Исходным сырьем для производства азотных и ряда комплексных удобрений является аммиак. Суммарные действующие мощности по производству аммиака в России в настоящее время достигают 13870 тыс. т, что составляет около 9% от мировых мощностей. Это третий показатель в мире после Китая и США. Однако производственные мощности предприятий загружены не полностью, и по объему производства аммиака Россия занимает четвертое место после Китая, США и Индии, производя примерно 6% этого вида продукции в мире.

В 2001 г. загрузка мощностей по производству аммиака и азотных удобрений несколько увеличилась по сравнению с 2000 г. Несмотря на то что основные участники рынка увеличили выпуск на 5-10%, объем производства в целом по отрасли вырос незначительно в связи с сокращением выпуска на ряде небольших предприятий.

Азотные удобрения производятся на 25 предприятиях РФ, кроме того, сульфат аммония производится некоторыми коксохимическими заводами.

Производство азотных удобрений на предприятиях РФ, тыс. т

ОАО "Акрон" (Новгородская обл.)

ОАО "Акрон" занимает 1-ое место в РФ по выпуску аммиака, а также входит в группу крупнейших производителей фосфорных удобрений. По итогам 2001 г. доля предприятия в общероссийском производстве азотных удобрений составила 10,5%, фосфорных удобрений - 7%, аммиака - 9,5%. Общий объем производства минеральных удобрений в 2001 г. составил 3.4 млн т, что на 9% больше, чем в 2000 г. В 2001 г. компания на 10% увеличила поставки минеральных удобрений на внутренний рынок, куда поступило около 19% от общего объема произведенных компанией удобрений. Так, в 2001 г. российским сельхозпроизводителям было поставлено 642 тыс. т минеральных удобрений, в том числе 404 тыс. т аммиачной селитры и 231 тыс. т азофоски. В 2001 г. агрохимическая продукция поставлялась ОАО "Акрон" в 37 субъектов РФ, крупнейшими покупателями продукции компании стали Белгородская,

Брянская, Калининградская, Смоленская Орловская обл., Краснодарский край, Республика Татарстан. В 1-м квартале 2002 г. "Акрон" поставлял свою агрохимическую продукцию 26 субъектам РФ. Всего российским сельхозпроизводителям поставлено более 190 тыс. т., из них - 176 тыс. т. аммиачной селитры и 14 тыс. т. азофоски. В 2001 г. ОАО "Акрон" приобрело 58% акций завода по производству минудобрений, расположенного в китайской провинции Шаньдун. Китай является крупнейшим зарубежным покупателем продукции ОАО "Акрон", куда ежегодно поставляется минеральных удобрений на сумму 92-93 млн долл. (около 40% всей продукции "Акрона"). С приобретением завода в провинции Шаньдун расходы комбината на транспортировку удобрений потребителям в Китае будут сведены к минимуму.

ОАО "НАК "Азот" (Тульская обл., г. Новомосковск)

Новомосковская акционерная компания "Азот" является одним из крупнейших производителей аммиака и азотных удобрений, а также одним из ведущих в отрасли предприятий по видам и количеству производимой продукции. Предприятием выпускаются минеральные удобрения, аммиак, органические пластмассы и смолы, хлор, каустическая сода, хлористый кальций, концентрированная и особой чистоты азотная кислота, аргон, метанол и др. Доля предприятия в общероссийском производстве азотных удобрений составляет 10,2%. В 2001 г. компания увеличила производство основных видов продукции, производство азотных удобрений увеличилось на 11,9% - до 602,643 тыс. т. Несмотря на увеличение оплаты продукции компании наличными, она по-прежнему поставляет удобрения сельхозпредприятиям области в долг. Сегодня долг тульских хозяйств "Азоту" составляет 120 млн руб.

В апреле 2002 г. 9,9% акций Новомосковской АК "Азот" приобрела компания "Патек трейд", заплатив за них 10 326 тыс. долл. В настоящее время компания проведет переговоры с акционерами АО "Щекиноазот" о возможном объединении НАК "Азот", "Щекиноазота" и "Агрохимэкспорта" в единую компанию по производству и сбыту азотных удобрений.

ОАО "Невинномысский Азот" (Ставропольский край)

ОАО "Невинномысский Азот" является крупнейшим производителем минеральных удобрений в России. Комбинат выпускает широкую номенклатуру азотных удобрений - аммиачную селитру, карбамид, жидкие азотные удобрения, а также различные продукты органического синтеза. Всего на предприятии выпускается 59 наименований продукции. Доля компании в общем объеме производства азотных удобрений в России составляет около 10%, значительная часть продукции предприятия экспортируется на мировой рынок в страны Европы, Америки и Азии. Основными акционерами ОАО "Невинномысский азот" являются структуры, близкие к группе "МДМ" (43,7% акций). В I квартале 2002 г. ОАО "Невинномысский азот" произвело товарной продукции на 880,7 млн руб. Выпуск карбамида увеличился по сравнению с тем же периодом прошлого года на 32,2% и составил 64,6 тыс. т, производство уксусной кислоты выросло на 3,7% до 39,6 тыс. т. Снижение производства аммиачной селитры на 9% до 178,25 тыс. т и метанола на 14% до 22,51 тыс. т в сравнении с аналогичным периодом прошлого года произошло из-за снижения спроса на данные виды товаров на рынке.

ОАО "Кирово-Чепецкий химкомбинат" (Кировская обл.)

Кирово-Чепецкий химический комбинат был основан в 1938 г. и является одним из крупнейших в Европе химических предприятий, уникальным по ассортименту выпускаемой продукции. Комбинат является основным производителем фторопластов в России (более 70%) и единственным производителем специальных марок фторкаучуков, фторопластовых суспензий, фторированных жидкостей и смазок, разработанных специально для оборонных отраслей промышленности, авиационной и космической техники. Действующее фторполимерное производство относится к отраслям высоких технологий. В марте 2002 г. на Кирово-Чепецком химкомбинате запущено производство тройных удобрений, в состав которых, помимо азота и фосфора, входит хлористый калий. Планируемая мощность производства - до 400 тыс. т тройных удобрений в год. Проект осуществлен благодаря поддержке компании "Сильвинит", которая инвестировала в его реализацию около 4 млн долл., еще 2 млн долл. затратил сам комбинат. Срок окупаемости проекта - 2,5 года.

ОАО "Азот" (г. Березники Пермская обл.)

Выпуск продукции на Березниковском комбинате "Азот" начался в 1932 г. Предприятие производит до 1 млн т азотных удобрений в год, а также целый ряд других видов химической продукции. Продукция компании реализуется как в России, так и за рубежом, она пользуется спросом в Великобритании, Франции, Чехии, Польше, Турции и Латинской Америке. В 2001 г. продукция компании экспортировалась в 29 стран мира, валютная выручка от поставок на экспорт выросла в 2001 г. по сравнению с 2000 г. на 2,5%. В 2001 г. ОАО "Азот" снизило производство аммиака на 9%, в то же время производство минеральных удобрений выросло на 1,1%, аммиачной селитры - на 2,1%, производство карбамида уменьшилось на 6,1%.

ОАО "Азот" (Кемеровская обл.)

Кемеровский "Азот" является крупным производителем минеральных удобрений. Производственные мощности компании позволяют выпускать 500 тыс. т аммиачной селитры,480 тыс. т карбамида и 600 тыс. т сульфата аммония. В 2001 г. предприятие произвело продукции на сумму 5,4 млрд руб., что на 296 млн руб. больше, чем в 2000 г. Годовой план по производству продукции был

выполнен на 105,9%. Загрузка производственных мощностей по итогам 2001 г. в среднем по заводу составила 78,6%. Однако с пуском в эксплуатацию в октябре второго крупнотоннажного агрегата по производству аммиачной селитры загрузка мощностей в ноябре-декабре поднялась до 95%. Такие же показатели загрузки планируется сохранить и в 2002 г. В 1-м квартале 2002 г. Кемеровский "Азот" выполнил план производства на 103,6%.

ОАО "Тольяттиазот" (Самарская обл.)

ОАО "Тольяттиазот" является современным предприятием по производству минеральных удобрений. Завод построен в 1974 г. по соглашению с известной фирмой Арманда Хаммер "Оксидентал Петролеум" США. Производственные мощности компании позволяют выпускать аммиака - 3 млн т в год, карбамида - 1 млн т, жидкой углекислоты - 2 млн т, сухого льда - 2,5 тыс. т, карбамидо-формальдегидной смолы - 6 тыс. т и др. В производстве химической продукции основным сырьем является газ, основным же поставщиком сырья заводу - "Газпром". Доля экспорта составляет 85% от общего объема производимой продукции. Компания экспортирует свою продукцию в 120 стран мира, в том числе в США, страны Азии, Европы и Латинской Америки.

ЗАО "Куйбышевазот" (Самарская обл.)

Основными видами деятельности ЗАО "Куйбышевазот" является производство аммиака, минеральных удобрений, капролактама. Компания входит в тройку крупнейших поставщиков минеральных удобрений на внутренний рынок.

В 2001 г. прибыль предприятия составила 347 млн руб., прирост выработки продукции - 4,6 млрд руб. В 2001 г. предприятие вышло на рекордные показатели производства аммиака и капролактама. На техническое перевооружение и обновление производственных фондов в 2001 г. было израсходовано 383,5 млн руб., на ремонт и обновление оборудования, зданий и сооружений израсходована максимальная за всю историю завода сумма 574 млн руб. Начато строительство нового стратегически важного для завода производства полиамида-6. В плане производства на 2002 г. - 110 тыс. т капролактама, 528 тыс. т аммиака, 359 тыс. т селитры, 240 тыс. т карбамида и 302 тыс. т сульфата аммония.

Несмотря на прогресс в науке и технике, существуют области, в которых без старых и проверенных методов не обойтись. Одна из них - сельское хозяйство. Вряд ли возможно выращивание хороших злаков, овощей и фруктов без применения удобрений. Производство в России давно уже поставлено на поток, более того, страна является одним из мировых лидеров по производству некоторых видов стимулирующих веществ. Где именно находятся предприятия, обеспечивающие страну и её партнёров удобрениями, и какие виды удобрений наиболее распространены в России?

Общая информация об отрасли

Начнём с теории. Производство минеральных удобрений в России и в других странах мира подразделяется на несколько видов. Азотные удобрения, лидером по выработке которых является Китай, способствуют формированию протеинов в растении, а также ускоряют рост и повышают урожайность. Что касается фосфорных удобрений, первенство в производстве которых достаётся США, они позволяют сформировать прочную корневую систему, а также улучшают процесс фотосинтеза. Третья категория - калийные удобрения, главным экспортёром которых является Канада, помогают выработать устойчивость к засухе и болезням.

На мировом рынке Россия занимает одно из лидирующих мест среди производителей. Это объясняется тем, что сырьё для производства минеральных удобрений в России гораздо более разнообразное, чем во многих других странах, обусловлено это огромной территорией страны, где встречаются самые разные полезные ископаемые. Стоит отметить, что после слияния двух крупнейших в России компаний, а именно - «Уралкалия» и «Сильвинита», на мировом рынке появился явный конкурент канадского лидера-производителя комплексных минеральных удобрений.

Отрасль в России

Основные заводы по производству минеральных удобрений в России были построены ещё в советские времена. Но если тогда они ориентировались исключительно на потребности Советского союза, то сегодня их основной задачей является удовлетворение мирового спроса на удобрения: доля России на мировом рынке различных видов минеральных удобрений составляет на сегодняшний момент 6%. В связи с этим важную роль в размещении предприятий по производству удобрений стал играть не только сырьевой, но и экспортный фактор - неудачное месторасположение завода повлечёт за собой дополнительные затраты на транспортировку.

Азотные удобрения

Наибольшее количество российских предприятий этой области находится в секторе азотных удобрений. Крупные центры производства минеральных удобрений в России представлены такими промышленными гигантами, как «Еврохим», «Уралхим» и «Акрон».

Основным экспортируемым продуктом в данной сфере является аммиак и его производное - карбамид. Перспективным регионом является Дальний Восток, где сосредоточены большие запасы исходного сырья - природного газа. Крупные центры производства минеральных удобрений в России поддерживают и такие компании с мировым именем, как «Газпром», запустившие газопровод «Сахалин-Хабаровск-Владивосток», а также новый канал передачи удобрений в Азию, что позволит существенно снизить расходы на транспортировку.

Фосфорные удобрения

В сегменте фосфорных удобрений центры производства минеральных удобрений в России - города Балаков (с предприятием «Балаковские минеральные удобрения», на долю которого приходится около 60% производимых в стране фосфорных удобрений) и Череповец (с холдингом «ФосАгро-Череповец»).

В принципе, экономическая ситуация в этом сегменте более или менее стабильная, хотя в последние годы наблюдается тенденция к снижению объёмов производства. Связано это с тем, что прежний основной партнёр, Индия, стал устанавливать неоправданно низкие цены, таким образом, подобная торговля была нецелесообразна для России. Основной задачей предприятий сегодня является модернизация с целью расширения ассортиментного ряда продукции. Перспективными партнёрами в сфере фосфорных удобрений эксперты считают страны Африки и Латинской Америки.

Калийные удобрения

Калийный сегмент - самый нестабильный в этой отрасли. В начале века, в связи с экономическим кризисом, наблюдался постоянный спад спроса, серьёзно повлиял на производство минеральных удобрений в России и разрыв с предприятием-партнёром «Беларуськалием». Основной производитель в данной области, «Уралкалий», смог скорректировать ситуацию снижением цен на экспорт.

Основными партнёрами России в этой отрасли являются Китай и Бразилия. Стоит отметить также то, что «Уралкалий» пересмотрел свою инвестиционную политику: в модернизацию будет вложено меньшее количество средств, что позволит избежать перепроизводства и застоя товара на складах.

Расположение основных предприятий

Главные районы производства минеральных удобрений в России сосредоточены в европейской части страны - это связано с тем, что основные сырьевые запасы находятся именно в этом регионе, тогда как Восток ещё недостаточно изучен в этом направлении. Основные производственные мощности сместились на Урал, хотя ранее центральный регион России был равномерно задействован в химической промышленности. Сейчас же, в связи с переориентацией отрасли на восток, прежнее размещение предприятий не является целесообразным.

Стоит отметить, что размещение предприятий-производителей обуславливается в большинстве своём экспортным фактором, так что существует тенденция к расположению их либо около непосредственных потребителей, либо около газопроводов, по которым можно передавать тот же аммиак, который является основой производства азотных удобрений; та же самая тенденция есть и в фосфатном сегменте: здесь главную роль играет наличие потребителя, именно поэтому большая часть заводов располагается в крупных сельскохозяйственных районах.

Текущее состояние отрасли

Крупнейшие центры производства минеральных удобрений в России - такие предприятия, как «Уралхим», «Еврохим», «Россошь» и «Акрон». Они занимаются экспортом комплексных удобрений, то есть сочетают несколько видов одновременно.

Резюмируя вышесказанное, стоит отметить, что Россия обладает уникальными сырьевыми запасами - масштабы её территории позволяют без особых затрат производить любые виды удобрений. В связи с тем, что промышленность больше ориентируется всё же на экспорт, эксперты отмечают недостаток удобрений в российских сельских хозяйствах: количество, которое применяется в сельхоз угодьях сравнимо с тем, что используется в Африке, но никак не в развитых странах. Рынок защищён от потрясений и относительно стабилен, так как отрасль относительно монопольна и контролируется крупными и устойчивыми концернами. Изменить текущую ситуацию может только неожиданное обнаружение залежей полезных ископаемых на Востоке, которое поможет существенно расширить географию области.

Перспективы развития

Производство минеральных удобрений в России сейчас полностью зависит от того, сможет ли страна преодолеть мировую конкуренцию. Остро стоит вопрос модернизации предприятий, направленной на снижение расходов энергии при производстве: мировой рынок постепенно насыщается более дешёвой продукцией, конкурировать с которой российские производители пока не в силах.

Что касается внутренних продаж, всё в руках государства: от размеров дотаций субъектам сельского хозяйства будет зависеть и внутренний спрос на удобрения. В последнее время политика России направляется на расширение угодий и посевных площадей, что невозможно без использования различных видов удобрений.

Заключение

Обобщая выше сказанное, следует отметить, что, несмотря на ряд трудностей, производство минеральных удобрений в России находится на очень высоком уровне и демонстрирует тенденции к развитию отрасли. Более того, нынешняя ориентация государства на развитие сельского хозяйства, а также повышение мирового спроса на удобрения являются отличнейшими стимулами для модернизации предприятий и расширения их ассортимента. Вполне вероятно, что именно это поможет России улучшить свои позиции на мировом рынке, переориентировавшись на новых, пока ещё неискушённых партнёров.

Если наладить мини-завод по производству качественных удобрений, можно достаточно быстро окупить все расходы и получать прибыль. Для этого необходимо, чтоб конечный продукт содержал определенное количество минеральных веществ. Данное соотношение обозначается аббревиатурой NPK.

Она означает процентное содержание таких веществ, как азот, фосфор и калий. NPK-удобрения являются самыми эффективными для всех садовых, огородных и домашних культур. Они обеспечивают растение необходимыми элементами в определенном соотношении.

Наличие NPK-формулы в продукте – гарантия повышения урожайности в несколько раз.

Гуминовые удобрения

В процессе образования гуминовых удобрений происходит биологическое преобразование белковых тел – остатков животного происхождения, частей растения и т. д. Если искусственно вносить данные вещества в почву, можно получить следующее:

• достигается оптимальный воздушно-водный баланс грунта;
• растение лучше усваивает все минеральные удобрения, которые вносятся в почву;
• увеличивается стойкость домашних культур к разнообразным заболеваниям;
• растения быстрее растут и достигают необходимых размеров.

В состав гуминовых соединений входит азот, калий и фосфор, но их количество незначительно. Поэтому данные удобрения нельзя считать NPK-типом. Несмотря на это, они достаточно эффективны. Отличительной чертой гуминовых удобрений можно считать их повышенное содержание углерода. После применения данных веществ улучшаются свойства легкой и тяжелой почвы.

Комплексные гуминовые удобрения

Гуминовые удобрения – разновидности

Мини-завод гуминовых препаратов для подкормки растений может быть направлен на производство:

• биогумуса – продукт, который получают при помощи красных калифорнийских червей. Их помещают в емкости с навозом, после чего они перерабатывают его в удобрение;
• лигногумат – концентрированный препарат. Его получают при создании специфических условий, во время которых происходит ускоренный процесс гумификации;
• гумат калия – изготовление препарата возможно при использовании природного сырья. Его получают путем экстракции гуминовых кислот из торфа.

Технология изготовления

Мини-завод по переработке биомассы для получения гуминовых препаратов работает по достаточно простой технологии. В качестве сырья выступают:

• торф;
• навоз;
• фекалии;
• бытовые отходы;
• разнообразные растительные остатки.

На первом этапе производства гуминовых веществ происходит очистка сырья от ненужных включений, которые могут ухудшить качество удобрения. Когда получен продукт с нужными характеристиками, его измельчают и подвергают воздействию жидкого каустика. В это же время сырье находится в специальном агрегате. Он позволяет создать оптимальные условия для образования готового продукта. К таким относят повышенное давление и температура.

На следующем этапе происходит очищения продукта при помощи сверхзвукового кавитационного гомогенизатора. После этого смесь перемещается в специальную центрифугу, где она разделяется по плотности. Чтоб получить гуминовое удобрение более высокого качества, сырье проходит двойную обработку.

Она позволяет отделить тяжелые включения при помощи спецдекантера. В результате такой переработки можно получить два типа продукта – жидкий и сухой. Последний перед применением необходимо разводить водой.

Также мини-завод может специализироваться на производстве балластных гуминовых удобрений. Они содержат большую концентрацию разнообразных питательных веществ, в том числе минералов. Поэтому они считаются чем-то средним между обычными органическими и гуминовыми веществами для подкормки растений.

Производство биогумуса

Особенности бизнеса

Мини-завод такого типа будет прибыльным, если установить его в месте, где можно получить бесплатно или по минимальной цене большой объем биомассы.

Оптимальным вариантом считается организация предприятия около следующих объектов:

• частных фермерских коровников, свинарников или птичников;
• племенных хозяйств по разведению крупного рогатого скота;
• фермерских предприятий, которые содержат лошадей, кроликов или других животных;
• свалок пищевых отходов;
• черты города или в сельской местности, где население занимается разведением домашнего скота;
• предприятий, которые работают в сфере деревообработки и нуждаются в утилизации отходов.

Принцип работы оборудования для производства гуминового удобрения

Переработка биологических отходов для получения жидких гуминовых удобрений возможна при помощи специальной закрытой емкости с бескислородной средой внутри. Она называется биоактиватор.

Каждая емкость данного типа дополнительно оборудуется специальным клапаном для стравливания метана, который образуется в процессе переработки отходов. Также биоактиватор имеет крышку. Через нее происходит закладка подготовленного сырья в пропорции 1:1 с водой. Также чтоб ускорить процесс производства удобрения, каждая емкость оснащена мощными ТЭНами.

На протяжении 24-48 часов в биоактиваторе нужно поддерживать стабильную температуру на уровне 50-60°С. По истечении этого термина процесс становится термически стабильным. Также чтоб получить качественный продукт, необходимо постоянно перемешивать смесь. Это нужно делать каждые 6 часов, что препятствует образованию корки, которая негативно влияет на процесс переработки отходов.

В среднем гниение биомассы продолжается 2-3 недели. Определить завершение этого процесса можно, если прекращается поступление метана в накопительную емкость. Полученное жидкое гуминовое удобрение можно разливать по банкам и использовать по назначению.

Характеристики линии для производства

Мини-завод для производства жидких гуминовых удобрений может работать на основе готового комплекта оборудования. На рынке популярны агрегаты «БУГ» разной мощности. Они обладают следующими характеристиками:

• стоимость – от 99 до 770,4 тыс. руб.;
• объем биоактиватора – 0,5-12 куб. м;
• вместительность газгольдера – 1-2 куб. м;
• объем загрузки сырья на сутки (в пропорции 1:1 с водой) – от 50 до 2400 л;
• суточный выход биогаза – 1-12 куб. м.;
• расход электроэнергии за 24 часа – от 2 до 40 кВт;
• необходимая площадь для установки биоактиватора – от 3 до 50 кв. м.

Такой мини-завод может работать на базе производственного помещения или на улице. На каждом агрегате «БУГ» присутствует многослойная теплозащита. Также оборудование оснащено приборами для автоматизации процесса подогрева. Привод перемещения субстрата может быть электрическим или ручным.

Бизнес-план

Завод данного типа можно укомплектовать самостоятельно, используя самое простое оборудование. Для этого нужно купить:

• большие емкости объемом от 2 куб. м – 500-600 долларов;
• ТЭН и клапаны – 100-200 долларов;
• подключение электродвигателей – 300 долларов;
• всего получается – 1100 долларов.

Также существуют поточные расходы:

• пластиковая тара (за 1000 штук) – 60 долларов;
• этикетки (за 1000 штук) – 30-40 долларов;
• заработная плата рабочих – 5-6 долларов за 1 час.

Цена такого жидкого гуминового удобрения составляет 5-6 долларов за бутылку. Такой завод небольшой мощности полностью окупится примерно через 1,5-2 месяцев.

Видео: Органическое гуминовое удобрение

Минеральные удобрения классифицируют по трем главным признакам: агрохимическому назначению, составу, свойствам и способам получения.

По агрохимическому назначению удобрения разделяют на прямые, являющиеся источником питательных элементов для растений, и косвенные, служащие для мобилизации питательных веществ почвы путем улучшения ее физических, химических и биологических свойств. К косвенным удобрениям принадлежат, например, известковые удобрения, применяемые для нейтрализации кислых почв, структурообразующие удобрения, способствующие агрегированию почвенных частиц тяжелых и суглинистых почв и др.

Прямые минеральные удобрения могут содержать один или несколько разных питательных элементов. По количеству питательных элементов удобрения подразделяются на простые (односторонние, одинарные) и комплексные.

В простые удобрения входит только один из трех главных питательных элементов: азот, фосфор или калий. Соответственно, простые удобрения делят на азотные, фосфорные и калийные.

Комплексные удобрения содержат два или три главных питательных элементов. По числу главных питательных элементов комплексные удобрения называются двойными (например, типа NP или PK) и тройными (NPK); последние называют также полными. Удобрения, содержащие значительные количества питательных элементов и мало балластных веществ, называются концентрированными.

Комплексные удобрения, кроме того, разделяются на смешанные и сложные. Смешанными называются механические смеси удобрений, состоящие из разнородных частиц, получаемые простым тукосмешением. Если же удобрение, содержащее несколько питательных элементов, получается в результате химической реакции в заводской аппаратуре, оно называется сложным.

Удобрения, предназначенные для питания растений элементами, стимулирующими рост растений и требующимися в весьма малых количествах, называются микроудобрениями, а содержащиеся в них питательные элементы – микроэлементами. Такие удобрения вносят в почву в количествах, измеряемых долями килограмма или килограммами на гектар. К ним относятся соли, содержащие бор, марганец, медь, цинк и другие элементы.

По агрегатному состоянию удобрения разделяются на твердые и жидкие (например, аммиак, водные растворы и суспензии).

2. Руководствуясь физико-химическими основами процессов получения простого и двойного суперфосфатов, обоснуйте выбор технологического режима. Приведите функциональные схемы производств.

Сущность производства простого суперфосфата состоит в превращении природного фтор-апатита, нерастворимого в воде и почвенных растворах, в растворимые соединения, преимущественно в монокальцийфосфат Ca(H 2 PO 4) 2 . Процесс разложения может быть представлен следующим суммарным уравнением:

Практически в процессе производства простого суперфосфата разложение протекает в две стадии. На первой стадии около 70% апатита реагирует с серной кислотой. При этом образуются фосфорная кислота и полугидрат сульфатакальция:

Выкристаллизовавшиеся микрокристаллы сульфата кальция образуют структурную сетку, удерживающую большое количество жидкой фазы, и суперфосфатная масса затвердевает. Первая стадия процесса разложения начинается сразу после смешения реагентов и заканчивается в течение 20 – 40 мин в суперфосфатных камерах.

После полного израсходования серной кислоты начинается вторая стадия разложения, в которой оставшийся апатит (30%) разлагается фосфорной кислотой:

Основные процессы проходят на первых трех стадиях: смешение сырья, образование и затвердевания суперфосфатной пульпы, дозревания суперфосфата на складе.

Простой гранулированный суперфосфат – дешевое фосфорное удобрение. Однако он имеет существенный недостаток – низкое содержание основного компонента (19 – 21% усвояемого) и высокую долю балласта – сульфата кальция. Его производят, как правило, в районах потребления удобрений, так как экономичнее доставлять концентрированное фосфатное сырье к суперфосфатным заводам, чем перевозить на дальние расстояния низкоконцентрированный простой суперфосфат.

Получить концентрированное фосфорное удобрение можно, заменив серную кислоту при разложении фосфатного сырья на фосфорную. На этом принципе основано производство двойного суперфосфата.

Двойного суперфосфата – концентрированное фосфорное удобрение, получаемое разложением природных фосфатов фосфорной кислотой. Он содержит 42 – 50% усвояемого, в том числе в водорастворимой форме 27 – 42% , т. е. в 2 – 3 раза больше, чем простой. По внешнему виду и фазовому составу двойной суперфосфат похож на простой суперфосфат. Однако он почти не содержит балласта – сульфата кальция.

Двойной суперфосфат можно получать по технологической схеме, аналогичной схеме получения простого суперфосфата. Такой метод получения двойного суперфосфата носит название камерного. Его недостатками являются длительное складное дозревание продукта, сопровождающееся неорганиванными выделениями вредных фтористых соединений в атмосферу, и необходимость применения концентрированной фосфорной кислоты.

Более прогрессивным является поточный метод производства двойного суперфосфата. В нем используют более дешевую неупаренную фосфорную кислоту. Метод является полностью непрерывным (отсуствует стадия длительного складского дозревания продукта).

Простой и двойной суперфосфаты содержат в легко усваиваемой растениями форме. Однако в последние годы больше внимания стало уделяться выпуску удобрений с регулируемам сроком действия, в частности долговременно действующих. Для получения таких удобрений можно покрыть гранулы суперфосфата оболочкой, регулирующей высвобождение питательных веществ. Другой путь – смешение двойного суперфосфата с фосфоритной мукой. Это удобрение содержит 37 – 38% , в том числе около половины – в быстродйствующей водорастворимой форме и около половины – в медленнодействующей. Применение такого удобрения удлиняет срок его эффективного действия в почве.

3. Почему технологический процесс получения простого суперфосфата включает стадию хранения (дозревания) на складе?

Образующийся монокальцийфосфат в отличие от сульфата кальция не сразу выпадают в осадок. Он постепенно насыщает раствор фосфорной кислоты и начинает выкристаллизовываться в виде, когда раствор становится насыщенным. Реакция начинается в суперфосфатных камерах и длится еще в течение 5 – 20 сут хранения суперфосфата на складе. После дозревания на складе разложение фторапатита считают практически законченным, хотя в суперфосфате еще остается небольшое количество неразложившегося фосфата и свободной фосфорной кислоты.

4. Приведите функциональную схему получения комплексных NPK – удобрений.

5. Руководствуясь физико – химическими основами получения аммиачной селитры, обоснуйте выбор технологического режима и конструкции аппарата ИТН (использование теплоты нейтрализации.). Приведите функциональную схему производства аммиачной селитры.

В основе процесса производства аммиачной селитры лежит гетерогенная реакция взаимодействия газообразного аммиака с раствором азотной кислоты:

Химическая реакция протекает с большой скоростью; в промышленном реакторе она лимитируется растворением газа в жидкости. Для уменьшения диффузионного торможения процесса большое значение имеет перемешивание реагентов.

Реакцию проводят в непрерывно действующем аппарате ИТН (использование теплоты нейтрализаuии). Реактор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из реакционной и сепарационной зон. В реакционной зоне имеется стакан 1,в нижней части которого находятся отверстия для циркуляции раствора. Несколько выше отверстий внутри стакана размещен барботер 2 для подачи газообразного аммиака,

над ним барботер 3 для подачи азотной кислоты. Реакционная парожидкостная смесь выходит из верхней части реакционного стакана. Часть раствора выводится из аппарата ИТН и поступает в донейтрализатор, а остальная часть (циркуляционная) вновь идет

вниз. Выделившийся из паражидкостной смеси соковый пар отмывается на колпачковых тарелках 6 от брызг раствора аммиачной селитры и паров азотной кислоты 20%-ным раствором селитры, а затем конденсатом сокового пара. Теплота реакции используется для частичного испарения воды из реакционной смеси (отсюда и название аппарата­

ИТН). Разница в температурах в различных частях аппарата приводит к более интенсивной циркуляции реакционной смеси.

Технологический процесс производства аммиачной селитры включает кроме стадии нейтрализации азотной кислоты аммиаком также стадии упаривания раствора селитры, гранулирования сплава селитры, охлаждения гранул, обработки гранул поверхностно-активными веществами, упаковки, хранения и погрузки селитры, очистки газовых выбросов и сточных вод.

6. Какие меры принимают для снижения слёживаемости удобрений?

Эффективным средством для уменьшения слеживания является обработка поверхности гранул поверхностно – активными веществами. В последние годы стали распространенными способы создания вокруг гранул различных оболочек, которые, с одной стороны, предохраняют удобрение от слеживания, с другой стороны, позволяют регулировать во времени процесс растворения питательных веществ в почвенных водах, т. е. создавать долговременно действующие удобрения.

7. Из каких стадий состоит процесс получения карбамида? Приведите функциональную схему производства карбамида.

Карбамид (мочевина) среди азотных удобрений занимает второе место по объему производства после аммиачной селитры. Рост производства карбамида обусловлен широкой сферой его применения в сельском хозяйстве. Он обладает большей устойчивостью к выщелачиванию по сравнению с другими азотными удобрениями, т. е. менее подвержен вымыванию из почвы, менее гигроскопичен, может применяться не только как удобрение, но и в качестве добавки к корму крупного рогатого скота. Карбамид, кроме того, широко используется для получения сложных удобрений, удобрений с регулируемым сроком действия, а также для получения пластмасс, клеев, лаков и покрытий.

Карбамид - белое кристаллическое вещество, содержащее 46,6 мас. % азота. Его поучения основано на реакции взаимодействия аммиака с диоксидом углирода:

Таким образом, сырьем для производства карбамида служит аммиак и диоксид углерода, получаемый в качестве побочного продукта при производстве технологического газа для синтеза аммиака. Поэтому производство карбамида на химических заводах обычно комбинируют с производством аммиака.

Реакция – суммарная; она протекает в две стадии. На первой стадии протекает синтез карбамида:

На второй стадии происходит эндотермический процесс отщепления воды от молекулы карбамида, в результате которого и происходит образование карбамида:

Реакция образования карбамата аммония – обратимая экзотермическая реакция, протекает с уменьшением объема. Для смещения равновесия в сторону продукта ее необходимо проводить при повышенном давлении. Для того чтобы процесс протекает с достаточно высокой скоростью, необходимо повышенные температуры. Повышение давления компенсирует отрицательное влияние высоких температур на смещение равновесии реакции в обратную сторону. На практике синтез карбамида протекает при температурах 150 – 190 0 С и давлении 15 – 20 Мпа. В этих условиях реакция протекает с высокой скоростью и практически до конца.

Разложение карбамада аммония – обратимая эндотермическая реакция, интенсивно протекающая в жидкой фазе. Для того чтобы в реакторе не происходило кристаллизации твердых продуктов, процесс необходимо вести при температурах не ниже 98 0 С. Более высокие температуры смещают равновесие реакции вправо и повышают ее скорость. Максимальная степень превращения карбамада в карбамид достикается при температуре 220 0 С. Для смещения равновесия этой реакции применяют также введение избытка аммиака, который, связывая реакционную воду, удаляет ее из сферы реакции. Однако добавить полного превращения карбамада в карбамид все же не удается. Реакционная смесь помимо продуктов реакции (карбамида и воды) содержит также карбонат аммония и продукты его разложения – аммиак и CO 2 .

8. Каковы основные источники загрязнения ОС при производстве минеральных удобрений? Как уменьшить газовые выбросы и вредные выбросы со сточными водами в производстве фосфорных удобрений, аммиачной селитры, карбамида?

При производстве фосфорных удобрений велика опасность загрязнения атмосферы фтористыми газами. Улавливание соединений фтора важно не только с точки зрения ООС, но также и потому, что фтор является ценным сырьем для получения фреонов, фторопластов, фторкаучуков и т. д. Для поглощения фтористых газов используют абсорбцию водой с образованием кремнефтористоводородной кислоты. Соединения фтора могут попасть и в сточные воды на стадиях промывки удобрений, газоочистки. Целесообразно для уменьшения количества таких сточных вод создавать в процессах замкнутые водооборотные циклы. Для очистки сточных вод от фтористых соединений могут быть применены методы ионного обмена, осаждения с гидроксидами железа и алюминия, сорбция на оксиде алюминия и др.

Сточные воды производства азотных удобрений, содержащие аммиачную селитру и карбамид, направляют на биологическую очистку, предварительно смешивая их с другими сточными водами в таких соотношениях, чтобы концентрация карбамида не превышала 700 мг/л, а аммиака -65 – 70 мг/л.

Важной задачей в производстве минеральных удобрений является очистка отходящих газов от пыли. Особенно велика возможность загрязнения атмосферы пылью удобрений на стадии грануляции. Поэтому газ, выходящий из грануляционных башен, обязательно подвергается пылеочистке сухими и мокрыми методами.