Калийное удобрение
Калийные удобрения подразделяются на хлоридные и бесхлоридные. Важнейшие калийсодержащие материалы: древесная зола, стебли табака, шерстяные отходы, летучая пыль, побочные продукты сахарной и спиртовой промышленности. Морские водоросли, морская вода, калийные минералы, переработанные удобрения, такие как хлористый калий и сульфат калия, а также синтетические удобрения.
Органические источники калийных удобрений
Древесная зола: Сожжённая древесная зола содержит различное количество K₂O — от 5 до 25%.
Табачный стебель: Табачный стебель содержит от 4 до 10% K₂O и от 2 до 3% N. Он считается ценным кондиционером и добавляет объём удобренческим смесям.
Шерстяные отходы: Этот «суинт» в основном состоит из калийных солей и содержит от 1,5 до 5,0% K₂O.
Пылевые газы: Пылевые газы металлургических и цементных заводов содержат от 3 до 18% K₂O в виде хлоридов, сульфатов и карбонатов калия.
Морские водоросли: Зола морских водорослей содержит более 25% K₂O.
Морская вода: Содержит 0,04% K, 0,14% Mg, 0,05% Ca и 1,14% Na.
Калийные минералы
Существует около 50 минералов, содержащих калий, но не все они экономически важны. Для промышленного производства калийных удобрений используются следующие минералы:
Сильвинит — KCl — содержит 63,1% K₂O
Карналлит — KCl·MgCl₂·6H₂O — содержит 17% K₂O
Кайнит — KCl·MgSO₄·3H₂O — содержит 18,9% K₂O
Лангбейнит — K₂SO₄·2MgSO₄ — содержит 26,6% K₂O
Полиалит — K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O — содержит 15% K₂O
Сульфат калия – K2SO4
K₂SO₄ получают реакцией KCl с H₂SO₄, используя 2,0–2,2 моль KCl на 1 моль H₂SO₄ с перемешиванием при температуре от комнатной до 100 °C, а полученный KHSO₄ затем реагирует, например, в муфельной печи с непрореагировавшим KCl при 300–400 °C.
Таким двухэтапным процессом общая реакция может проводиться при более низкой температуре и за меньшее время, обеспечивая возможность длительной непрерывной работы.
KCl + H₂SO₄ → KHSO₄ + HCl
KCl + KHSO₄ → K₂SO₄ + HCl
ИЗОБРАЖЕНИЕ
Хлористый калий (KCl)
KCl коммерчески производится с использованием одного из минералов:
Сильвинит или сильвин
Карналлит
Процесс производства этого удобрения включает два основных этапа:
Добыча калийного минерала
Выделение основного компонента и его очистка
ОТДЕЛЕНИЕ KCl
Помол: Калийная руда после добычи и доставки на завод измельчается до мелкой фракции и просеивается для получения руды требуемого размера.
Растворение: Руда растворяется в горячей воде, к которой добавляется раствор NaCl (рассол) для получения смеси KCl + NaCl. Температура смеси повышается, в результате чего всё больше сильвинита растворяется, а растворимость NaCl после определённого этапа прекращается. Это продолжается до получения насыщенного раствора KCl.
Кристаллизация: Насыщенный раствор, содержащий как KCl, так и NaCl, внезапно охлаждается в вакууме, и KCl выделяется в виде кристаллов, в то время как NaCl остаётся в растворе.
Отделение: Кристаллизованный KCl может быть отделён механическим способом, затем он сушится, измельчается и используется. Этот процесс называется методом кристаллизации, а принцип основан на различной растворимости KCl и NaCl в холодной и горячей воде. Когда KCl смешан с NaCl, он гораздо лучше растворяется в горячей воде, чем в холодной, в то время как NaCl немного лучше растворяется в холодной воде, чем в горячей. Следовательно, при повышении температуры растворимость KCl увеличивается, в то время как растворимость NaCl остаётся практически постоянной.
