Тәжірибелік конференциясының ЕҢбектері
жүктеу/скачать 9,36 Mb. Pdf көрінісі
|
Әдебиеттер 1. Вольхин А.И., Елисеев Е.И., Жуков В.П. Черновая медь и серная кислота. Челябинск, Том 1. 2004 – 327 с. 2. Копылов Н.И., Смирнов М.П., Тогузов М.З. Диаграммы состояния систем в металлургии тяжелых цветных металлов. М.: Металлургия, 1993. 302 с. 3. Копылов Н.И., Каминский Ю.Д. Мышьяк. Новосибирск, 2004 -367 с. 4. Худяков И.Ф., Тихонов А.И., Деев В.И., Набойченко С.С. Металлургия меди, никеля и кобальта. М.: Металлургия, Том 1. 1977 – 295 с. 148 УДК 631.82.85(031) СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ИХ КАЧЕСТВА Жантасов К.Т., Молдабеков Ш.М., Бишимбаев В.К., Мырхалыков Ж.У., Жантасова Д.М. ЮКГУ им. М. Ауэзова, Шымкент, Казахстан Түйін Мақалада кәзіргі уақытта минералды тыңайтқыштарды ӛндірү қалыпты мәліметтері мен ғылыми- зерттеүлер нәтижесінде ұсынылып отырған күрделі-аралас поликомпонентті тыңайтқышты синтездеу технологиясы келтірілген. Summary Data on the mineral fertilizers production status for today and research results on the synthesis of complex- mixed multicomponent fertilizers are resulted. Производство минеральных удобрений является одной из наиболее прибыльных и финансовоустойчивых отраслей не только в химическом комплексе, но и в промышленности в целом. За последние 50 лет мировой рынок минеральных удобрений стремительно развивался и увеличился практически в 5 раз, а его объем превысил 70 млрд. долл. В количественном выражении к началу мирового финансово-экономического кризиса размер глобального рынка минеральных удобрений достиг 170 млн. т (в пересчете на содержание питательных веществ), ежегодный прирост в среднем составляет 3 – 5 %. Развитие данного рынка носит стабильный поступательный характер без существенных спадов, что вызвано такими факторами, как сокращение ресурса свободных мировых посевных площадей, рост численности населения Земли, повышение требований к качеству продукции, проникновение сельскохозяйственной продукции на рынок энергоресурсов. Все это требует повышенной отдачи от сельхозугодий и роста потребления удобрений всех типов. На практике в основном применяются следующие способы получения удобрений: NPK-содержащие жидкие комплексные удобрения (аммофос, азофос) производятся с применением кислот, на которые уже были израсходованы значительные объемы сырьевых и топливно-энергетических ресурсов. Суперфосфат получают из тонкомолотого фосфоритного сырья путем выщелачивания Р 2 О 5 методом сернокислотной экстракции. Получение этих удобрений сопровождается образованием большого количества отходов производства в виде фосфогипса. В зависимости от количества и типа питательных элементов удобрения подразделяются на простые (однокомпонентные) и комплексные. Простые минеральные удобрения содержат только один компонент (азотные, фосфорные, калийные удобрения и микроудобрения). Комплексные удобрения содержат не менее двух главных питательных элементов. В свою очередь, комплексные минеральные удобрения делятся на сложные, сложно-смешанные и смешанные. Функции каждого вида минеральных удобрений строго специфичны, в связи с чем минеральные составляющие этих удобрений (N, P и K) не могут полноценно взаимозаменяться. К фосфорным удобрениям (фосфор необходим растениям для корневой системы) относятся суперфосфат, двойной суперфосфат, аммофос, диаммофос, орто- и метафосфаты калия, преципитат, томасшлак, фосфоритная мука, костяная мука. Сырьем для фосфорных удобрений служат апатиты и фосфориты. Важнейшие виды калийных удобрений (калий улучшает сопротивляемость болезням) – хлорид калия, сульфат калия, калимагнезия К 2 SO 4 .MgSO 4 , калийная смешанная соль. Азотные удобрения (азот – важнейший элемент, который отвечает за рост и урожайность) – неорганические и органические азотные и азотсодержащие вещества. Азотные удобрения получают главным образом из синтетического аммиака. Главным производителем фосфорсодержащих соединений является ТОО "Казфосфат". Компания является лидером отрасли, выпущено продукции на сумму более 208 млрд. тенге. В настоящее время Компания является основным казахстанским производителем 20 различных видов продукции, таких как желтый фосфор, триполифосфат натрия, минеральные удобрения, кормовые фосфаты и др. На территории СНГ термическая фосфорная кислота выпускается только 149 в Казахстане. В мире существует всего четыре основных производителя желтого фосфора – Китай, США, Нидерланды и Казахстан. Предприятием по производству азотных удобрений является ТОО "КазАзот", образованное 16 ноября 2005 года на базе химического комплекса Прикаспийкого Горно-Металлургического Комбината (ПГМК). Действующая производственная мощность предприятия позволяет выпускать в среднем лишь 17 тыс. т аммиачной селитры в месяц. Аммиак является основным сырьем для производства минеральных удобрений – преимущественно азотных (карбамида, нитрата и сульфата аммония) и фосфатных (аммофоса, диаммофоса). Большая часть производимого в настоящее время в республике аммиака жидкого технического перерабатывается в азотные минеральные удобрения. Несмотря на наличие ресурсов (четыре месторождения калийных солей: Жилянское, расположенное в Актюбинской области, месторождения Индерское и №99 в Атырауской области, месторождение Сатимола в Западно-Казахстанской области) в настоящее время производство калийных удобрений в Казахстане отсутствует. Налажено только небольшое производство по переработке привозимого из Белоруссии сильвинита до калийных удобрений в объеме около 500 т. В Экибастузе компания «Экибастузское предприятие минеральных удобрений» запустила проект производства нового минерального удобрения из угля – гумата натрия. Сырьем для него служит безбалластный бурый уголь, добываемый на местном угольном месторождении. Преимущество данной продукции перед аналогами российского и украинского производства заключается в невысокой цене и качественных показателях. Препарат увеличивает урожай на 30 – 60 %, повышает зимостойкость и засухостойкость, устойчивость растений к заболеваниям. Кроме того, этот вид удобрения активизирует процесс фотосинтеза и обновления белка, на 10 - 15 дней ускоряет рост растений и созревание плодов, способствует интенсивному развитию корневой системы, улучшает качество зерна и плодов - клейковины, стекловидности, сахаров, витаминов. Препарат также позволяет экономить на 10 – 15 % ядохимикаты и на 20 - 30% минеральные удобрения. Гуматы безвредны для животных и человека, не обладают аллергенными, эмбриотоксическими и канцерогенными свойствами. Общий объем потребления минеральных удобрений в мире составляет более 150 млн. тонн. Калийные удобрения занимают в них 17 процентов. В отличие от фосфатного и азотного сырья калийные руды встречаются значительно реже. Такие производства расположены лишь в 13 странах мира, причем на долю трех крупнейших производителей (Канада, Россия и Беларусь) приходится около 2/3 общемирового объема производства. Казахстан входит в число стран, обладающих такими ресурсами. В стратегическом плане Министерства индустрии и новых технологий (МИНТ РК) на 2011- 2015 годы обозначена цель – довести производство различных видов минеральных удобрений в 2015 году до уровня 3 млн 10 тыс. тонн. Ожидается, что в Казахстане в 2011 году производство минеральных удобрений составит 257 тыс. тонн, в 2012 году – 260 тыс. тонн, в 2013 году – 1 млн тонн, в 2014 году – 3 млн тонн. Следует отметить, что производство азотных удобрений снижалось последние три года (с 221,8 тыс. тонн в 2007 году до 174,3 тыс. тонн в 2010 году). Производство фосфорных удобрений также неуклонно снижается (41,1 тыс. тонн в 2010 году против 112,5 тыс. тонн в 2003 году). Два основных производителя минеральных удобрений в Казахстане – «Казфосфат» и «КазАзот». По предварительным оценкам экспертов, объем производства «КазАзот» в этом году составит 300 тыс. тонн. Также важную роль на рынке удобрений играет «ЕвроХим», которым в Казахстане планируется создать производственные мощности, способные производить не менее 1,4 млн тонн удобрений в год. Причем, первоначальные производственные мощности могут быть увеличены в дальнейшем. Однако с учетом необходимого строительства ввод в эксплуатацию ожидается не ранее 2015 года. Мощности компании «Казфосфат» позволяют выпускать 525 тыс. тонн фосфатных минеральных удобрений в год, однако в 2010 году было произведено немногим более 100 тыс. тонн, несмотря на то, что спрос на удобрения в мире высок, и наблюдается рост цен (к примеру, цена на аммофос выросла с $300 в 2010 году до $550 в текущем). 150 «Казфосфат» сильно зависит от поставок серной кислоты, необходимой для производства фосфатных удобрений, которую производят всего две компании – «Казахмыс» и «Казцинк», причем почти 90% всей вырабатываемой ими серной кислоты скупает «Казатомпром». В этом году с учетом обеспеченности серной кислотой «Казфосфат» произведет около 100 тыс. тонн удобрений. «Казфосфат» уже приступил к строительству собственного завода серной кислоты в Таразе, запуск его планируется на IV квартал 2012 года. Инвестиции в проект в этом году составят $55-60 млн, мощность будущего завода – 650 тыс. тонн. Тогда уже в 2013 году у «Казфосфата» будет шанс производить 500-600 тыс. тонн минеральных удобрений. После завершения строительства завода по производству серной кислоты компания запланировала реконструкцию заводов минеральных удобрений, что позволит ей к 2015 году выйти на объем 1 млн тонн по фосфатным удобрениям. Помимо «Казфосфата» свои заводы по производству серной кислоты намерены построить «Казатомпром» в Жанакоргане (мощностью 500 тыс. тонн), «Объединенная химическая компания «Самрук-Казына» в Степногорске (мощностью 300 тыс. тонн), «Казцинк» намерен увеличить производство серной кислоты на своем новом медном заводе. Только по фосфатным удобрениям норма для Казахстана – почти 2 млн тонн, а поставил «Казфосфат» в прошлом году на внутренний рынок с учетом спроса всего 40 тыс. тонн. Весь оставшийся объем компания пустила на экспорт. В этом году не ожидается, что сельхозпроизводители резко увеличат закупки удобрений, поэтому производители вынуждены ориентироваться на экспорт все больше. Поставки идут в СУАР, Таджикистан, Кыргызстан, Украину, Беларусь, страны Прибалтики (Польша, Румыния). Реализация минеральных удобрений будет производиться в первую очередь на внутреннем рынке. Второе - это центрально - азиатский регион: Таджикистан, Туркменистан, Киргизия, где своих производств минеральных удобрений нет. Далее - Северо-Западная часть Китая, приграничные районы Российской Федерации, Украина, Молдавия, Восточная Европа. Финансированием проекта стоимостью около $ 250 млн. занимается «Объединенная химическая компания» в составе фонда «Самрук Казына». В $170 млн. обойдется обогатительная фабрика, в $80 млн. – завод по производству серной кислоты. Для мировой промышленности минеральных удобрений характерен ряд особенностей: прямая зависимость производства от доступности и регулярности поставок сырья - природного газа, угля, нафты (для производства азотных удобрений), фосфатов (для производства фосфорных удобрений) и калийных солей (для производства калийных удобрений); высокая капиталоемкость производства; концентрация производств вблизи источников сырья (предприятия по производству калийных удобрений) или рынков сбыта; тенденция к строительству предприятий с большой единичной мощностью с целью снижения себестоимости производства на единицу готовой продукции; значительная доля экспорта в объеме общемирового производства минеральных удобрений (хлористый калий - около 80 %, фосфорные удобрения - более 40 %, аммиачная селитра - более 25 %, карбамид - около 23 %) в силу неравномерного географического распределения природных ресурсов в странах и регионах мира. Каждый сектор рассматриваемой отрасли имеет свою уникальную специфику, что приведено ниже в таблице. В настоящее время в мире крупнейшими производителями минеральных удобрений являются: Китай, контролирующий 21% рынка, США (13%), Индия (10%), Россия (8%) и Канада (8%). С 2006 г. самые высокие показатели роста демонстрируют рынки стран Юго-Восточной Азии и Латинской Америки. Вода является одним из основных источников энергии, которая применяется во многих отраслях экономики, жизнедеятельности человека, животного мира и растений. Комплексное и рациональное использование материальных и энергетических ресурсов является наиболее эффективным и результативным путем решения актуальной проблемы социально-экономического развития, а также способов производства и хозяйствования. Общеизвестно, что использование минеральных удобрений, содержащих калий и фосфор, повышает стойкость растений к заболеваниям при различных климатических условиях и повышает продуктивность овощных сельскохозяйственных культур. 151 Россия контролирует 8,4% мирового рынка минеральных удобрений, уступая только Индии, контролирующей 10% рынка, США (13,1%) и Китаю (20,6%). Продукция агрохимии занимает третье место в российском экспорте после продуктов топливно-энергетического и металлургического секторов экономики. По производству калийных удобрений Россия занимает второе место (около 16 % мирового производства) после Канады. Подавляющая доля (98 %) в производстве калийных удобрений в России приходится на хлористый калий. Характеристика отдельных секторов производства минеральных удобрений Калийные Фосфатные Азотные Сырье Калийные руды- хлорид калия Фосфоритные руды- фосфорная кислота Аммиак Географическая доступность сырьевых ресурсов Весьма ограничена Ограничена Легко доступна во многих странах (природный газ) Стоимость новых мощностей Около $500 млн. на 1 млн. т KCl Около $45 млн. (производство фосфорной кислоты) Около $70 млн. (производство аммиака) Ведущие страны- производители Канада, Россия, Германия, Белоруссия США, Марокко, Россия, Китай Китай, США, Индия, Россия Основные импортеры Хлорид калия США, Бразилия, Китай, Индия ДАФ Китай, Пакистан, Индия, Вьетнам Аммиак США, Индия, Республика Корея, Турция Доля экспортных сделок 82 %(хлорид калия) 46 % (ДАФ) 13 % (аммиак) Тип рынка Глобальный, единицы игроков Региональный, десятки игроков Региональный, сотни игроков Потребителями минеральных удобрений в Казахстане являются производители сельскохозяйственной продукции. Отрасль производства минеральных удобрений в 2009 г. характеризовалась следующими показателями спроса, потребления и мощности производства: - Азотные удобрения, (тыс. т): потенциальный спрос – 470,7; потребление – 293,8; мощности по производству – 100. - Фосфорные удобрения, (тыс. т): потенциальный спрос – 652,8; потребление – 57,5; мощности по производству – 450. - Калийные удобрения, (тыс. т): потенциальный спрос – 50,35; потребление – 1,0; мощности по производству – 0. В 2012-2014 годах в РК откроются два новых предприятия – обогатительная фабрика по производству фосфоритного концентрата и завод по производству серной кислоты. Их продукция будет использоваться в первую очередь для производства минеральных удобрений. Строительством новых предприятий займутся компании «Казфосфат» и «Объединенная химическая компания» в составе фонда «Самрук-Казына». Их цель – увеличить выпуск минеральных удобрений в Казахстане и выйти на мировые рынки. Казахстан может стать крупнейшим поставщиком минеральных удобрений в мире. Для этого у Казахстана есть все возможности, главная из которых – крупнейшие запасы фосфоритных руд месторождения Каратау. Это одно из самых больших месторождений фосфоритов, используемых при производстве минеральных удобрений. Известны реализации в сельскохозяйственном и частном секторах экономики США, России, Украины, Узбекистана, Казахстана, Польши, Чехии, Германии, Великобритании и странах ближнего и дальнего зарубежья применения в качестве удобрения вермикулита и индивидуаль- ных фосфорных, калийных и азотных. Поэтому повышение специфических особенностей минеральных удобрений, улучшающих 152 их сорбционные свойства и влагоемкость на определенное время, с регулированием отдачи влаги и микроэлементов корневой системе растений по мере необходимости является основной сутью предлагаемой работы, технологии получения поликомпонентного минерального удобрения пролонгированного действия. Для увеличения эффективности воздействия фосфоритной муки на сельскохозяйственные культуры предлагается введение в ее состав влагоудерживающего компонента, поэтому вторым компонентом шихтовой смеси для получения комплексного NPK-гумат-удобрений является вермикулит, калийсодержащие компоненты и отходы производств, имеющие в своем составе микроэлементы. Проведение гомогенизации исходных сырьевых материалов и термическая обработка их при определенных температурах, позволяет получить удобрение пролонгированного действия, обладающего определенной сорбционной способностью и обеспечения влагой и микроэлементами корневую систему растений сельскохозяйственных культур в течение более длительного времени (на 1-2 суток больше чем при традиционных поливах сельскохозяйственных овощных культур). В процессе получения сложно-смешанного удобрения по предлагаемой технологии фосфатное сырье измельчают до класса менее 3-4 мм с содержанием пылевидной фракции менее 1 мм до 50 % и выше. Далее измельченное сырье смешивается с вермикулитом такой же фракции помола и внутренними вскрышными породами в определенных соотношениях, а затем подвергается термической обработке при температуре 750-900 о С. Охлажденный продукт смешивается с селитрой или аммофосом, карбамидом, добавляются гуматы в виде бурых углей, измельчаются и полученное поликомпонентное удобрение фасуется. Разработанная технология получения сложно-смешанных удобрений выгодно отличается от вышеприведенных технологий возможностью использования в качестве топливно-энергетической составляющей отходов угледобывающей промышленности, в частности, внутренних вскрышных пород, содержащих в своем составе до 40-45 % углерода, что является весьма актуальным в период дефицита топливно-энергетических ресурсов. Кроме того, внутренние вскрышные породы содержат ряд микроэлементов, так необходимых растениям. Исследование термодинамических и физико-химических характеристик, в получении минеральных удобрений поликомпонентного состава пролонгированного действия, обладающих специфическими и экономически целесообразными свойствами, позволит расширить технологические способы получения экологически чистых удобрений для частного и аграрного сектора экономики Республики Казахстан. УДК 631.82.85(031) СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ИХ КАЧЕСТВА Жантасов К.Т., Молдабеков Ш.М., Бишимбаев В.К., Мырхалыков Ж.У., Жантасов М.К. ЮКГУ им. М. Ауэзова, Шымкент, Казахстан К одному из центральных направлений в практической значимости предлагаемых технологий относится бережное и рациональное отношение к одному из основных источников энергии – воде, которая является остродефицитным сырьем в южных и центральных регионах Республики Казахстан и которую необходимо ценить. Целью предлагаемой работы является создание усовершенствованной технологической схемы и установление основных физико-химических и технологических основ получения комплексных сложно-смешанных минеральных РК гумат-удобрений пролонгированного действия, содержащего влагоудерживающие вещества и микроэлементы. Кроме того, в условиях юга Республики Казахстан, одной из особенностей предлагаемой технологии является усовершенствование синтеза поликомпонентных минеральных удобрений с созданием установки производительностью 50-100 кг/час по выпуску конкурентно-способного и экологически чистого импортозамещяющего продукта пролонгированного действия. 153 Основной сутью разрабатываемой технологии является разработка основ новой агротехнологии, позволяющей увеличить урожайность продукции, время между поливами и регулирование отдачи удобрениями корневой системе растений влаги и микроэлементов по мере необходимости и потребности, за счет применения вермикулита. Природный минерал вермикулит обладает инертностью к органическим растворителям и нерастворим в воде, не разлагается и не обладает раздражающими свойствами. В то же время, он является очень гигроскопичным материалом, увеличивающим свой объем в несколько раз, с одновременным поглощением воды. К научной и практической значимости работы можно отнести одно из перспективных направлений комплексной переработки низкосортных фосфоритных руд и техногенных отходов производств с получение комплексного удобрения, содержащего в своем составе фосфаты, гумат, влагоудерживающие вещества и микроэлементы (бор, кобальт, марганец и др.) на основе вермикулита. Разработанная технология получения сложно-смешанных удобрений выгодно отличается от традиционных технологий использованием в качестве сырья техногенных отходов фосфорного производства, таких как возврата мелочи процесса агломерации, пыли электрофильтров аглопроизводства, фосмуки содержащей менее 20% Р 2 О 5 , а в качестве топливно-энергетической составляющей , в частности, внутренних вскрышных пород угледобывающей промышленности, содержащих в своем составе до 40-45 % углерода, что является весьма актуальным в период дефицита топливно-энергетических ресурсов, а гуматсодержащих материалов -некондиционных по гранулометрическому составу отходов бурых углей, химический состав которых приведен ниже в таблице. Кроме того, внутренние вскрышные породы содержат ряд необходимых растениям микроэлементов, что повышает ценность удобрения. Преимущество данной продукции перед аналогами отечественного, российского и украинского производства заключается в невысокой цене и качественных показателях. Эффективность и экологическая безопасность производства комплексного удобрения определяется снижением энергетических и материальных затрат, заменой дорогостоящего сырья - апатитового концентрата дешевым природным и техногенным фосфатом кальция и металлургического кокса - отходом угледобывающей промышленности. (таблица 1) |