат обрабатывают громадным числом серной кислоты. В осадок выпадает гипс. Раствор отфильтровывается. Данный раствор и представляет собой разбавленную фосфорную кислоту. По другому методу фосфат смешивают с песком, углем либо коксом и плавят в электропечи. В следствии выделяется газообразный фосфор, что окисляется после этого кислородом воздуха и образует с парами воды фосфорную кислоту.
Нейтрализуя фосфорную кислоту аммиаком, приобретают фосфаты аммония — удобрения, которые содержат 47-51% Р2О5 и, помимо этого, 10-20% азота. фосфаты аммония и Двойной суперфосфат за высокое содержание в них питательного вещества именуют концентрированными удобрениями.