Развитие и размещение производства минеральных удобрений
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное
государственное
высшего профессионального образования
"Ульяновская
государственная сельскохозяйственная
академия"
на предприятиях АПК
Контрольная
работа
по дисциплине
«Регионалистика»
Тема: «Развитие и размещение производства
минеральных
удобрений»
Худякова Е.В.
Ульяновск-2010
План
Введение
1. Основы производства минеральных удобрений
2. Значение и функции минеральных удобрений
3.Значение производства минеральных удобрений в экономике страны
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Минеральные
удобрения – источник различных
питательных элементов для
В почвах обычно имеются все необходимые растению питательные элементы. Но часто отдельных элементов бывает недостаточно для удовлетворительного роста растений. На песчаных почвах растения нередко испытывают недостаток магния, на торфяных почвах – молибдена, на черноземах – марганца и т.д. Недостаток элементов восполняется при помощи удобрений. Почвенную кислотность устраняют при помощи углекислых солей кальция и магния.
Применение минеральных удобрений – один из основных приемов интенсивного земледелия. С помощью удобрений можно резко повысить урожаи любых культур на уже освоенных площадях без дополнительных затрат на обработку новых земель. При помощи минеральных удобрений можно использовать даже самые бедные, так называемые бросовые земли.
Азотные удобрения производят на заводах, связывая азот воздуха с водородом. В результате образуется аммиак, который затем окисляется до азотной кислоты. Соединяя аммиак с азотной кислотой, получают наиболее распространенное азотное удобрение – аммиачную селитру, которая содержит около 34% азота.
Из других азотных удобрений применяются сульфат аммония (побочный продукт акрилатных производств) содержащий до 21% азота, сернокислый аммоний, содержащий (20% азота), натриевая селитра (16% азота), калийная селитра (13,5% азота и 46,5% окиси калия) и мочевина – наиболее богатое азотом соединение (до 46% азота).
Для разных культур необходимы разные количества и соотношения удобрений. Точные дозы удобрений устанавливаются агрохимическими лабораториями на основе анализов почв каждого поля.
Вырабатываемые
химической промышленностью минеральные
удобрения подразделяются на: а) фосфорные
(главным образом простой и
двойной суперфосфаты и преципитат);
б) азотные (сульфат аммония, аммиачная
селитра, кальциевая и натриевая селитры);
в) калийные (хлористый калий и смешанные
калийные соли); г) борные, магниевые и
марганцевые (соединения и соли, содержащие
эти элементы).
- Основы производства минеральных удобрений
Промышленность минеральных удобрений — одна из базовых отраслей химического комплекса России. Производственный потенциал отрасли составляют свыше тридцати специализированных предприятий, выпускающих более 13 миллионов тонн азотных, калийных и фосфорных удобрений в год. На долю Российской Федерации приходится до 6—7% общемирового выпуска удобрений. Отрасль вырабатывает более 20% продукции химического комплекса в стоимостном выражении, а ее доля в структуре экспорта химических отраслей превышает треть. На фоне других отраслей химического комплекса промышленность минеральных удобрений выглядит самой благополучной.
В
России часть предприятий по производству
фосфорных удобрений
Основные добытчики фосфорного сырья в России — ОАО «Апатит» и Ковдорский ГОК. Оба расположены в Мурманской обл., за полярным кругом, что существенно повышает расходы на транспортировку до центров производства удобрений, особенно до Балакова, Мелеуза и Белореченска. Лидерами в производстве фосфорных удобрений остаются ОАО «Аммофос» (Череповец), ОАО «Воскресенские минеральные удобрения» и ОАО «Акрон» (Великий Новгород).
В настоящее время на предприятиях России выпускается простой и двойной/тройной суперфосфат, аммофос, диаммофос, полифосфаты аммония (жидкие комплексные удобрения), фосфатная мука и кормовые фосфаты, нитрофоска, нитроаммофоска и нитрроаммофос. Производство фосфорных удобрений осуществляется на базе переработки фосфорсодержащего сырья с использованием для этой цели, как правило, серной кислоты, а в отдельных случаях и слабой азотной кислоты.
Основные запасы фосфатного сырья (апатит-нефелиновые руды) в России сосредоточены на Кольском полуострове. После флотации получают апатитовый концентрат с содержанием P2O5 39,5%, который является пригодным для экстракционного метода его переработки в фосфорную кислоту. Апатитовый концентрат вырабатывается на производственном объединении «Апатит» и Ковдорском горно-обогатительном комбинате. Кроме этого, в России вырабатывается фосфоритная мука на производственном объединении «Фосфорит», Подмосковном производственном объединении «Фосфаты», Брянском фосфорном заводе и Верхнекамском фосфорном руднике. Производство серной кислоты использует в качестве исходного сырья серу или колчедан.
Среди республик, входивших в состав бывшего СССР, Россия является наиболее крупным продуцентом аммиака и азотных удобрений.
В 1928 г. на Чернореченском заводе
впервые на территории бывшего
СССР был получен
В 1932 г. был пущен Березниковский
АТЗ (Азотно-туковый Завод), где
производство аммиака было
В 1933 г. был введён Новомосковский ХК, а в 1940 г. - кемеровский АТЗ.
После окончания Великой Отечественной войны развитие производства аммиака и азотных удобрений было продолжено за счёт развития действующих и строительства новых предприятий. Особенно быстро стало развиваться производство азотных удобрений в России и других республиках бывшего СССР после открытия крупных месторождений природного газа и строительства разветвлённой сети магистральных газопроводов для его передачи в различные экономические районы и республики.
Были построены и введены в эксплуатацию Кемеровский, Щёлкинский, Невинномысский ХК, Череповецкий, Куйбышевский, Тольяттинский АТЗ, азотно-туковые производства в составе Новолипецкого металлургического и Московского коксогазового заводов, Кирово-Чепецкий АЗ, Новоменделеевский ХЗ, организовано производство аммиака и азотных удобрений в составе Ангарского, Салаватского и Пермского нефтехимических предприятий. В последнее время на территории России действует 21 предприятие, в составе которых имеются производство аммиака и азотных удобрений, получаемых на базе переработки аммиака. Среди них - крупнейший завод по производству синтетического аммиака в г. Тольятти мощностью 3.0 млн. т, связанный магистральным аммиакопроводом с портом отгрузки на Чёрном море, расположенным в 30 км. от г. Одессы (порт Южный).
Производство аммиака и азотных удобрений в целом характеризуется достаточно высоким техническим уровнем. Производство аммиака практически полностью организовано на базе переработки природного газа, который, как известно, является наиболее экономически эффективным видом сырья. Удельный вес его в структуре производства синтетического аммиака составляет 96%, и только 4% приходится на другие источники природного сырья: природный газ и нефть.
Развитие производства азотных
удобрений в России
Дальнейшее развитие
В настоящее время, доминирующее положение в структуре ассортимента азотных удобрений, наряду с аммиачной селитрой, занимают карбамид и азотные удобрения.
Производство сульфата аммония незначительно и, в основном, определяется развитием коксохимических производств и капролактами.
Производство калийных удобрений в России организовано на Урале на базе Верхне-Камского месторождения. В настоящее время на базе этого месторождения работают производственное объединение «Сильвинит», расположенное в г. Соликамске, и производственное объединение «Уралкалий», расположенное в районе г. Березники.
ПО «Сильвинит» является старейшим предприятием, ввод первой шахты которого был произведён в начале 30-х годов. Строительство ПО «Уралкалий» было начато в середине 50-х годов. Первая шахта была введена в 1954 году, вторая – в 1970 – 1971 годах, третья – в 1974 – 1975 годах и четвёртая – в 1989 году.
В последние годы наметился спад производства хлористого калия на этих объединениях, что в значительной степени объясняется сокращением заявок на приобретение со стороны сельскохозяйственных потребителей внутри страны из-за значительного роста цен. Фактором, сдерживающим производство, является решение вопросов переработки галитовых отходов. Однако, по сравнению с предприятиями по производству хлористого калия в Беларуси, эти вопросы на Урале решаются более успешно, так как значительная часть галитовых отходов используется для получения технической соли, в дальнейшем направляемой в виде рассола на получение соды, а также для закладки выработок в шахтах
До революции производства минеральных
удобрений в России практически не было;
вся продукция нескольких мелких заводов
составляла в 1913 г. только 89 тыс. тонн. Строительство
новых заводов началось лишь в 1925–1926 гг.
и приобрело в дальнейшем большой размах.
Особенно выросло производство минеральных
удобрений после окончания второй мировой
войны. Если в 1940 г. было произведено всех
минеральных удобрений только 3,2 млн. т,
то в 1954 г. выработка удобрений составила
почти 8 млн. т, а через 10 лет – уже 25,6 млн.
т.
2.Значение
и функции минеральных
удобрений
Классик естествознания Климент Аркадьевич Тимирязев справедливо считал, что все искусство земледелия сосредоточено в одной точке — в питании растений. Он говорил, что недоедание людей начинается с голодания растений. К.А.Тимирязев неоднократно подчеркивал, что истинный кормилец человека не земля, а растения. «Освобождение» растений от «власти земли» он считал самой актуальной задачей агрономической науки. Действительно, лишь в сравнительно редких случаях сельскохозяйственные культуры находят в почве обилие воды и все необходимые элементы пищи в легкоусвояемой форме, в достаточном количестве и в правильном соотношении. Обычно же в практике земледелие сталкивается с недостатком то влаги, то двух-трех и даже более питательных веществ, без устранения дефицита которых растительный организм не может нормально развиваться и обеспечивать высокую продуктивность. Не удивительно поэтому, что до тех пор, пока агрономическая химия не изучила законов питания растений и не предложила уже столетие с четвертью назад нового приема управления процессом питания—применения минеральных удобрений,— урожаи культур ни в одной стране не отмечались ни высоким уровнем, ни стабильностью. С течением времени на примере целых стран выяснилось, что урожай все более и более становится функцией удобрений.
Хорошо известно, что рациональное применение удобрений способствует более экономному использованию воды растениями, усиливает их питание, повышает урожай и улучшает его качество, делает почвы более плодородными. Однако разумное использование большого ассортимента современных удобрений требует знаний, как агрохимических свойств почвы, так и физиологических особенностей возделываемых культур, не говоря уже о составе, видах и качестве самих удобрительных веществ. Наука о круговороте веществ в земледелии, питании растений и регулировании этого процесса с помощью удобрений — агрономическая химия — сложилась в первой половине прошлого века. Агрохимия изучает потребление растениями питательных элементов из почвы, удаление их с урожаями и возвращение с удобрениями (местными, в большинстве своем органическими и промышленными, — в основном — минеральными).
Те элементы, которые необходимы всем растениям в довольно больших количествах, но содержатся в почве в доступных растениям соединениях в относительно небольших запасах, могут оказаться дефицитными. А это рано или поздно, но неизбежно приведет к падению урожаев. В большинстве типов почв в таком положении оказываются два питательных вещества — азот и фосфор. Нередко это же характерно и для калия, хотя обычно во всех почвах его во много раз больше, чем азота и фосфора вместе взятых.
На практике отчетливо проявляется слабая доступность культурным растениям почвенных резервов: и азота, и фосфора, и калия; как правило, лишь около 1 % того или иного питательного элемента от его общего наличия в почве находится в доступном растениям состоянии. А этого зачастую бывает мало для хорошего урожая.
Химические и биологические процессы, протекающие в почве, способствуют постепенному переходу богатства почвы в ее плодородие. Цель удобрения состоит в устранении разрыва между необходимым количеством того или иного потребного культуре питательного вещества и тем, которое может дать почва для достижения высокого урожая.
Из всех минеральных удобрений, изготовляемых промышленностью, первыми появились фосфорные. Исторически это было неизбежно, если принять во внимание безусловную необходимость фосфора для всех растений, постоянное удаление за пределы земельной территории хозяйств взятого из почвы фосфора с товарной продукцией и отсутствие естественного притока в почву фосфатов.
Применение навоза, известное уже на заре сельскохозяйственного промысла, в известной мере поддерживало круговорот веществ в земледелии, особенно в докапиталистических общественных формациях, когда хозяйства оставались в основном натуральными, отчуждение продукции не носило ярковыраженного характера и наряду с пашней имелось много луговых угодий, фосфор которых через корма и навоз перекачивался на поля.
Однако этот круговорот веществ оказался резко нарушенным с развитием капитализма и распространением товарного производства на сельское хозяйство, когда обмен продуктами между городом и деревней неизмеримо вырос и распаханными оказались не только все земли полевого назначения, но и большая часть лугов. При таком положении даже полное использование навоза и прочих отходов самого сельскохозяйственного производства уже не могло поддерживать на должном уровне режим питания растений (в том числе и фосфорного) в почве.
Навоз не в состоянии вернуть почве азота и фосфора зерна, проданного хозяйством на сторону, а между тем в составе зерна уходит две трети фосфора, три пятых азота и лишь одна седьмая калия, взятых хлебами из почвы. При господствовавшей трехпольной системе земледелия хлеба занимали две трети всей пашни. Из этих цифр видно, что нетоварная часть урожая хлебов, используемая в животноводстве и переходящая в навоз, не могла служить для поддержания круговорота веществ о земледелии на данном уровне урожайности.
С введением в ряде стран полевого травосеяния и корнеплодов в более интенсивной плодосменной системе земледелия, когда положение с азотом благодаря бобовым культурам стало постепенно улучшаться, недостаток фосфора еще более усилился. Причиной тому было не только более высокое потребление фосфатов бобовыми культурами (клевер, люцерна, горох и другие), а также картофелем и свеклой, чем хлебами, но и исчезновение паров (пашню стали на 100% засевать) и повышение урожаев зерновых. Вместе с тем обострилась нужда в калии, которого пропашные культуры и бобовые травы потребляли больше, чем зерновые хлеба. Внешним проявлением недостатка фосфора в почве являлось падение умолота хлебов, то есть расширение в составе урожая отношения между зерном и соломой в пользу соломы. Из всех органов растения содержание фосфора наиболее стабильно в семенах; в вегетативной массе оно подвержено значительным колебаниям. Поэтому и наблюдается при фосфорном голоде недобор прежде всего зерна, в то время как солома, хотя и с меньшим содержанием фосфатов, еще сохраняет прежний вес. То же следует сказать и об аналогичных органах других культур.
Главным источником фосфатного сырья является апатит и фосфориты. Фосфориты образовались в отдаленные геологические эпохи двумя путями: при минерализации скелетов живых существ, населяющих Землю в отдаленные геологические эпохи, и осаждением фосфорной кислоты кальцием из воды. Апатит — изверженная порода, широко распространенная в мелкораздробленном состоянии, хотя и в очень небольших количествах в материнских породах, на которых возникли почвы. Но крупные залежи этого минерала крайне редки. Самое большое из них открыто было в 1926 г. в Хибинах (Кольский полуостров) за Полярным кругом. Вскоре его начали разрабатывать, и с тех пор оно является основой суперфосфатной промышленности. Незначительные и менее ценные по составу месторождения апатитов имеются на Урале и в Южном Прибайкалье, за рубежом — в Бразилии, Испании, Канаде, США и Швеции, но они пока не эксплуатируются.
Богатейшие месторождения фосфоритов эксплуатируются в ряде стран Северной Африки (Марокко и частично Тунис, Алжир). Их вывозят во многие государства; импортировала их и дореволюционная Россия. На американском континенте ценные залежи фосфоритов найдены во Флориде, в Теннеси ив других штатах. Наши отечественные месторождения фосфоритов были открыты в конце XVIII века, но изучать их стали позднее— во второй половине XIX столетия. В этом направлении много сделал профессор агрономической химии Петербургского земледельческого института А. Н. Энгельгардт, которому принадлежит и первая успешная попытка применения размолотых фосфоритов для удобрения подзолистых почв Смоленской области. До этого ими мостили шоссе и улицы в городах.
К
сожалению, по содержанию фосфора и
богатству полуторными
Нефелин также находит применение в различных отраслях народного хозяйства. Для кислых почв он служит подходящим источником калия.
По растворимости все фосфорные удобрения могут быть разделены на три группы: 1 — растворимые в воде (легкоусвояемые всеми культурами), 2 — нерастворимые в воде, но растворяющиеся в слабых (в том числе и органических) кислотах и потому также доступные растениям и 3—нерастворимые в воде и плохо растворяющиеся в слабых кислотах, неусвояемые для подавляющего большинства культур, если эти соединения не разлагаются кислыми почвами с появлением более легкорастворимых солей. В мире наиболее распространена первая группа удобрений. К ней относится суперфосфат, который получают из апатитов или фосфоритов.
Фосфор — распространенный в природе элемент, но существует он только в виде соединении с другими элементами, главным образом с кислородом. В почве обычно содержится 0,1—0,2% Р205. Фосфор находится в виде органических и неорганических соединений.
Содержание органических соединений в почвах колеблется от 10 до 50% и зависит от количества в почве гумуса. Органические фосфорные соединения почвы почти недоступны для растений, в качестве фосфорных удобрений применяют только минеральные соли фосфорной кислоты. Количество усвояемых фосфатов в почвах невелико — около 5—10% общего фосфора почвы.
Водорастворимые фосфаты калия, натрия, аммония, магнии, кальция — лучшие источники фосфорного питания растении. Нерастворимые в воде двузамещаемые соли магния или кальция (преципитат) также хорошие источники фосфорного питания, так как в воде они быстро разлагаются (гидролизуются). Трехосновные кальциевые фосфаты становятся усвояемыми для растений только после обработки их кислотами или взаимодействия с кислыми почвами. Фосфаты полуторных окислов (фосфаты алюминия и железа) значительно менее усвояемы, чем водорастворимые фосфаты.
У молодых растении слабо развита корневая система, которая может обеспечить поступление в растения фосфора только в том случае, когда соприкасается с усвояемыми фосфатами. Недостаток фосфора в первый период роста растений отрицательно влияет на их развитие, что в дальнейшем, но может быть полностью устранено внесением фосфорных удобрений. Устой биологической особенностью фосфатного питания растений и объясняется высокая эффективность рядкового внесения водорастворимых фосфорных удобрении при посеве вместо с семенами или вблизи них. Поэтому важно обеспечить интенсивное фосфорное питание молодых растении.
Существенно улучшить фосфорное питание молодых растений нельзя ни намачиванием семян в растворах фосфатов, ни опудриванием этим удобрением. Усилить снабженце их фосфором можно лишь внесением при посеве в рядки или гнезда фосфорных удобрений в количестве 10—20 кг Ра05 па 1 га.
При внесении минеральных удобрений необходимо учитывать коэффициент использования фосфорных удобрении в тех пли иных конкретных условиях. Из азотных и калийных удобрений используется в среднем 60—70% азота и калия, а из фосфорных удобрении в год внесения только около 20—25% и в 2—3 года примерно 40% фосфора. Однократно внесенные фосфорные удобрения в больших дозах оказывают длительное последействие. Распространенное представление о том, что фосфорные удобрения в почве быстро ретроградируют, то есть переходят в неусвояемые для растений соединения, не соответствует действительности. Слабое использование их в год внесения вызывается тем, что фосфорные соединения находятся в почве в неподвижном или крайне малоподвижном состоянии и поэтому не могут быть полностью поглощены корнями растений. Фосфорные удобрения вносят в количество, в 4—5 раз превышающем вынос фосфора той прибавкой урожая (той или иной культуры), которую хотят получить. При установлении доз фосфорных удобрений, прежде всего, необходимо учитывать запас усвояемых фосфатов в почве, знать величину средних урожаев, получаемых без внесения удобрений, а также последействие ранее внесенных фосфорных удобрений.
