Производство калийных удобрений

                                           

 

                                            СОДЕРЖАНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….

РАЗДЕЛ 1 Виды и применение калийных удобрений…………………

1. Калийные удобрения как необходимый элемент для растений и их применение……………………………………………………….…...
2. Промышленные калийные удобрения………………………………
3. Сырье для калийного производства и способы обогащения

 руды…………………………………………………………………..

4. Основные методы получения калийных удобрений ………………

РАЗДЕЛ 2 Общая характеристика технологии калийного

                   производства………………………………………………...

2.1 Описание технологических  схем…………………………………...

2.2 Технологическое оборудование……………………………………

2.2.1 Барабанная сушилка………………………………………………

2.2.2 Вакуумные фильтры………………………………………………

2.2.3 Щековая дробилка………………………………………………..

2.2.4 Туковая сеялка……………………………………………………

2.3 Утилизация отходов……………………………………………….

РАЗДЕЛ 3 Характеристика отходов  калийного производства……..

3.1 Основные отходы калийной  промышленности и способы их 

утилизации…………………………………………………………….

РАЗДЕЛ 4 Влияние производства на окружающую среду…………

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………..

БИБЛИОГРАФИЯ…………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             ВВЕДЕНИЕ

 

 

      Производство  минеральных солей удобрений  составляют одну из важнейших  задач химической промышленности. Ассортимент минеральных, используемых  в сельском хозяйстве, самой химической промышленности, металлургии, фармацевтическом производстве, строительстве, быту, составляет сотни наименований и непрерывно растет.

       В качестве  калийных удобрений применяют  сырые природные вещества (чаще  всего сильвинит) и продукты  их переработки (хлорид и сульфат  калия; 40%-ные калийные соли), а  также золу растений.

       Основным  сырьем для получения калийных  удобрений в Украине является  сильвинит, представляющий собой  породу состава mNaCl+NaCl, которая содержит = 14 – 18%  К₂О.

        В  качестве примесей сильвиниту  сопутствуют в небольших количествах  соединения: магния, кальция и др. Из сильвинита получают и основное  калийное удобрение – хлорид  калия.

         Целью данной курсовой работы  является анализ технологии производства  калийных удобрений, утилизации  отходов калийного производства.

         Задачи

1. Охарактеризовать виды калийных удобрений.
2. Рассмотреть основные методы калийного производства.
3. Ознакомиться с технологическим оборудованием.
4. Рассмотреть основные отходы производства и их способы утилизации.

 

       РАЗДЕЛ 1 Общая характеристика калийных  удобрений

 

1. Калийные удобрения как необходимый элемент для растений и их применение

 

    Калий – необходимый  элемент для растений. В основном  он находится в молодых растущих  органах, клеточном соке растений  и способствуют быстрому накоплению  углеводов. Многие калийные удобрения  представляют собой природные  калийные соли, используемые в  сельском хозяйстве в размолотом  виде. Большие разработки их находятся на Западной Украине. Значительное количество хлора во многих калийных удобрениях отрицательно влияет на рост и развитие растений, а содержание натрия (в калийной соли и сильвините) ухудшает физико-химические свойства многих почв, особенно черноземных, каштановых и солонцовых. На бедных калием легких почвах и торфяниках все без исключения сельскохозяйственные культуры нуждаются в калийных удобрениях. Недостаток калия в почве восполняется главным образом внесения навоза. Калий не применяют на солонцах и солонцеватых почвах, так как он ухудшает их свойства. Калий легко растворяется в воде и при внесении поглощается коллоидами почвы, поэтому он малоподвижен, однако на легких почвах легко вымывается. Физиологические функции калия в растительном организме разнообразны. Он оказывает положительное влияние на физическое состояние коллоидов цитоплазмы, повышает их влажность, набухаемость  и вязкость, что имеет большое значение для нормального обмена веществ в клетках, а также для повышения устойчивости растений к засухе. При недостатке калия и усиления транспирации растения быстрее. Калий положительно влияет на интенсивность фотосинтеза, окислительных процессах. Недостаток калия особенно сильно проявляется при питании растений аммонийным азотом. Внесение высоких норм аммонийного азота при недостатке калия приводит к накоплению в растениях большого количества не переработанного аммиака, оказывающего вредное действие на растение. При внесении калийных удобрений аммонийный азот быстрее используется для синтеза аминокислот и вредное действие его избытка устраняется. При недостатке калия задерживается превращение простых углеводов (моноз) в более сложные (олиго- и полисахариды).

      Калий повышает  активность ферментов, участвующих  в углеводном обмене, в частности  сахарозы и амилазы. Этим объясняется  положительное влияние калийных  удобрений на накопление крахмала  в клубнях картофеля, сахара в сахарной свекле и др. корнеплодах. Под влиянием калия повышается морозоустойчивость растений, что связано с большим содержанием сахаров и увеличением осмотического давления в клетках.

       При  достаточном калийном питании  повышается устойчивость растений  к различным заболеваниям, например у зерновых культур – к мучнистой росе и ржавчине, у овощных культур,  корнеплодов – к возбудителям гнилей. Калий способствует развитию механических элементов, сосудистых пучков и лубяных волокон, поэтому положительно влияет на прочность стеблей и устойчивость растений к полеганию, на выход и качество волокна льна и конопли.

        При  недостатке калия угнетается  развитие репродуктивных органов  – задерживается развитие бутонов и зачаточных соцветий, зерно получается щуплым с пониженной всхожестью.

Все калийные удобрения хорошо растворимы в воде.  При внесении в почву  они быстро растворяются и вступают во взаимодействие с почвенным поглощающим  комплексом: калий и другие катионы (Na⁺ , Mg₂⁺) входящие в состав калийных удобрений, поглощаются коллоидной частью почвы, а хлор остается в почвенном растворе и поэтому легко вымывается. В результате перехода калия в поглощенное состояние снижается, его подвижность в почве и предотвращается вымыванием, за исключением песчаных и супесчаных почв с малой емкостью поглощения. Обменно поглощенный почвой калий удобрения хорошо доступен растениям. Коэффициент использования калия из минеральных удобрений 60 – 79%.

   На почвах среднего и  тяжелого механического состава  калийные удобрения необходимо  вносить  с осени под зяблевую  вспашку. При этом они размещаются  в более влажном слое почвы,  где развивается основная масса  деятельных корней, и  поэтому  лучше усваивается растениями.

   На легких почвах, особенно  в районах с большим количеством  осадков, где возможно вымывание  калия, калийные удобрения целесообразно  вносить весной под культиватор.

   Все калийные удобрения  – физиологические кислые соли, но физиологическая кислотность у них меньше, чем у аммонийных удобрений, и проявляется она в более заметных размерах только при длительном применении их под культуры, потребляющие большое количество калия,- подсолнечник, гречиху, корнеплоды, картофель, овощи.

   Катионы К⁺ и Ка⁺, содержащиеся в калийных удобрениях, поглощаясь почвой, вытесняют из нее эквивалентное количество катионов Са₂⁺, или Н⁺ и Аl₃⁺, (на кислых почвах). Вытеснение ионов Н⁺ и Аl₃⁺, из почвы приводит к подкислению почвенного раствора и увеличению содержания в нем алюминия.

   В более резкой форме подкисление наблюдается только при систематическом внесении высоких норм калийных удобрений, особенно низкопроцентных калийных солей, на почвах, не насыщенных основаниями. Для предотвращения отрицательного влияния калийных удобрений на эти почвы необходимо проводить известкование и внесение содержащих кальций азотных и фосфорных удобрений. На почвах, насыщенных основаниями (черноземах и сероземах), отрицательного действия калийных удобрений на физические свойства и реакцию почвы не наблюдается.

   Наиболее эффективны калийные удобрения на легких песчаных и супесчаных, а также на торфянистых и пойменных почвах. На этих бедных калием почвах все сельскохозяйственные культуры сильно отзываются на внесение калийных удобрений. На торфяниках, которые содержат достаточно азота, а часто и фосфора, внесение одних калийных удобрений (без азотных и фосфорных) дает высокий эффект.

   Важным условием эффективного применения калийных удобрений является хорошее обеспечение растений азотом и фосфором. На почвах, бедных азотом и фосфором, одни калийные удобрения не дают должного эффекта. На дерново-подзолистых, суглинистых и глинистых почвах, содержащих значительное количество калия, потребность всех культур в калийных удобрениях проявляется обычно только при одновременном внесении азотных и фосфорных удобрений. На черноземных почвах, еще лучше обеспеченных калием, применение калийных удобрений (обязательно в сочетании с азотными и фосфорными) необходимо только под культуры, потребляющие много калия,— сахарную свеклу, кукурузу, подсолнечник, картофель и овощи, а на каштановых почвах и сероземах — только при орошении. На солонцах, обычно богатых подвижным калием, калийные удобрения эффекта не дают, а внесение их способствует дальнейшему засолению этих почв. При систематическом применении азотных и фосфорных удобрений эффективность калийных удобрений повышается и потребность в них с годами возрастает. С увеличением применения навоза, содержащего относительно много калия, на всех типах почв потребность в калийных удобрениях, наоборот, уменьшается.

 

  Калийные удобрения  подразделяются на три группы:

1. Концентрированные,  являющиеся продуктами заводской переработки калийных руд – хлористый калий, сернокислый калий, калийно-магниевый концентрат, сульфат калия-магния (калимагнезия);
2. Сырые калийные соли, представляющие собой размолотые природные калийные руды-каинит, сильвинит;
3. Калийные соли, получаемые путем смешения калийных солей с концентрированными, обычно с хлористым калием – 30-ти и 40%-ные калийные соли.

Как калийные  удобрения  используют также печную золу и цементную  пыль.

Наиболее распространенные  калийные удобрения  и их свойства приведены в таблице 1.

Таблица№1 – Наиболее распространенные калийные удобрения и их свойства

 

Удобрение	Химический                   состав	Гигроскопичность	Воздействие
Калий хлористый	KCl c NaCl	Малогигроскопичность	Подкисляет
Калий сернокислый (сульфат калия)	K2SO4	Негигроскопичность	Подкисляет

 

 

                        1.2 Промышленные калийные удобрения

   Хлористый калий  – KCl – содержит от 40,1 до 45,5%, 30% NaCl, 2-3% MgCl₂, 16% Na₂O и 0,2% MgO. Получается из сильвинита путем разделения KCl  и NaCl, которое основано по различной растворимости этих солей с повышением температуры (метод перекристаллизации). В результате получают мелкокристаллический KCl, который при хранении сильно слеживается. Грануляция продукта улучшает физические свойства удобрения.

     В настоящее  время внедряют флотационный  способ получения хлористого  калия из сильвинита, позволяющий  улучшить физические свойства  удобрения. По методу флотации  для отделения в сильвините  KCl от NaCl добавляют поверхностно-активные вещества (амины), которые адсорбируются только на поверхности KCl, и при интенсивной продувке кристаллы его всплывают, а кристаллы NaCl – оседают. Флотационный хлористый калий имеет более крупные естественные кристаллы розового цвета. Реагенты, удержанные поверхностью кристаллов KCl , резко уменьшают гигроскопичность и слеживание удобрения.

    KCl  - основное калийное удобрение. Он содержит в 4-5 раз меньше хлора, чем сильвинит, и может применяться под все культуры, и на любых почвах. 40%-ная калийная соль получается механическим смешиванием хлористого калия с тонко размолотым сильвинитом или каинитом. По составу и свойствам занимает промежуточное положение между сильвинитом и KCl.

    Содержание К₂О не менее 40%. Содержание хлора и натрия в ней больше, чем в KCl, но меньше, чем в сильвините. Калийная соль наиболее эффективна для сахарной свеклы и кормовых корнеплодов, которые положительно реагируют на натрий и малочувствительны к хлору. Для культур, чувствительных к избытку хлора, она менее пригодна, чем KCl. Вносится калийная соль в качестве основного удобрения с глубокой заделкой под плуг, лучше осенью под зябь.

     Сульфат калия  (сернокислый калий)- К₂SO₄ – содержит не менее 46% К₂О, влаги не более 2%. По внешнему виду – мелкокристаллическая соль сероватого цвета, растворимая в воде. Получается путем выделения К₂SO₄ из природных сульфатных калийных солей (лангбейнитовой породы Прикарпатского месторождения).