Секция: химия и химическая технология

№7 Неорганическая химия

Белогур и.С., РЫщенко И.М., Савенков А.С., Ратушная Л.Н.

Национальный технический университет "ХПИ" (Украина, г. Харьков)

Проблемы переработки обедненого фосфатного сырья в минеральные удобрения

Применения минеральных удобрений — один из главных рычагов повышения урожайности в сельском хозяйстве. Особое значение имеют азотные удобрения. Азот - один из главных элементов минерального питания растений, но его наличие в грунте недостаточно для получения высоких и стабильных урожаев.

Потребление азота растениями в значительной мере зависит количества фосфора. Так, недостаток фосфора в первый период роста отрицательно действует на метаболизм фосфора и азота в корневой системе растений, из-за чего тормозится рост корней и уже потом, в период максимального роста растений, снижается употребления азота грунтом и удобрений. Обеспечения растений фосфором, в особенности на начальной стадии развития, необходимое для нормального функционирования физиологических ритмов на протяжении всей вегетации и формирование высококачественного урожая с достаточным накоплением белковых соединений.

В грунтовом растворе концентрация фосфат-ионов небольшая - 0,05-1,00 мг/л. Концентрация ионов NO₃ приблизительно в 10-100 раз высше. Плодородные грунты содержат в среднего 1000—2500 кг/га фосфора. Но через постоянно существующие в грунтах процессы иммобилизации и минерализации фосфора растения за год усваивают лишь 5-25 кг/га этого элемента. Грунты многих районов Украины слабо обеспеченные подвижным фосфором, который при относительно небольших дозах внесения фосфорсодержащих удобрений (меньше 12-15 кг Р₂О₅ на 1 га посевов) снижает эффективность использования азотных и калийных удобрений.

Учитывая это производство фосфорных удобрений необходимо развивать такими темпами, которые бы опережали производство азотных и калийных удобрений.

За последнее десятилетие производство фосфорсодержащих удобрений в Украине резко сократилось.

Все заводы фосфорной промышленности Украины работали раньше и продолжают работать ныне только на привозной фосфорсодержащем сырье. Так, до 1996-1998 гг. они практически использовали только одно сырье - Хибинский апатитовый концентрат. Однако ныне традиционное поступление апатитового сырья из России связанное с значительной объективной и субъективной трудностью. Так, сырье подорожало до 185 долл. за 1 т, ведь выросшая себестоимость фосфорсодержащих удобрений, привело к тому, что удобрения, которые вырабатывались из апатита, стало неконкурентоспособным.

Перед предприятиями встал вопрос поиска альтернативного фосфорного сырья.

Нам представляется, что такое удобрение можно получить на основе местных фосфоритов, месторождения которых на Украине имеются повсеместно, в том числе и в регионе Харьковского - Донецкой геологической свиты, которые залегают на глубине в пределах от 15 до 120 метров. Например, обогащенный глауконитовый фосфорит Ново-Амвросиевского рудника Донецкой области, содержащий до 13,3% Р₂О₅.

Химический состав такой:

руды (% мас.): СаО - 31,0; Р₂О₅ - 5,88; SiO₂ - 27,02; Al₂O₃ - 3,26; Fe₂O₃ - 4,97; MgO - 1,27; K₂O - 2,05; Na₂O – 0,17; CO₂ - 16,84; F – н.о.;

концентрат (% мас.): СаО – 23,06; Р₂О₅ – 13,3; SiO₂ – 35,98; Al₂O₃ – 2,79; Fe₂O₃ - 8,24; MgO – 2,3; K₂O – 3,26; Na₂O – 0,35; CO₂ – 3,59; F – 1.13.

Минеральный состав, %: апатит 18-22; кварц - ~ 25; кальцит - 30-35; глауконит - 15-20; полевые шпаты - 5-7; гидроксиды железа и акцессорные минералы: до 1-2.

Традиционный способ переробки фосфоритов и апатитов - это помол на фосфоритную муку и внесения в таком виде в почву.

Ново-Амвросиевский концентрат содержит Р₂О₅ в цитраторастворимой форме, то есть получая фосфоритную муку, как минудобрение можно применять на кислых грунтах. Однако совершенно очевидно, что она является не лучшей формой удобрений и внесение ее без химической переработки в почву не рационально.

На кафедре ХТНВ катализа и экологии, введутся работы по азотнокислотному методу обогащения обедненных фосфоритов Украины (на основе Ново-Амвросиевского концентрата).

В данной статье осветились некоторые проблемы современного сельского хозяйства, находящего в сфере повышенного общественного внимания. Все это позволяет утверждать, что можно ожидать от сельскохозяйственных исследований новых знаний, имеющих большое прикладное и фундаментальное значение. Сельскохозяйственные исследования – ключ для решения многих экологических проблем.