Основною сировиною для виробництва фосфорних добрив в нашій країні служать хибинские апатити, а також фосфорити, родовища яких розташовані в різних районах СРСР і досить численні. На збагачувальних фабриках сира апатитова руда переробляється в апатитовий концентрат, що містить до 40% Р2 О5. При цьому містяться в руді інші мінерали - нефелин, титаномагнетит і т. П. - відокремлюються від апатиту і використовуються в різних галузях промисловості. Апатитовий концентрат надходить на хімічні заводи для виробництва суперфосфату.
Хімічна промисловість Радянського Союзу виробляє такі фосфорні добрива: суперфосфат простий порошкоподібний, гранульований, амонізований, подвійний, томасшлак, обесфторенний фосфат, амофос. Шляхом тонкого помелу з фосфоритів готують фосфоритне борошно.
Залежно від форми, в якій фосфати містять фосфорний ангідрид (Р2 ПРО5), фосфорні добрива поділяють на три групи:
1. воднорастворімих. Вони найбільш рухливі в грунті і тому діють швидше. До них відносяться: суперфосфат (простий і подвійний), фосфати амонію (амофос, диаммофос), фосфати калію, деякі сорти нітрофоски і ін.
2. лимонно і цитратнорастворімих. Вони містять солі фосфорної кислоти, розчинні в 2% -ному розчині лимонної кислоти або аміачних розчинах лімоннокіслого амонію. Таке умовне мірило застосовується в сільськогосподарській практиці для оцінки добрив, які за ступенем розчинності знаходяться між воднорастворімих і практично не розчинними формами фосфатів. Цю групу називають «засвоєними» фосфатами. До них відносяться: пріціпітат, томасшлак і обесфторенниє фосфати.
3. Нерозчинні фосфати. Вони розчиняються лише в сильних мінеральних кислотах. Нерозчинними їх називають умовно. Вони засвоюються рослинами повільно і головним чином на кислих грунтах.
Найпоширеніше фосфорне добриво суперфосфат.
Його виготовляють на хімічних заводах дією сірчаної кислотою на подрібнений фосфорит або апатитовий концентрат. Процес виробництва в основному полягає у взаємодії фосфату з сірчаною кислотою. Кислота переводить фосфор з трудноусвояемих форми в воднорастворімих стан, при якому він робиться легко доступним для засвоєння корінням рослин.
Так отримують суперфосфат
Майже всі радянські Суперфосфатний заводи зараз працюють по найбільш досконалого безперервному способу. Сірчана кислота концентрації 76% надходить з сірчанокислотного цеху в приймальний бак. Постійно діючий насос перекачує її в верхній напірний бак. У напірному баку підтримується постійний рівень кислоти; надлишок її по переливної труби повертається назад в приймальний бак. З напірного бака кислота надходить в сірчанокислотний змішувач для розведення водою до концентрації 68%. З змішувача розбавлена кислота проходить один за одним три регулюючих приладу. Один прилад регулює температуру, інший - концентрацію, третій - витрата кислоти. Всі вони налаштовані на заданий режим і працюють автоматично і взаємопов'язано.
Пройшовши регулюючі прилади, сірчана кислота в строго певній дозі надходить в суперфосфатний змішувач, куди одночасно завантажується апатитовий концентрат. До надходження в суперфосфатний змішувач апатитовий концентрат проходить через ряд апаратів. Транспортер подає його зі складу в приймальний бункер, звідки концентрат за допомогою шнекового живильника і елеватора йде в розташований нагорі прямий шнек (гвинтовий транспортер). Шнек забезпечує харчування стрічкового вагового дозатора. Надлишок апатитового концентрату знімається з воронки вагового дозатора зворотним шнеком і повертається в приймальний бункер. У дозаторі же зберігається постійний рівень концентрату. З дозатора апатитовий концентрат надходить в суперфосфатний змішувач.
Завантажені в суперфосфатний змішувач апатитовий концентрат і сірчана кислота ретельно перемішуються протягом 5-6 хв. Виходить сметанообразная маса - пульпа. Вона безперервно зливається в Суперфосфатний камеру. В результаті взаємодії апатитового концентрату з сірчаною кислотою виділяється велика кількість тепла і температура пульпи досягає 100-120 °.
У суперфосфатної камері триває почалася в змішувачі реакція розкладання апатиту сірчаної кислотою. Пульпа твердне - «схоплюється». На це потрібно близько години. Весь цей час суперфосфатная камера повільно обертається навколо нерухомого центрального вала у вигляді труби. За один оборот камери пульпа встигає затвердіти настільки, що її можна вивантажувати з камери. Протягом години суперфосфатная камера випускає до 60 Т суперфосфату.
Суперфосфат вивантажують з камери особливим пристосуванням - каруселлю. Змонтована всередині камери карусель забезпечена ножами, які зрізають суперфосфат і за допомогою скребків скидають його в виріз центральної труби. З труби суперфосфат потрапляє на транспортер, а з нього - на склад.
На складі суперфосфат за допомогою грейфера укладають в купи заввишки 6-8 м. Тут його витримують до 15-20 діб, щоб процес розкладання фосфатного сировини завершився. За цей час суперфосфат кілька разів перелопачують. Коли він «дозріє», його пропускають через гуркіт і потім вантажать у вагони.
В процесі виробництва з суперфосфатного змішувача і камери виділяються гази, що містять фтористий кремній і водяні пари. Їх відсмоктують вентилятором в абсорбційну (поглинальну) апаратуру. При цьому фтористий кремній поглинається водою і утворює розчин кремнефтористоводородной кислоти. З неї отримують фтористі солі та інші сполуки, що застосовуються в сільському господарстві і промисловості.
У суперфосфаті міститься від 14 до 20% Р2 О5 в воднорастворімих, швидко засвоюваній рослинами формі.
При безперервному способі виробництва суперфосфату всі процеси роботи механізовані, апаратура добре закрита. Все це полегшує і оздоровлює працю робітників.
Суперфосфат виходить з камери у вигляді шматків або порошку. Але при зберіганні він злежується, псує тару, утворює грудки. Щоб уникнути цього суперфосфат випускають у вигляді зерен (гранул) певної величини (1-4 мм в діаметрі).
Гранульований суперфосфат не злежується, не порошить. За допомогою сівалки його можна вносити разом з насінням в грунт на потрібну глибину, не побоюючись зниження схожості насіння. При внесенні гранульованого суперфосфату в рядки сівалкою можна значно зменшити дозу суперфосфату.
Гранулювання суперфосфату було налагоджено на заводі в такий спосіб: порошкоподібний суперфосфат змішують з меленим вапняком або доломітом, щоб нейтралізувати його вільну кислотність. Нейтралізований суперфосфат подають стрічковим живильником в горизонтально циліндр, що обертається - гранулятор. Тут суперфосфат змочується водою, яку розбризкують через форсунки. При обертанні гранулятора змочений пластичний суперфосфат набуває форму гранул різної величини.
Вологий гранульований суперфосфат надходить в сушильний барабан, що обігрівається топковим газами. Після сушіння його подають елеватором на гуркіт з двома ситами. Через перший проходять гранули діаметром 1-4 мм. Гранули крупніше цього розміру направляються в дробарку, а звідти в подрібненому вигляді знову повертаються на гуркіт з ситами.
Гранули, затримані на другому ситі, являють собою готовий гранульований суперфосфат. За допомогою транспортера він направляється в бункер, потім упаковується в багатошарові паперові мішки і надходить на склад готової продукції.
Подвійний суперфосфат містить до 48-50% Р2 О5. т. е. в два рази більше в порівнянні з простим. Це добриво отримують розкладанням апатиту або фосфориту фосфорною кислотою.
Фосфорну кислоту отримують на заводах двома способами. По одному - фосфат обробляють великою кількістю сірчаної кислоти. В осад випадає гіпс. Розчин фільтрується. Цей розчин і являє собою розведену фосфорну кислоту. За іншим способом фосфат змішують з піском, вугіллям або коксом і плавлять в електропечі. В результаті виділяється газоподібний фосфор, який окислюється потім киснем повітря і утворює з парами води фосфорну кислоту.
Інші види добрив
Джерелом сировини для виробництва калійних добрив служать головним чином Солікамськоє (Урал) і Стебниковський (Західна Україна) родовища калійних солей. Поклади калію в СРСР дуже великі; вони перевершують всі відомі світові запаси. У найближчі роки будуть розроблятися калійні поклади в Білорусії і інших районах СРСР.
Хімічна промисловість нашої країни виробляє багато калійних добрив: хлористий калій, калійні солі, сірчанокислий калій, калини, калимагнезию.
Крім основних мінеральних добрив (азотних, фосфорних і калійних), в сучасному сільському господарстві широко застосовуються так звані мікродобрива. Малі кількості їх, внесені в грунт додатково до основних добрив, забезпечують хороше розвиток рослин і високі врожаї.
Як борного добрива застосовуються борна кислота і бура, а також відходи від виробництва борної кислоти. Крім того, Суперфосфатний заводи випускають спеціально приготовлений борний суперфосфат. Бор особливо ефективний на підзолистих (нечорноземних) грунтах після їх вапнування. Бор оберігає рослини від деяких захворювань.
В якості добрива, що містить мідь, застосовують так звані піритні недогарки, що представляють собою відходи при виробництві сірчаної кислоти. Застосовується для цієї мети і мідний купорос. Добриво міддю особливо потрібно на торф'яних і болотних грунтах.
Як марганцевих добрив застосовують головним чином марганцевий шлам - відходи виробництва, які одержані при збагаченні марганцевих руд і при виробництві марганцю. Для цієї ж мети використовується і сірчанокислий марганець. Випускається суперфосфат з невеликою домішкою марганцю (близько 1,5%). Марганцеві добрива успішно застосовуються на чорноземних грунтах. Як мікродобрива на насіннєвих посівах бобових рослин (конюшина, люцерна та ін.) З успіхом використовують солі молібдену.