виды, характеристика и применение суперфосфатов

Фосфор — один из важнейших макроэлементов, необходимый для повышения урожайности и качества выращиваемой сельскохозяйственной продукции. Он принимает участие в дыхании, передачи энергии в растении и передачи наследственной информации, развития корневой системы. Кроме того, фосфор имеет прямое влияние на образование генеративных органов, что очень актуально для растений, товарными органами которых являются семена и плоды (плодовые, зерновые, ягодные, овощные культуры).

Недостаток фосфора у растений на начальных этапах вегетации, приводит к столь негативных последствий, даже восстановление надлежащего фосфорного питания на более поздних этапах не может их исправить.

Он ускоряет рост и созревание растений. Под влиянием фосфора в листьях активизируется ускоряется разложение белков и транспорт этих продуктов разложения в репродуктивные органы (в зерно). Этот химический элемент улучшает водный питания растения, что приводит к более рациональному использованию воды. Поэтому суперфосфат (фосфорное удобрение) обеспечивает увеличение урожая даже при недостатке влаги в засушливые периоды.

Благодаря фосфору в корнеплодах свеклы сахарной образуется сахар, а в картофеле — крахмал.

Фосфор ускоряет развитие корневой системы и рост растения на начальных стадиях вегетации. Под его влиянием ускоряется процесс разложения веществ в семенах и транспорт продуктов разложения в части, которые растут. В результате внесения гранулированного суперфосфата даже в небольших дозах, наблюдается повышение урожайности всех сельскохозяйственных культур.

В народной пословице говорится, что предупрежден — значит вооружен. На деле это означает, что признаки недостатка любого химического элемента, можно быстро исправить, внеся его в необходимом количестве, но нужно помнить, что когда мы видим явные признаки дефицита элементов, растению нанесен непоправимый ущерб, рост и развитие растения уже задержаны, а это влияет на урожайность.

Каждая сельскохозяйственная культура имеет свои признаки фосфорного голодания.

В зерновых культурах при дефиците фосфора верхушки листьев имеют фиолетово-красную окраску, при этом такие растения слабо кустятся.

В картофеля листья темно-зеленые при дефиците фосфора, они располагаются под острым углом от стебля, рост растения приостанавливается, к тому же на кончиках листьев появляется темно-коричневая полоса.

Недостаток фосфора в сахарной свекле проявляется тем, что листья приобретают темно-голубой оттенок и становятся мелкими, а также имеют темно-коричневые или черные края при отмирании.

Капуста приобретает листья с жилками и они становятся темно-зелеными, а позже фиолетовыми. Со временем такой окраски приобретает все листовая поверхность.

Поскольку больше всего фосфора содержится в репродуктивных органах (зерно), которые выносятся с поля, то он почти не возвращается в почву и поэтому возникает потребность вносить фосфорные удобрения. Внесению фосфорных удобрений альтернативы нет, потому что, в отличие от азота, фосфор не поступает в почву вместе с осадками с атмосферы или благодаря фиксации симбиотических бактерий.

Однако избыток фосфора в растениях проявляется тем, что листья желтеют, появляются некротические пятна и оно опадает. Растения ускоряют вегетацию.

Из-за избытка фосфатов в почве, некоторые микроэлементы будут выпадать в осадок в виде малорастворимых солей и их доступность для растений снизится, в них могут проявлятся признаки дефицита этих микроэлементов. К таким элементам можно отнести марганец, медь, железо, цинк, кобальт и др.

Как обеспечить растения фосфором?

Фосфор содержится в почве в минеральной, и органической форме. Преобладают, природные минеральные фосфаты и общее содержание зависит от содержания гумуса в почве и гранулометрического состава.

В тоже время, фосфор, который входит в органическую часть (фосфатидов, фитина белков), недоступен для растений. Элемент становится доступен для растений только после его минерализации, то есть разложения фосфорсодержащего органического вещества микроорганизмами до простых солей ортофосфорной кислоты.

В результате основными источниками фосфора для растений является кальциевые, магниевые, калиевые, аммониевые соли ортофосфорной кислоты. Однако, они усваиваются только после их гидролиза в почве и преобразования с помощью ферментов, которые выделяет растение.

В разных почвах содержатся различные соединения фосфора. В более кислых почвах имеется больше фосфатов алюминия и железа, а на нейтральных и карбонатных почвах преобладают фосфаты магния и кальция.

На сегодняшний день фосфорные удобрения разделяют на три группы:

• Легкорастворимые или водорастворимые — суперфосфат гранулированный, порошкообразный, суперфосфат двойной;
• Слаборастворимые или растворимые в легких кислотах — преципитат, томасшлак;
• Труднорастворяемые или растворимые в сильных кислотах — фосфоритная мука.

Чаще всего в крупных фермерских хозяйствах применяют гранулированный суперфосфат. 

По химическому происхождению и агрегатному состоянию суперфосфаты подразделяются на следующие виды:

• Суперфосфат простой — это порошок серого цвета, который может слеживаться при несоблюдении рекомендуемого уровня влажности. Содержит фосфор в виде оксида (Р₂О₅) до 20%. Изготавливают его путем обработки серной кислотой фосфорного сырья (фосфоритов). Но сейчас становится не слишком распространенным по сравнению с современными видами суперфосфатов;
• Суперфосфат гранулированный — изготавливается из простого суперфосфата путем закатывания в гранулы. Представляет собой гранулы серого цвета, почти не слеживается, содержит до 20% фосфора, а также кальций и серу. Характеризуется хорошей растворимостью в воде, медленным и равномерным высвобождением действующих веществ. Используется для основного и припосевного удобрения культур в различных почвенно-климатических зонах;
• Суперфосфат двойной. При его получении, фосфорное сырье обрабатывают фосфорной кислотой, в результате удобрение содержит больше фосфора в легкорастворимой форме и практически не содержит гипса.

На сегодняшний день одними из лучших высококонцентрированных фосфорных удобрений на рынке Украины являются MAKOSH FOSFAT, SUPERFOSFAT MAKOSH z mikroelementami (B, Zn), SUPER FOS DAR 40, СУПЕРФОСФАТ ТРОЙНОЙ (AGROPOLYСHIM).

MAKOSH FOSFAT содержит 19% водорастворимого фосфора защищенного кальцием (17%) от связывания в грунтовом растворе, также содержит 30% серы, что помогает усваиваться азоту. Удобрение подходит для всех с/х культур и всех типов почв, как основной источник фосфора.

SUPERFOSFAT MAKOSH z mikroelementami (B, Zn) — удобрение, в состав которого входит 19,5% фосфора, 25 кальция, 30% серы, а также бора и цинка по 0,2%. Данное удобрение хорошо подходит под основное удобрение всех культур из-за содержания бора и цинка. Способствует лучшему развитию корневой системы с/х культур положительно влияет на цветение и созревание плодов.

SUPER FOS DAR 40 — универсальное высококонцентрированное фосфорное удобрение, содержащее фосфор в двух формах и обеспечивающее оптимальное питание растений в течение вегетации, подходит для всех типов почв, как для осеннего, так и весеннего внесения.

СУПЕРФОСФАТ ТРОЙНОЙ (AGROPOLYСHIM) — высококонцентрированное удобрение с содержанием фосфора 46%, подходит для питания всех культур на всех видах почв. Способствует ускорению роста и развитию корневой системы, повышает устойчивость растений к засухе, способствует развитию генеративных органов растений.

Способы внесения суперфосфата в почву

Для получения наилучшей эффективности суперфосфат нужно вносить таким образом, чтобы он был как можно ближе к корневой системе растения. Это объясняется тем, что фосфор является малоподвижным элементом, и поэтому внесение его на поверхность почвы без заделки нецелесообразно. Кроме того, такой способ внесения также обеспечивает отличный темп роста тех растений, которые любят серу.

Поэтому суперфосфат вносить с осени под вспашку или в предпосевную обработку с обязательным смешиванием с грунтом. Чтобы получить высокий результат нужно знать принцип взаимодействия элемента с растением и необходимую пропорцию для конкретных растений. Обычно, как применяется суперфосфат, можно узнать в печатных специализированных рекомендациях или проконсультироваться с поставщиком, у которого покупаете удобрение.

Простой и двойной суперфосфат используется при посадке рассады или посеве семян в любой грунт. Для таких культур как озимый рапс, соя и подсолнечник суперфосфат рекомендуется вносить сразу в строку при посеве. Такой способ внесения будет способствовать лучшему развитию корневой системы, повышать сопротивление растений к неблагоприятным условиям окружающей среды, ускорять обменные процессы в растении.

Суперфосфат и pH почвы

Очень важным показателем при усвоении фосфора из суперфосфата является кислотность почвенного раствора. Как всем нам известно, фосфор лучше усваивается при нейтральном рН. Даже на слегка кислых почвах уровень усвоения его падает, что делает нецелесообразным внесение такого удобрения.

Для улучшения усвоения фосфора необходимо проводить мелиоративные мероприятия, то есть раскислять. Но такие агромероприятия нельзя проводить за один год. Между внесением суперфосфата и мелиорантов должно пройти 2-3 месяца, а лучше больше, ведь при одновременном внесении мы не можем достичь желаемого результата.

Нормы внесения суперфосфата

Норму внесения суперфосфата нужно регулировать в зависимости от выбранной культуры и почвенно-климатических условий. Агрономы-эксперты компании Макош рекомендуют следующие нормы внесения  удобрений:

*нормы применения указаны по общим рекомендациям, для точного определения нормы рекомендуем провести анализ почвы.

Что же касается плодовых деревьев и кустов, то на  1м2 нужно вносить от 20 до 60 г суперфосфата с одновременной приработки в почву. Норму нужно регулировать в зависимости от культуры на ее возраст.

Таким образом можно получить пролонгированное действие удобрения, так как действующие вещества будут медленно растворяться и питать растения. Лучше всего такой прием можно делать осенью, после того, как плодовые деревья и кусты сбросят листья, или весной перед началом вегетации.

Подробнее о товаре: MAKOSH FOSFAT, SUPERFOSFAT MAKOSH z mikroelementami (B, Zn), SUPER FOS DAR 40, СУПЕРФОСФАТ ТРОЙНОЙ (AGROPOLYСHIM).

Загальна хімічна технологіяТема 12 Производство фосфорных удобрений Производство фосфорных удобрений

• 12.1. Общая характеристика фосфорных удобрений
• 12.2. Производство фосфорной кислоты экстракционным методом
• 12.3. Производство двойного суперфосфата

Ключові терміни:

апатиты, барабанная гранулятор-сушилка, двойной суперфосфат, камерно-поточный, камерно-поточный метод, камерный метод, ортофосфорная кислота, поточный (бескамерный) метод, простые фосфорные удобрения, фосфориты, экстрактор

12.1. Общая характеристика фосфорных удобрений

Простые фосфорные удобрения – это кальциевые соли фосфорной (ортофосфорной) кислоты различного состава. В отличии от калийных и азотных удобрений фосфорные удобрения обладают различной растворимостью, которая зависит от природы соли. По растворимости фосфорные удобрения подразделяются на: водорастворимые (группа I), растворимые в органических кислотах или усвояемые (группа II), нерастворимые или растворимые только в сильных минеральных кислотах (группа III).

По содержанию питательного элемента фосфорные удобрения делятся на концентрированные (более 30% P₂O₅) и неконцентрированные (менее 30% P₂O₅). В таблице 12.1 приведены характеристики и удельный вес в общем балансе производства основных фосфорных удобрений.

Таблица 12.1 — Ассортимент и характеристики фосфорных удобрений

Удоборение	Формула действующего вещества	Содер-жание усвоя-емого P2O5, %	Группа	Удельный вес по годам, %
				1970	1985
Фосфоритная мука	3Ca(PO4)2·CaF2	19 — 30	III	30,8	8,2
Суперфосфат:	Ca(H2PO4)2·H2O
простой		19 – 21	I	45,1	6,6
двойной		42 – 50	I	15,0	11,5
Металлург. шлаки	4CaO·P2O5·SiO5	8 – 16	III	1,1	0,3
Преципитат	CaHPO4·2H2O	46 – 48	II	—	—

Изданных  табл. 12.1 следует, что ассортимент фосфорных удобрений существенно  меняется. Резко снижается производство низкоконцентрированных удобрений (фосфоритная мука, шлаки, простой суперфосфат), после некоторого роста наметилась тенденция снижения производства двойного суперфосфата. Это можно объяснить существенным увеличением объема производства комплексных (многосторонних) удобрений, содержащих фосфор.

Сырьем для производства фосфорных удобрений, фосфорной кислоты и элементарного фосфора служат природные фосфатные руды: апатиты и фосфориты.

Основным фосфорсодержащим компонентом в них являются двойные соли трикальцийфосфата состава 3Ca₃(PO₄)₂ · CaX₂, где Х = F, OH, Cl. В соответствии с этим различают фторапатиты (Х = F) и гидроксилапатиты (Х = OH).

Апатиты представляют собой  породы вулканического происхождения, имеют крупнозернистую структуру и, помимо фтор(гидроксил)апатита, содержат нефосфатные минералы, основным    из   которых   является  нефелин  состава Na₂O(K₂O) · Al₂O₃  ·  2SiO₂. Поэтому  для  производства фосфорных удобрений используется продукт предварительного обогащения апатитовых руд – апатитовый концентрат, содержащий до 40% P₂O₅, выход которого составляет около 20% от массы апатитово-нефелиновой руды.

Фосфориты – руды осадочного происхождения, высокодисперсны и содержат фосфор в виде фторапатита и апатитоподобных минералов переменного состава. Содержание фосфора в фосфоритах колеблется от 16 до 30% P

2O₅.

Методы переработки фосфатного сырья существенно зависят от состава руды и могут быть механическими и химическими. Механической обработкой (измельчением) получают простейшие фосфорные удобрения – фосфоритную муку и металлургические шлаки. Задачей химической переработки природных фосфатов в фосфорные удобрения является превращение нерастворимого трикальцийфосфата (ТКФ) в такие соединения фосфора, которые легко усваиваются растениями и являются высококонцентрированными, то есть содержат возможно больше P₂O₅ в усвояемой форме при минимальном количестве балласта и вредных примесей.

Химическая переработка природных фосфатов может быть осуществлена тремя методами: химическим разложением, восстановлением углеродом и термической обработкой. Наиболее распространенный метод переработки фосфатного сырья – его разложение серной, фосфорной или азотной кислотами, используемое в промышленных масштабах для производства фосфорных удобрений, фосфорной кислоты, фосфора и комплексных удобрений на основе соединений фосфора (рис.

12.1).

Рисунок 12.1 — Схема кислотной переработки фосфатного сырья

В результате кислотной обработки нейтральный ТКФ последовательно превращается в гидрофосфат и дигидрофосфат кальция, что сопровождается переходом соли из III группы растворимости во II  и в I  и повышением содержания в ней P₂O₅ (табл. 12.2)

Таблица 12.2 — Свойства фосфатов кальция

Свойства	Дигидро-фосфат кальция Ca(H2PO4)2	Гидро-фосфат кальция CaHPO 4	Трикальций- фосфат Ca3(PO4)2
Группа растворимости	I	II	III
pH растворителя	pH≥7	pH<7	pH<<7
Содержание P2O5, %	60,7	52,2	45,8

Ниже из простых фосфорных удобрений рассматривается производство двойного суперфосфата, который сохранил свое значение, несмотря на интенсивное внедрение в сельское хозяйство комплексных минеральных удобрений.

Двойной суперфосфат получают фосфорнокислотным разложением природных фосфатов. Так как для производства фосфорной кислоты используется то же фосфорное сырье, то производство двойного суперфосфата складывается из двух последовательных стадий:

• производства фосфорной кислоты (стадия I), используемой как реагент во II стадии;
• фосфорнокислотного разложения фосфатов с получением двойного суперфосфата (стадия II), что представлено на рис. 12.2.

Фосфорную кислоту производили ранее исключительно кислотным разложением фосфатов, поэтому производство двойного суперфосфата можно рассматривать как процесс двойного воздействия кислот на фосфат, откуда и получил свое название «двойной».

Рисунок 12.2 — Общая схема получения двойного суперфосфата

12.2. Производство фосфорной кислоты экстракционным методом

В технологии под фосфорной кислотой подразумевают ортофосфорную кислоту H₃PO₄ (P₂O₅

·3H₂O) с содержанием в ней 72,4% P₂O₅. Ортофосфорная кислота представляет собой бесцветные кристаллы с температурой плавления 42,4ºС, гигроскопичные и расплывающиеся на воздухе. В переохлажденном состоянии – это густая маслянистая жидкость плотностью 1,88 т/м³. Смешивается с водой во всех отношениях. При нагревании подвергается дегидратации с образованием полифосфорных кислот различного состава (P₂O₅ · nH₂O), где n< 3; пирофосфорной H₄P₂O₇(P₂O₅·2H₂O), триполифосфорной H₅P₃O₁₀(3P₂O₅·5H₂O) и т.д. Техническая полифосфорная кислота, содержащая 70 – 80% P₂O₅ и известная под названием   суперфосфатной   кислоты,   имеет   плотность  1,8 – 2,0 т/м³ и температуру затвердевания 3 — 8ºС. Высокое содержание P

2O₅ и способность образовывать растворимые комплексные соединения позволяет использовать суперфосфорную кислоту для получения высококонцентрированных жидких и твердых фосфорных удобрений.

Физико-химические основы процесса. Экстракционный метод производства фосфорной кислоты основан на реакции разложения природных фосфатов серной кислотой. Процесс состоит из двух стадий: разложения фосфатов и фильтрования образовавшейся фосфорной кислоты и промывки сульфата кальция водой.

Сернокислотное разложение фосфата кальция представляет гетерогенный необратимый процесс, протекающий в системе «твердое тело – жидкость» и описываемый уравнением

Ca₅(PO₄)₃F + 5H₂SO₄ + nH₃PO₄ + 5mH₂O =

= (n + 3)H₃PO₄  + 5CaSO₄ · mH₂O + HF.

         Для удобства записи и упрощения расчетов формула двойной соли фторапатита 3Ca₃(PO₄)₂ · CaF₂ записывается в виде  Ca₅(PO₄)₃F.

Часть образовавшейся фосфорной кислоты возвращается в процесс. Фактически фосфат разлагается смесью серной и фосфорной кислот. В зависимости от концентрации фосфорной кислоты в системе и температуры образующийся сульфат кальция может осаждаться в виде ангидрита (m = 0), полугидрата (m = 0,5) и дигидрата (m = 2). В соответствии с этим различают три варианта экстракционного метода производства фосфорной кислоты: ангидритный, полугидратный и дигидратный.

В табл. 12.3 приведены условия разложения фторапатита для каждого из вариантов этого процесса.

Температурный режим зависит от варианта экстракционного процесса. В дигидратном методе гидратированный сульфат кальция осаждается в форме дигидрата при 70 – 80ºС и концентрации кислоты в реакционной смеси 20 – 32% P₂O₅, в полугидратном методе – в форме полугидрата при 90 -100ºС и концентрации кислоты 35 – 42%. На рисунке 12.3 показана зависимость формы кристаллизации     сульфата       кальция   от  температуры и

Рисунок 12.3 — Влияние температуры и концентрации кислоты на форму кристаллизации сульфата кальция

концентрации фосфорной кислоты (P₂O₅). В области ниже кривой 2 сульфат кальция кристаллизируется в виде дигидрата, выше кривой 1 — в виде ангидрита, в области между кривыми 1 и 2 — в виде полугидрата.

Таблица 12.3 — Условия разложения фторапатита

Тип процесса	Температура ºС	Концентрация P2O5 в жидкой фазе, %	Теплота реакции, кДж/моль
Дигидратный	70 – 80	25 – 32	384,4
Полугидратный	95 – 100	38 – 48	371,0

Выделяющийся при кислотном разложении фторапатита фтористый водород частично поступает в атмосферу, а частично вступает в реакцию с кремниевой кислотой, образующейся при разложении примесей, содержащихся в фосфатном сырье:

H₂SiO₃ + 6HF = H₂SiF₆ +3H₂O.

Образовавшаяся кремнефтористоводородная кислота частично разлагается, и в газовую фазу выделяется тетрафторсилан

2H₂SiF₆ + H₂SiO₃ = 3SiF₄ + 3H₂O.

Одновременно протекает реакция взаимодействия тетрафторсилана с фтористым водородом с образованием кремнефтористоводородной кислоты

SiF₄+ 6HF = H₂SiF₆.

Выделение фтористых соединений в газовую фазу возрастает с повышением  температуры.

Скорость кислотного разложения фторапатита возрастает с повышением температуры, степени измельчения сырья и интенсивности перемешивания реагентов.

Рисунок 12.4 — Зависимость степени разложения фосфата от концентрации кислоты

Существенное влияние на скорость процесса кислотного разложения фосфатов оказывает концентрация серной кислоты. От нее зависит не только скорость химической реакции, но и структура  кристалличес-кого сульфата кальция, осаждающегося на повер- хности частиц фосфата и скорость диффузии кислоты  к  твердой  фазе.

При низкой концентрации кислоты образуются крупные кристаллы, не препятствующие диффузии. При высокой концентрации кислоты в результате пресыщения жидкой фазы сульфатом кальция выпадают мелкие кристаллы, препятствующие диффузии кислоты и замедляющие скорость процесса. Поэтому зависимость скорости и степени разложения от начальной концентрации серной кислоты имеет сложный характер (рис.12.4).

Скорость и степень разложения фосфата кислотной низкой концентрации (максимум 1) достаточно высоки. Однако большое количество воды, вводимой с кислотой, затрудняет кристаллизацию продукта. Максимум 2, также отвечающий высокой скорости разложения, достигается при концентрации кислоты в реакционной системе 5 – 10%, что соответствует концентрации исходной кислоты около 60% при соотношении жидкой и твердой фаз 3:1, которое обеспечивает необходимую подвижность пульпы.

Высокая степень разложения фосфатов, равная 0,99 дол.ед., достигается всего за 1 – 1,5 часа. Практически процесс экстракции продолжается 4 – 8 часов. Это необходимо для образования крупных кристаллов сульфата кальция, которые легко фильтруются и промываются для извлечения фосфорной кислоты небольшим количеством воды. Образованию крупных кристаллов способствует также перемешивание системы, незначительный избыток серной кислоты, снижающий степень пресыщения раствора и постоянство температуры процесса.

Принципиальная и технологическая схемы производства. Принципиальные схемы производства экстракционной фосфорной кислоты дигидратным и полугидратным методами идентичны. Однако полугидратный метод позволяет получать более концентрированную кислоту (см. табл.12.3), снизить потери сырья и обеспечить более высокие интенсивность и производительность аппаратуры. Принципиальная схема производства экстракционной фосфорной кислоты одностадийным полугидратным методом приведена на рис. 12.5. На рис..12.6 представлена технологическая схема того же процесса.

Рисунок 12.5 — Принципиальная схема производства экстракционной фосфорной кислоты

Смесь серной кислоты и оборотного раствора фосфорной кислоты из сборника 2 и фосфат из бункера 1 подают в многосекционный экстрактор 3. По мере движения пульпы в экстракторе образуется фосфорная кислота и завершается процесс кристаллизации сульфата кальция. Из последней секции экстрактора пульпа поступает на трехсекционный вакуум-фильтр 4. Основной фильтрат Ф-1 из первой секции фильтра отводится как продукционная фосфорная кислота, причем часть ее добавляется к оборотному  раствору, направляемому в сборник кислоты 2. Осадок сульфита кальция на фильтре промывается противотоком горячей водой, при этом промывной раствор Ф-3 используется для первой промывки во второй секции фильтра. Фильтрат первой промывки Ф-2 направляется в  виде оборотного раствора в сборник 2. Образовавшаяся фосфорная кислота (Ф-1) подогревается в подогревателе 5 паром и поступает в концентратор 6, где упаривается до заданной концентрации за счет прямого контакта с топочными газами и направляется на склад. Выделяющиеся из концентратора газы проходят промывной скруббер 7, в котором улавливаются соединения фтора и выбрасываются в атмосферу. Газы, выделяющиеся из экстрактора и содержащие фтористый водород и тетрафторсилан, поступают на абсорбцию в абсорбер, орошаемый водой или разбавленной кремнефтористоводородной кислотой.

Рисунок 12.6 — Технологическая схема производства экстракционной фосфорной кислоты полугидратным методом: 1 – бункер фосфата; 2 – сборник серной кислоты; 3 – экстрактор; 4- вакуум-фильтр; 5 – подогреватель фосфорной кислоты; 6 – концентратор; 7 – промывной скруббер; 8 – сборник промывной жидкости

Основные аппараты в производстве экстракционной кислоты – экстрактор и вакуум-фильтр. Экстрактор – это железобетонный аппарат прямоугольного сечения, разделенный на 10 секций с мешалками, в котором пульпа последовательно перетекает из одной секции в другую. В другом варианте экстрактор составляет два сблокированных стальных экстрактора 730 м³, производительность его равна 340 т/сутки P₂O₅ при интенсивности около 25 кг/м³·ч.

12.3. Производство двойного суперфосфата

Двойной суперфосфат — концентрированное безбалластное простое фосфорное удобрение, получаемое разложением природных фосфатов фосфорной кислотой. Он представляет твердый гигроскопичный продукт серого цвета и выпускается в гранулированном виде. В отличие от простого суперфосфата не содержит балласта – сульфата кальция (СаSO₄) и поэтому, обладая той же агрохимической активностью, имеет большую концентрацию фосфорсодержащего компонента. Двойной суперфосфат содержит 45 – 51% общего P₂O₅, в том числе 42 – 49% в усвояемой форме в виде водорастворимых соединений (H₃PO₄)₂; Ca(H₂PO₄)₂; Mg(H₂PO₄)₂; и цитратно-растворимых соединений (CaHPO₄;Mg HPO₄; фосфаты железа).

Физико-химические основы процесса. Разложение природных фосфатов фосфорной кислотой представляет гетерогенный необратимый процесс, протекающий по уравнению

Ca₅(PO₄)₃F+7H₃PO₄+ 5H₂O = 5Ca(H₂PO₄) · H₂O + HF–132 кДж.

В этом процессе фосфорная кислота является не только реагентом кислотного разложения, но и носителем фосфора, что обеспечивает получение продукта с высоким содержанием усвояемого Р₂О₅.

Процесс взаимодействия фосфорной кислоты с трикальцийфосфатом протекает в две стадии. На первой стадии компоненты реагируют в подвижной суспензии, жидкая фаза которой содержит фосфорную кислоту,  монокальцийфосфат и другие растворимые продукты реакции. Эта стадия, идущая сначала с высокой скоростью, замедляется по мере нейтрализации кислоты и заканчивается при насыщении жидкой фазы фосфатами кальция. Продолжительность этой стадии зависит от организации технологического процесса и типа аппаратуры и колеблется от секунд до нескольких часов.

На второй стадии происходит кристаллизация монокальцийфосфата (дигидрофосфата кальция), приводящая к изменению состава жидкой и твердой фаз реакционной смеси. Выделение кристаллов, отлагающихся на частицах фосфата, затрудняет доступ к ним ионов H⁺, процесс разложения фосфата резко замедляется и, когда жидкая фаза насыщается дигидрофосфатом и моногидрофосфатом кальция, процесс прекращается.

Скорость растворения фосфатов в растворах фосфорной кислоты, не насыщенных продуктами реакции, лимитируется скоростью диффузии  ионов кальция Ca²⁺ от частиц фосфата в жидкую фазу. Поэтому высокая степень разложения фосфата на первой стадии может быть достигнута лишь при определенной концентрации фосфорной кислоты, равной 30 -40% Р₂О₅. На второй стадии, которая является определяющей для процесса разложения фосфата в целом, наибольшая скорость разложения достигается в растворах, содержащих около 45% Р₂О₅. С учетом этих требований выбирается технологический режим производства суперфосфата.

Так, например, в бескамерном методе сырье обрабатывается при 50 – 100ºС фосфорной кислотой концентрацией 28 – 40%  Р₂О₅, что отвечает оптимальным условиям первой стадии. Так как при этой концентрации кислоты вторая стадия процесса практически не идет, то процесс завершают при сушке реакционной массы, когда вследствие испарения воды повышается ее активность.

Технологическая схема производства. В производстве двойного суперфосфата используются три метода, различающиеся аппаратурным оформлением, концентрацией использованной фосфорной кислоты и температурным режимом процесса.

1. Камерный метод с использованием суперфосфатных камер непрерывного действия и выдерживанием продукта для созревания на складе. Для разложения фосфатов используют термическую или экстракционную кислоту концентрацией 50 – 58% P₂O₅ при избытке 110% от стехиометрического количества. Степень разложения фосфата 0,75 – 0,80 д.ед.
2. Камерно-поточный метод с использованием аналогичных камер, но без операции складского созревания. Для разложения фосфатов используется экстракционная кислота концентрацией 47 – 49%, взятая в стехиометрическом отношении. Степень разложения не выше 0,7 дол.ед.
3. Поточный (бескамерный) метод с использованием неупаренной кислоты концентрацией 30% P₂O₅ при степени разложения фосфата до 0,55 дол.ед. В отличие от предыдущих методов здесь разложение сырья осуществляют в две ступени. Первую стадию процесса проводят в реакторах до степени разложения 0,5 дол. ед. Дальнейшее разложение протекает при высокой температуре в сушилках различного типа: распылительных (РС), барабанных грануляторах-сушилках (БГС), распылительных сушилках-грануляторах кипящего слоя (РКСГ). Наиболее распространены схемы с использованием аппаратов БГС, конструкция которых непрерывно совершенствуется. На рисунке 12.7 представлена технологическая схема производства двойного суперфосфата поточным методом с аппаратом БГС производительностью 180 тыс. тонн в год.

Рисунок 12.7 — Технологическая схема производства двойного суперфосфата поточным методом: 1 – бункер фосфата; 2 – сборник фосфорной кислоты; 3 – реактор I ступени; 4 – реактор II ступени; 5 – аппарат БГС; 6 – топка; 7,8 – грохоты; 9 – дробилка;  10 – барабан-аммонизатор; 11 – холодильник «КС»; 12, 13 – циклон

Измельченный фосфат из бункера 1 и фосфорная кислота из сборника 2 подают в реактор I ступени 3. Из него реакционная пульпа перетекает в реактор II ступени 4. В оба реактора подают острый пар, обеспечивающий температуру  реакционной массы 90 – 100ºС. Из реактора II ступени пульпа поступает в аппарат БГС 5, где происходят завершающая стадия разложения фосфорита, сушка и грануляция пульпы. В аппарат БГС подается также ретур – тонко измельченный двойной суперфосфат после отделения товарного продукта. Отношение масс ретура и готового суперфосфата равно 3:1. Пульпа, поступающая в аппарат БГС, разбрызгивается форсунками и наслаивается на частицы ретура, образуя гранулы, которые высушиваются при 700ºС топочными газами, поступающими в аппарат из топки 6. Сухой продукт направляется на грохоты 7 и 8, где его разделяют на три фракции. Крупную фракцию после измельчения в дробилке 9 смешивают с мелкой фракцией, прошедшей через грохот 8, и пылью из циклонов 12 и 13 и в виде ретура возвращают в аппарат БГС. Товарную фракцию суперфосфата, прошедшую через грохот 7, с размерами гранул 1 – 4 мм направляют в барабан-аммонизатор 10, где остаточная фосфорная кислота нейтрализуется аммиаком. Из аммонизатора она попадает в холодильник кипящего слоя 11 и затем на склад. Выделяющиеся из аппарата БГС фторсодержащие газы очищаются от пыли в циклоне 12 и направляются на абсорбцию водой, после чего выбрасываются в атмосферу.

Основным аппаратом в поточной схеме является барабанная гранулятор-сушилка, представляющая барабан диаметром 4,5 м и длинной до 35 м, установленный под углом 3º и вращающийся с частотой 4 об/м. Барабан содержит внутри лопастную насадку переменной конфигурации, с помощью которой при вращении барабана создается завеса частиц суперфосфата, ссыпающегося с полок. Теплоноситель (топочные газы) и поток суспензии суперфосфата подаются по оси аппарата, что уменьшает нагрев его стенок и позволяет применять топочные газы, нагретые до 950ºС. Производительность аппарата БГС составляет 40 т/час.

Расходные коэффициенты на 1 т усвояемого Р₂O₅ составляют:

• фосфорит 0,28 – 0,29 т;
• экстракционная фосфорная кислота 0,80 – 0,83 т.

Себестоимость продукта в поточном и камерном методах практически одинакова. При этом себестоимость Р₂O₅ в них на 20% выше, чем в производстве простого суперфосфата. Однако, это компенсируется экономией при транспортировке, хранении и внесении в почву более концентрированного удобрения, каким является двойной суперфосфат.

Пример решения задачи

 

Составить материальный баланс фильтрации экстракционной пульпы, полученной из серной кислоты с массовой долей ω% и апатитового концентрата, содержащего g % P₂O₅, e % CaO, f % фтора.

            Концентрация продукционной фосфорной кислоты а % P₂O₅, коэффициент разложения апатита b %  содержания жидкой фазы в отбросном промытом фосфогипсе с %, отношение ж/т в пульпе 3:1.

            Степень выделения фтора в газовую фазу d % от содержания его в сырье. В процессе экстракции испаряется 262 кг H₂O на 1 т апатита. Фильтрация осуществляется на карусельном вакуум фильтре с 4–мя зонами фильтрации (одна основная и три промывные). Влажность отмытого гипса по зонам:

• после первой а₁ = 52%
• после второй а₂ = 50%
• после третьей а₃ = 45%

Расчет составляем на 1000 кг апатитового концентрата по  основным стадиям процесса.

 

Исходные данные

а = 32%    b = 98%    c = 40%    d = 20%    ω = 93 %   g = 39,4%   e =  52%  f  = 3 %

Решение

1) Основная фильтрация

Приход

Масса поступающей на фильтрацию пульпы

G_п = 100 • G_ч (Ж+Т) = 1,6 • 100(3+1) = 6400 кг

где G_ч – гипсовое число; G_ч = 1,6

Расход

Выход продукционной фосфорной кислоты

[TEX]Gпрод=\frac{1000\cdot g\cdot b\cdot Mh4PO4}{a\cdot 100} = \frac{1000\cdot 0. 394\cdot 98\cdot 98}{32\cdot 100} [/TEX]= 1182.5 кг

где М_h4PO4 – молярная масса фосфорной кислоты, 98 кг/кмоль.

Масса фосфогипса после первой фильтрации:

[TEX]Gфг1=\frac{1600\cdot 100}{100-а1} =\frac{1600\cdot 100}{100-52}=3333,3 кг [/TEX]

В том числе, кг:

Гипс G_ч • 1000 = 1,6 • 1000 = 1600

Жидкая фаза 3333,3 – 1600 = 1733,3

Масса оборотной кислоты

G_об.к. = G_ч • 1000 • Ж – (G_прод + 1733,3) = 1600 • 3 – (1182,5 + 1733,3) = 1884,2 кг

Материальный баланс основной фильтрации

Приход	кг	Расход	кг
Пульпа	6400	Продукционная фосфорная кислота	1182,5
		Оборотная фосфорная кислота	1884,2
		Фосфогипс	3333,3
Всего	6400		6400

 

 

2) Первая промывка

Приход

Масса фосфогипса, поступающая с основной фильтрации – 3333,3 кг

Масса первого фильтрата

 

G_ф1 = G_прод  + G_{об. к} = 1182,5 + 1884,2 = 3066,7 кг

 

Масса раствора разбавления

[TEX]Gpp=6400-(1000+\frac{1,75\cdot e\cdot 100}{\omega } -\frac{1000\cdot f\cdot d\cdot MSiF4}{n\cdot AF}) =4691.7 кг[/TEX]

где М_SiF4 – молярная масса SiF₄, кг/моль

n – число атомов фтора в молекуле SiF₄

А_fF– атомная маса фтора, кг/моль.

Масса второго фильтрата, направляемого в экстрактор

 

G_ф2 = G_р.р. – G_об.к = 4691,7 – 1884,2 = 2807,5 кг

 

Масса третьего фильтрата, используемого для первой промывки фосфогипса

[TEX]Gф3=Gф2+\frac{Gч\cdot 1000\cdot 100}{100-а} -(Gп-Gф1)=2807,5+\frac{1,6\cdot 1000\cdot 100}{100-50}-(6400-3066,7)=2674,2 кг [/TEX]

Расход

Масса второго фильтрата G_ф2 составляет 2807,5 кг

Фосфогипса после первой промывки при влажности а₂ = 50% получается

[TEX]Gфг2=\frac{1600\cdot 100}{100-а2} =3200 кг[/TEX]

Материальный баланс первой промывки

Приход	кг	Расход	кг
Фосфогипс	3333,3	Второй фильтрат	2807,5
Третий фильтрат	2674,2	Фосфогипс	3200
Всего	6007,5		6007,5

3) Вторая промывка

Приход

Масса поступающего на промывку фосфогипса с влажностью а₂ = 50%, составляет 3200 кг

 

Масса четвертого фильтрата, используемого для второй промывки фосфогипса

[TEX]Gф4=\frac{1600\cdot 100}{100-а3} +Gф3-\frac{1600\cdot 100}{100-а2} =\frac{1600\cdot 100}{100-45} +2674,2-\frac{1600\cdot 100}{100-50} 2383,3кг[/TEX]

Расход

Масса третьего фильтрата, полученного после второй промывки фосфогипса, составляет 2674,2 кг.

Масса фосфогипса после второй промывки:

[TEX]\frac{1600\cdot 100}{100-а3} =\frac{1600\cdot 100}{100-45} =2909,1кг[/TEX]

Материальный баланс второй  промывки

Приход	кг	Расход	кг
Фосфогипс	3200	Третий фильтрат	2674,2
Четвертый фильтрат	2383,3	Фосфогипс	2909,1
Всего	5583,3		5583,3

 

 

 

 

4) Третья промывка

Приход

Масса  фосфогипса, поступающего на третью промывку, составляет 2909,1 кг.

Масса воды на 1000 кг апатита, направляемой на промывку фосфогипса

[TEX]Gh3O=Gпрод+\frac{1600\cdot 100}{100-с} +1600+Gгаз-100-Gкисл=1182,5+\frac{1600\cdot 100}{100-40} +1600+270,2-1000-978,5=2140,9 кг[/TEX]

где [TEX]Gгаз=\frac{1000\cdot f\cdot d\cdot MSiF4}{nA(F)} =270. 2 кг[/TEX] — количество выделившихся в газовую фазу фтористых соединений в расчете на SiF₄ (см. первую промывку),

       [TEX]Gкисл=\frac{1,75\cdot е\cdot 1000}{0,93} = \frac{1,75\cdot 0,52\cdot 1000}{0,93}=978,5 кг [/TEX]– расход 93% серной кислоты на 1000 кг апатитового концентрата

Расход

Масса отбросного фосфогипса

[TEX]\frac{1600\cdot 100}{100-с} =\frac{1600\cdot 100}{100-40} =2666,7 кг[/TEX]

Масса четвертого фильтрата составляет 2383,3 кг

Материальный баланс третьей  промывки

Приход	кг	Расход	кг
Фосфогипс	2909,1	Четвертый фильтрат	2383,3
Вода на промывку фосфогипса	2140,9	Отбросный фосфогипс	2666,7
Всего	5050,0		5050,0

 

 

 

 

 

 

 

 

Двойной суперфосфат: инструкция по применению удобрения осенью, состав, плюсы и минусы

Минералы фосфора – фосфориты и апатиты – не растворимы в воде и плохо усваиваются растениями. Чтобы получить из них удобрения, эти минералы обрабатывают кислотами и переводят в растворимые формы.

Содержание:

• Что это такое?
• Инструкция по применению
  • Подготовка раствора
  • Внесение подкормки
  • Особенности
  • Когда и на каких почвах применять
• Преимущества и недостатки
• Признаки недостатка фосфора
  • Причины дефицита

Что это такое?

Двойной суперфосфат (СФ) — минеральное фосфорное удобрение, получают действием концентрированной фосфорной кислоты. В отличие от простого суперфосфата, количество чистого фосфора в нем значительно выше — около 26%, и практически нет примесей.

Химическая формула: Ca(H₂PO₄)₂.

Простой суперфосфат получают с помощью серной кислоты. Его формула: Ca(H₂PO₄)₂*H₂O + 2CaSO₄.

Содержание чистого фосфора в нем около 12%. Так как удобрение получают из природных минералов, в нем в небольших количествах есть примеси серы, магния, кальция и других микроэлементов.

По внешнему виду оба удобрения похожи: гранулы светло-серого цвета, чуть более темные у простого СФ. Также можно встретить двойной СФ в виде светло-серого порошка.

Инструкция по применению

Подготовка раствора

В растворенном виде двойной суперфосфат можно применять в виде корневых и внекорневых подкормок для быстрого устранения нехватки фосфора.

Двойной СФ для улучшения растворимости всегда растворяют в горячей воде!

Для подкормок плодовых деревьев и кустарников 50 г удобрения растворяют в 10 л воды, дают настояться 24 часа и вносят по 0,5 л раствора на 1 кв. м приствольного круга.

Для внекорневых подкормок раствор должен быть меньшей концентрации, чтобы избежать ожога листьев. На ведро воды (8 литров) кладут 5 г двойного суперфосфата, дают настояться 8-10 часов, фильтруют и опрыскивают с помощью распылителя по листу.

Для подкормки рассады растворяют 10 г двойного суперфосфата и 50 г золы в 10 л воды, настаивают 24 часа и поливают под корень.

Если под рукой нет весов, используйте подручные мерные емкости:

• в стакане помещается 190 г гранулированного двойного СФ,
• в спичечном коробке – 22 г,
• в столовой ложке без горки – 16 г,
• в чайной ложке – 5 г.

Внесение подкормки

В гранулированном виде двойной суперфосфат вносят прямо в почву при перекопке ранней весной или осенью. Обязательно вносят калийные удобрения.

Для плодоносящих деревьев и ягодных кустарников внесение удобрения целесообразно осенью после уборки урожая. Именно высокое содержание фосфора помогает растениям восстановить силы после плодоношения, повышает морозостойкость, способствует закладке плодовых почек для будущего сезона.

Под ягодные кустарники: смородину, крыжовник, жимолость, малину, ежевику, — закладывают под куст 1-2 столовые ложки двойного СФ, равномерно рассыпая по приствольному кругу на расстоянии 20-30 см от ствола, затем перекапывают на глубину до 10 см.

Для деревьев удобрение раскладывают на расстоянии 0,5-1 м от ствола с обязательной последующей перекопкой. Можно внести суперфосфат в бороздки глубиной 15-20 см совместно с калийными удобрениями и органикой (компостом или перегноем).

На огороде для выращивания однолетних культур СФ вносят в почву под осеннюю перекопку вместе с компостом или перегноем и калийным удобрением. На 10-12 кг перегноя добавляют 20 г двойного СФ и 40 г калийной соли на 1 кв. м грядки.

Весной удобрение вносят непосредственно при перекопке грядок под посадку фасоли, тыквы, огурцов, томатов. Гранулированную подкормку можно раскладывать прямо в бороздки при посеве моркови из расчета 1 гранула на 0,1 погонный метр.

В лунки для посадки томатов или картофеля можно положить 0,5 — 1 ложки двойного СФ и тщательно перемешать с землей.

Обязательно вносят двойной СФ при закладке новой плантации земляники из расчета 25 (60) г на 1 кв. м.

Особенности

Как гранулированное удобрение, так и в виде порошка вносят непосредственно в почву, в бороздки, в лунки.

Универсальная инструкция на упаковке не дает сведений о точной дозировке для всех растений. Если есть сомнения, лучше внести меньшие дозы удобрений. При появлении признаков дефицита фосфора всегда можно провести дополнительные жидкие подкормки.

Семена большинства злаковых и многих овощей можно смешивать с гранулами непосредственно при посеве. Нельзя этого делать для семян подсолнечника и кукурузы, у которых прямой контакт с азотными и фосфорными удобрениями снижает всхожесть и угнетает молодые растения.

Оптимально использование двойного СФ совместно с органическими удобрениями.

Смесь для внесения под посадки тоже готовят заранее. На ведро перепревшего навоза или компоста добавляют 100-150 г удобрения и тщательно перемешивают. Смесь слегка увлажняют и оставляют на 2-3 недели, затем вносят в посадочные гряды.

Подкормку суперфосфатом можно совмещать с калийными и азотно-калийными удобрениями.

Внимание! Суперфосфат и двойной суперфосфат нельзя смешивать с аммиачной селитрой, известью, мелом и мочевиной.

Когда и на каких почвах применять

Лучшее время внесения гранулированного двойного СФ в почву — сентябрь и апрель. Почва в это время достаточно влажная, гранулы растворяются за две-три недели и питательные элементы делаются доступными для растений.

И простой СФ, и двойной хорошо работают на нейтральных и щелочных почвах.

Если грунт кислый, перед внесением фосфорных удобрений обязательно проводят нейтрализацию почвы с помощью извести или золы: 0,5 кг или 200 г на 1 кв. м соответственно. Чтобы сохранить полезные свойства, фосфорную подкормку после раскисления почвы вносят не раньше, чем через месяц.

Если кислотность почвы невысока, вместо двойного СФ можно использовать простой в удвоенном количестве, но без предварительного известкования, так как в его составе есть кальций.

Гранулированный двойной СФ под многолетние культуры вносят не чаще 1 раза в четыре года, потому что он переходит в почву медленно.

Преимущества и недостатки

Преимущества двойного СФ:

• отсутствие балласта в виде гипса;
• гранулы не слеживаются;
• длительное действие;
• не токсично.

Недостатки удобрения:

• медленно растворяется;
• при передозировке способствует накоплению в растениях избытка соединений азота, в том числе, нитратов.

Признаки недостатка фосфора

Фосфор играет важную роль в образовании хлорофилла и усвоении углекислого газа:

• входит в состав витаминов, белков и ферментов,
• необходим для завязывания и созревания плодов,
• увеличивает количество сахара в плодах,
• влияет на развитие молодых побегов и корневой системы.

Благодаря фосфору у растений повышается устойчивость к грибковым заболеваниям, гнилям, они легче переносят засуху и заморозки, многолетники не вымерзают зимой.

Растения всегда сигнализируют своим внешним видом, что фосфора не хватает:

1. При дефиците фосфора у большинства растений изменяется окраска листьев и стеблей. Они делаются сине-зелеными, фиолетовыми или пурпурными. Изменение окраски вначале наблюдается на нижней стороне листовой пластины, при сильном голодании – на всем растении целиком. На нижних листьях может появиться желтая, бурая или черная кайма. Листья постепенно сворачиваются и засыхают. Корни длинные, бурые или черные, практически без боковых корешков.
2. У земляники листья сначала голубовато-зеленые, затем краснеют по краям, делаются пурпурными или бронзовыми. Черенки ярко-красные. Ягоды жесткие, мелкие, кислые.
3. У плодовых деревьев истончаются и делаются короткими побеги, листья приобретают бронзово-пурпурный оттенок. Цветение и плодоношение слабое. Семена в плодах недоразвиты.
4. У смородины и крыжовника листья темно-зеленые или пурпурные с бурыми пятнами, преждевременно опадают. Ягоды плохо созревают и очень кислые.

При избытке фосфора развиваются признаки недостатка цинка, железа или азота. Например, укорачиваются междоузлия, короткие побеги, может проявиться хлороз листьев.

Первыми отреагируют на недостаток фосфора и могут служить индикаторами его содержания в почве:

• томаты;
• морковь;
• горох;
• фасоль;
• овес;
• кукуруза;
• гречиха.

Невысокая потребность в фосфоре у петрушки, лука, редиса, свеклы и редьки, перца.

Причины дефицита

Дефицит фосфора может возникнуть у растений, даже когда в почве его достаточно.

Одна из причин – малая растворимость большинства фосфорных соединений. На усвоении отражается низкая температура воздуха и почвы, наличие влаги.

Чаще всего недостаток фосфора испытывают растения на кислых почвах, глинистых и суглинках, с высоким содержанием ионов железа, алюминия, марганца, нитрат-ионов.

Фосфор, благодаря фосфоробактериям, хорошо усваивается в присутствии органических соединений, таких как гуматы. Когда в почве мало органики, тоже возникает дефицит элемента.

Владимир Терехов

Главный редактор и автор сайта. Агроном-овощевод по образованию, закончил аграрный университет МСХА им. К. А. Тимирязева в 2010 г.

Увлекаюсь опытным садоводством и журналистикой. Люблю читать классику, любимый автор — Ф. М. Достоевский. Мечтаю стать директором крупного с/х предприятия 🙂

Руководство по сельскому хозяйству

Садоводство

АвторPrakash Bhattarai 7 октября 2022 г. 7 октября 2022 г.

Прививка шпона Прививка – это процесс соединения подвоя и привоя двух разных растений одного или разных видов с целью получения растения, превосходящего существующее. Существуют различные типы прививки, подходящие для разных видов растений, такие как прививка вплотную, прививка сверху или прививка шпона, прививка сбоку и т. д.

Подробнее Процедура прививки шпона со схемойПродолжить

Сельскохозяйственные животные

АвторGovind Joshi 6 октября 2022 г. 14 октября 2022 г.

Коза Джамунапари Джамунапари — красивая чистокровная порода коз Индии, также известная под именами «Рам Сагол» и «Джаманапари». Из-за своего величественного вида он широко известен как «Пари» в районе своего происхождения. Предполагается, что это произошло с Индийского субконтинента, а также найдено в Бангладеш….

Подробнее Коза Джамунапари: характеристики, кормление, ценаПродолжить

Сельское хозяйство

АвторPrakash Bhattarai 5 октября 2022 г. 5 октября 2022 г.

Система

Taungya — это тип системы агролесоводства, в которой временные продовольственные культуры и постоянные лесные деревья выращиваются одновременно с конечной целью создания в будущем прочно укоренившегося леса. Раньше это была своего рода сменная обработка. Раньше люди находили лес, вырубали или сжигали его и начинали возделывать землю…

Подробнее Система Taungya: преимущества и недостаткиПродолжить

Садоводство

Автор: Нрипа Гаутам 2 сентября 2022 г. 13 сентября 2022 г.

Хотите вдохнуть новую жизнь в свой сад? Цепочка лягушек может быть идеальным дополнением! За этими маленькими ребятами легко ухаживать, и они могут украсить любое пространство. В этом руководстве мы предоставим все, что вам нужно знать, чтобы начать работу с растущей цепочкой лягушек. Обсудим…

Подробнее String of Frogs: Полное руководство по выращиваниюПродолжить

Сельскохозяйственные животные

АвторPrakash Bhattarai 25 августа 2022 г. 9 октября 2022 г.

Крупный рогатый скот джерсейской коровы — видные парнокопытные травоядные из семейства Bovidae. Взрослых самцов крупного рогатого скота называют быками, а самок — коровами. В соответствии с их использованием крупный рогатый скот широко классифицируется на молочные / молочные породы крупного рогатого скота, тягловые породы крупного рогатого скота и двойные породы крупного рогатого скота. Коровы, большие домашние взрослые особи…

Подробнее Корова Джерси: цена, надои и характеристикиПродолжить

Домашние животные

АвторPrakash Bhattarai 7 августа 2022 г. 31 августа 2022 г.

Немецкая овчарка Цена в Индии Немецкие овчарки всегда были одной из самых популярных пород собак в мире. Они известны своим умом, верностью и силой. Они могут стать отличными домашними животными, а также рабочими собаками. Если вы думаете о том, чтобы завести немецкую овчарку, важно понимать…

Подробнее Цена немецкой овчарки в Индии [Цена 2022 года] Продолжить

Садоводство

Автор: Нрипа Гаутам 1 августа 2022 г. 3 сентября 2022 г.

Philodendron Subhastatum Philodendron subhastatum – это редкий тропический вьющийся филодендрон, выращиваемый в основном из-за его двухцветной листвы. Это вечнозеленый вид с крупными блестящими листьями круглый год. Их листья темно-зеленые с красной нижней стороной. Цвет их листвы становится более заметным с возрастом. Эти исключительно красивые лиственные растения предпочтительно использовать для украшения…

Подробнее Philodendron Subhastatum — Ultimate Care & Grow GuideПродолжить

Садоводство

АвторPrakash Bhattarai 12 июля 2022 г. 17 июля 2022 г.

Инжир с листьями скрипки Коричневые пятна Инжир с листьями скрипки (FLF) иногда может быть непостоянным и сложным для некоторых новых владельцев. Если одна из их потребностей не будет удовлетворена, они обязательно покажут вам. Многие новые или даже опытные владельцы растений сталкиваются с проблемой появления коричневых или черных пятен на листьях фикусов…

Читать далее Коричневые пятна инжира на листе скрипки: причины и способы устраненияПродолжить

Криши Локсева

АвторPrakash Bhattarai 8 июля 2022 г. 8 июля 2022 г.

Вакансия ADBL ООО «Банк развития сельского хозяйства» (ADBL) открыл вакансию на различные должности. Это прекрасная возможность для тех, кто ждал, чтобы испытать свою удачу и трудолюбие. Вакансия ADBL представлена ​​на рисунке ниже: Программа ADBL Чтобы получить имя на разных должностях, необходимо следовать программе ADBL…

Подробнее Вакансия ADBL и учебный план 2079Продолжить

Садоводство

АвторPrakash Bhattarai 30 июня 2022 г. 30 июня 2022 г.

Syngonium Как садовник, я всегда ищу растение с множеством сортов. С разными сортами я могу наполнить свои сады разными оттенками одного и того же растения. Получается интересный ритм. Итак, для такого садовника, как я, я принес прекрасное растение с множеством разновидностей, то есть Synogium. Прежде чем мы…

Читать далее Разновидности сингониума с названиями и фотоПродолжить

Фосфор

Фосфор

Основные элементы для роста растений

Фосфор

---

биологические функции P в живых организмах наиболее примечателен вездесущими соединениями для переноса и хранения энергии АТФ / АДФ. Кроме того, сахарофосфаты образуют «рельсы» нуклеиновых кислоты ДНК и РНК (которые N-содержащие основания образуют «ступеньки»). Фосфолипиды являются важным компонентом химии мембран и фосфопротеины необходимы для жизнедеятельности.

Фосфор флоэмомобиль и физиологические результаты P дефицит распределяются более или менее равномерно по растению, обычно без ярко выраженных симптомов дефицита зрения, за исключением низкорослости роста и позднего созревания. Травянистые виды, в том числе кукуруза, покажут покраснение листьев при резком дефиците Р.

Формы P в почве: растворимая, минеральная и органическая.

Растворимый P в почвах часто в микромолярной концентрации диапазоне и составляет почти ничтожный процент от общего содержания фосфора в почве, за исключением тот факт, что это единственный фосфор, который могут использовать растения! Формы растворимого P: H ₂ PO ₄ ^— и HPO ₄ ^2-, соотношение между ними зависит от рН. При рН 7,2 они присутствуют в равных концентрациях. При рН 6,2 соотношение H ₂ PO ₄ ^— :HPO ₄ ^2- составляет 10:1, а при рН 8,2 — 1:10.

Минерал P составляет от 20 до 85% общего содержания фосфора в почве, в зависимости от сама почва, особенно содержание органического вещества в почве. В общем, образование фосфатов Al и Fe путем осаждения или сорбции, ограничивает растворимость фосфора в кислых почвах, а фосфаты кальция ограничивают растворимость фосфора в щелочные почвы. Эта картинка создает «золотую середину» для максимального Растворимость фосфора в равновесии с минералами фосфора при рН 6,5. По тому же признаку, минимальное количество удерживания или фиксации фосфора (в пределах обычные значения pH почвы) находится на уровне pH ~ 6,5.

Органический P составляют от 15 до 80% общего P (и точно дополняет % минерального P, так как растворимый P численно пренебрежимо мал.) Органическое вещество почвы обычно содержит C/N/P/S в соотношении 140:10:1.3:1.3, так что знание количества органического вещества будет дать оценку количества органического P. Organo-P расщепляется ферменты, называемые фосфатазами , которые присутствуют во многих почвенных организмов, а также продуцируются некоторыми растениями. В некоторых почвах P является наиболее лимитирующим питательным веществом для растений, а не N. В таких почвах, как правило, в тропиках, рН находится в кислом диапазоне, почвы имеют большую Р-фиксацию емкость, уровень органического вещества в почве очень низкий, органические остатки отсутствуют. возвращаются в почвы.

Другой способ взглянуть на P, особенно с точки зрения управления вид, это:

растворимый-P <==> лабильный-P <==> нелабильный-P

Растворимый P, конечно, достаточно хорошо определен, но химия лабильный P более сложен, так как представляет собой сочетание минерального и органического P, и поглощается, и выпадает в осадок. Кроме того, минерализация органический фосфор является особенно ценным источником биодоступного фосфора, особенно в сильно P-фиксирующих почвах. Растворимый P можно рассматривать как интенсивность и лабильный P как количество , так что P буферная емкость количество/интенсивность.

P Ввод в почву:

• Растительные и животные остатки
• Удобрения
• (Эолийская пыль)

P Выходы из почвы:

• Удаление урожая
• Сток/эрозия (в основном потеря верхнего слоя почвы, частицы которого содержат органический-P)
• (Выщелачивание в грунтовые или подземные воды не имеет последствий или не имеет большого значения)

P Тестирование

Наиболее распространенными методами проверки наличия P являются Bray-1, Методы Мелиха III и Ольсена. В Bray 1 используется смесь HCl и NH ₄ F. для растворения адсорбированных и слабокристаллизованных фосфатных минералов в кислотный экстрагент, повышающий растворимость фосфатов для целей экстрагент; фторид является хорошим комплексообразователем для Al ³⁺ по улучшают растворимость фосфатов. Метод Мелиха подобен и использует смесь NH ₄ F, уксусной кислоты и NH ₄ Cl/HCl. Оба применимы для измерения подвижного фосфата в кислых и нейтральных почвах. Для известковых почв (содержащих свободный CaCO ₃ , с pH>7,5) такие кислотные экстрагенты просто растворяют карбонаты и потребляют кислоты в экстрагенте. Вместо этого в методе Олсена используется 0,5 М NaHCO ₃ при pH 8,5, который подавляет Ca ²⁺ как высоким содержанием HCO ₃ ^— концентрация и высокий pH, что позволяет фосфатам растворяться из кальция фосфатные минералы (по принципу общего иона). (Все эти экстрагенты отличаются от прямого измерения растворимого фосфата в почве решение, которое присутствует в аналитически-трудных, но не невозможно низкой, концентрации и составляет лишь небольшую часть от общего доступный растениям фосфат в почве.)

Еще один P-тест, который становится все более популярным, — это оксид железа. пропитанная фильтровальная бумага, которая использует сильную сорбцию фосфаты на оксидах железа. Раствор хлорного железа нейтрализуют до образуют оксиды железа на фильтровальной бумаге. Фильтровальная бумага, пропитанная оксидом железа. можно либо встряхнуть с землей и водой, либо закопать в землю на срок время, чтобы поглотить почвенный фосфат, а затем восстановиться. Тогда фосфат десорбируют с фильтровальной бумаги и анализируют. Результаты обычно показывают сильная корреляция между лабильным Р по этому методу и по более обычные методы.

Результаты этих анализов используются с таблицами низкого, среднего, высокого и очень высокие значения, основанные на вероятности и степени реакции растений на добавил P. Такие таблицы собираются для каждой почвы и каждой культуры с использованием полевые испытания и могут распространяться также как компьютерно-вычислительные рекомендации.

Анализ фосфорных удобрений

Анализ удобрений на содержание фосфора в США находится в форме P ₂ O ₅ . [Помните: чтобы преобразовать %P в %P ₂ O ₅ , умножьте на (2×31 + 5×16)/2×31 [= 2,29]. Анализы делятся на водорастворимые P ₂ O ₅ и растворимый в цитрате P ₂ O ₅ . Монокальций фосфат, большая часть суперфосфата, растворим в воде. Дикальцийфосфат в значительной степени растворим в цитрате. Фосфат имеет низкую растворимый в цитрате P и очень малорастворимый в воде P.

P Удобрения

Каменный фосфат: источник всего минерального фосфора для удобрений. руда содержит от 6 до 15% фосфора. Добывается из месторождений во Флориде, Теннесси, Северная Каролина, Марокко и другие места. Очень нерастворим. Эффективно используется в качестве удобрения только на очень кислых почвах или при подкислении или частично подкисленный.

Одинарный суперфосфат: также известный как нормальный, простой или обычный суперфосфат (хотя как что-то «супер» может быть одновременно и нормальным или обычный?) В основном продукт реакции фосфоритов, обычно фторапатит, с серной кислотой по реакции:

2 Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ F + 7 H ₂ SO ₄ —> 3 Ca(H ₂ PO ₄ ) ₂ + 7 CaSO ₄ + 2 ВЧ

, производящий смесь монокальцийфосфата, водорастворимого фосфата, и гипс, а также летучий и очень неприятный газ плавиковой кислоты как побочный продукт. (Суперфосфатные растения регламентируются в отношении HF и СиФ ₄ выбросы.) Коммерческий продукт содержит от 7 до 9,5% P или от 16 до 22% P ₂ O ₅ .

Фосфорная кислота, H ₃ PO ₄ : Производится тот же процесс, что и при одиночном суперфосфате, но с использованием большего количества серной кислоты.

2 Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ F + 10 H ₂ SO ₄ —> 6 H ₃ PO ₄ + 10 CaSO ₄ + 2 ВЧ

Фосфорная кислота затем механически отделяется от гипса для использования. Фосфорная кислота редко используется непосредственно в качестве удобрения, за исключением для фертигации и коммерческой гидропоники, особенно когда исходная вода содержит (кальций) гидрокарбонатную щелочность (=высокий рН), что в противном случае может вызвать осаждение фосфатов. Этот материал, однако, кислота, используемая для производства фосфатов аммония и следующего удобрение:

Чистая фосфорная кислота представляет собой твердое вещество, плавящееся при 42°С. Фосфорная кислота торговля обычно составляет ~ 23% P или 53-54% от 16 до 22% P ₂ O ₅ .

Тройной суперфосфат : Активным ингредиентом является кальций монофосфат, как и в простом суперфосфате, но продукт несет меньшее содержание гипса, потому что он был сделан с фосфорной кислотой вместо серная кислота:

2 Ca ₅ (ПО ₄ ) ₃ Ж + 12 Н ₃ Заказ на покупку ₄ + 9 H ₂ O —> 9 Ca(H ₂ PO ₄ ) ₂ + 2 ВЧ

Этот материал содержит от 17 до 23% P, от 44 до 52% P ₂ O ₅ . Это было самое популярное фосфорное удобрение, пока его не превзошли аммиачные удобрения. фосфаты. Большая часть гипса, образующегося в качестве побочного продукта, направляется в строительство.

Фосфаты аммония: MAP, моноаммонийфосфат, NH ₄ H ₂ PO ₄ , обычно 12-52-0 и DAP, диаммонийфосфат, (NH ₄ ) ₂ HPO ₄ , обычно 20-50-0. Изготовлено путем взаимодействия различных количеств аммиака. с фосфорной кислотой. Чаще рассматривается как удобрение P, чем N удобрение после внесения DAP в качестве удобрения для достижения желаемой нормы азота превышает обычные показатели P в большинстве случаев. Полностью водорастворимый P.

Суперфосфорная кислота : Смесь фосфорной кислоты, содержащая значительная доля одной или нескольких полифосфорных кислот (пирофосфорная кислота, H ₄ P ₂ O ₇ ; трипирофосфорная кислота, H ₅ P ₃ O ₁₀ ; тетрапирофосфорная кислота, H ₆ P ₄ O ₁₃ . Производится путем «обжаривания» фосфорной кислоты для удаления некоторого количества воды. тем самым полимеризуя два или более фосфатов. Обычно от 30 до 36% P или 68 до 83% П ₂ О ₅

Полифосфаты аммония, APP: Продукт реакции полифосфорной кислоты (см. выше) с аммиаком с образованием конечного продукта с типичным состав удобрения 10-34-0, 10% N и 15% P. Продукт очень растворим в воде и обладает способностью хелатировать некоторые питательные микроэлементы, такие как как Fe и Zn.

Органические источники P: Те же самые источники органического N упомянутые ранее, например, навоз, сыворотка, шлам и т. д., а также содержат органический фосфор, который может служить источником фосфора в виде органического вещества минерализуется. Типичные значения: 4 фунта P/1000 галлонов (твердого) навоза и сыворотки и 6,3 фунта P/1000 галлонов в осадке сточных вод. Использование органических источников как источники N и P иногда проблематичны, потому что количество необходимые для удовлетворения потребностей в азоте, могут также добавлять фосфор, значительно превышающий потребности сельскохозяйственных культур; в избыток фосфора в верхнем слое почвы может увеличить опасность стока фосфора на поверхность воды.

Другими так называемыми «органическими» источниками фосфора являются костная мука, в которой активный ингредиент P тесно связан с фосфатом карбонатной породы, и каменный фосфат (который на самом деле совсем не органический). Оба обычно приемлемо для органических фермеров и садоводов. Наличие P в обоих повышается за счет подкисления , частичного или полного, до превращать минералы апатита в более растворимые фосфаты, хотя это органические фермеры не одобряют этот процесс из-за использования суровых химические вещества в процессе. Скопления гуано, помета птиц и летучих мышей также популярны в качестве органических удобрений, но наносят большой ущерб окружающей среде из которых они извлечены. Такой результат не должен вызывать удивления учитывая историю торговли гуано, как указано в базе данных по торговой среде.

---

Следующий Страница или Список элементов

---

Последнее изменение этой страницы: Филипп Барак, Univ. из Висконсин, 5 января 1999 г. Все права защищены.

Стандартизация рецептуры одного суперфосфатного удобрения для различных фосфатов хазарской породы

Стандартизация рецептуры одиночного суперфосфатного удобрения для различных фосфатов хазарской породы

Матиулла Хан1*, Хумера Ариф2, Мухаммад Рашид2, Мотсим Биллах4 и Шоаиб Ахмад1

1Научно-исследовательский институт земельных ресурсов, Национальный центр сельскохозяйственных исследований, Исламабад, Пакистан; 2Пир Мехр Али Шах, Университет засушливого сельского хозяйства Равалпинди Университет Равалпинди, Пакистан; 3Университет Харипура, Пакистан.

Аннотация | Дефицит фосфора (P) широко распространен в почвах Пакистана. Из 1279 тыс. тонн питательных веществ, потребленных в стране в 2017-2018 годах фосфорных удобрений, 85,4% было импортировано. Наиболее широкое применение фосфорных удобрений постоянно увеличивает стоимость растениеводства. Огромное количество каменного фосфата (RP), обнаруженного в районе Хазара в Пакистане, можно использовать в качестве источника фосфора путем получения простого суперфосфата (SSP). Пространственная изменчивость минералогии хазарейских РП может повлиять на доступность фосфора в этих породах. Поэтому в ходе эксперимента планировалось пересмотреть рецептуру SSP для породы из различных местоположений Хазары для получения максимально доступного фосфора. Горные фосфаты трех основных местоположений; Гулданию, Какул и Пасваль собирали и измельчали ​​на уровне 160 меш с общим содержанием Р2О5 ± 30%, обрабатывали различными количествами и разведениями серной кислоты. Результаты показали, что применение h3SO4 @0,6 л + 50% разбавление (об./об.) на кг Guldania RP давало значительно более высокое доступное содержание P (15,61%), в то время как Kakul RP высвобождало максимальное количество P (15,47%) при применении h3SO4 @0,60. L+ 55% объемное разбавление на кг RP. Pasval RP высвобождает максимальное количество фосфора при применении h3SO4 @0,55 л + разбавление 55% по объему на кг RP. Периодический анализ прореагировавших RP показал, что доступность P увеличивалась с течением времени, независимо от обработки и местоположения. Однако самый высокий P среди всех прореагировавших RP был зарегистрирован на 9-й день.0. После 90-го дня содержание P показало тенденцию к снижению, особенно в прореагировавших RP Paswal и Kakul. Эти результаты показывают, что с изменением минералогического состава RP потребность в h3SO4 для солюбилизации фосфора также меняется, следовательно, для всех трех местоположений будет применима отдельная рецептура. Эти результаты также указывают на то, что Guldania RP имеет хороший и экономичный потенциал для приготовления SSP.

Получено | 26 ноября 2019 г.; Принято | 18 марта 2020 г .; Опубликовано | 01 августа 2020 г.

*Переписка | Матиулла Хан, Научно-исследовательский институт земельных ресурсов, Национальный центр сельскохозяйственных исследований Исламабада, Пакистан; Электронная почта: mukhan65pk@yahoo. co.uk

Цитирование | Хан, М., Х. Ариф, М. Рашид, М. Биллах и С. Ахмад. 2020. Стандартизация рецептуры одного суперфосфатного удобрения для различных каменных фосфатов Hazara. Пакистанский журнал сельскохозяйственных исследований, 33(3): 637-642.

ДОИ | http://dx.doi.org/10.17582/journal.pjar/2020/33.3.637.642

Ключевые слова | Состав ССП, Фосфат подвижный, Фосфор подвижный, Кислота серная

Введение

Горный фосфат в основном представляет собой трикальцийфосфат, содержащий недоступную форму фосфора (Brady, 1990; Das, 2005). Около 90% фосфатов используется в основном для производства гранулированных и жидких фосфорных удобрений (Рабчевский, 1997). Известные во всем мире запасы каменного фосфата составляют более 40 миллиардов метрических тонн, что может удовлетворить мировые потребности в фосфорных удобрениях более чем на сто лет. Почти 60% мирового производства фосфатов производится США, Северной Африкой (Марокко и западная Сахара) и Китаем для производства фосфорных удобрений. Доля США в производстве каменного фосфата превышает 28 % (IPNI, 2008). Содержание фосфора и других элементов в фосфоритах определяет их качество. Для производства удобрений всегда требуется высококачественный фосфорит. Как правило, содержание P2O5 в породе выше 30% принимается для дальнейшей переработки. Как правило, примеси (CaO, Al2O3, MgO, SiO2, Fe2O3 обнаруживаются в каменном фосфате в зависимости от его происхождения (Chavarria et al., 19).81). Соединения железа и алюминия до определенной степени допустимы, хотя они снижают доступное содержание фосфора в продукте. Силикагель, как правило, не оказывает такого вредного воздействия, кроме снижения общего содержания фосфора в каменном фосфате. Увеличение содержания CaO увеличивает потребность в серной кислоте для реакции SSP. Применение огромного количества серной кислоты не только снижает доступное содержание фосфора, но и увеличивает стоимость (Lessis et al., 2015). Содержание хлора в фосфоритах до 0,5 не оказывает такого отрицательного влияния на приготовление фосфорных удобрений, особенно одиночного суперфосфата. Одинарный Суперфосфат имеет самую простую процедуру приготовления. По данным Хана и др. (2012), если 100 кг хазарского фосфата обработать технической серной кислотой 50%-ного разбавления (объем/объем), то после надлежащей обработки получится n/2 (где n=содержание P2O5 в фосфате руды), а Руководство по удобрениям, 1979 сообщалось, что на 100 кг фосфата требуется 20,15 л серной кислоты концентрацией 93% + 2,54 л воды.

В пакистанских почвах содержание извлекаемого фосфора составляет менее 10 мг/кг, поэтому они отмечены как дефицитные по фосфору (Memon, 2005; Rashid, 2005). Поэтому для борьбы с дефицитом и повышения урожайности рекомендуется внесение больших доз фосфорных удобрений. Пакистан ежегодно импортирует 1090 тысяч тонн фосфорных удобрений при потребности в 1279 тонн (GOP, 2018). Около 35,7 миллионов тонн питательных веществ RP находятся в районе Хазара, Пакистан. Общие запасы могут поддерживать годовую добычу в течение 30 лет, что больше, чем требуется стране в данный момент. (ПМДС, 2006). Для подготовки ССП используется очень незначительное количество местных резервов. В течение 2014 года в местной промышленности было приготовлено только 15 тонн питательных веществ SSP (14-18% P2O5) (GOP, 2018). Наименьшая доступность P из этих каменных фосфатов может быть связана с неподходящей формулой, которую они используют для приготовления SSP. Поэтому был проведен эксперимент, чтобы пересмотреть рецептуру SSP с конкретной ссылкой на различные основные месторождения каменного фосфата Хазара и сформулировать точный рецепт для производителя.

Материалы и методы

Лабораторный эксперимент по определению доступности фосфора из различных видов каменного фосфата был проведен в лабораторных условиях в Институте исследования земельных ресурсов НАРК Исламабад в течение 2015-2016 гг. Гулдания, Какул и Пасвал — три основных района в Хазаре, где находят запасы каменного фосфата и извлекают их вручную или с помощью небольшой техники в различных разбросанных местах. В каждом месте всех трех областей было отобрано по три образца стандартного и высшего качества. Оперативная оценка качества этих пород проводилась с использованием опыта местных лиц, занимающихся этим делом. Образцы измельчали ​​до размера частиц 160 масс. Были подготовлены репрезентативные образцы каждой зоны с содержанием Р2О5 ±30%. Первоначальный анализ каменного фосфата был проведен в лаборатории химии почв Национального центра сельскохозяйственных исследований Исламабада. Общее содержание фосфора и растворимость этих каменных фосфатов определяли по стандартной методике (Olsen and Sommers, 19).82) и приведены в таблице 1.

Таблица 1: Общее содержание фосфора в каменных фосфатах и ​​их растворимость.

Горные фосфаты	Всего P2O5 (%)	ПОБВ (%)	CSP (%)
Гулдания	30.10	0,011	4,95
Какул	30. 14	0,021	5,02
Пасваль	30.12	0,009	4,65

WSP: водорастворимый P; CSP: растворимый в цитрате P; Средние значения, за которыми следуют разные буквы, статически отличаются друг от друга при P≤ 0,05

Эксперимент был организован в соответствии с полным рандомизированным планом с разделенным графиком, где местоположения RP были сохранены в качестве фактора 1, а разбавление кислоты + концентрация в качестве фактора 2. Эксперимент был повторяется трижды. Из каждой пробы для реакции ССП отбирали по 200 г фосфата фосфорной кислоты. Различные комбинации разбавлений серной кислоты (удельный вес 1,84) (объем/объем) и количества применялись ко всем трем фосфатам горных пород. Подробности лечения были такими:

Основной участок: Местонахождение каменных фосфатов

• • Гидания
• • Какул
• • Пасваль

 

Подучасток

T1= 0,6 л (120 мл/200 г) +45% концентрация кислоты; T2= 0,6 л (120 мл/200 г) +50% концентрация кислоты; T3= 0,6 л (120 мл/200 г) +55% концентрация кислоты; T4= 0,55 л (110 мл/200 г) +45% концентрация кислоты; T5= 0,55 л (110 мл/200 г) +50% концентрация кислоты; T6= 0,55 л (110 мл/200 г) + 55% концентрация кислоты.

Разведения серной кислоты готовили по стандартной методике. 03 Стаканы объемом 2,5 литра были промаркированы как D-1 (45%), D-2 (50%) и D-3 (55%). Разбавление-1 (45%) готовили путем добавления 1,375 л водопроводной воды, а затем медленно и равномерно добавляли 1,125 л серной кислоты в химический стакан D-1 с помощью мерного цилиндра (1,0 л), чтобы свести к минимуму выделение дыма. Для приготовления Д-2 (50%) в химический стакан помещали 1,25 л водопроводной воды, а затем 1,25 л серной кислоты. Аналогичным образом получают D-3 (55%), добавляя 1,375 л кислоты к 1,125 л воды в соответствующем стакане. Все растворы оставляли на ночь для охлаждения до комнатной температуры. Взвесили по 200 г образца каждого фосфата горных пород (Guldania, Kakul и Paswal) в пластиковой бутылке и прореагировали с соответствующим разбавлением и количеством кислоты в соответствии с планом обработки. После реакции все флаконы выдерживали при комнатной температуре в течение 90 дней. Периодические анализы прореагировавшего фосфорита проводились на содержание доступного фосфора (Soltanpour and Workman, 1985) и свободной кислоты (Пакистанский стандарт, 1961).

Результаты и обсуждение

Доступная концентрация фосфора после подкисления фосфоритов

Реакция фосфоритов (ФФ) и кислоты для получения простого суперфосфата обычно протекает в две стадии; на первой стадии серная кислота реагирует с фосфоритом с образованием фосфорной кислоты (h4PO4) и сульфата кальция (CaSO4), а на второй стадии; h4PO4 реагирует с большим количеством каменного фосфата с образованием монофосфата кальция или одиночного суперфосфата (SSP). Первый этап завершается быстро, тогда как второй этап продолжается в течение нескольких дней или недель (Руководство по удобрениям, стр. 19).79). Следовательно, после подкисления различными концентрациями кислоты смесь выдерживали до завершения обеих реакций. Значения F для основного участка, где фосфаты породы Guldania, Kakul и Paswal (день 15, день 45 и день 90), и подучастка, где сравнивались различные разбавления и количество примененной серной кислоты (таблица 2). Статистический анализ показал, что влияние основного участка и подучастка было очень значимым (P≤0,01) для периодического наличия фосфора во всех образцах каменного фосфата. Взаимодействие между основным участком, где периодически содержалось доступное содержание фосфора из RP, и подучастком, где хранились различные разведения серной кислоты, также было высоко значимым (P≤0,01).

Таблица 2: F-значения ANOVA для воздействия кислоты на Гулданию, Какул и Пасваль.

СОВ	ДФ	В наличии P
		День 15	День 45	День 90
Основной участок	2	310,38**	390,78**	1828.01**
Подучасток	5	1581,32**	2579,54**	12412.4**
Взаимодействие	10	37,13**	32.04**	87,69**

SOV: источник вариации; DF: степень свободы; ** высокая значимость при P≤ 0,01

Периодическое выделение фосфора из подкисленных фосфатов каменных пород

Доступный фосфор на 15-й день: Данные, усредненные по основному участку для сравнения эффекта подучастков, показали очень значительные различия в содержании доступного фосфора из различных подкисленных RP на 15-й день ( Таблица 3). Результаты показали, что значительно более высокое (P≤0,01) содержание Р (12,06%) было зафиксировано при обработке (Т3), где РП обрабатывали серной кислотой разбавлением 55%+0,60 л, и 12,03% при обработке (Т2) серной кислотой. разведение 50%+0,60 л были статистически равны номиналу. В то время как обработка Т4 дала самую низкую доступность фосфора (10,82%) при разбавлении серной кислоты 45% и количестве 0,55 л. (12,14%) было зарегистрировано в образцах Гулдании, затем в Какуле с (11,90%), имеющая статистическую разницу, и самое низкое доступное содержание фосфора было зарегистрировано в Пасвале (10,75%), независимо от обработки. Взаимодействие между подучастком и основным участком было очень значимым (P≤0,01), демонстрируя самую высокую доступность фосфора (12,53%) при обработке, при которой каменный фосфат Гульдании обрабатывали серной кислотой, разбавленной 50% + 0,60 л. Самая низкая доступность фосфора (9,99 %) было зарегистрировано в Пасвале с разбавлением серной кислоты 45 % +0,55 л.

Доступный фосфор на 45-й день: данные, усредненные по основному участку для сравнения влияния подучастков, показали весьма значительные различия в содержании доступного фосфора. для различных РП на 15-е сутки (табл. 4). Результаты показали, что значительно самая высокая (P≤0,01) доступность P (14,84%) была зарегистрирована при обработке (T2), где разбавление серной кислоты 50%+ в количестве 0,60 л, и с последующей обработкой (T3) 14,83%, где серная кислота разведение 55% + количество 0,60 л, без статистической разницы. Принимая во внимание, что обработка T4 дала самую низкую доступность фосфора (13,63%), где применялась разбавленная серная кислота 45% в количестве 0,55 л. Данные, усредненные по подучастку, для сравнения влияния основных участков, где различные каменные фосфаты показали, что самая высокая доступность фосфора (15,05%) была зарегистрирована в образцах Гулдании, за которыми следует Какул со статистической разницей (14,63%). Самая низкая доступность фосфора была зарегистрирована в Пасвале (13,11%), независимо от лечения. Взаимодействие между подучастком и основным участком было очень значимым (P≤0,01). Самая высокая доступность фосфора (15,58%) была зарегистрирована при обработке, при которой каменный фосфат Гульдании обрабатывали серной кислотой, разбавленной 50% + количество 0,60 л, а самая низкая доступность фосфора (12,33%) была зарегистрирована в Пасвале с разбавлением серной кислоты 50. % и количество 0,55 л (Руководство по удобрениям, стр. 19).79).

Таблица 3: Высвобождение фосфора из различных каменных фосфатов при различных разбавлениях кислот и количествах на 15-й день.

Доступное содержание P2O5

  Кислота (л/кг RP)

h3SO4 Конц. (%)

Гулдания Какул Пасваль Среднее

Т1

0,60 45 12.32 б 11,62 д 10,52 я 11,49 С

Т2

0,60 50 12,53 а 12. 33 б 11,23 ж 12,03 А

Т3

0,60 55 12.10 кд 12,52 а 11,54 д 12,06 А

Т4

0,55 45 11,63 д 10,85 ч 9,99 Дж 10,82 Д

Т5

0,55 50 11,98 д 11,97 д 10,52 я 11,47 С

Т6

0,55 55 12,25 б 12.12 в 11,00 г 11,79 Б Среднее 12,14 А 11,90 Б 10,79 С —

Средние значения, за которыми следуют разные буквы, статически отличаются друг от друга при P≤ 0,05

Таблица 4: Высвобождение фосфора из различных каменных фосфатов при различных разбавлениях кислот и количествах на 45-й день.

Доступное содержание P2O5

Количество кислоты

(л/кг РП)

h3SO4 Конц. (%)

Гульдания Какул Пасваль Среднее 0,60 45 14,70 е 14,54 ж 12,93 к 14.06 до н.э. 0,60 50 15,58 а 15,27 с 13,73 я 14,84 А 0,60 55 15.19 с 15.43 б 13,88 ч 14,83 А 0,55 45 14,61 эф 13,64 я 12,64 л 13,63 Е 0,55 50 14,96 д 14,31 г 12,33 м 13,87 Д 0,55 55 15,27 с 14,62 эф 13,64 Дж 14.34 Б Среднее   15,05 А 14,63 Б13. 11С  

Средние значения, за которыми следуют разные буквы, статически отличаются друг от друга при P≤ 0,05

Доступное содержание P на 90-й день: Данные, усредненные по основному участку для сравнения влияния подучастка, показали весьма значительные различия в доступном P контент для различных RP на 15-й день (табл. 5). Результаты показали, что значительно самая высокая (P≤0,01) доступность P (14,56%) была зарегистрирована при обработке (T3), где применялось разбавление серной кислоты 55%+ в количестве 0,60 л и 14,53% с последующей обработкой (T3) серной кислотой. разведение 50%+ количество 0,60 л без статистической разницы. В то время как обработка Т4 дала самую низкую доступность фосфора (14,18 %) при разбавлении серной кислоты 45% при количестве 0,55 л. Данные усреднены по подучастку для сравнения эффекта основного участка, где различные каменные фосфаты показали, что самая высокая доступность фосфора ( 15,03 %) было зарегистрировано в образцах Guldania, за которым следовал Kakul со статистической разницей (14,63 %), в то время как самая низкая доступность P была зарегистрирована в Paswal (12,43 %), независимо от обработки. Взаимодействие между подучастком и основным участком было очень значимым (P≤0,01), а самая высокая доступность фосфора (15,61%) была зарегистрирована при обработке, при которой каменный фосфат Гульдании обрабатывали серной кислотой в разбавлении 50% + количество 0,60 л. самая низкая доступность фосфора (12,15%) была зарегистрирована в Пасвале с разбавлением серной кислоты 55%+ количество 0,55 л (Руководство по удобрениям, 19).79).

Таблица 5: Высвобождение P из различных каменных фосфатов при различных разбавлениях кислоты и количествах на 90-й день.

Доступное содержание P2O5

Кислота (л/кг RP)

h3SO4

Конц. (%)

Гулдания Какул Пасваль Среднее 0,60 45 14,56 г 14.46 ч 12,15 н 13,72 С 0,60 50 15,61 а 15,25 с 12,75 л 14,53 А 0,60 55 15. 15 д 15.47 б 13,06 к 14,56 А 0,55 45 14,65 ж 13,63 Дж 12.12 п 13,46 Д 0,55 50 14,98 д 14.30 и 11,83 или 13,70 С 0,55 55 15.22кд 14,66 ж 12,65 м 14.18 Б Среднее 15.03А 14,63 Б 12,43 С  

Средние значения, за которыми следуют разные буквы, статически отличаются друг от друга при P≤ 0,05

Содержание свободных кислот в различных ССП

Содержание свободных кислот в ССП является показателем его качества. ССП с содержанием свободной кислоты более 5% гигроскопичны по своей природе и образуют крошку при хранении на открытом воздухе. Данные по свободной кислоте, записанные в этом эксперименте, доказали, что содержание свободной кислоты было выше при обработке, где зафиксировано наименьшее высвобождение фосфора либо из-за избыточного внесения кислоты, чем при оптимальном, либо из-за меньшего и более разбавленного (Руководство по удобрениям, 1979). Содержание свободной кислоты колебалось от 4,23% до 7,68% среди вариантов обработки (таблица 6). Тенденция содержания свободной кислоты показала, что более высокое или более низкое применение серной кислоты вызывало более высокое содержание свободной кислоты в приготовленном SSP на 9-й день.0, это может быть связано с чрезмерным применением серной кислоты или слабой кислотой. Слабая кислота могла не реагировать с каменным фосфатом с выделением P и оставаться таковой в SSP.

Таблица 6: Содержание свободной кислоты в различных SSP после реакции на 90-й день. Гульдания Какул Пасваль Среднее Обработанная кислота (л/кг RP) Кислота Конц. (%) Содержание свободной кислоты (%) 0,60 45 5,52 от 5.61d 7,38 аб 6.17 АБ 0,60 50 4.23 фг 4,32 фг 6,79 б 5,08 С 0,60 55 5. 01 эф 4,38 6,72 б 5.37 г. до н.э. 0,55 45 5,35 д 6,24 с 7,42 а 6,34 А 0,55 50 5.13 эф 5,73 д 7,68 а 6.18 АВ 0,55 55 4,5 фг 5,49 от 6,84 б 5,61 Б Среднее 4,96 А 5,26 Б 7.13 С —

Средние значения, за которыми следуют разные буквы, статически отличаются друг от друга при P≤ 0,05

Периодический тренд доступности P из различных фосфатов

Влияние временного промежутка на доступность P в различных фосфатах каменных пород после процесса подкисления оставалось восходящим вверх до 90-го дня (рис. 1). Guldania продемонстрировала максимальную доступность P (12,14%), чем Kakul (11,90%) и Paswal (10,79) на 15-й день. Точно так же Guldania дала большую доступность P (15,05%), чем Kakul (14,63%) и Paswal (13,11%) на 45-й день. Гулдания показала самую высокую доступность фосфора (15,03%), чем какул (14,63%) и пасвал (12,41%) на 9-й день.0. Общая доступность фосфора была очень высокой до 15-го дня, когда 76,02–76,19% доступного содержания фосфора было зарегистрировано в Гульдании, Какуле и Пасвале независимо от применения кислоты. Guldania превзошла Kakul и Paswal по доступности фосфора, выделив фосфор на 89,71% и 97,98% соответственно на 15-й день. Тенденция доступности P между 15-м и 90-м днем ​​увеличивалась, но скорость увеличения была не такой резкой, как до 15-го дня. Увеличение доступности фосфора между 45-м и 90-м днем ​​оставалось постоянным. Результаты соответствуют выводам Anonymous (2004 г.) и Пакистанской корпорации по разработке полезных ископаемых (2006 г.).

Выводы и рекомендации

Результаты этих экспериментов показали, что все три каменных фосфата высвобождают максимальное количество фосфора при различных кислотных составах. Делается вывод, что;

• • Горный фосфат района Гулдания более реакционноспособен, чем Kakul и Paswal. Это приводит к сравнительно более обогащенному SSP.
• • Доступность фосфора продолжает увеличиваться после реакции до 45-го дня.
• • Количество разбавленной серной кислоты, необходимое для реакции 1 кг каменного фосфата с выделением максимального количества P, содержащего SSP.

 

Благодарность

Исследования для Программы сельскохозяйственного развития (RADP) Сельскохозяйственные исследования Пакистана (PARC) выражают благодарность за финансовую поддержку для проведения этого исследования.

Вклад автора

Матиулла Хан: Проведение эксперимента, планирование и контроль лабораторных и полевых работ, помощь в написании.

Humera Arif: Лабораторные и полевые работы, анализ данных, чертежи.

Мухаммад Рашид: главный руководитель исследования. Помогал в планировании, написании и обзоре исследования.

Моцим Биллах: помощь в анализе данных, лабораторной аналитической работе и планировании экспериментов.

Шоаиб Ахмад: помощь в сборе данных, обзоре литературы и планировании анализа.

Конфликт интересов

Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

Аноним. 2004 г. Инвестиционно-ориентированное исследование полезных ископаемых и горнодобывающих отраслей. Совет экспертов. Сотовый, министр. Ind. Prod., GoP. стр. 113-117.

Брейди, Н., 1990. Природа и свойства почв. 8-е издание. Издательство Макмиллан. Co., Inc. Нью-Йорк.

Chavarria, J.M., 1981. Справочник по фосфорным удобрениям. ISMA limited, 28 Rue Marbeuf 75008 Париж.

Дас, К.Д., 2005. Введение в почвоведение. 4-е издание, Kalyani Publishers, Нью-Дели, Индия.

Руководство по внесению удобрений. 1979. Организация Объединенных Наций по промышленному развитию (ЮНИДО), Вена, Австрия. Международный центр разработки удобрений (IFDC) Muscle Shoals, Алабама, США.

ГОП. 2018 г. Экономический обзор Пакистана (2014 г.). Министр. Фуд Агрик. Кормили. Бур. Стат. , Республиканская партия, Исламабад.

ИПНИ. 2008. Оценка состояния фосфора в почве и использование фосфорных удобрений для оптимизации растениеводства. ИПНИ-TECDOC-1272. Вена.

Хан, М., С. Ахмад, М. Шариф, М. Биллах и М. Аслам. 2012. Составление одного суперфосфатного удобрения из каменного фосфата Хазары, Пакистан. Почвенная среда. 31(1): 96-99.

Лассис М., Н. Дадда и Р. Рахмния. 2015. Растворение фосфатной руды Джебель-Онк с использованием серной кислоты. Окружающая среда. нанотехнологии. Монит. Управлять. 4: 12-16. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2015.03.002

Мемон, К.С., 2005. Потребность пакистанских почв в фосфоре в: Proc. XII межд. Форум Soil Taxonomy Agro Technol. Перевод I. Почвенное обследование Пакистана, Лахор.

Олсен С. Р. и Л. Э. Соммерс. 1982. Фосфор. В AL Page (ed.), Methods of Soil Analysis, Agron. № 9, часть 2: Химические и микробиологические свойства, 2-е изд., Ам. Соц Мэдисон Висконсим. 403-430.

PMDC, 2006. Краткий отчет об исследовании каменных фосфатов в Какауле и Тарнвари.