Главная Коллекция "Revolution" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Ресурсы, технологии и экологические аспекты применения местных удобрений и мелиорантов (на примере Ростовской области)

Ресурсы, технологии и экологические аспекты применения местных удобрений и мелиорантов (на примере Ростовской области)

Проблемы обеспечения сельского хозяйства Ростовской области азотно-серным удобрением сульфатом аммония. Пути улучшения плодородия солонцовых почв содового засоления путем проведения сернокислотной мелиорации. Перспективы применения углистых колчеданов.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид монография
Язык русский
Дата добавления 28.11.2018
Размер файла 1,8 M
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

1.4.2 Марганец

Содержание марганца в почвах составляет 0,01 - 0,4 % [9]. Как и других микроэлементов, его больше в гумусовом слое и в чистой фракции. В кислых почвах марганец присутствует в виде легкоподвижного двухвалентного иона, а в нейтральных и щелочных - преимущественно в виде трехвалентного иона, малоподвижного и плохоусвояемого растениями. Содержание подвижного марганца в различных типах почв характеризуется следующими цифрами (в мг на 100 г сухой почвы пахотного слоя): дерново-подзолистые - 5 - 15, черноземы - 1 - 7,5, каштановые - 0,15 - 7,5, бурые - 0,15 - 7,5 и сероземы - 0,15 - 12,5.

П.А. Власюк выявил положительное влияние марганца на урожай сахарной свеклы, пшеницы, ячменя, овса, кукурузы, проса, картофеля, табака, конопли, хлопчатника. Весьма хорошие результаты были получены, например, на различных почвах Украины при выращивании огурцов, томатов, капусты, клубники и ряда других культур [49, 50]. В то же время следует отметить, что вынос марганца урожаями достигает 0,35 - 4,5 кг с 1 га [9, 12].

При недостатке марганца (10 - 40 мг/кг) у злаковых растений наблюдается серая пятнистость листьев; на верхних листьях между жилками появляется серо-зеленая или желто-серая окраска, жилки остаются зелеными. У картофеля, ячменя могут быть ожоги.

Недостаток марганца чаще всего проявляется на черноземных и дерново-карбонатных почвах с нейтральной или щелочной реакцией, особенно песчаных и супесчаных, а также на карбонатных торфяниках. При известковании кислых почв внесение марганцевых удобрений может быть эффективным.

В качестве марганцевых удобрений используют сернокислый марганец, содержащий 21 - 22 % марганца, марганизированный гранулированный суперфосфат с содержанием марганца 1,5 - 2 % и отходы марганцово-рудной промышленности - марганцевые шламы, содержащие от 9 до 15 % марганца, правда, в труднорастворимых формах. Марганцевые шламы можно вносить перед посевом под зяблевую вспашку или перепашку зяби (3 - 4 ц на 1 га), в почву при подкормах (0,5 - 1 ц на 1 га). Марганизированный суперфосфат используют в основном для припосевного внесения в рядки. Сернокислый марганец является растворимой солью и применяется для предпосевной обработки (намачивания или опудривания) семян (50 - 100 г на 1 ц семян) и для некорневой подкормки (0,05 %-ный раствор соли при расходе 300 - 500 л на 1 га) [41, 51].

Марганцевые удобрения применяют главным образом под сахарную свеклу, кукурузу, картофель, овощные и плодово-ягодные культуры, обеспечивая значительное повышение урожайности. Так, применение марганцевых удобрений на Украине обеспечивает получение прибавки урожайности сахарной свеклы 14 - 25 ц на 1 га при одновременном увеличении сахаристости корней на 0,11 - 0,33 %, озимой пшеницы 3,2 - 4,7 ц на 1 га, капусты, картофеля и огурцов 40 - 50 ц на 1 га.

Кроме внесения соединений марганца под вспашку, в рядки и в гнезда, применяется также опрыскивание плодовых деревьев раствором сульфата марганца (0,06 - 0,08 % раствор с добавлением 0,15 % гашеной извести).

Дефициту марганца на сельскохозяйственных угодьях с интенсивным земледелием способствует то, что производство марганизированных суперфосфатов резко сократилось, многие предприятия ныне располагаются за пределами России.

1.4.3 Медь

Недостаток меди в почвах снижает синтез белков, вследствие чего медное “голодание” сказывается сильнее всего на урожае зерна, сводя его иногда к нулю. От недостатка меди страдают также горох, люпин, лен, конопля, свекла, овощные культуры, плодовые. Относительно большое количество меди выносится урожаями: 10 - 170 г с 1 га [9, 12].

Медь в почве аккумулируется в гумусовом слое и находится в виде органо-минеральных комплексов. Меньше всего меди в торфяных почвах (1,5-2 мг/кг), но и в них она связана преимущественно с органическим веществом. Валовое содержание ее в минеральных почвах составляет 0,15-3 мг на 100 г. Концентрация наиболее усвояемой, подвижной меди (в мг на 100 г почвы) меньше в дерново-подзолистых почвах 0,005-0,5, черноземах 0,45-1,0, каштановых 0,8-1,4, бурых 0,6-1,2, сероземных почвах 0,25-1,0. Таким образом, медью беднее других дерново-подзолистые почвы. Ухудшение доступности меди заметно уже при повышении рН почвы с 5,5 до 6. Поэтому даже на некоторых нейтральных и слабощелочных почвах потенциально высокоурожайные культуры испытывают в ней недостаток [13].

Среди медных удобрений наиболее распространены [43, 52]: 1) медный купорос CuSO45H2O (23,7 - 24,9 % Cu); 2) медно-калийные удобрения (1,0 0,2 % Cu, 56,8 0,6 % К2О), получаемые смешением и последующим гранулированием медного купороса с KCl; 3) медный аммофос (0,9 0,1 % Cu, 52 1 % P2О5, 12 1% N); медный двойной суперфосфат (0,8 0,05 % Cu, 42 - 43 % P2О5), приготавливаемый путем введения в H3PO4 или нейтральную пульпу медного купороса, оксида меди либо медьсодержащих отходов производств цветной металлургии; 4) пиритные огарки (0,3 - 0,5 % Cu) - отходы сернокислотного и бумажно-целлюлозного производств, применяемые в местах их получения.

Медные удобрения используют на осушенных торфяно-болотных, супесчаных и песчаных дерново-подзолистых и других почвах под зерновые, кормовые и овощные культуры, сахарную свеклу, картофель, подсолнечник, однолетние и многолетние травы и т.д. Как отмечается в работе [53], применение медных удобрений на бедных медью почвах может в 2 - 3 раза и более повысить урожай пшеницы, ячменя, проса, значительно увеличить урожай льна (на 25 - 30 %), повышает урожай подсолнечника, горчицы, фасоли, гороха, сахарной и кормовой свеклы, турнепса, трав и других культур.

Медные удобрения повышают устойчивость растений к грибковым заболеваниям, в частности, картофеля - к заболеванию фитофторой в период роста и хранения клубней, к бактериозам, обыкновенной, порошистой и черной парше. На торфянистых почвах Северного Зауралья медные удобрения увеличили иммунитет ржи в отношении заражения ее спорыньей.

Медный купорос применяют в виде водного раствора для некорневой подкормки (0,02 - 0,05 % Cu, 100 - 300 л/га), а также для обработки семян (0,01 - 0,02 % Cu, 6 - 8 л/ц). Относительно высокая стоимость купороса сдерживает его широкое применение.

Медно-калийные удобрения, медный аммофос и медный двойной суперфосфат используют для внесения в почву (50 - 120 кг P2O5 и 1,0 - 2,1 кг Cu на 1 га). Однако указанные удобрения весьма дороги [41].

В нашей стране наиболее распространенным медьсодержащим удобрением является пиритный огарок - крупнотоннажный отход сернокислотной промышленности, содержащий помимо меди также кобальт (0,07 - 0,25 г/кг), молибден, цинк (7 - 8 г/кг) и до 50 % железа [38, 54, 55].

Пиритный огарок вносят под плуг или культиватор не менее чем за 20 дней до посева один раз в 4 - 5 лет в дозе 5 - 6 ц/га (2,2 - 2,7 кг меди). Эффективность его очень высокая. Так, на опытных станциях ряда нечерноземных областей России урожай зерновых без применения пиритного огарка составил 13,6 ц с 1 га, а при внесении его в дозе 5 ц на 1 га пиритного огарка соответственно 22,5 ц. Положительные результаты от внесения огарка получены также на сахарной свекле и кормовых корнеплодах, льне, конопле, клевере и силосных культурах [56, 57].

Сравнение эффективности пиритного огарка и медного купороса дало близкие результаты. Так, сахарная свекла на торфяной почве в Киевской области так же хорошо отзывалась на удобрение медным купоросом (МК), как и пиритным огарком (ПО).

Недостатком пиритного огарка является то, что он является весьма медленным по действию медным микроудобрением: оксид меди слабо растворяется в почвенной влаге. Его эффективность может быть существенно повышена, если увеличить подвижность меди, а значит, и доступность ее растениям (табл. 7). Этого можно добиться, например, сочетанием пиритного огарка с гидролитически кислой солью.

Следует отметить также, что в пиритных огарках содержатся такие вредные вещества, как мышьяк (0,08 - 0,1 % или 0,8 - 1 г/кг), свинец (до 0,2 % или 2 г/кг) и селен ((10 20)103 г/кг). Поэтому при определении дозы вносимого в почву огарка следует учитывать это обстоятельство и производить соответствующие расчеты.

1.4.4 Железо

При дефиците Fe в почве развивается хлороз листьев (приобретают желтую окраску), что резко замедляет рост растений, снижает их урожаи, а иногда и приводит к гибели.

Содержание железа в почвах составляет 1 - 7 % по массе, однако следует учитывать, что не везде доступность его растительным организмам одинакова. Особенно бедны усвояемыми формами (прежде всего в виде Fe2+) нейтральные и слабощелочные карбонатные почвы (черноземы, сероземы), на которых хлорозу подвержены плодовые, виноградники, некоторые технические и декоративные культуры [9, 12].

Для устранения хлороза в карбонатные почвы вносят т.н. железные удобрения. Наиболее распространенные из них: Fe-ДТПА (комплексонат, диэтилентриаминопентаацетат Fe) - выпускают в виде водного раствора (2,0 - 2,5 % Fe) или порошка (не менее 11,5 % Fe); цитрат железа Fe3(C6H5O7)23H2O (18,5 % Fe); сульфат железа (железный купорос) FeSO47H2O (20 % Fe); хлорид железа FeCl36H2O (до 20 % Fe) [43].

Fe-ДТПА служит универсальным удобрением для внесения в почву (10 - 30 кг/га в пересчете на Fe), опрыскивания растений (0,15 - 0,3 %-ный водный раствор), с целью приготовления питательных растворов для гидропоники (5 - 10 кг/га). Цитрат железа используют обычно в теплицах (3 - 5 мг/л питательного раствора), сульфат и хлорид железа - в основном для некорневых подкормок (0,3 - 0,5 %-ный водный раствор). Недостатком Fe-ДТПА и цитрата железа является их относительно высокая стоимость.

К железным удобрениям, правда медленнодействующим, можно отнести и пиритный огарок.

На основании исследования теоретико-методологических основ использования микро- и макроудобрений были получены следующие результаты.

1. По многим показателям, в частности содержанию азота, калия, серы и микроэлементов (медь, цинк, марганец) наблюдается прогрессирующая деградация почв Ростовской области, вплоть до агроистощения, особенно в зонах интенсивного земледелия, связанного с их орошением. В перспективе это может привести к невозможности получения стабильно высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Ситуация ухудшается резким снижением производства и поставки минеральных удобрений, их недоступностью для многих хозяйств.

2. Частичным решением указанной проблемы может служить развитие индустрии местных удобрений, среди которых в качестве приоритетного в ближней и среднесрочной перспективе может выступить сульфат аммония, по сути комплексное азотно-серное удобрение, особенно эффективное на орошаемых землях.

3. Невозможность получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур с надлежащим потребительским качеством без нахождения оптимального сочетания макро- и микроудобрений выдвигает обеспечение последними в разряд неотложных задач. Для снижения остроты данной проблемы следует направить усилия на поиск и разработку местных источников микроэлементов почвенного плодородия как природных, так и техногенных, а также повышение эффективности их использования.

литература

1. О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития: Указ Президента Российской Федерации от 4 февраля 1994 г. № 236 / Охрана окружающей природной среды. Сборник нормативных актов. Выпуск третий. - М.: МНЭПУ, 1995. - 204 с.

2. Государственный доклад о состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2006 году. - М.: ВНИИ ГОЧС, 2007.

3. Безопасность жизнедеятельности. Защита населения и территорий при чрезвычайных ситуациях: Учеб. пособие для вузов / В.В. Денисов [и др.]. - М.; Ростов н/Д.: изд. центр “МарТ”, 2007. - 715 с.

4. Государственная программа “Развитие сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008 - 2012 гг.”

5. Васильев, А.Н. Формирование регионального рынка технологий энергосбережения в аграрном производстве / А.Н. Васильев, Л.Р. Мухамеджанова // Агроэкологические проблемы сельскохоз. производства - 2005 : тез. докл. междунар. науч. - практ конф. / Пенз. гос. сельско-хоз. академия. - Пенза, 2005. - С. 45 - 47.

6. Экологический вестник Дона “О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2006 году” / Адм. Рост. обл., Ком. по охране окр. среды и природ. ресурсов; под общ. ред. С.Н. Назарова, В.М. Остроуховой, М.В. Паращенко. - Ростов н/Д, 2005. - 300 с.

7. Экологический вестник Дона “О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2004 году” / Адм. Рост. обл., Ком. по охране окр. среды и природ. ресурсов; под общ. ред. С.Н. Назарова, В.М. Остроуховой, М.В. Паращенко. - Ростов н/Д, 2005. - 298 с.

8. Экологический вестник Дона “О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2005 году” / Адм. Рост. обл., Ком. по охране окр. среды и природ. ресурсов; под общ. ред. С.Н. Назарова, В.М. Остроуховой, М.В. Паращенко. - Ростов н/Д, 2006. - 350 с.

9. Агрохимия: учеб. пособие / под ред. П.М. Смирнова и А.В. Петербургского - изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Колос, 1975. - 512 с.

10. Орлов, Д.С. Химия почв: учеб. пособие. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985. - 376 с.

11. Татаринцева Н.И. Технология альгицидной обработки водоемов для снижения негативных последствий развития синезеленых водорослей: дисс…канд. техн. наук. - Новочеркасск, 2002. - 222 с.

12. Пейве, Я.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов. Избран. труды. - М.: Колос, 1980. - 281 с.

13. Шишкина, Д.Ю. Геохимия меди и цинка в агроландшафтах Ростовской области: дисс…канд. географ. наук. - Ростов-на-Дону. - 2000. - 155 с.

14. Агафонов, Е.В. Тяжелые металлы в черноземах Ростовской области // “Тяжелые металлы и радионуклиды в агросистемах” - 1992: тез. докл. науч.-практ. конф. - Москва, 1994. - С. 22 - 26.

15. Мелиорация: Энцикл. Справочник. Под общ. ред. А.И. Мурашко. - Минск: Белорус. Сов. Энцикл., 1984. - 567 с.

16. Мелиоративный кадастр Российской Федерации. - М., 2004.

17. Мелиоративный кадастр Российской Федерации. - М., 1990.

18. Мелиорация солонцовых почв в условиях орошения / Н.С. Скуратов, О.Ю. Шалашова, И.Н. Лозановская [и др.]. - Новочеркасск: Изд-во "НОК", 2005. - 180 с.

19. Минкин, М.Б. Солонцы юго-востока Ростовской области / М.Б. Минкин, В.М. Бабушкин, П.А. Садименко. - Ростов н/Д: изд-во РГУ, 1980. - 190 с.

20. Агрохимическое и агроэкологическое состояние почв // Бюл. ЦИНАО. - М., 2001.

21. Агропромышленный комплекс России в 2001году. - М., 2002.

22. Колганов, А.В. Минеральные удобрения и эффективность их применения / А.В. Колганов, В.Н. Щедрин, А.А. Бурдун // Агрохим. вестник. - 1999. - № 5.

23. Гулюк, Г.Г. Актуальные проблемы мелиорации и орошаемого земледелия / Г.Г. Гулюк // Мелиорация и водное хозяйство. - 2001. - № 3. - С. 11 - 15.

24. Гулюк, Г.Г. Задачи мелиоративных организаций по реализации программы “Плодородие почв России” / Г.Г. Гулюк // Мелиорация и водное хозяйство. - 2002. - № 2.

25. Колганов, А.В. Состояние мелиораций сельскохозяйственных земель в Российской Федерации и пути выхода из кризиса / А.В. Колганов, В.Н. Щедрин. - М: ГУ ЦНТИ “Мелиоводинформ”, 2000. - 82 с.

26. Турулев, В.В. Севообороты орошаемых земель / В.В. Турулев, М.С. Овчаренко. - Ростов н/Д: СКНЦ ВШ, 2006. - 272 с.

27. Земледелие: уч. пособие / под ред. А.И. Пупонина. - М.: Колос, 2004. - 552 с.

28. Статистические материалы и результаты исследований развития агропромышленного производства России. - М., 2005.

29. Государственный доклад “О состоянии окружающей природной среды Ростовской области в 1997 г.” - Ростов н/Д: Госкомэкологии РО, 1998. - 288 с.

30. Причины ухудшения качественного состояния орошаемых земель и мероприятия по повышению эффективности их использования. Л.М. Докучаева, Л.А. Воеводина, О.Ю. Шалашова [и др.] // Современные проблемы мелиорации земель, пути и методы их решения: сб. науч. тр. ФГНУ “РосНИИПМ”. Ч. 2.

31. Скуратов, Н.С. Прогноз динамики изменения плодородия орошаемых земель // Мелиорация антропогенных ландшафтов: межвуз. сб. науч. тр. / Новочерк. гос. мелиорат. академия. - Т. 16. - Новочеркасск, 2002. - 79 - 83 с.

32. Рекомендации по технологии мелиорации солонцовых почв Ростовской области в условиях орошения. - Новочеркасск, 1986.

33. Гамзиков, Г.П. Баланс и превращение азота удобрений: монография. Новосибирск: Наука, 1985. - 159 с.

34. Соколов, О.А. Теория и практика рационального применения азотных удобрений / О.А. Соколов, В.М. Семенов. - М.: Наука, 1992. - 207 с.

35. Минеев, В.Г. Агрохимия: учебник / В.Г. Минеев: Моск. гос. ун-т. - М.: Колос, 2004. - 720 с.

36. Державин, Л.М. Эффективность азотных удобрений // Химизация сельского хозяйства. - 1987. - С. 35 - 37.

37. Локальное внесение минеральных удобрений в различных почвенно-климатических зонах при интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур. И.Ф. Сендряков, Н.Г. Овчинникова, Ю.И. Вахрамеев [и др.]. - М.: Агропромиздат, 1988. - 63 с.

38. Позин, М.Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот). - М.: Химия, 1970. - 792 с.

39. Симакин, А.И. Удобрение, плодородие почв и урожай в условиях интенсивного земледелия : монография / А.И. Симакин. - Краснодар: Кн. изд-во, 1988. - 270 с.

40. Симакин, А.И. Основы системы удобрений озимой пшеницы, возделываемой по интенсивной технологии / А.И. Симакин, Н.Г. Малюга, М.Х. Ширинян // Агрохимия, 1987. - № 5. - С. 115 - 117.

41. Забазный, П.А. Краткий справочник агронома / П.А. Забазный, Ю.П. Буряков, Ю.Г. Карцев. - М.: Колос, 1983. - 320 с.

42. Лозановская, И.Н. Использование местных мелиорантов и крупнотоннажных промышленных отходов для химической мелиорации почв / И.Н. Лозановская, И.А. Луганская, З.Е. Холодова; деп. ВНИИТЭИагропром, 1984, № 420-84. - 172 с.

43. Химическая энциклопедия: т. 1-5 в 5 т. / редкол.: И.Л. Кнунянц (гл. ред.) и др. - М.: Сов. энциклопедия. 1988.

44. Виноградов, А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. - М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 581 с.

45. Федюшкин, Б.Ф. Минеральные удобрения с микроэлементами: технология и применение. - Л.:, 1989.

46. Денисова, И.А. Применение катализаторов в системах водоподготовки, использующих пероксид водорода и озон, для повышения их эффективности и экологической безопасности: дис… канд. техн. наук. - Новочеркасск, 2002. - 178 с.

47. Закруткин, В.Е. Геохимия меди в агроландшафтах Ростовской области / В.Е. Закруткин, Р.П. Шкафенко, Д.Ю. Шишкина // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. - 1996. - № 3. - С. 50 - 55.

48. Добровольский, О.К. Микроэлементы в сельском хозяйстве. - М.: Сельхозгиз, 1976. - 64 с.

49. Власюк, П.А. Использование микроэлементов в сельском хозяйстве // Сельхоз. биология, 1966. - Т. 1. - № 4. - С. 21 - 25.

50. Власюк, П.А. Динамика содержания марганца в почве и растениях / П.А. Власюк, М.Н. Карась // Агрохимия. - 1965. - № 1. - С. 111 - 117.

51. Смирнов, П.М. Агрохимия / П.М. Смирнов, Э.А. Муравин. - М.: Колос, 1984. - 304 с.

52. Ковальский, В.В. Микроэлементы в почвах СССР / В.В. Ковальский, Г.А. Андрианова. - М.: Колос, 1970. - 590 с.

53. Ковда, В.А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана. - М.: Колос, 1981.

54. Амелин, А.Г. Технология серной кислоты. - М.: изд-во “Химия”, 1971. - 496 с.

55. Справочник сернокислотчика. Коллектив авторов, под ред. К.М. Малина. Изд-е 2-е, дополн. и перераб. - М.: изд-во “Химия”, 1971. - 744 с.

56.

Глава 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РесурснОЙ базЫ для производства сульфата аммония НА ТЕРРИТОРИИ Ростовской области

2.1 Расчет потребности сельского хозяйства области в сульфате аммония

Согласно [1], количество азотных удобрений, необходимое для внесения под конкретную культуру, рассчитывается под планируемый урожай данной культуры с учетом степени окультуренности почвы и величины выноса азота из почвы по следующей формуле:

, (2-1)

где Д - доза удобрения, кг действующего вещества на га;

У - планируемый урожай, ц/га;

W - вынос элемента питания на 1 ц урожая, кг;

И - коэффициент использования элемента из почвы в процентах к выносу, деленные на 100;

К - коэффициент использования удобрения, %.

Так как из сельхозпродукции, выращиваемой на территории Ростовской области, наибольшее значение имеют зерновые культуры, то интерес представляет увеличение именно их урожайности [2].

Черноземы Ростовской области являются, как известно слабо окультуренными, темно-каштановые почвы - средне окультуренными [3, 4]. При этом с каждым центнером зерна выносится азота: на предкавказских черноземах - 3,5 кг, на каштановых почвах - 3,3 кг. Коэффициент использования удобрений составляет 60% для черноземов и 70% для каштановых почв [1].

Определим потребность в азотном питании для рассматриваемых почв с целью получения урожая озимой пшеницы в количестве 50,0 ц/га:

на черноземах ,

на темно-каштановых

действующего вещества азота на 1 га.

Согласно [2], на 01.01.2007 г. площадь сельскохозяйственных угодий области составляет 8112,8 тыс. га, из них 5662,4 тыс. га приходится на пашню. Черноземные почвы занимают 64,2 % площади или 3635300 га, каштановые - 26,6 % (1506200 га).

Рассчитаем количество действующего вещества азота, необходимого для получения урожая озимой пшеницы 50 ц/га:

на черноземах 116,7 кг/га3635,3103 га = 424,2106 кг или 424,2103 т;

на темнокаштановых 70,7 кг/га1506,2103 га = 106,5106 кг или 106,5103 т;

всего на этих почвах 424,2106 кг+106,5106 кг = 530,7106 кг или 530,7103 т.

В переводе на сульфат аммония с концентрацией азота 20,5 % (масс.) потребное количество этого удобрения составит:

530,7103 100/20,5 = 2588780 т 2590 тыс. т

или в расчете на 1 га - 0,457 т.

Характерной особенностью азотных удобрений является их легкая растворимость и, как следствие, подверженность вымыванию, вследствие чего азот в почве практически не накапливается. Такое положение обусловливает необходимость ежегодного внесения азотных удобрений.

При всей определенной условности проведенных расчетов (трудно представить себе целесообразность перехода сельского хозяйства Ростовской области на производство только монокультуры) полученные цифры свидетельствуют о крайне высокой потребности почв в азотных удобрениях.

Тем не менее, при удовлетворении указанных потребностей теоретически появляется возможность выращивать (при запланированной урожайности 50 ц/га) около 28 млн. т озимой пшеницы, что почти в четыре раза превышает ежегодное производство зерновых в области.

Более реальными представляются данные расчетов, согласно которым до 7 млн. т зерна можно получать (при надлежащем азотном питании растений) с площади всего лишь около 1400 тыс. га.

Как уже отмечалось, Ростовская область относится к субъектам РФ с развитым орошаемым земледелием: согласно [2] соответствующая площадь на 01.01.2006 г. составляла 241 тыс. га, правда с тенденцией постоянного сокращения (максимального значения площадь орошаемых земель достигала в 1988 г. - 452,8 тыс. га). При этом в условиях орошаемого земледелия применяют повышенные нормы удобрений: на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья 120 - 150 кг N на 1 га, на предкавказских и южных черноземах - 120 - 180, реже 200 кг N на 1 га [5].

Если с учетом того, что именно сульфат аммония является наиболее приемлемым азотным удобрением для растений, выращиваемых на орошаемых землях, направлять на них все вырабатываемое удобрение, ежегодная потребность в сульфате аммония (при средней норме 150 кг азота на 1 га) составит:

= 241000150100/20,5 176341410 кг или 176340 т.

Известно, что именно на орошаемых землях добиваются наибольших урожаев, особенно в сочетании с внесением удобрений. Поэтому рациональным в рамках Ростовской области будет выработка сульфата аммония с последующим использованием его на орошаемых землях. Тогда для получения указанного количества удобрения потребуется (с учетом 5 % непроизводительных потерь) аммиака (100 %) 47700 т и серной кислоты (100 %) 137500 т.

В случае реконструкции орошаемых земель Ростовской области и доведения их площадей до прежнего уровня потребность в сульфате аммония, естественно, будет больше:

452800150100/20,5 331317070 кг или 331317 т.

Соответственно возрастут и потребные для получения указанного количества сульфата аммония количества серной кислоты ( 258360 т) и аммиака ( 89630 т).

2.2 Обоснование метода получения сульфата аммония применительно к условиям Ростовской области

С целью производства (NH4)2SO4 в основном используют аммиак, который является побочным продуктом при сухой перегонке каменного угля (содержит 0,5 - 1,5 % азота), а также синтетический аммиак.

Основными промышленными способами производства сульфата аммония являются следующие [6-9]:

1) абсорбция серной кислотой аммиака из газа коксовых печей;

2) нейтрализация серной кислоты синтетическим аммиаком;

3) взаимодействие CaSO4 или Na2SO4 с (NH4)2CO3 (или смесью NH3 с CO2);

4) переработка растворов, являющихся отходом производства капролактама.

Рассмотрим указанные методы более подробно.

Производство сульфата аммония из аммиака коксового газа (7 - 10 г/м3) включает предварительную стадию дистилляции; в результате образуется паро-аммиачная смесь (8 - 10 % об. NH3), направляемая далее на переработку в сульфат аммония.

Газ барботирует через 78 %-ный раствор серной кислоты (обычно башенной), при этом в сатураторе образуется сульфат аммония:

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4.

По достижении кислотности раствора в сатураторе 6 - 8 % (что соответствует содержанию в нем 140 - 170 г/л связанного аммиака), из него начинают выделяться кристаллы сульфата аммония. Образующаяся пульпа насосом перекачивается в кристаллоприемник, откуда кристаллы непрерывно поступают в центрифугу, где отделяются от маточного раствора. Отфугованные кристаллы с влажностью около 2 % передают на склад или направляют на сушку. При содержании менее 0,2 % влаги сульфат аммония практически не слеживается.

Расходные коэффициенты на 1 т сульфата аммония, получаемого полупрямым способом: серная кислота (100 %) - 0 ,73 - 0,75 т; электроэнергия - 30 кВтч; пар - 2,7 - 6 т; вода - 8 м3.

Башенная серная кислота, как известно, содержит оксиды азота в виде нитрозилсерной кислоты SO5NH. Так как при насыщении аммиаком выделяется значительное количество тепла, происходит денитрация с выделением оксидов азота в газовую фазу по реакции:

2 SO5NH + H2O = 2H2SO4 + NO + NO2.

Поэтому, если не производить предварительную денитрацию башенной кислоты, часть аммиака теряется

NO + NO2 + 2NH3 = 2N2 + 3H2O,

создавая тем самым экологические проблемы.

Отметим еще один недостаток, обусловленный применением башенной серной кислоты. Среди ее примесей находятся сульфаты железа и алюминия, которые в процессе нейтрализации образуют коллоидные гидроксиды железа и алюминия (Fe, Al)(OH)3. Последние, обволакивая зарождающиеся кристаллы сульфата аммония, тормозят их рост. Поэтому в непрерывно действующих реакторах поддерживают кислую реакцию среды.

Коксохимический сульфат аммония содержит также небольшое количество органических примесей - смоляных кислот, фенола и немного (около 0,1 %) роданистого аммония (NH4CNS). Последний токсичен для растений и при повышенном содержании может оказывать на них вредное действие, особенно на почвах с малым количеством гумуса и кальция [10].

Сульфат аммония из синтетического аммиака производят двумя способами: мокрым и сухим. Мокрый (жидкостный) способ сходен со способом получения (NH4)2SO4 из аммиака коксового газа; его технологическая схема приведена на рис. 2.

Рис. 2 - Схема производства сульфата аммония из синтетического аммиака и серной кислоты жидкостным способом: 1 - сатуратор; 2 - сборник пульпы; 3 - центрифуга; 4 - вентиляторы; 5 - подогреватель воздуха; 6 - сушилка; 7 - шнеки

Исходным сырьем служат 76 - 98 % серная кислота и 99 %-ный синтетический аммиак. Последний вводится в стальной сатуратор 1 в виде паро-аммиачной смеси (15 - 20 % NH3). Процесс нейтрализации проводят при атмосферном давлении и температуре 100 - 110С, кислотность пульпы поддерживают в пределах 3,5 - 4,5 %. Пульпа из сборника 2 поступает в центрифугу 3. Маточный раствор из центрифуги возвращается в сатуратор, а кристаллы сульфата аммония с влажностью 2 - 3 % передаются в барабанную сушилку 6. После сушки воздухом (120 - 150С) влажность продукта снижается до 0,09 - 0,15 %. Готовый продукт содержит около 0,2 % свободной серной кислоты.

Для получения 1 т (NH4)2SO4 жидкостным способом необходимо израсходовать: аммиака (100 %) - 0,26 т; серной кислоты (100 %) - 0,75 - 0,76 т; электроэнергии - 26 кВтч; пара - 1,38 т; воды (оборотной) - 1,35 м3.

В качестве достоинства указанного метода следует отметить, что в сатуратор вводится значительно меньший объем газа, чем при производстве сульфата аммония из аммиака коксового газа. Тем самым значительно уменьшается объем сатуратора. Расход сырья и энергетические затраты незначительно отличаются от приведенных выше.

При реализации сухого способа производства сульфата аммония [9] распыленная с помощью вращающегося диска серная кислота приводится в соприкосновение с газообразным аммиаком в стальной камере (рис. 3). В результате экзотермичности процесса нейтрализации температура поднимается до 200 - 220С, почти вся вносимая с кислотой влага испаряется и в камере образуется готовый продукт в виде сухого мелкокристаллического, легко сыпучего порошка.

Рис. 3 - Схема производства сульфата аммония сухим способом: 1 - разбрызгиватель кислоты; 2 - скруббер; 3 - мерник; 4 - сатуратор; 5 - струйный бачок; 6 - зонт; 7 - распылитель кислоты; 8 - реакционная камера; 9 - скребок-кратцер; 10 - “звездочка”; 11 - шнек; 12 - вентилятор; 13 - течки;. 14 - транспортеры

При сухом способе на 1 т продукта (21 % азота в пересчете на сухое вещество) расходуют 0,25 - 0,26 т NH3 (100 %), 0,75 т серной кислоты (100 %), 1 м3 воды и 18 кВтч электроэнергии. Сопоставление способов производства сульфата аммония из коксохимического аммиака и синтетического аммиака отдает предпочтение второму по затратам воды (в 8 раз) и электроэнергии (на 50 %).

Сущность производства сульфата аммония из природного гипса заключается в обработке последнего раствором карбоната аммония [8, 9]:

CaSO4 + (NH4)2CO3 = (NH4)2SO4 + CaCO3.

В смеситель поступают гипсовая мука и 32 - 33 %-ный раствор (NH4)2CO3, после чего смесь направляется в реактор, где соответствующая реакция продолжается около 8 часов. Далее идет фильтрование (2 стадии) и упаривание раствора. Упаренную пульпу, содержащую 55 % кристаллов сульфата аммония и 45 % раствора, подвергают центрифугированию и высушиванию. Высушенный до влажности 0,1 - 0,3 % сульфат аммония передается на упаковку.

Расходные коэффициенты на 1 т сульфата аммония, получаемого из гипса: гипс - 1,13 т; карбонат аммония [100 % (NH4)2CO3] - 0,74 т; электроэнергия - 65,0 кВтч; пар (16 ат) - 0,174 т; пар (2 - 2,5 ат) - 1,109 т; вода - 25 м3; газообразное топливо - 50,4 м3.

Достоинством метода является получение в качестве побочного продукта шлама карбоната кальция (760 кг на 1 т сульфата аммония), который после доведения до кондиции может использоваться для известкования кислых почв или для производства известково-аммиачной селитры. Недостатками являются относительная сложность технологической схемы, большой расход электроэнергии и пара.

Указанный метод целесообразно использовать при наличии местных месторождений гипса промышленного значения и отсутствии экономических проблем с приобретением и доставкой карбоната аммония.

Целесообразность получения сульфата аммония из отходов производства капролактама обусловлена тем, что в качестве побочного продукта здесь образуется большое количество растворов примерно следующего состава (в %): сульфат аммония - 34; нитрат аммония - 1,3; органические примеси - 0,3 - 0,5 [6, 9].

Расходные коэффициенты на 1 т сульфата аммония, получаемого из отходов производства капролактама: раствор сульфата аммония [34 % (NH4)2SO4] - 2,97 т; вода (28 С) - 55,5 м3; щелочь (100 % NaOH) - 2 кг; электроэнергия - 24,2 кВтч; пар (11 ат) - 0,13 т; пар (8 ат) - 1,02 т.

Этот метод, очевидно, перспективен там, где имеются производства капролактама и соответствующие отходы. Все это отсутствует в Ростовской области.

Кроме этих, достаточно широко применяемых способов, сульфат аммония может быть получен окислением (NH4)2SO3 (продукта взаимодействия NH3 и SO2). Для этого, однако, применяют 82 - 98 %-ный кислород под давлением 2 - 3 ат; по достижению концентрации 40 % (NH4)2SO4 в растворе его выпаривают и кристаллизуют [6].

Разработан способ производства сульфата аммония из дымовых газов (ДГ) тепловых электростанций (ТЭС). Для этого аммиак вводят в горячие ДГ между экономайзером и подогревателем воздуха. В результате оксиды серы, содержащиеся в ДГ, связываются аммиаком с образованием сульфита, бисульфита, сульфата и тиосульфата аммония. Указанные соли выделяют (вместе с золой) в электрофильтрах и после отделения золы перерабатывают в сульфат аммония [6, 11].

В Японии уделено большое внимание усовершенствованию “сухого” метода производства сульфата аммония из ДГ. Так, согласно технологии “Кийюра-Тит” (“Kiyoura-Tit”), вначале SO2, содержащийся в ДГ, окисляют на ванадиевом катализаторе. Затем газ охлаждают до температуры ниже точки росы серной кислоты, после чего в газовый поток вводят аммиак, который, взаимодействуя с SO3, образует сульфат аммония. Оптимальная температура выбрана в пределах 220 - 260 С, так как в этих условиях не образуются побочные продукты (бисульфат аммония, амиды и амины) и нет заметной коррозии аппаратуры. Поскольку кристаллы сульфата аммония имеют сравнительно большие размеры (до 100 мк), они относительно легко отделяются в циклонах и электрофильтрах. Полученный продукт характеризуется высокой чистотой (98,5 - 99,6 % (NH4)2SO4 и может поэтому использоваться в качестве удобрения [12, 6].

М.Е. Позин указал на перспективность рассмотренного метода применительно к выхлопным газам сернокислотных заводов [6].

Разработаны также способы получения сульфата аммония из отходов производства метилметакрилата; из кислых гудронов; из растворов, образующихся при травлении металлов; из сточных вод и др. [6, 7, 13].

Н.А. Поповым и сотр. [14-17] разработана совмещенная технология получения серной кислоты и сульфата аммония из углистых колчеданов. Согласно рис. 4, обжиговый газ из печи 1 поступает (без тщательной очистки) в контактный аппарат 2 (однополочный, с полиоксидным катализатором КС), где при 650 - 680 С происходит окисление части (30 - 40 %) от содержащегося в обжиговом газе диоксида серы. После теплообменника 3, где газы снижают температуру до 280 - 300 С, последние поступают в смеситель-реактор 4. В этом аппарате происходит их смешение с синтетическим аммиаком и последующее образование кристаллов сульфата аммония при 220 - 260 С. Последние имеют сравнительно большие размеры, что позволяет отделять их в циклонах и электрофильтрах.

По сути своей эта технология является вариантом сернокислотного метода ДКДА (двойное контактирование - двойная абсорбция), где извлечение образовавшегося триоксида серы осуществлено аммиаком по методу “Кийюра-Тит” [18-20]. Особенностью разработанного метода является то, что катализатор, функционирующий в кипящем режиме, истираясь, поставляет в готовую продукцию микроудобрения - оксиды железа, меди, цинка, марганца, повышая тем самым питательную ценность для растений основной продукции - сульфата аммония.

Рис. 4 - Принципиальная схема переработки сернистых газов, образующихся при обжиге углистого колчедана: 1 - печь обжига; 2 - контактный аппарат с кипящим слоем полиоксидного катализатора; 3 - теплообменник; 4 - смеситель-реактор; 5 - аппаратура для улавливания кристаллов сульфата аммония; 6 - контактный аппарат с кипящими слоями ванадиевого катализатора

Разработанная технология легла в основу предлагаемой диверсификации предприятий топливно-энергетического комплекса, а именно, углеобогатительной фабрики и угольной теплоэлектростанции [21-23].

Разработаны методы получения крупнокристаллического сульфата аммония, для этого при соблюдении соответствующего режима сатурации в раствор сульфата аммония вводят небольшие количества различных добавок: FeSO4, MgSO4, Al2(SO4)3 и др. Тем самым уменьшаются потери продукта при хранении и внесении в почву [9].

Проведенный анализ методов производства сульфата аммония, который в дальнейшем предполагается использовать как местное азотное удобрение применительно к условиям Ростовской области, отдает предпочтение по технико-экономическим показателям сухому способу с использованием синтетического аммиака. Ближайшее его крупнотоннажное производство находится в г. Невинномысске Ставропольского края, откуда жидкий аммиак может доставляться по железной дороге. Что касается другого реагента - серной кислоты - следует предварительно оценить возможные сырьевые источники для ее получения на территории Ростовской области.

2.3 Выбор источника серы для получения серной кислоты

Для получения серной кислоты в качестве основного сырья используется серный колчедан, элементарная (самородная или газовая) сера, отходящие газы цветной металлургии и газы, содержащие сероводород [24]. Кроме перечисленных, в качестве серосодержащего сырья изучены природный гипс CaSO42H2O (глиногипс) и отходы промышленных предприятий: фосфогипс, железный купорос, углистый колчедан, отработанная кислота нефтехимии, отходящие газы теплоэлектростанций, сжигающих серосодержащий уголь, и металлургических предприятий, травильные растворы.

Очевидно, что специфика производства сульфата аммония, предполагаемого в дальнейшем использовать как местное азотное удобрение, требует предварительно выработки определенных критериев выбора серосодержащего источника для получения серной кислоты. Среди таких критериев можно выделить следующие:

- наличие достаточного количества местного сырья (природного или вторичного) для обеспечения гарантированного длительного выпуска продукции (серной кислоты);

- приемлемая стоимость добычи, подготовки и перевозки сырья к месту потребления, наличие достаточно развитой транспортной сети;

- относительная легкость доведения сырья до кондиционного состояния и возможность использования типового оборудования (например, для обжига);

- возможность переработки сырья в серную кислоту по типовым, хорошо отработанным технологическим схемам, обеспечивающим энергосбережение и утилизацию образующегося тепла и отходов;

- наличие квалифицированной рабочей силы и ИТР;

- возможность размещения производства конечной продукции (сульфата аммония) рядом с источником сырья, так как перевозка готового продукта экономичнее (и экологичнее), нежели доставка ингредиентов;

- реализация производства серной кислоты (как и конечной продукции) не должна ухудшать экологическую обстановку на прилегающей территории и в Ростовской области в целом.

В соответствии с вышеизложенным, а также учитывая отсутствие на территории области соответствующих месторождений или предприятий надлежащей мощности и соответствующего профиля, из перечня возможных серосодержащих источников следует исключить самородную (или газовую) серу, флотационный колчедан, сероводород и отходящие газы цветной металлургии.

Ниже рассмотрена целесообразность использования остальных видов серосодержащих источников.

2.3.1 Гипс и глиногипс

Месторождения гипса - двуводного сульфата кальция - встречаются достаточно часто: согласно [24], только в Европейской части России открыто свыше 500 его месторождений, в том числе и в Ростовской области. Встречается в природе и безводная соль - ангидрит CaSO4, а также глиногипс. Последний содержит 70 - 90 % гипса, около 11 % карбоната кальция, остальное соли магния, натрия, калия, а также микроэлементы (медь, марганец). Общие запасы глиногипса в Ростовской области оцениваются в 3 млн. т [25-29].

С целью получения серной кислоты гипс (ангидрит) обжигают в смеси с углем и глиной. В результате восстановления сульфата кальция образуется диоксид серы, перерабатываемый далее в кислоту по обычной схеме [24].

Применительно к Ростовской области выбор гипса (глиногипса) в качестве сырья для производства кислоты представляется нецелесообразным по следующим причинам:

- указанные природные вещества уже находят широкое применение как эффективные мелиоранты, улучшающие плодородие солонцовых почв, причем в больших количествах. Так, на 1 га вносят от 2 - 3 до 15 - 20 т гипса, при этом средняя прибавка урожая зерновых на черноземе составляет от 3 до 6 ц/га, а на каштановых почвах - 2 - 7 ц/га [25, 30]. По данным ЮжНИИГиМа и ЮжГипроводхоза, оптимальная доза глиногипса составляет 10 - 12 т/га; при этом мелиорант оказывает положительное действие в течение 5 - 6 лет. Прибавка урожая риса за 4 года составила 14,4 - 17,3 т/га, а рентабельность мелиорации - 308 - 351 % [29];

- месторождения гипса и глиногипса разбросаны по территории области, для устойчивой их добычи должны быть оборудованы карьеры открытого типа, транспортные пути. Все это требует не только больших затрат, но и нанесет большой вред окружающей природной среде.

2.3.2 Фосфогипс

Сульфат кальция получается в виде отхода (фосфогипс) в производстве фосфорной кислоты и ряда фосфорных удобрений. Фосфогипс содержит 80-90 % гипса, 0,5-0,6 % H3PO4, 5-6 % глины и до 20 % воды [24, 6, 31, 32]. Подобно гипсу его относительно легко переработать в серную кислоту.

В то же время следует отметить, что фосфогипс уже находит довольно широкое применение: для производства строительных материалов, в качестве добавки в производстве цемента; огромное количество этого вещества может “поглотить” сельское хозяйство в качестве гидролитически кислого мелиоранта, особенно на солонцах, содержащих свободную соду [26]. Установлено, что внесение в почвы содового засоления фосфогипса в количестве 12 - 18 т/га уже за первые 20 - 30 дней снижает рН солонцового горизонта до величины 7,0 - 7,5. Кроме того, присутствие в фосфогипсе водорастворимого фосфора при достаточных нормах внесения повышает содержание доступного фосфора в почве до 100 - 130 кг/га [32-34, 26].

В последние десятилетия фосфогипс успешно конкурирует с гипсом во многих районах с обширными массивами солонцовых почв. Так, в Ставропольском крае фосфогипсом мелиорировано более 200 тыс. га солонцовых земель. В Крыму прибавки урожая с мелиорированных участков колеблются от 10 до 30 %, что в среднем дает дополнительно более 13 ц/га ежегодно [35].

В настоящее время большие “запасы” фосфогипса скопились на Украине, в Киргизии, Западной Сибири и Северном Казахстане, на Северном Кавказе и в Закавказье. Использование отходов одного лишь Невинномысского объединения “Азот” позволило бы мелиорировать до 100 тыс. га солонцов ежегодно. Технология и дозировка его внесения разработаны и экспериментально проверены учеными Ставропольского НИИСХ и ЮжНИИГиМа (г. Новочеркасск) [36].

В то же время фосфогипсу присуща высокая (до 40 - 50 %) гигроскопичность, что затрудняет его транспортировку, хранение и внесение в почвы. Поэтому фосфогипс рекомендуется подсушивать и гранулировать в заводских условиях, чтобы он содержал не более 15 % свободной влаги [5].

Вышеизложенное определяет фосфогипс как местный мелиорант-удобрение, эффективность его применения в этом качестве делает нецелесообразным использование фосфогипса для получения серной кислоты, по крайней мере, в рамках Ростовской области.

2.3.3 Железный купорос и травильные растворы

Железный купорос FeSO47H2O образуется в качестве отхода при производстве диоксида титана сернокислотным способом, а также может быть выделен в виде FeSO4 из травильных растворов вакуум-кристаллизацией или обработкой пиритного огарка серной кислотой [38].

Количество образующегося железного купороса при производстве диоксида титана довольно велико: на 1 т TiO2 получается 3,5 - 4,5 т железного купороса и 7 - 10 т гидролизной серной кислоты (18 - 23 % H2SO4 и 9 - 10 % FeSO4) [37-39]. В работе [39] указывается, что только на одном заводе, производящем диоксид титана, ежегодно может образовываться 150 - 200 тыс. т этого отхода. Поскольку даже во времена СССР масштабы применения купороса в экономике страны не превышали 10 - 15 % его “ресурсов” [40], отвалы его имеют тенденцию к увеличению. Это обусловлено возрастанием потребностей мировой экономики в титане (самолетостроение, судостроение, особенно в интересах вооруженных сил, и др.).

Железный купорос может служить сырьем для производства серной кислоты, при этом из 1 т сухого FeSO47H2O можно теоретически получить около 0,35 т H2SO4 (100 %). В некоторых зарубежных странах [6] применяют установки, на которых выделенный из травильных растворов железный купорос подвергается термохимическому разложению, а образующийся при этом сернистый газ перерабатывают в соответствующую кислоту. Учитывая сложность технологической схемы, ее многостадийность, такая технология экономически нерентабельна, но в экологическом отношении перспективна.

Согласно [41, 42], предложено перерабатывать отработанные травильные растворы в азотно-железистые удобрения путем их аммонизации (аммиаком или аммиачной водой). В результате получается суспензия, содержащая Fe(OH)2 и (NH4)2SO4 (до 300 г/л). В работе [43, 6] описан способ обработки кислого травильного раствора коксовым газом, содержащим аммиак. При этом в результате окисления кислородом ион Fe2+ образует магнетит. После удаления последнего фильтрацией остается водный раствор сульфата аммония.

Таким образом, из железного купороса и даже травильных растворов возможно получение не только серной кислоты, но и непосредственно готового удобрения - сульфата аммония. Однако, целесообразность их получения непосредственно из купороса в Ростовской области сомнительна по разным причинам.

Во-первых, на ее территории нет предприятий достаточной мощности по диоксиду титана, соответственно нет и “местного” железного купороса: для обеспечения выпуска 137500 т серной кислоты потребуется доставить из другого субъекта РФ (или Крыма, где скопилось много таких отходов) почти 400 тыс. т железного купороса. Учитывая высокие тарифы грузовых железнодорожных перевозок, это сделает готовую продукцию неконкурентоспособной.

Во-вторых, железный купорос является веществом, уже находящим широкое применение в различных отраслях экономики: к примеру, он используется как высокоэффективный мелиорант для почв содового засоления [44, 45, 26]. Оптимальная доза его составляет 10 - 15 т/га [45]. При этом наблюдаются прибавки урожая зерна по отвальной вспашке в среднем 3,1 ц/га, по безотвальной - 2,5 ц/га [46]. Внесение сульфата железа - отхода производства диоксида титана - обеспечило прибавку урожая свеклы на содовых солонцах 116 ц/га, тогда как при их мелиорации полной дозой серной кислоты прибавка урожая была только 81 ц/га [47].

Железный купорос используют также в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями садов и слизнями, для уничтожения мхов, лишайников и грибных спор.

Травильные растворы так же не могут рассматриваться в рамках Ростовской области как перспективное сырье для получения сульфата аммония. Это обусловлено, с одной стороны, недостаточным количеством образуемых отходов (что связано с малой мощностью соответствующих предприятий), а с другой, сложностью и дороговизной перевозки этих относительно малоконцентрированных растворов. Следовательно, указанные травильные растворы целесообразно по экономическим и экологическим соображениям утилизировать на месте их образования.

2.3.4 Сернокислотные отходы

На основании рассмотренных данных можно заключить, что в аспекте производства сульфата аммония по экономическим и экологическим соображениям наиболее целесообразно использовать такие отходы, которые содержат готовый реагент - серную кислоту.

2.3.4.1 Характеристики отходов

Крупными потребителями серной кислоты, помимо производства минеральных удобрений, являются предприятия химической, коксохимической и нефтехимической промышленности, они же и главные “производители” сернокислотных промышленных отходов. Известно, что в отдельные годы общее их количество превышало 10 % от производства серной кислоты в СССР [48] При этом на различных предприятиях страны образовывалось около 200 видов таких отходов (табл. 9). Между тем доля их использования в общем объеме потребления серной кислоты в масштабах страны не превышала 5 - 7 % [49].

...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены