Основные химические реакции при производстве сложно-смешанных удобрении протекают аммонизаторе-грануляторе, где исходные компоненты взаимодействуют с аммиаком:
H3PO4 + NH3 = NH4H2PO4
Ca(H2PO4)2 · H2O + NH3 = CaHPO4 + NH4H2PO4 + H2O
NH4H2PO4 + CaSO4 + NH3 = CaHPO4 + (NH4)2SO4
KCl + NH4NO3 = KNO3 + NH4Cl
Водорастворимый Са(H2PO4)2,содержащийся в суперфосфате, частично превращется в менее растворимый CaHPO4. Ретроградацию предотвращают путем введения в смесь серной или фосфорной кислоты:
Ca(H2PO4)2+ H2 SO4 + 2NH3 = CaSO4 + 2NH4H2PO4
При получении смешанных удобрении следует учитывать, что между некоторыми удобрениями могут идти нежелательные химические процессы, в результате которых будут утрачены питательные вещества и ухудшены физические свойства удобрения. Например, при смешении аммиачной селитры с суперфосфатом в результате протекания реакции:
NH4NO3 + H3PO4 = NH4 H2PO4 + HNO3
2NH4NO3 + Ca(H2PO4 )2 + Ca(NO3 )2
часть азота теряется в виде паров азотной кислоты или оксидов азота, а физические свойства смеси ухудшаются из-за образования гигросопичного нитрата кальция. Введение в эту смесь нейтрализирующих добавок предотвращает выделение азотной кислоты, способствует превыщению части монокальцийфосфата и дикальцийфосфат, что улучшает физические свойства удобрения.
Получение качественных тукосмесей достигается правильным подбором компонентов и использованием для смешения удобрении с определенными свойствами. При непрвильном подборе компонентов возможно ухудшение физических свойствтукосмеси или потери питательных веществ. Поэтому при смешении, во избежание нежелательных явлений, обычно рекомендуется пользоваться специальными диаграммами и таблицами смесимости.
Наприамер на диаграмме 1 , показано, что калийные соли можно смешивать со всеми удобрениями, аммофос -со всеми удобрениями, кроме металлургических шлаков, аммиачную селитру нельзя смешивать с карбамидом и тд.
Однако эти таблицы и диаграммы не учитывают влияние нейтрализирующих добавок, изменений в ассортименте и качестве удобрении; рекомендации таблиц относятся только к парным комбинациям и, следовательно, не могут быть использованы при получении трехкомпонентных систем.
Возможный состав смешанных удобрении
| Компоненты | Состав удобрений, масс. % | Соотношения N : Р2О5 : K2O | |||
| N | Р2О5 | K2O | N + Р2О5 +K2O | ||
| Аммиачная селитра, аммофос, суперфосфат двойной, хлорид калия Карбамид, аммофос, хлорид калияАммофос, аммиачная селитра, хлорид калия Суперфосфат двойной, аммиач-ная селитра, хлорид калия, нейтрализирующий добавки | 16 19,3 15,4 17,2 13,9 | 16 19,3 30,8 17,2 13,9 | 16 19,3 15,4 17,2 13,9 | 48 57,9 61,6 51,6 41,7 | 1:1:1 1:1:1 1:2:1 1:1:1 1:1:1 |
1.3 Физико-химические свойства сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции
Жидкие комплексные удобрения выпускаются в виде прозрачных растворов (ЖКУ) и суспензии (СЖКУ). Они должны обладать устойчивостью в условиях хранения и применения, из них не должны выпадать осадки. При проготовлении суспензий в ЖКУ вводят стабилизирующие добавки -некоторые сорта тон кодисперсных глин, которые препятствуют росту и осаждению кристаллов из раствора и позволяют повысить концентрацию действующих веществ в удобрения.
Жидкие комплексные удобрения по сравнению с твердыми комплексными удобрениями имеют ряд преимуществ, поютому объем их производства за последние годы значительно возрос. Использование ЖКУ позволяет полностью механизировать процесс внесения удобрения в почву, обеспечивает равномерное распределение действующих веществ, создает возможность одновременного внесения с удобрениями гербицидов, пестицидов, микроэлементов. При производстве ЖКУ значительно снижаются капитальные затраты и стоимость переработки сырья, так как в технологической схеме отсутствуют стадии сушки, гранулирования, охлаждения, дробления, рассева, кондиционирования и большое число транспортных средств.
Качество и стабильность растворов ЖКУ зависят от степени конверсии Р2О5
и содержания примесей железа и алюминия в полифосфорной кислоте. При увеличении степени конверсии и уменьшении содержания примесей в кислоте, качество и стабильность растворов повышаются. Из кислоты, содержащей до 1% Аl2O3 или 1,5% Fe2O3, получаются прозрачные и стабильные ЖКУ марки 10-34-0. При приготовлении аналогичных ЖКУ из более загрязненной килоты, из растворов выпадает нерастворимый осадок черного цвета, представляющий собой аммонийные пирофосфаты железа и аллюминия.
Состав и свойства ЖКУ
Показатели | Жидкие комплексные удобрения | |||
| 01:01:01 | 1,5:1:1 | 1:1,5:1 | 01:01:01,50 | |
| Содержание питательных веществ(сумма), масс.%Содержание, % Р2О5 общ.Р2О5 орто.N общ. К2О Степень конверсии, %рНПлотность при 200С, кг/м3Вязкость при 200С, Мпа·сТемпература замерзания, 0С | 28,15 9,15 5,11 9,59 9,41 44,2 6,8 1264 25,4 -18 | 27,61 7,53 4,42 11,87 8,21 41,3 6,77 1250 23 -2,3 | 31,23 13,01 6,96 9,48 8,72 46,5 7,13 1290 39,4 -20 | 25,86 7,61 4,06 7,41 10,84 46,7 6,63 1240 18,2 -14 |
Аммофос. Стандартный аммофос в зависимости от состава исходной экстракиционной фосфорной кислоты содержит от 35,5 до 50% усвояемой Р2О5 водорастворимой и от 9 до 11% азота. Выпускается в порошковидном и гранулированном состоянии.
Экстракционная фосфорная кислота.
Аммиак.
Исходные компоненты сложно-смешанных удобрении. В качестве исходных компонентов для сухого тукосмешения обычно используют аммиаяную селитру, сульфат аммония, простой или двоной суперфосфаты, диаммонийфосфат, хлорид и сульфат калия, карбамид, аммофос, сульфоаммофос и др.
Исходные компоненты должны содержать минимальное количество влаги, не слеживаться, иметь одинаковый гранулометрический состав и быть негигроскопичными. Кроме того, используемые в сухом тукосмешении простые и неуравновешенные комплексные удобрения должны сохранять сыпучесть, неслеживаемость и гранулометрический состав в процессе их транспортирования в специальных вагонах с донной выгрузкой и при хранении насыпью в течении 6 месяцев.
Характеристика гранулометричсекого состава исходных компонентов
удобрении для тукосмесей
Исходное удобрение | Размер гранул, мм | Плот-ность, т/м3 | Форма гранул | ||||
| 3,3 | 2,4-3,3 | 1,65-2,4 | 1-1,65 | до 1 | |||
| Содержание фракции, % | |||||||
| Аммиачная селитраКарбамид гранулированныйСульфат аммонияАммонитрофос (30-10-0)Диаммонийфосфат (18- 46-0)Двойной суперфосфат Хлорид калия гранулированный в рас- ворепрессованный в дроб- леный | 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 | 6 0 35 25 1 6 5 5 29 5 14 | 65 8 54 43 17 46 63 83 56 29 65 | 25 89 8 28 78 41 31 12 13 58 20 | 4 3 2 4 4 7 1 0 1 8 1 | 1,29 1,65 1,50 1,63 1,32 1,64 1,27 1,63 2,12 1,93 1,96 | Правильная шарообразная Очень правильная шаро- образная Относительно шарообразная Неправильные чешуйкиОчень правильная шаро- образнаяНеправильные чешуйкиПравильная шарообразная То же Относительно шарообразная То же Неправильная |
От качества исходных компонентов тукосмесей напрямую зависит качество сложно-смешанных удобрении. Чем выше качество исходных компонентов, тем лучше свойства удобрении (срок годности, неслеживаемость и тд.).