Сложносмешанные гранулированные удобрения по–лучают путем смешивания простых и сложных порошковидных удобрений (аммофоса, простого или двойного суперфосфата, аммиачной селитры или мочевины) в барабанном грануляторе с добавлением аммиака для нейтрализации свободной кислотности суперфосфата и фосфорной кислоты для обогащения смеси фосфором.
Смешанные удобрения
Физико-механические свойства удобрений
Гранулометрический состав
Влажность
Прочность гранул
Состав и соотношение компонентов
Свободная кислотность
Слеживаемость
Гигроскопичность
Предельная влагоемкость
Плотность
Угол естественного откоса
Рассеваемость
Требования к оптимизации свойств
Хранение, транспортировка и внесение минеральных удобрений
Охрана труда при работе с минеральными удобрениями
Смешанные удобрения
Смешанные удобрения получают путем смешивания двух или трех простых негранулированных или гранулированных удобрений на специальных тукосмесительных заводах. Тукосмеси готовят различного состава в зависимости от потребностей удобряемой культуры. Не все удобрения можно смешивать друг с другом, так как в результате химического взаимодействия между ними могут происходить нежелательные реакции.
При заблаговременном смешивании аммиачной селитры с суперфосфатом получается мажущаяся смесь, которая неудобна для рассева, а при хранении она затвердевает. Эти удобрения надо смешивать в день внесения.
Для того чтобы улучшить физические свойства наиболее распространенных удобрений, например аммиачной селитры и суперфосфата в гранулированных формах и хлористого калия, нужно для нейтрализации свободной кислотности суперфосфата добавить небольшое количество (10–15%) нейтрализующих добавок (молотого известняка или доломита, фосфоритной муки). Хорошая рассеваемость смеси при ее хранении сохраняется в течение 4–5 месяцев.
При смешивании гранулированных удобрений физические свойства и рассеваемость резко ухудшаются, особенно если гранулы одинакового размера.
Для приготовления тукосмесей с общим высоким содержанием питательных веществ и хорошими физическими свойствами надо в первую очередь использовать мочевину или аммиачную селитру, суперфосфат двойной или аммофос и гранулированный хлористый калий.
Для смешивания и дозирования простых удобрений используют тукосмесительную установку УТС-30 в агрегате с ленточным транспортером ПКС-80, а также установки, изготовленные на базе кузовных разбрасывателей.
При заблаговременном смешивании аммиачной селитры с суперфосфатом получается мажущаяся смесь, которая неудобна для рассева, а при хранении она затвердевает. Эти удобрения надо смешивать в день внесения.
Для того чтобы улучшить физические свойства наиболее распространенных удобрений, например аммиачной селитры и суперфосфата в гранулированных формах и хлористого калия, нужно для нейтрализации свободной кислотности суперфосфата добавить небольшое количество (10–15%) нейтрализующих добавок (молотого известняка или доломита, фосфоритной муки). Хорошая рассеваемость смеси при ее хранении сохраняется в течение 4–5 месяцев.
При смешивании гранулированных удобрений физические свойства и рассеваемость резко ухудшаются, особенно если гранулы одинакового размера.
Для приготовления тукосмесей с общим высоким содержанием питательных веществ и хорошими физическими свойствами надо в первую очередь использовать мочевину или аммиачную селитру, суперфосфат двойной или аммофос и гранулированный хлористый калий.
Для смешивания и дозирования простых удобрений используют тукосмесительную установку УТС-30 в агрегате с ленточным транспортером ПКС-80, а также установки, изготовленные на базе кузовных разбрасывателей.
Физико-механические свойства удобрений
Для того чтобы правильно хранить, транспортировать, смешивать и вносить минеральные удобрения, нужно знать их основные физико-механические и механические свойства.
Гранулометрический состав
Гранулометрический состав – одна из важнейших характеристик удобрений.
Изменение физической формы удобрения путем гранулирования положительно отражается на его агрономической эффективности, снижает физические потери, улучшает физико-механические свойства, а также состояние производственной среды при работе с ними благодаря снижению пыления продуктов. Поэтому главным требованием потребителя к качеству удобрений является выпуск всего объема туков в гранулированном виде. Улучшение гранулометрического состава удобрений путем выравнивания гранул по размерам позволяет получить значительную прибавку урожая за счет более равномерного внесения удобрений в почву.
Установлено, что некачественное внесение удобрений под зерновые культуры существенно снижает их эффективность. В зависимости от дозы полного удобрения рассев по поверхности почвы с неравномерностью 40–50% может снизить прибавку урожая ячменя от удобрений в среднем на 14–17, 5%, а при неравномерности 60–80% – на 25, 5–32, 2%. В то же время при посевном внесении гранулометрический состав не оказывает существенного влияния. При применении сложных фосфорсодержащих удобрений (нитрофоски, нитроаммофоски) установлено, что использование гранул размером 0, 5–1, 1–2, 2–3, 1–3, 1–4 и 3–4 мм при любых соотношениях этих фракций не влияет существенно на формирование урожая зерна.
Однако в сфере производства выравнивание гранулометрического состава требует дополнительных стадий классификации продукта, создает необходимость возвращения части некондиционного продукта на переработку и, следовательно, ведет к снижению производительности оборудования и росту затрат на получение удобрений.
Изменение физической формы удобрения путем гранулирования положительно отражается на его агрономической эффективности, снижает физические потери, улучшает физико-механические свойства, а также состояние производственной среды при работе с ними благодаря снижению пыления продуктов. Поэтому главным требованием потребителя к качеству удобрений является выпуск всего объема туков в гранулированном виде. Улучшение гранулометрического состава удобрений путем выравнивания гранул по размерам позволяет получить значительную прибавку урожая за счет более равномерного внесения удобрений в почву.
Установлено, что некачественное внесение удобрений под зерновые культуры существенно снижает их эффективность. В зависимости от дозы полного удобрения рассев по поверхности почвы с неравномерностью 40–50% может снизить прибавку урожая ячменя от удобрений в среднем на 14–17, 5%, а при неравномерности 60–80% – на 25, 5–32, 2%. В то же время при посевном внесении гранулометрический состав не оказывает существенного влияния. При применении сложных фосфорсодержащих удобрений (нитрофоски, нитроаммофоски) установлено, что использование гранул размером 0, 5–1, 1–2, 2–3, 1–3, 1–4 и 3–4 мм при любых соотношениях этих фракций не влияет существенно на формирование урожая зерна.
Однако в сфере производства выравнивание гранулометрического состава требует дополнительных стадий классификации продукта, создает необходимость возвращения части некондиционного продукта на переработку и, следовательно, ведет к снижению производительности оборудования и росту затрат на получение удобрений.
Влажность
Важнейшим показателем качества минеральных удобрений является содержание влаги, которая влияет на прочность гранул, качество тукосмесей, а также на слеживаемость удобрений, их рассыпчатость. Высокое содержание влаги как примеси ведет также к непроизводительным затратам при транспортировании удобрений. Значительное улучшение физических свойств было достигнуто в результате снижения влажности удобрений (суперфосфата до 2, 5–3, 5%, большинства сложных – до 0, 5–0, 7%). Уменьшение содержания влаги до оптимального уровня обеспечивает прочность гранул и, как следствие, гранулометрического состава в процессе хранения удобрений. Оптимальное содержание влаги обеспечивает сыпучие свойства продукта при погрузке, разгрузке и внесении удобрения в почву.
Прочность гранул
Для обеспечения сохранности гранулометрического состава важное значение имеет показатель прочности гранул. Он характеризует способность минерального удобрения сохранять свой гранулометрический состав в процессах транспортирования, погрузочно-разгрузочных работ, хранения, подготовки к внесению и внесения в почву. В настоящее время физико-механические свойства оцениваются динамической и статической прочностью. Однако в большинстве случаев для характеристики физических свойств продукта достаточно определить статическую прочность гранул – предел их прочности при сжатии. Определение истирания практически не применяется, за исключением отдельных продуктов для экспорта.
Учитывая, что по нормативно-технической документации исходный состав удобрений имеет, как правило, до 5% мелкой фракции, ее содержание в удобрении, вносимом в почву, составляет, соответственно, 16, 10 и 8%, то есть при низкой прочности гранул, например 1, 0 МПа, практически 1/5 часть удобрения вносится в виде порошка. При изучении разрушаемости гранул двойного суперфосфата и нитрофоски в процессе рассева центробежными разбрасывателями установлено, что при прочности гранул двойного суперфосфата 3, 0 МПа количество разрушенных гранул, в зависимости от размера, колеблется от 1, 6 до 4, 7%. При рассеве тукосмесей в результате истирания и дробления от ударов о поверхность разбрасывающих дисков количество разрушенных гранул достигает 3–7%.
В процессе хранения прочность гранул снижается. Опыты показали, что при хранении в динамическом режиме насыпью в течение 6 месяцев происходит значительная потеря прочности гранул нитроаммофоски при изменении ее влажности в слое 0–1 см от 0, 5 до 9%; при подсыхании до 1, 3% потеря прочности гранул достигала 80%.
На прочность гранул удобрений решающее влияние оказывает способ гранулирования, а для суперфосфатов – и использование отработанных серных кислот. Статическая прочность существенно зависит от влажности фосфорсодержащего удобрения.
По требованиям потребителя к качеству удобрений статическая прочность гранул должна быть на уровне не менее 2, 0–3, 0 МПа.
Статическая прочность гранул, как показатель качества, является важной характеристикой фосфорсодержащих минеральных удобрений, но при этом в каждом конкретном случае его улучшение должно быть обосновано экономически с учетом затрат на производство и эффекта применения.
Учитывая, что по нормативно-технической документации исходный состав удобрений имеет, как правило, до 5% мелкой фракции, ее содержание в удобрении, вносимом в почву, составляет, соответственно, 16, 10 и 8%, то есть при низкой прочности гранул, например 1, 0 МПа, практически 1/5 часть удобрения вносится в виде порошка. При изучении разрушаемости гранул двойного суперфосфата и нитрофоски в процессе рассева центробежными разбрасывателями установлено, что при прочности гранул двойного суперфосфата 3, 0 МПа количество разрушенных гранул, в зависимости от размера, колеблется от 1, 6 до 4, 7%. При рассеве тукосмесей в результате истирания и дробления от ударов о поверхность разбрасывающих дисков количество разрушенных гранул достигает 3–7%.
В процессе хранения прочность гранул снижается. Опыты показали, что при хранении в динамическом режиме насыпью в течение 6 месяцев происходит значительная потеря прочности гранул нитроаммофоски при изменении ее влажности в слое 0–1 см от 0, 5 до 9%; при подсыхании до 1, 3% потеря прочности гранул достигала 80%.
На прочность гранул удобрений решающее влияние оказывает способ гранулирования, а для суперфосфатов – и использование отработанных серных кислот. Статическая прочность существенно зависит от влажности фосфорсодержащего удобрения.
По требованиям потребителя к качеству удобрений статическая прочность гранул должна быть на уровне не менее 2, 0–3, 0 МПа.
Статическая прочность гранул, как показатель качества, является важной характеристикой фосфорсодержащих минеральных удобрений, но при этом в каждом конкретном случае его улучшение должно быть обосновано экономически с учетом затрат на производство и эффекта применения.
Состав и соотношение компонентов
Требования к качеству неразрывно связаны с использованием удобрений как источника рационального питания растений.
В ассортимент фосфорсодержащих удобрений входят простые и комплексные удобрения. Последние составляют значительную и определяющую часть всех фосфорсодержащих удобрений, поскольку их рассматривают как ключевой элемент, позволяющий регулировать уровень применения азотных и, в известной мере, калийных туков.
Сложившееся в настоящее время соотношение питательных элементов не в полной мере обеспечивает потребность сельского хозяйства. Большую озабоченность вызывает возникшая проблема фосфорного питания, поскольку снижение доли фосфора, вносимого в почву, во многих странах стало тревожным фактором.
Несмотря на то что в некоторых регионах наблюдается небольшое возрастание доли фосфора в общем объеме производства минеральных удобрений, еще далеко до оптимальных соотношений питательных элементов. Недостаток фосфорсодержащих удобрений стал стимулирующим фактором дальнейшего повышения урожайности сельскохозяйственных культур и устойчивости урожаев. В этом случае достигаются наибольшая окупаемость удобрений и хорошее качество продукции. Известна роль фосфора в повышении качества зерна, картофеля, овощей, а также сахаристости свеклы. Недостаток фосфора в почвах и низкие нормы вносимых удобрений препятствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур и снижают эффективность азотно-калийных удобрений.
Известно, что растения состоят в среднем из основных питательных элементов в следующем примерно соотношении: N : K : Ca : Mg : P : S = 20 : 4 : 2 : 1, 5 : 1, 5 : 1. Хотя фактическое соотношение питательных элементов меняется в зависимости от местных условий и почвы, типичным является соотношение N : P : K : S = 5 : 3 : 3 : 1.
Серу вносят в почву в виде сульфата аммония, простого суперфосфата, сульфатов калия и магния и других источников в количестве примерно 9 млн. т серы (по сравнению с мировым потреблением азотных удобрений, равным примерно 68 млн. т азота). Это означает, что вышеуказанное соотношение является удовлетворительным для серы. Но на практике эта сера неполностью вносится там, где необходима, поэтому дефицит ее в сельском хозяйстве растет во всем мире.
Назрела необходимость практически регламентировать наличие всех шести элементов в качестве макроэлементов. Одной из задач, стоящих перед промышленностью, является ускорение темпов производства фосфорсодержащих удобрений. При этом следует иметь в виду, что для получения устойчивых урожаев и обеспечения их роста необходимо возвращать в поч–ву фосфора на 100% и даже более по отношению к выносу растением, поскольку дефицит фосфора недопустим. Основные показатели качества минеральных удобрений, отражающие их потребительские свойства, регламентируются в таблицах технических требований нормативно-технической документации (стандарты и технические условия). Показатели, определяющие условия безопасного обращения с минеральными удобрениями – такие, как температура самовоспламенения, ПДК паров и пыли в воздухе рабочей зоны, токсичность соединений и класс опасности – включаются в раздел требований безопасности стандартов и технических условий (методы их определения, как правило, вносятся в технологические регламенты производства удобрений).
В ассортимент фосфорсодержащих удобрений входят простые и комплексные удобрения. Последние составляют значительную и определяющую часть всех фосфорсодержащих удобрений, поскольку их рассматривают как ключевой элемент, позволяющий регулировать уровень применения азотных и, в известной мере, калийных туков.
Сложившееся в настоящее время соотношение питательных элементов не в полной мере обеспечивает потребность сельского хозяйства. Большую озабоченность вызывает возникшая проблема фосфорного питания, поскольку снижение доли фосфора, вносимого в почву, во многих странах стало тревожным фактором.
Несмотря на то что в некоторых регионах наблюдается небольшое возрастание доли фосфора в общем объеме производства минеральных удобрений, еще далеко до оптимальных соотношений питательных элементов. Недостаток фосфорсодержащих удобрений стал стимулирующим фактором дальнейшего повышения урожайности сельскохозяйственных культур и устойчивости урожаев. В этом случае достигаются наибольшая окупаемость удобрений и хорошее качество продукции. Известна роль фосфора в повышении качества зерна, картофеля, овощей, а также сахаристости свеклы. Недостаток фосфора в почвах и низкие нормы вносимых удобрений препятствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур и снижают эффективность азотно-калийных удобрений.
Известно, что растения состоят в среднем из основных питательных элементов в следующем примерно соотношении: N : K : Ca : Mg : P : S = 20 : 4 : 2 : 1, 5 : 1, 5 : 1. Хотя фактическое соотношение питательных элементов меняется в зависимости от местных условий и почвы, типичным является соотношение N : P : K : S = 5 : 3 : 3 : 1.
Серу вносят в почву в виде сульфата аммония, простого суперфосфата, сульфатов калия и магния и других источников в количестве примерно 9 млн. т серы (по сравнению с мировым потреблением азотных удобрений, равным примерно 68 млн. т азота). Это означает, что вышеуказанное соотношение является удовлетворительным для серы. Но на практике эта сера неполностью вносится там, где необходима, поэтому дефицит ее в сельском хозяйстве растет во всем мире.
Назрела необходимость практически регламентировать наличие всех шести элементов в качестве макроэлементов. Одной из задач, стоящих перед промышленностью, является ускорение темпов производства фосфорсодержащих удобрений. При этом следует иметь в виду, что для получения устойчивых урожаев и обеспечения их роста необходимо возвращать в поч–ву фосфора на 100% и даже более по отношению к выносу растением, поскольку дефицит фосфора недопустим. Основные показатели качества минеральных удобрений, отражающие их потребительские свойства, регламентируются в таблицах технических требований нормативно-технической документации (стандарты и технические условия). Показатели, определяющие условия безопасного обращения с минеральными удобрениями – такие, как температура самовоспламенения, ПДК паров и пыли в воздухе рабочей зоны, токсичность соединений и класс опасности – включаются в раздел требований безопасности стандартов и технических условий (методы их определения, как правило, вносятся в технологические регламенты производства удобрений).
Свободная кислотность
Одним из показателей качества простых фосфорсодержащих удобрений (суперфосфатов) является содержание свободной кислоты. При изучении влияния свободной кислотности простого суперфосфата на урожай сельскохозяйственных культур в случае применения его в рядки с семенами установлено, что гранулированный суперфосфат должен иметь свободную кислотность в пределах 1, 0–2, 5% P205.
В настоящее время при использовании нейтрализующих добавок и комбинированных сеялок вопрос о действии свободной кислотности на всхожесть и урожай сельскохозяйственных культур потерял свое прежнее значение параметра оценки потребительских свойств.
Для снижения свободной кислотности двойного суперфосфата используются поверхностная нейтрализация гранул путем опудривания мелом и аммонизация гранул. Многочисленные полевые и вегетационные опыты показали, что свободная кислотность до 5% P2O5 в поверхностно-нейтрализованном двойном суперфосфате не оказывает отрицательного действия на всхожесть семян и эффективность удобрений. Опытами установлено, что аммонизированный двойной суперфосфат со свободной кислотностью 5% P2O5 при рядковом поверхностном внесении под озимую и яровую пшеницу, ячмень и овес не понижает всхожести семян и по эффективности не уступает двойному суперфосфату с более низким содержанием свободной кислоты (0, 5–4, 0%).
Таким образом, агрономическая эффективность суперфосфата не зависит от его кислотности при существующем уровне ее нормирования в нормативно-технической документации.
В то же время следует отметить, что при приготовлении тукосмесей качество последних зависит от наличия свободной кислоты.
При смешивании азотных и азотно-калийных компонентов с кислыми формами фосфатов получаются смеси, которые нельзя вносить механизированным способом. При сухом тукосмешении фосфорсодержащих удобрений, свободная кислотность которых превышает 3–5% Р205, сильно возрастает влажность смеси туков и, как следствие, теряется прочность гранул; в результате тукосмесь плохо рассеивается.
Установлено, что для получения двойных (NP, РК) и тройных (NPK) тукосмесей на основе суперфосфатов требуется снижение влажности последних до 3%. При этой влажности неаммонизированный суперфосфат должен иметь свободную кислотность не более 2% P2O5.
Более подробное изучение влияния свободной кислотности и влаги суперфосфатов показало отрицательное их воздействие на качество тукосмесей: уменьшение или исключение одного из них способствует улучшению физических свойств тукосмесей.
Установлено, что для внесения NPK-тукосмесей в течение 7–10 суток после приготовления пригоден поверхностно-аммонизированный супефосфат, влажность и свободная кислотность которого не превышает 4%.
Тройные тукосмеси хорошего качества, пригодные к хранению до 6 месяцев, могут быть получены при использовании поверхностно-аммонизированного двойного и простого суперфосфатов влажностью, соответственно, не более 4% и 3% при свободной кислотности 1, 5% P2O5.
В настоящее время при использовании нейтрализующих добавок и комбинированных сеялок вопрос о действии свободной кислотности на всхожесть и урожай сельскохозяйственных культур потерял свое прежнее значение параметра оценки потребительских свойств.
Для снижения свободной кислотности двойного суперфосфата используются поверхностная нейтрализация гранул путем опудривания мелом и аммонизация гранул. Многочисленные полевые и вегетационные опыты показали, что свободная кислотность до 5% P2O5 в поверхностно-нейтрализованном двойном суперфосфате не оказывает отрицательного действия на всхожесть семян и эффективность удобрений. Опытами установлено, что аммонизированный двойной суперфосфат со свободной кислотностью 5% P2O5 при рядковом поверхностном внесении под озимую и яровую пшеницу, ячмень и овес не понижает всхожести семян и по эффективности не уступает двойному суперфосфату с более низким содержанием свободной кислоты (0, 5–4, 0%).
Таким образом, агрономическая эффективность суперфосфата не зависит от его кислотности при существующем уровне ее нормирования в нормативно-технической документации.
В то же время следует отметить, что при приготовлении тукосмесей качество последних зависит от наличия свободной кислоты.
При смешивании азотных и азотно-калийных компонентов с кислыми формами фосфатов получаются смеси, которые нельзя вносить механизированным способом. При сухом тукосмешении фосфорсодержащих удобрений, свободная кислотность которых превышает 3–5% Р205, сильно возрастает влажность смеси туков и, как следствие, теряется прочность гранул; в результате тукосмесь плохо рассеивается.
Установлено, что для получения двойных (NP, РК) и тройных (NPK) тукосмесей на основе суперфосфатов требуется снижение влажности последних до 3%. При этой влажности неаммонизированный суперфосфат должен иметь свободную кислотность не более 2% P2O5.
Более подробное изучение влияния свободной кислотности и влаги суперфосфатов показало отрицательное их воздействие на качество тукосмесей: уменьшение или исключение одного из них способствует улучшению физических свойств тукосмесей.
Установлено, что для внесения NPK-тукосмесей в течение 7–10 суток после приготовления пригоден поверхностно-аммонизированный супефосфат, влажность и свободная кислотность которого не превышает 4%.
Тройные тукосмеси хорошего качества, пригодные к хранению до 6 месяцев, могут быть получены при использовании поверхностно-аммонизированного двойного и простого суперфосфатов влажностью, соответственно, не более 4% и 3% при свободной кислотности 1, 5% P2O5.
Слеживаемость
Одним из скрытых свойств или дефектов фосфорсодержащих удобрений, в особенности сложных, является слеживаемость.
Слеживаемость проявляется лишь после определенного периода хранения удобрений в статических условиях. Под слеживаемостью понимают свойство удобрений терять сыпучесть при длительном хранении. Для определения слеживаемости предложено применять метод пересчета числа комков в единице продукции, так как первым признаком слеживаемости является образование агрегатов из нескольких гранул или мелких комков.
Для установления характеристики неслеживаемости используется показатель «рассыпчатость», который включен в отечественную нормативно-техническую документацию. При оценке качества удобрения показатель «рассыпчатость» в настоящее время является обязательным. С точки зрения рассыпчатости сложные удобрения можно разделить на три группы: слабослеживающиеся и слабоуплотняющиеся удобрения, которые могут быть получены в рассыпчатом виде без применения кондиционирующих добавок при строгом ограничении влажности, температуры и гранулометрического состава продукта. В некоторых случаях требуется также выдерживание его на складе готового продукта в течение двух суток.
Из сложных удобрений к ним относятся: аммофос, диаммофос, фосфорно-калийные удобрения, некоторые виды NPK-удобрений, содержащие азот в основном в аммонийной форме и количестве не более 10–12% для полного устранения слеживаемости и уплотняемости; в настоящее время никаких проблем с обеспечением их полной рассыпчатости нет. Они поставляются потребителю в незатаренном виде в специализированных вагонах и не слеживаются при хранении. Отдельные претензии по слеживаемости этих продуктов объясняются грубыми нарушениями технологического регламента.
Из второй группы удобрений нитроаммофоска состава 1 : 2 : 2 опудривается каолином в присутствии индустриального масла и практически не слеживается. Внедрен способ кондиционирования удобрения кубовыми остатками жирных кислот масложирзаводов.
Для сложных удобрений третьей группы проблема устранения слеживаемости стоит особенно остро. Надежное решение ее требует обязательного использования эффективных поверхностно-активных веществ.
Слеживаемость проявляется лишь после определенного периода хранения удобрений в статических условиях. Под слеживаемостью понимают свойство удобрений терять сыпучесть при длительном хранении. Для определения слеживаемости предложено применять метод пересчета числа комков в единице продукции, так как первым признаком слеживаемости является образование агрегатов из нескольких гранул или мелких комков.
Для установления характеристики неслеживаемости используется показатель «рассыпчатость», который включен в отечественную нормативно-техническую документацию. При оценке качества удобрения показатель «рассыпчатость» в настоящее время является обязательным. С точки зрения рассыпчатости сложные удобрения можно разделить на три группы: слабослеживающиеся и слабоуплотняющиеся удобрения, которые могут быть получены в рассыпчатом виде без применения кондиционирующих добавок при строгом ограничении влажности, температуры и гранулометрического состава продукта. В некоторых случаях требуется также выдерживание его на складе готового продукта в течение двух суток.
Из сложных удобрений к ним относятся: аммофос, диаммофос, фосфорно-калийные удобрения, некоторые виды NPK-удобрений, содержащие азот в основном в аммонийной форме и количестве не более 10–12% для полного устранения слеживаемости и уплотняемости; в настоящее время никаких проблем с обеспечением их полной рассыпчатости нет. Они поставляются потребителю в незатаренном виде в специализированных вагонах и не слеживаются при хранении. Отдельные претензии по слеживаемости этих продуктов объясняются грубыми нарушениями технологического регламента.
Из второй группы удобрений нитроаммофоска состава 1 : 2 : 2 опудривается каолином в присутствии индустриального масла и практически не слеживается. Внедрен способ кондиционирования удобрения кубовыми остатками жирных кислот масложирзаводов.
Для сложных удобрений третьей группы проблема устранения слеживаемости стоит особенно остро. Надежное решение ее требует обязательного использования эффективных поверхностно-активных веществ.
Гигроскопичность
Гигроскопичность характеризуется способностью удобрений поглощать влагу из воздуха. Если гигроскопичность повышена, то удобрения отсыревают, смешиваются, ухудшается их сыпучесть, гранулы теряют прочность. Гигроскопичность оценивается по десятибалльной шкале. Кальциевая селитра имеет балл гигроскопичности около 9, гранулированная аммиачная селитра и мочевина – 5, простой гранулированный и аммонизированный суперфосфат – 4–5 и 1–3.
Гигроскопичность удобрений определяет способ их упаковки, условия транспортировки и хранения. Хранение удобрений без тары допустимо лишь для удобрений с баллом гигроскопичности менее 3.
Гигроскопичность удобрений определяет способ их упаковки, условия транспортировки и хранения. Хранение удобрений без тары допустимо лишь для удобрений с баллом гигроскопичности менее 3.
Предельная влагоемкость
Предельная влагоемкость характеризуется большой влажностью удобрения, при которой сохраняется его способность к рассеву туковыми сеялками. При смешивании влажных удобрений получают смеси с плохой сыпучестью.
Плотность
Плотность – это масса единицы объема удобрения или тукосмеси, которая выражается в тоннах на один кубический метр. Плотность нужно учитывать при определении необходимости вместимости складов, тары. Если известна насыпная плотность минеральных удобрений, то можно перейти от их объема к массе.
Угол естественного откоса
Угол естественного откоса представляет собой угол между горизонтальной плоскостью, на которой насыпью размещается удобрение, и плоскостью насыпи. Его величину надо учитывать при закладке удобрений на хранение насыпью, при проектировании бункеров, транспортных средств.
Рассеваемость
Рассеваемость характеризуется способностью к равномерному рассеву удобрений, это зависит прежде всего от их сыпучести и гранулометрического состава. Оценивают по десятибалльной шкале. Чем выше рассеваемость, тем выше балл.
Требования к оптимизации свойств
Требования к оптимизации потребительских свойств минеральных удобрений могут быть сформулированы следующим образом. Ассортимент минеральных удобрений должен быть представлен комплексными (сложными и смешанными) удобрениями, отвечающими 12–13 соотношениям питательных веществ. В комплексных удобрениях должно быть не менее 50–60% водорастворимых фосфатов от общего их содержания.
Все твердые удобрения целесообразно поставлять только в гранулированном или крупнокристаллическом виде. Необходимо установить единый гранулометрический состав: содержание гранул 1–4 мм – 95%, в том числе гранул 2–4 мм – не менее 90% (особенно для мелкогранулированных удобрений), менее 1 мм – 1–4%. Весь продукт должен проходить через сито с отверстиями диаметром 6 мм.
По своим качественным показателям удобрения должны быть пригодны для бестарных перевозок, хранения и сухого тукосмешения. Полную (100%-ную) рассыпчатость эти удобрения должны сохранять после транспортирования и хранения в насыпях высотой до 10–12 м в течение гарантийного срока при условии изоляции от прямого попадания воды, а тукосмеси, приготовленные на их основе, в течение не менее 30 суток при хранении на складе насыпью. Тукосмеси целесообразно готовить (70%) на базе аммофоса или диаммофоса, а двойной суперфосфат для тукосмешения должен иметь свободную кислотность не более 1–1, 5% P2O5.
Содержание влаги в минеральных удобрениях не должно превышать: для азотных – 0,15–0,30%; для простых фосфорсодержащих – 3,0–4,0%; для остальных – 1,0–2,0%. Прочность гранул должна быть не менее 2,0 МПа (20 кгс/см2) для азотных и простых фосфорсодержащих удобрений и 3,0 МПа (30 кгс/см2) для сложных, не менее 70% (динамическая прочность) для калийных. Удобрения не должны содержать химически агрессивных примесей – таких, как активный хлор, биурет. Свободная кислотность в суперфосфатах не должна превышать 5% P2O5. Для обеспечения микроудобрениями целесообразно включать микроэлементы в суперфосфаты, аммофос, нитроаммофоску и другие виды удобрений. Жидкие удобрения должны быть стабильны, не выделять осадков и газов при изменении температуры во время хранения и транспортирования, лишены агрессивных свойств по отношению к оборудованию, трубопроводам.
Необходима дальнейшая разработка и промышленный выпуск удобрений под конкретные сельскохозяйственные культуры с включением в их состав микроэлементов, ростовых веществ и других добавок, повышающих урожайность и качество сельскохозяйственных культур.
Все твердые удобрения целесообразно поставлять только в гранулированном или крупнокристаллическом виде. Необходимо установить единый гранулометрический состав: содержание гранул 1–4 мм – 95%, в том числе гранул 2–4 мм – не менее 90% (особенно для мелкогранулированных удобрений), менее 1 мм – 1–4%. Весь продукт должен проходить через сито с отверстиями диаметром 6 мм.
По своим качественным показателям удобрения должны быть пригодны для бестарных перевозок, хранения и сухого тукосмешения. Полную (100%-ную) рассыпчатость эти удобрения должны сохранять после транспортирования и хранения в насыпях высотой до 10–12 м в течение гарантийного срока при условии изоляции от прямого попадания воды, а тукосмеси, приготовленные на их основе, в течение не менее 30 суток при хранении на складе насыпью. Тукосмеси целесообразно готовить (70%) на базе аммофоса или диаммофоса, а двойной суперфосфат для тукосмешения должен иметь свободную кислотность не более 1–1, 5% P2O5.
Содержание влаги в минеральных удобрениях не должно превышать: для азотных – 0,15–0,30%; для простых фосфорсодержащих – 3,0–4,0%; для остальных – 1,0–2,0%. Прочность гранул должна быть не менее 2,0 МПа (20 кгс/см2) для азотных и простых фосфорсодержащих удобрений и 3,0 МПа (30 кгс/см2) для сложных, не менее 70% (динамическая прочность) для калийных. Удобрения не должны содержать химически агрессивных примесей – таких, как активный хлор, биурет. Свободная кислотность в суперфосфатах не должна превышать 5% P2O5. Для обеспечения микроудобрениями целесообразно включать микроэлементы в суперфосфаты, аммофос, нитроаммофоску и другие виды удобрений. Жидкие удобрения должны быть стабильны, не выделять осадков и газов при изменении температуры во время хранения и транспортирования, лишены агрессивных свойств по отношению к оборудованию, трубопроводам.
Необходима дальнейшая разработка и промышленный выпуск удобрений под конкретные сельскохозяйственные культуры с включением в их состав микроэлементов, ростовых веществ и других добавок, повышающих урожайность и качество сельскохозяйственных культур.
Хранение, транспортировка и внесение минеральных удобрений
Минеральные удобрения нужно хранить в специальных складах, которые построены по типовым проектам: прирельсовых и пристанских, а также в хозяйствах. Хранение минеральных удобрений в неправильных условиям приводит к их потерям и ухудшению качества. На специально подготовленной площадке, от которой обеспечен отвод талых, дождевых и грунтовых вод, допускается хранение в штабелях лишь затаренных в полиэтиленовые мешки удобрений (за исключением аммиачной селитры). При этом штабель надо расположить на деревянных поддонах и укрыть сверху брезентом или полиэтиленовой пленкой.
Типы и размеры складов бывают разными. Пристанские и прирельсовые склады (рис. 6)имеют большую разовую вместимость, их строят из железобетонных и облегченных деревянных конструкций, а также из кирпича и других строительных материалов.
Незатаренные удобрения хранят насыпью высотой 2–3 м. Рассыпанные по полу удобрения немедленно убирают.
Аммиачная селитра огнеопасна, поэтому хранить ее надо в специально оборудованных изолированных секциях. Пакеты с аммиачной селитрой лучше всего хранить на стеллажах.
Рис. 6. Прирельсовый склад: 1 – бункер-накопитель; 2 – наклонный транспортер; 3 – прирельсовый бункер; 4 – железнодорожный вагон
Фосфоритную муку и пылевидные известковые удобрения хранят в специальных прирельсовых складах силосного типа.
Транспортируют минеральные удобрения от завода до прирельсовых складов железнодорожным транспортом и от прирельсовых складов до складов хозяйства – автотранспортом. Затаренные удобрения нужно перевозить в крытых железнодорожных вагонах, преимущественно в пакетах, для пакетной транспортировки удобрений из вагонов надо иметь в них широкие дверные проемы. Незатаренные гранулированные удобрения нужно перевозить в специализированных вагонах.
Фосфоритную муку и известь перевозят в железнодорожных цистернах-цементовозах. Совершенно недопустимо выгружать удобрения из вагонов на открытые площадки и смешивать их между собой и с другими материалами. Разгрузку вагонов проводят по схеме «вагон – склад». При этом используют приемное устройство склада, а при его отсутствии – подкатной транспортер. При перевозке удобрений автотранспортом надо использовать специальные машины с закрытым кузовом. После выгрузки удобрений кузова машины нужно тщательно вычистить.
Подготовку минеральных удобрений к внесению, а также их перевозку к полю и внесение нужно проводить без потерь.
Подготовку удобрений к внесению, их дробление и смешивание ведут непосредственно на складе с использованием дробилок (рис. 7)и тукосмесительных машин, а при их отсутствии и выполнении работ вручную – обязательно на асфальтовой или бетонной площадке.
Рис. 7. Измельчитель удобрений: 1 – рама; 2 – выгрузные скребки; 3 – окно для выхода примесей; 4 – фреза; 5 – бункер; 6 – ротор; 7 – приводной вал
Чтобы избежать потерь удобрений перед вывозкой, необходимо заделать все щели в кузовах машин.
Не следует применять удобрения в осенне-зимний и ранневесенний периоды на избыточно увлажненных почвах. Это позволит снизить потери удобрений. Нужно добиваться максимальной равномерности распределения удобрений по площади центробежными разбрасывателями (рис. 8)путем правильной их регулировки.
Рис. 8. Разбрасыватель для поверхностного внесения твердых минеральных удобрений
Повышенные затраты на применение удобрений окупаются при этом дополнительной прибавкой урожая, получаемой в результате соблюдения оптимальных сроков проведения работ.
Типы и размеры складов бывают разными. Пристанские и прирельсовые склады (рис. 6)имеют большую разовую вместимость, их строят из железобетонных и облегченных деревянных конструкций, а также из кирпича и других строительных материалов.
Незатаренные удобрения хранят насыпью высотой 2–3 м. Рассыпанные по полу удобрения немедленно убирают.
Аммиачная селитра огнеопасна, поэтому хранить ее надо в специально оборудованных изолированных секциях. Пакеты с аммиачной селитрой лучше всего хранить на стеллажах.
Фосфоритную муку и пылевидные известковые удобрения хранят в специальных прирельсовых складах силосного типа.
Транспортируют минеральные удобрения от завода до прирельсовых складов железнодорожным транспортом и от прирельсовых складов до складов хозяйства – автотранспортом. Затаренные удобрения нужно перевозить в крытых железнодорожных вагонах, преимущественно в пакетах, для пакетной транспортировки удобрений из вагонов надо иметь в них широкие дверные проемы. Незатаренные гранулированные удобрения нужно перевозить в специализированных вагонах.
Фосфоритную муку и известь перевозят в железнодорожных цистернах-цементовозах. Совершенно недопустимо выгружать удобрения из вагонов на открытые площадки и смешивать их между собой и с другими материалами. Разгрузку вагонов проводят по схеме «вагон – склад». При этом используют приемное устройство склада, а при его отсутствии – подкатной транспортер. При перевозке удобрений автотранспортом надо использовать специальные машины с закрытым кузовом. После выгрузки удобрений кузова машины нужно тщательно вычистить.
Подготовку минеральных удобрений к внесению, а также их перевозку к полю и внесение нужно проводить без потерь.
Подготовку удобрений к внесению, их дробление и смешивание ведут непосредственно на складе с использованием дробилок (рис. 7)и тукосмесительных машин, а при их отсутствии и выполнении работ вручную – обязательно на асфальтовой или бетонной площадке.
Чтобы избежать потерь удобрений перед вывозкой, необходимо заделать все щели в кузовах машин.
Не следует применять удобрения в осенне-зимний и ранневесенний периоды на избыточно увлажненных почвах. Это позволит снизить потери удобрений. Нужно добиваться максимальной равномерности распределения удобрений по площади центробежными разбрасывателями (рис. 8)путем правильной их регулировки.
Повышенные затраты на применение удобрений окупаются при этом дополнительной прибавкой урожая, получаемой в результате соблюдения оптимальных сроков проведения работ.
Охрана труда при работе с минеральными удобрениями
К работе с удобрениями допускаются лица не моложе 18 лет. Все работники перед началом трудового процесса должны пройти соответствующий инструктаж по технике безопасности. При работе с удобрениями все должны надеть спецодежду и предохранительные приспособления: очки, рукавицы, респираторы, комбинезоны.
При хранении аммиачной селитры необходимо соблюдать противопожарные правила. Нельзя хранить ее вне склада и совместно с горючими материалами (соломой, торфом, нефтепродуктами). В месте, где хранится аммиачная селитра, нельзя курить, пользоваться открытым огнем и обогревательными приборами. Если возник пожар, то его следует тушить только водой. При тушении пожара нужно пользоваться противогазом для того, чтобы избежать отравления выделяющимися оксидами азота. Особую осторожность следует соблюдать при работе с жидким аммиаком; емкости, где он хранится, должны иметь герметически закрывающиеся люки. При попадании жидких аммиачных азотных удобрений на кожу необходимо быстро смыть их водой. При отравлении пострадавшего выносят на свежий воздух и вызывают врача.
При хранении аммиачной селитры необходимо соблюдать противопожарные правила. Нельзя хранить ее вне склада и совместно с горючими материалами (соломой, торфом, нефтепродуктами). В месте, где хранится аммиачная селитра, нельзя курить, пользоваться открытым огнем и обогревательными приборами. Если возник пожар, то его следует тушить только водой. При тушении пожара нужно пользоваться противогазом для того, чтобы избежать отравления выделяющимися оксидами азота. Особую осторожность следует соблюдать при работе с жидким аммиаком; емкости, где он хранится, должны иметь герметически закрывающиеся люки. При попадании жидких аммиачных азотных удобрений на кожу необходимо быстро смыть их водой. При отравлении пострадавшего выносят на свежий воздух и вызывают врача.