Қазақша рефераттар

Фосфор тыңайтқыштары туралы қазақша реферат

Фосфор тыңайтқыштары: маңызы, өндіріс тарихы және негізгі түрлері

Фосфор тыңайтқыштары егіншілікте өнімділікті арттырудың ең тиімді құралдарының бірі. Фосфор өсімдіктің энергия алмасуына, тамыр жүйесінің дамуына, гүлдену мен тұқымның қалыптасуына тікелей қатысады. Топырақтан өніммен бірге фосфор үнемі әкетілетіндіктен, оның орнын тыңайтқыш арқылы толықтыру қажет.

Неге маңызды?

Фосфордың едәуір бөлігі өсімдіктің дәнінде жиналады, сондықтан өнім артқан сайын топырақтағы қор тез азаяды.

Топырақтағы тапшылық

Табиғи жолмен фосфор қоры өте баяу толықтырылады, сондықтан көптеген аймақтарда фосфор тапшылығы байқалады.

Өнімге әсері

Фосфор тыңайтқыштары (P2O5 есебімен) дұрыс қолданылғанда өнімді айтарлықтай көтере алады.

Фосфордың топырақтан әкетілуі

Өсімдік өскен кезде топырақ ерітіндісіндегі минералды тұздарды тамыр арқылы сіңіреді. Егін жиналғанда сол қоректік элементтер өніммен бірге әкетіледі. Әртүрлі дақылдар 1 тонна өнім түзгенде шамамен мынадай мөлшерде фосфорды алып кетеді:

  • Картоп: шамамен 3 кг
  • Жаздық бидай: шамамен 10,5 кг
  • Қара бидай: шамамен 11 кг

Жыл сайын әлем бойынша ондаған миллион тонна фосфор (P2O5 есебімен) егінмен бірге топырақтан әкетіледі. Бұл топырақ құнарлылығының төмендеуіне әкеледі, сондықтан фосфор тыңайтқыштарын енгізу — құнарлылықты сақтаудың негізгі шарттарының бірі.

Фосфор тыңайтқыштарын бағалау өлшемі

Тыңайтқыштағы фосфор мөлшері әдетте оның оксиді арқылы, яғни P2O5 пайызымен көрсетіледі. Бұл көрсеткіш тыңайтқыштың тиімділігін салыстыруға мүмкіндік береді.

Маңызды қағида

Суда жақсы еритін түрлер өсімдікке тез сіңеді, ал нашар еритін түрлер көбіне қышқыл топырақта тиімдірек болады.

Еритіндік

Тыңайтқыштың әсері көбіне оның суда және топырақ ерітіндісінде еру жылдамдығына байланысты.

Топырақ реакциясы

Қышқыл және бейтарап топырақтарда бірдей тыңайтқыш әртүрлі нәтиже беруі мүмкін.

Негізгі фосфор тыңайтқыштары

Фосфор тыңайтқыштары қарапайым (бір қоректік элемент басым) және комплексті (екі-үш элементтен тұратын) болып бөлінеді. Төменде өндірісте және агрономиялық тәжірибеде кең тараған түрлер келтірілген.

Фосфорит ұны

Фосфорит ұны — майдаланған кальций фосфориті: Ca3(PO4)2. Ақ немесе сұр түсті ұнтақ, құрамында шамамен 16–35% P2O5 болады.

Ерекшелігі: суда нашар ериді, сондықтан көбіне қышқыл топырақта тиімді. Артықшылығы: бағасы салыстырмалы түрде арзан.

Жай суперфосфат

Жай суперфосфат фосфоритке немесе апатитке күкірт қышқылын қосу арқылы алынады:

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

Құрамында шамамен 14–20% P2O5 болады. Топырақта және суда жақсы ериді, өсімдікке тез сіңеді. Дегенмен құрамындағы ерімейтін кальций сульфаты тыңайтқыштың массасын арттырады.

Қос суперфосфат

Қос суперфосфатта P2O5 мөлшері жай суперфосфатқа қарағанда екі есеге жуық жоғары: 40–50% P2O5. Ол фосфоритті фосфор қышқылымен өңдеу арқылы алынады:

Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2

Преципитат

Преципитат — CaHPO4·2H2O. Ол кальций гидроксидін фосфор қышқылымен әрекеттестіріп алынады:

Ca(OH)2 + H3PO4 → CaHPO4·2H2O

Құрамында шамамен 30–35% P2O5 болады. Суда нашар ериді, бірақ қышқыл топырақта еріп, өсімдікке жақсы сіңіріледі.

Комплексті тыңайтқыштар: азот + фосфор (және басқа элементтер)

Қазіргі кезде құрамында өсімдікке қажет екі-үш элемент бар комплексті тыңайтқыштар кеңінен қолданылады. Олар қоректік элементтердің тепе-теңдігін жақсартуға және енгізуді жеңілдетуге мүмкіндік береді.

Аммонийленген суперфосфат

Суперфосфатты аммиакпен әрекеттестіргенде алынатын өнімдер қоспасы: NH4H2PO4 + CaHPO4.

NH3 + Ca(H2PO4)2 → NH4H2PO4 + CaHPO4

Орташа алғанда ~20% P2O5 және ~23% азот болуы мүмкін.

Аммофос

Азот пен фосфордан тұратын күрделі тыңайтқыш: NH4H2PO4. Аммиак пен фосфор қышқылын әрекеттестіру арқылы алынады:

NH3 + H3PO4 → NH4H2PO4

Әдетте гранула түрінде шығарылады; шамамен ~11% азот және ~44% P2O5.

Диаммофос

Егер фосфор қышқылымен аммиак әрекеттескенде екі сутек атомы алмасса, (NH4)2HPO4 түзіледі:

2NH3 + H3PO4 → (NH4)2HPO4

Құнды тыңайтқыштардың бірі: шамамен ~52% P2O5 және ~20% азот.

Нитрофоска және нитрофоска тектес қоспалар

Калий, азот, фосфор элементтері бар комплексті тыңайтқыштарға нитрофоска жатады. Классикалық құрамдас бөліктер ретінде аммоний фосфаттары, аммоний нитраты және калий тұздары (мысалы, калий хлориді) қолданылады.

Өндірісте қолданылатын қышқылдар

Фосфор тыңайтқыштарын өндіруде күкірт қышқылы өте көп жұмсалады. Кей жағдайда фосфат шикізатын азот қышқылымен өңдеу немесе термиялық әдістер де қолданылады.

Жергілікті тыңайтқыш: томас шлак

Томас шлак — шойынды болатқа айналдыру кезінде түзілетін өнім. Құрамында фосфор қосылыстары болады (құрамындағы P2O5 шамамен 10–20% аралығында).

Концентрацияланған және сұйық фосфорлы өнімдер

Қазіргі бағыттардың бірі — тыңайтқыштағы фосфор үлесін арттыру. Осы мақсатта жоғары концентрациялы фосфор қышқылы және полифосфор қышқылдары қолданылады.

Фосфор қышқылы және полифосфор қышқылдары

Таза ортофосфор қышқылының құрамында шамамен 54% P2O5 болады. Ортофосфор қышқылын вакуумде қыздырып, суды бөліп шығару арқылы поликонденсация жүріп, полифосфор қышқылдары түзіледі; олардың құрамында 76% P2O5-ке дейін болуы мүмкін.

Полифосфор қышқылдарына метафосфор (HPO3), пирофосфор (H4P2O7), триполифосфор (H4P3O10) қышқылдары жатады.

Сұйық аммиак және азот-фосфор қоспалары

Сұйық аммиак та минералды тыңайтқыш: құрамында шамамен 82,3% азот бар. Минералды тыңайтқыштардың сапасын арттыру үшін азот-фосфор қоспалары да пайдаланылады (мысалы, 10% азот және 34% фосфор мөлшерлі құрамдар).

Қажет болған жағдайда құрамына калий хлориді, микроэлементтер, сондай-ақ зиянкестерге қарсы компоненттер қосылуы мүмкін.

Өндіріс тарихы: қысқаша шолу

Фосфорлы тыңайтқыштар өндірісі бастапқыда фосфорит ұнын қолданудан басталды (өндірісі XIX ғасырдан белгілі). XX ғасырдың басына дейін сүйек ұны және қышқылмен өңделген төмен сапалы фосфорлы өнімдер (суперфосфат, преципитат) кең тарады. Кейін фосфат кен орындарының ашылуы мен шикізат базасының кеңеюі сала дамуын жеделдетті.

Зауыттардың іске қосылуы және қуаттың артуы

  • 1928–1932 жылдары ауыл шаруашылығын химияландыру міндеттері аясында ірі суперфосфат зауыттары іске қосылды.
  • 1930 жылдан бастап фосфорлы шикізат импорты қысқарып, өндіріс жергілікті фосфорит пен апатит концентраттарына көбірек сүйенді.
  • 1960–1970 жылдары комплексті тыңайтқыштар өндірісі дамып, агрегаттардың өнімділігі артты.

Фосфор өнеркәсібімен байланысы

Фосфор тыңайтқыштарын өндіру фосфор және фосфор қышқылы технологиясымен тығыз байланысты. Фосфор өндірісінің дамуы электропештердің қуатын көтеру, пеш газдарын тиімді тазалау және апатит концентратын шикізат ретінде қолдану сияқты бағыттармен сипатталды.

Фосфордың табиғи көздері және химиялық ерекшеліктері

Табиғи шикізат: фосфорит және апатит

Фосфордың негізгі табиғи көзі — фосфорит кендері. Қазақстанда Қаратау өңірі фосфоритке бай және сапасы жоғары аймақтардың бірі ретінде белгілі. Фосфордың тағы бір маңызды минералы — апатит; ол кальцийдің фосфатты қосылыстары тобына жатады.

Элемент ретінде фосфор

Фосфордың валенттік электрондары азотқа ұқсас болғанымен, атомының өлшемі үлкен және иондану энергиясы төменірек. Сондықтан фосфордың бейметалдық қасиеті әлсіздеу; қосылыстарында +5 тотығу дәрежесі жиірек кездеседі.

Фосфор тірі ағзаларда кең таралған: өсімдіктердің дәнінде, жануарлардың сүт, қан, ми және жүйке тіндерінде, сондай-ақ сүйек пен тісте Ca3(PO4)2 түрінде кездеседі.

Қолданылуы: тыңайтқыштан тыс бағыттар

Фосфор қосылыстары тек тыңайтқыш өндіруде ғана емес, өнеркәсіптің басқа салаларында да қолданылады. Мысалы, фосфор негізіндегі кейбір заттар зиянды жәндіктерге қарсы пестицидтер дайындауда пайдаланылады.

Ақ фосфор

Ақ фосфор тұрмыста кең қолданылмайды; жанғыш және түтін түзетін арнайы құрамдарда пайдаланылуы мүмкін.

Қара фосфор

Қара фосфор сирек қолданылады және көбіне ғылыми-техникалық зерттеулерде қарастырылады.

Пестицидтер

Фосфордың белгілі бір үлесі хлорофос, тиофос сияқты зиянкестерге қарсы қолданылатын препараттарды өндіруге жұмсалады.