Калийные удобрения. Классификация и ассортимент. Состав, получение, свойства. Взаимодействие с почвой. Условия эффективного применения.

Источники получения калийных удобрений– природные соли.

Крупнейшее месторождение калийного сырья в России (Верхнекамское) расположено около городов Соликамск и Березники. Ближе к поверхности земли находится слой карналлита KCl·MgCl2·6H2O. Под ним залегает мощный пласт сильвинита KCl·NaCl, представляющего собой смесь минералов сильвина KCl (20-40 %) и галита NaCl (60-80 %). Сильвинит – это минерал с пёстрой окраской, образованной сочетанием красного, розового, белого и голубого цветов. Содержание калия в нём варьирует от 10 до 25 %.

Заволжское месторождение находится на территории Саратовской, Оренбургской областей и Башкирии. Наряду с каинитом KCl·MgSO4·3H2O, включает минералы, которые содержат калий в форме сульфата: полигалит K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O и глазерит 3K2SO4·Na2SO4.

Промышленные залежи бесхлорных минералов лангбейнита K2SO4·2MgSO4 и шенита K2SO4·MgSO4·6H2O расположены на Украине.

Классификация калийных удобрений. Выделяют три группы:

1) Концентрированные;

2) Сырые соли;

3) Отходы промышленности.

Ассортимент калийных удобрений. В настоящее время калийные удобрения в России используются мало. Основным удобрением, как и в прежние годы, остаётся хлористый калий. Кроме того, значительная часть калия применяется в составе комплексных удобрений.

Концентрированные удобрения получают путём промышленной переработки калийных руд. В наибольших количествах выпускается хлористый калий – 80-90 % от общего производства калийных удобрений.

Хлористый калий (хлорид калия) KCl (КХ) содержит 54-62 % К2О. Получают из сильвинита. Отделение сильвина от галита может производиться несколькими способами.

Наиболее распространённый в России флотационный основан на различной способности сильвина и галита к смачиванию водой. Измельчённую руду взмучивают в воде и добавляют реагент-собиратель (жирные амины), который адсорбируется только поверхностью частиц сильвина. Затем через пульпу продувают воздух, сильвин вместе с пузырьками воздуха всплывает на поверхность в виде пены, а галит остаётся на дне. Высушивая пену, получают флотационный хлористый калий – кристаллическую соль розового цвета с красноватым оттенком, хорошо растворимую в воде, обладающую благодаря гидрофобному реагенту-собирателю слабой гигроскопичностью и слёживаемостью.

Реже используется галургический способ, основанный на неодинаковой растворимости хлоридов калия и натрия в воде при разных температурах. Размолотый сильвинит обрабатывают нагретым до 100-110 оС насыщенным раствором NaCl (растворительным щёлоком). Растворяется в щёлоке только сильвин, галит выпадает в осадок и удаляется. Полученный раствор охлаждают до 20 оС, растворимость NaCl при снижении температуры практически не изменяется, а растворимость KCl уменьшается в два раза, и он наполовину выпадает в осадок. Полученный галургический хлористый калий – белая или светло-серая мелкокристаллическая соль. Более гигроскопичен по сравнению с флотационным, часто слёживается.

Для улучшения физических свойств оба вида хлористого калия гранулируют. Гранулированный хлористый калий – это красно-бурые гранулы неправильной формы размером 1-4 мм.

Существенный недостаток хлористого калия – содержание хлора (около 1 кг на 1 кг К2О), оказывающего негативное влияние на урожайность и качество продукции чувствительных к нему культур (картофеля, гречихи, льна и др.)

Калийная соль KCl + KCl∙NaCl (ККС) содержит 40-44 % К2О (С 50). Получают смешиванием хлористого калия и размолотого сильвинита. Белый или светло-серый мелкокристаллический порошок с включением более крупных кристаллов белого, красного, серого, голубого цветов. Хорошо растворяется в воде. Гигроскопична, может слёживаться. Содержит 1,5-2 кг хлора на 1 кг К2О.

Хлоркалий-электролит (калий-электролит) KCl содержит 32-45 % К2О. Отход при производстве магния из карналлита, поэтому содержит немного магния. Пылящий мелкокристаллический порошок белого с жёлтым оттенком цвета. Выпускается также гранулированный калий-электролит, обогащённый магнием (6-7 % MgO).

Сульфат калия (сернокислый калий) K2SO4 (КС) содержит 46-50 % К2О. Получают при переработке полиминеральных калийных руд (лангбейнита, шенита). Используется также

технология производства сульфата калия методом обменного разложения хлористого калия Верхнекамского месторождения и сульфата магния:

2KCl + 2MgSO4 → K2SO4∙MgSO4 + MgCl2;

K2SO4∙MgSO4 + 2KCl → 2K2SO4 + MgCl2.

Разделение продуктов реакции основано на том, что сульфат калия хуже растворяется в воде, чем хлорид магния, и выпадает в осадок.

Мелкокристаллический порошок белого, слабо-жёлтого или красного цвета. Растворяется в воде. Негигроскопичен, не слёживается. Не содержит хлора, к преимуществам перед хлористым калием можно также отнести наличие в удобрении серы. При всех положительных качествах, очень дорогое удобрение, в связи с чем применяется в незначительных количествах.

Калимагнезия (сульфат калия-магния, шенит) K2SO4∙MgSO4 содержит 26-29 % К2О и 8-10 % MgO (С 50). В основном получают перекристаллизацией шенита. Сильнопылящий порошок белого с сероватым или розоватым оттенком цвета либо белые с серым оттенком гранулы неправильной формы. Растворяется в воде. Негигроскопична, не слёживается.

Калимаг (калийно-магнезиальный концентрат) K2SO4∙2MgSO4 содержит 16-20 % К2О и 8-10 % MgO (С 50). Производится большей частью из лангбейнита. Мелкие гранулы серого цвета. Растворяется в воде. Негигроскопичен, не слёживается.

На базе Верхнекамского месторождения производится также калимаг хлористый КCl∙MgCl2 с содержанием 28-40 % К2О, 2-6 – MgO.

Концентрированные удобрения можно использовать на всех почвах, за исключением засолённых и солонцов, под все культуры. Магнийсодержащие формы должны в первую очередь применяться на лёгких и торфяных почвах, обеднённых не только калием, но и магнием, а также под требовательные к магнию культуры. Сульфатные удобрения следует, прежде всего, вносить под чувствительные к хлору культуры, хлоридные в этом случае применять нежелательно. Содержание натрия в калийной соли позволяет с успехом использовать её для удобрения сахарной свёклы и кормовых корнеплодов.

Концентрированные удобрения могут использоваться для основного внесения, кроме того, если это необходимо, при посеве культур и в подкормки.

Сырые соли. Получают размолом природных калийсодержащих руд, прежде всего, сильвинита и каинита.

Сильвинит KCl∙NaCl, используемый в качестве удобрения, должен содержать 15-25 % К2О. Смесь крупных кристаллов (размером 1-5 мм и более) красного, белого, серого и голубого цветов. Хорошо растворяется в воде. Гигроскопичен, слёживается. Содержит много хлора (4-5 кг на 1 кг К2О).

Каинит KCl·MgSO4·3H2O содержит 10-12 % К2О и 6-7 % MgO. Это крупные розовато-бурые кристаллы. Растворяется в воде, негигроскопичен, не слёживается.

Сырые соли содержат мало калия, поэтому используются в небольших количествах вблизи месторождений соответствующих руд. Применяются чаще всего для основного внесения.