Агро-номические руды и нетрадиционное минеральное сырье (интерактивный курс) (стр. 1 )

, ,

Агрономические руды и нетрадиционное минеральное сырье

(интерактивный курс)

Саратов 2012

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ имени Н. И.ВАВИЛОВА»

_________________________________________________________

, ,

Агрономические руды и нетрадиционное минеральное сырье

(интерактивный курс)

Учебно-практическое пособие

Саратов 2012

УДК 622.7.016:631.82(075.8)

ББК 33.346:40.40 (Я7)

Издание осуществлено при поддержке

программы TEMPUS JP, грант Европейской

Комиссии 159188-TEMPUSPL-TEMPUS-JPCR

, Кравченко -номические руды и нетрадиционное минеральное сырье (интерактивный курс): Учебное пособие /сост.: , Кравченко И. П. – Саратов: Изд-во - ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ»., 201с.

ISBN

В учебном пособии приведены геологические, агрохимические, экологические особенности агрономических руд, минералов, а также нетрадиционных видов минерального сырья, их описание и применение в практике сельскохозяйственного производства, использование в нанотехнологиях. В материале для самостоятельного изучения даны характеристики основных запасов агрономического сырья Саратовской области, их морфологические признаки, условия формирования и залегания, характеристики агрохимических свойств.

Предназначено для студентов направления подготовки 110100.62 Агрохимия и агропочвоведение (профиль Агроэкология), а также для магистров, аспирантов, преподавателей, научных сотрудников.

Данный материал опубликован при поддержке Европейского Союза. Содержание публикации является предметом ответственности авторов и не отражает точку зрения Европейского Союза.

© и др., 2012

© ФГБОУ ВПО СГАУ имени

ISBN , 2012

Введение

Можно сделать всё, если начать делать вовремя.

Рабочий девиз методологии системного анализа

Агроруды – это природные соединения, которые можно использовать в сельскохозяйственном производстве в качестве удобрений, мелиорантов, наполнителей, биостимуляторов, кормовых добавок.

К агрорудам относится как традиционное фосфорное, калийное и азотное сырье, органические агроруды, так и косвенные и нетрадиционные виды минерального сырья. Необходимость более широкого использования агрономических руд обусловлена как экономическими, так и экологическими проблемами нашего общества. Снижение почвенного плодородия, деградация земельных ресурсов страны, ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, что не может не сказаться на экономическом положении государства. В связи с высокой стоимостью апатитового концентрата, монопольно выпускаемого и получаемых из него фосфатных удобрений перерабатывающими предприятиями ФПГ «РосФосагро», направляемых преимущественно на экспорт (более 90%), сельскохозяйственные предприятия и фермеры России из-за низкой платежеспособности практически лишены возможности приобретать и использовать в сельскохозяйственном производстве дорогостоящие фосфорные удобрения. Восполнить недостаток питательных веществ в земледелии возможно за счет более широкого использования природных агроруд, круг которых значительно расширился в поледние годы. Их можно использовать не только для промышленной переработки, но и в качестве местных удобрений, структурообразователей почвы, биостимуляторов и кормовых добавок в рацион скота и птицы. Это, прежде всего природные сорбенты (минералы и горные породы), обладающие высокими адсорбционными, каталитическими и ионообменными свойствами. К ним относются цеолиты, бентониты, диатомиты, опоки, трепелы, палыгорскитовые глины, вермикулиты, перлиты, глауконит и другие природные соединения. В США ежегодно используется в агропромышленном комплексе до 800 тыс. т бентонитов и цеолитов, до 400 тыс. т опок, диатомитов и трепелов, до 600 тыс. т. палыгорскитов. В нашей стране используется цеолитов в 8 раз, бентонитов в 16, опок, диатомитов и трепелов в 5 раз меньше.

Актуально также использование в сельском хозяйстве торфа, сапропеля и других местных ресурсов. что может подтвердить опыт преодоления подобной ситуации в 20-30-х годах прошлого столетия в сельском хозяйстве, в котором из-за отсутсвия отечественных производств исскуственных минеральных удобрений были широко использованы метные природные удобрения (фосфориты, торфы, сапропели).

Проблемы выявления и использования нетрадиционных источ­ников агрохимического сырья имеют, прежде всего, региональный характер, что объясняется его крупнотоннажностью, неравномер­ностью действующих производств и распространения разрабаты­ваемых традиционных месторождений фосфатных руд, калийных солей и минеральных сорбентов, серьезными экологическими по­следствиями функционирования крупных добывающих и перера­батывающих предприятий. Одним из перспективных подходов к снижению усиления антропогенного воздействия на почву и техногенного загрязнения окружающей среды, является обогащение почвы минералами, повышающими их поглотительные свойства. Такие минералы в различной концентрации содержатся в цеолитсодержащихся породах, глауконитовых песках, бентонитовых глинах.

Поэтому применение местных агроруд имеет целый ряд преимуществ, обуславлиающих значительную экономическую и экологическую эффективность. Так, например, при внесении в почву традиционных водорастворимых удобрений – суперфосфата, аммофоса, часть водорастворимых форм фосфора (не связанного химическим путем) вымывается, иногда в значительных количествах. Кроме того, в продуктах переработки апатитовых руд концентрируются содержащиеся в них токсичные компоненты: фтор, редкоземельные элементы, радионуклиды. Местное агрохимическое сырье, в отличие от искусственных удобрений, находится с окружающей средой в природном равновесии, экологически безвредно и обеспечивает необходимый пролонгирующий эффект относительно вносимых в почву полезных компонентов.

Интерес к данной проблеме проявляют многие регионы России. Так институтом биологии Коми НЦ УрО РАН разработаны и успешно внедряются (и реализуются в другие регионы) новые виды удобрений на основе местных агроруд (анальцимсодержащая порода, доломитизированные известняки, фосфориты).   Новые удобрения имеют системное действие на агроценоз. Сразу после внесения в почву они активизируют все основные компоненты экосистемы. Действует эффект первотолчка, проявляющийся в увеличении элементов питания в почве, активизации продукционных процессов растительного сообщества. Также широко используют местные агроруды в Ульяновской области, республиках Татарстан, Башкиирии, Дагестане, Дальнем Востоке и других регионах России.

Саратовская губерния, в силу своей геологической истории, располагает ресурсами многих видов полезных ископаемых, которые могут использоваться и в сельском хозяйстве. В настоящее время известно 98 месторождений и 68 проявлений агрономически полезных руд. Наша область весьма перспективна в плане создания крупного комплекса взаимодополняющих химических производств и организации выпуска различных удобрений, мелиорантов и кормовых добавок, так как базируется на наличии месторождений глауконитов, фосфоритов, карбонатных и кремнистых пород, калийно-магниевых солей, серы, и может быть самодостаточной в обеспечении сельских товаропроизводителей определенными компонентами.

Из-за высокой стоимости минеральных удобрений и мелиорантов, сельскохозяйственные предприятия и фермеры России, практически лишены возможности приобретать и использовать в сельскохозяйственном производстве дорогостоящие удобрения. По данным Федеральной службы государственной статистике за 2008 год, площадь удобренная органикой в Саратовской области составила 1,5% общей посевной площади, минеральными удобрениями 7,2%, гипсование проведено на площади 0,1 тыс. га, а известкование было проведено всего на площади 18 га.

С экологической точки зрения применение природных удобрительных средств позволяет создавать естественный геохимический фон, природный баланс химических соединений, что позволит в определенной мере стабилизировать общую экологическую ситуации в регионе. Кроме того, изучение нетрадиционных ре­сурсов и местных агроруд есть не что иное, как заблаговременное создание резерва сырья для сельского хозяйства.

 

Вы будете изучать

·  Понятие и определение агрономических агроруд и других видов нетрадиционного сырья используемого в сельском хозяйстве

·  Объект и предмет представленного курса

·  Исторический аспект использования агрономических руд

·  Происхождение, состав и свойства агроруд, основные месторождения, запасы в мире и России

·  Основные виды агрохимического сырья (Азотные, фосфорные, калийные)

·  Кальцийсодержащие (карбонатные) агрономические агроруды

·  Магнезиальное сырье

·  Нетрадиционные виды минерального сырья

·  Основы использования агроруд

Цели модуля

·  Изучить классификацию основных агрономических руд (азотных, фосфорных, калийных, природных органических)

·  Умение выделять агрономические руды из огромной массы горных пород и минералов

·  Изучить классификацию косвенных агрономических руд ( карбонатных, магнезиальных и др.)

После изучения модуля вы сможете

·  Определять все в виды агроруд, используемые в сельском хозяйстве

·  Знать основные способы использования агроруд в сельском хозяйстве

·  Определять основные виды агроруд применяемых в сельском хозяйстве среди других горных пород и минералов

·  Оценить местные минеральные ресурсы с точки зрения использования в сельском хозяйстве

Основная литература

1.  «Агроруды и другие виды минерального сырья» (Учебное пособие) , Кравченко -во СГУ, 2010, с.5-56

2.  Бондарев .: М. ФОРУМ-ИНФРА-М, 2007.-218с.

3.  Бондарев : М. ФОРУМ-ИНФРА-М, 2002.-с. 34-43.

4.  Борголов геологии. – М.: Агропромиздат, 19с.

 

1.1.  Введение в предмет. История изучения и использования агроруд

Известно много примеров, когда богатые, тучные земли, которые кормили десятки и сотни тысяч человек, быстро превращаются в бесплодные пустыни. Вредители и болезни сельскохозяйственных растений, - ещё одна беда. Они могут уничтожить весь выращенный урожай. На протяжении тысячелетий земледелец настойчиво борется с этими главными невзгодами — истощением почв и вредителями и болезнями.

Чтобы обеспечить себя продовольствием, человек издавна использовал особые виды минерального сырья, так называемые агрономические руды. Они применяются как удобрения и минеральные добавки в корм домашнему скоту. Кроме того, руды, содержащие мышьяк, фтор, барий, серу, используют для изготовления ядохимикатов, средств борьбы против вредителей и болезней.

В настоящее время только для нужд сельского хозяйства добывается несколько миллиардов тонн различных руд, а в XXI века требуется вдвое больше. Расходы на перевозку руд огромны. Поэтому геологи ищут месторождения как можно ближе к потребителям, т. к. перевозка именно этого сырья, как никакого другого, увеличивает его стоимость.

Уже первые земледельцы удобряли свои поля навозом, птичьим помётом (гуано), костной мукой, золой. В древности и средние века крестьянам часто приходилось покидать обжитые земли из-за их истощения и осваивать новые территории. Для этого выжигали большие участки лесов, на которых непродолжительное время получали более богатые урожаи. Однако земля истощалась снова и снова. Сельское хозяйство могло так развиваться до тех пор, пока планета мало населена и пригодных для земледелия территорий хватало всем. Но население росло, сокращались неосвоенные площади и над челове­ке нависала реальная угроза голода. Появились гипотезы, предвещавшие гибель всего населения земли из-за нехватки продуктов питания. Например, концепция английского экономиста Томаса Роберта Мальтуса (), согласно которой народонаселение увеличивается в геометрической прогрессии, а продовольствие — в арифметической. Немецкий биолог Оскар Гертвиг вывел закон убывающего плодородия почвы. Он утверждал, что обрабатываемые почвы постепенно теряют своё плодородие. Поэтому количество продовольствия в мире год от года уменьшается, и человечеству в ближайшем будущем грозит неминуемый голод. К началу XIX века в мире сложилась поистине драматическая ситуация. Волны голода прокаты­вались каждые 3—5 лет почти по всем континен­там. Несмотря на частые засухи, наводнения и похолодания, главной причиной невысоких урожаев было всё-таки истощение почв и вредители сельского хозяйства.

Это положение вряд ли смогла бы изменить какая-либо общественно-политическая система, будь то феодальная, капиталистическая или социа­листическая. Подобная задача не могла решиться без геологической науки. Именно геологам пред­стояло открыть источники жизненно важных для человечества минеральных ресурсов.

С середины XIX в. началось производство первых удобрений из фосфоритовых руд. В учебных центрах мира (в Англии, Германии, Франции) стали возникать специальные научные направления по использованию минерального сы­рья для агрономических целей. Не обошли эту проблему и в Российском государстве.

Передовые умы России интересовались минеральными удобрениями с давних времен. На рубеже XVIII-XIX вв. первые русские агрономы - , , - вслед за англичанами и немцами (а иногда опережая их) отмечали положительное действие золы, размолотых костей, мела и извести на урожаи зерновых. В середине XIX в. многих вдохновлял знаменитый немецкий химик Юстус Либих и его теория минерального питания растений, и «закон минимума». Питание и удобрение растений стали центральной проблемой агрохимии - науки, среди основателей которой называют , Х. Дэви, А. Теэра и, разумеется, Ю. Либиха. По Либиху, плодородие почвы неуклонно убывает; для его поддержания в почву необходимо возвращать в качестве минеральных солей все те химические элементы, которые теряются с каждым урожаем, оказываются в минимуме. Главные элементы, требующие постоянного восполнения, - азот, фосфор и калий. Следуя рекомендациям Либиха, российские помещики пореформенной поры стали завозить на свои поля самые популярные в то время виды азотных, фосфорных и калийных удобрений - чилийскую селитру, костяную и фосфоритную муку, каинит и поташ. В России занялись и «проверкой Либиха» - постановкой собственных опытов с удобрениями. Особую активность проявляли профессора-химики. В отличие от своих германских коллег, считавших агрохимию лабораторным занятием, российские химики приступили к настоящим полевым исследованиям в своих поместьях.

В начале 19 века в университетах Москвы, Казани и Харькова стали открываться кафедры минералогии и сельского хозяйства, позднее преобразованные в кафедры земледелия или грунтоведения. Становлению агрохимической науки способствовали теоретические работы таких учёных, как Василий Михайлович Севергин (), Яков Владимирович Самойлов[1] () первый давший научное определение агроруд, Александр Николаевич Энгельгардт (), Дмитрий Иванович Менделеев (1, Николай Семёнович Курнаков (1, Владимир Иванович Вернадский (), Дмитрий Николаевич Прянишников (), Александр Евгеньевич Ферсман (1

Одним из первых минеральных удобрений, широко изученных в России, была фосфоритная мука, полученная при размоле природных агроруд – фосфоритов.

В 1880-е гг. известный химик на основании опытов с фосфорными удобрениями в своем имении Батищево Смоленской губернии пришел к выводу: «Чудеса делает фосфоритная мука». Из года в год в Батищеве получали значительные прибавки к урожаю ржи при добавлении фосфоритной муки, приготовленной из отечественных фосфоритов. С фосфоритами ученый был знаком не понаслышке: в 1860-е гг. по поручению Департамента земледелия тогдашнего Министерства государственных имуществ, Энгельгардт возглавлял первые экспедиции по обследованию залежей этого сырья в губерниях Центральной России. Особое место в истории исследования и изучении агрономических руд пренадлежит заведующему кафедрой геологии Петровской (Тимирязевской) академии, профессору , который по праву считается основоположником учения об агрономических рудах России, их распостранении, генезисе и применении.

В те же годы в университетах, сельскохозяйственных и политехнических институтах появились первые курсы и кафедры, связанные с изучением агроруд и минеральных удобрений. В Москве в Сельскохозяйственном институте (МСХИ, бывшая Петровская земледельческая академия) с середины 1890-х гг. профессор начал чтение специального курса и организовал лабораторию для исследований удобрений. Он же впервые в России ввел летние практические занятия для студентов-агрономов, где были начаты программные вегетационные опыты по изучению действия туков. В Петербурге профессор Лесного института в 1897 г. возглавил химическую лабораторию Министерства земледелия (расположенную в Лесном институте), в число задач которой вошли исследования удобрений и почв. В 1910 г. в Рижском политехническом институте создал первую в России кафедру технологии минеральных веществ, готовившую специалистов-технологов в области производства туков.

Низкосортные и труднообогатимые фосфатные руды, содержащие малое количество действующего вещества, за рубежом используют преимущественно для местных нужд в сыромолотом виде. В мировой практике «сырые» химически непереработанные фосфаты, непосредственно вносимые в почву, именуются как phosphate rocks (фосфатные породы), или indigenous phosphate (местные фосфаты). По существу, они являются аналогом российской фосфоритной муки. В США проблема дефицита фосудобрений решена во многом за счет широкого применения именно сыромолотых фосфоритов.

Какую роль сыграли агрохимические руды в жизни общества? Можно утверждать, что они в XX веке в буквальном смысле спасли человечество от угрозы неминуемого голода. Представьте, что эти руды вдруг исчезли с нашей планеты. В ближайшие десять лет урожаи сельско­хозяйственных культур сократятся по крайней мере на 30%. А это значит, что голодать будет не только население в странах Центральной Африки и Азии, но и в ныне процветающих странах Европы и Северной Америки. За прошлое столетие население Земли увеличилось с полутора до шести миллиардов человек, и предполагается, что к 2020 году оно достигнит восьми миллиардов! Поиски пропитания для такого количества - наиболее важная проблема, возникшая перед человечеством. Если в 2000 году при населении 6,1 миллиарда человек размер посевных площадей составлял 0,25 гектара на каждого, то в 2020 году прогнозируется рост численности населения и уменьшение посевных площадей до 0,15 гектара, что требует повышения урожайности продукции растениеводства
на 70 процентов.

Количество вносимых в почву удобрений неза­медлительно сказывается на урожайности полей. В определенных случаях, когда вносят слишком много удобрений без учёта биологических возможностей растений, в них накапливаются некоторые вредные для здоровья человека вещества в слишком высоких концентрациях. Появились понятия «ни­тратные овощи» (т. е. овощи, в которых накопилось много нитратов, нитритов, N - нитрозаминов) и «экологи­чески безопасная продукция (ЭБП)». В последние годы широкое распостранение получают альтернативные системы земледелия, в том числе и применяемые в США и западных странах биодинамическое, органическое земледелие, при которых исключается или существенно сокращается использование минеральных удобрений и пестицидов. Однако эти системы наряду с положительными моментами (экологически чистая продукция, эффективное использование природной энергии и др.) имеют и существенные недостатки как, увеличение затрат рабочий силы (на 12-20%), снижение производительности труда (на 22-95%), снижение урожайности (до 43%) и как следствие повышение стоимости продукции (до 23%). Поэтому глобальное решение проблемы недостатка продовольствия не в отказе от удобрений. Для человечества это самоубийст­венный путь, который неминуемо заведёт в тупик. Продовольственную проблему можно решить, только развивая минерально-сырьевую базу агрохимии, научно и обоснованно применяя удоб­рения, как основу ландшафтно-экологических систем земледелия, используя для повышения плодородия почв нетрадиционные виды минерального сырья. Особен­ность нетрадиционных ресурсов в том, что непосредственный инте­рес они представляют для более или менее отдаленного бу­дущего. При этом определяющими факторами получения высокорентабельной продукции растениеводства с низкой себестоимостью должны быть наукоемкие технологии (нанотехнологии), основанные на фундаментальных исследованиях в области агрохимии, почвоведения, физиологии растений, биологии, почвенной микробиологии и токсикологии.

Не случайно промышленно развитые страны мира постоянно увеличивают производство удоб­рений, импортируя сырье из других стран, в том числе и из России. Отдельные виды минерального сырья, жизненно важные для благо­состояния и обороноспособности государства, отно­сят к категории стратегических, и добыча их строго контролируется правительством.

В России 1 июня 1993 г. Президент страны издал специальный указ, согласно которому агрономические руды и мине­ральные удобрения теперь находятся в списке стратегически важных сырьевых материалов.

?

·  Чем был вызван интерес к агрономическим рудам в 18-19 веках?

·  Какую роль сыграли агрохимические руды в жизни общества?

·  Кто является основоположником учения об агрорудах?

·  Может ли человечество в дальнейшем обойтись без минеральных удобрений?

·  В чем преимущества и недостатки альтернативных систем земледелия?

·  Почему агрономические руды относятся к стратегически важным сырьевым материалам?

1.2. Азотное сырье

на основе исследования практики земледелия в Европе отмечал, что главным условием, определяющим среднюю высоту урожая в разные эпохи, была степень обеспеченности сельскохозяйственных растений азотом.

Азот почвы пополняется тремя путями:

1) азот воздуха связывается почвен­ными бактериями и бобовыми растениями;

2) его вносят в виде минералов, добытых в земных недрах;

3) он попадает в почву в виде соединений, изготовленных промышленным синтетическим способом (аммиак, сульфат аммония и др.).

Азот исключительно подвижный химический элемент. В почвах образует два типа соединений — нитратные и аммонийные. Нитраты легко раство­ряются и выносятся водой, а аммиак просто испаряется в атмосферу. Поэтому можно сказать, что азота в почве всегда не хватает.

Основная масса азотных удобрений (около 80 млн. т) получают синтетическим способом из азота, содержащегося в воздухе.

С бактериями и растениями в почву поступает до 400 млн т в год. На долю природного минерального сырья приходится не более 15-20 млн. т.

Природа не наделила недра Земли достаточным количеством азотных полезных ископаемых.

Азотное минеральное сырьё представлено селит­рами, гуано, мочевиной.

Наибольшее значение имеют месторождения селитры в Южной Америке, Северном Чили и Южном Перу (в пустынях Сечура и Атакама). Именно отсюда поступала на мировой рынок знаменитая чилийская селитра. Имеется также бесчисленное множество мелких и мельчайших скоплений селитры (селитренников), расположен­ных в других пустынях и полупустынях на нашей планете.

Для накопления соединений азота необходимы особые условия:

- сухой жаркий климат;

- отсутствие пышной расти­тельности, которая энергично их поглощает.

Селитра накапливается на буграх, холмах и пологих грядах, образуя на них корки, линзы, налёты (выцветы) толщиной всего несколько сантиметров, где содержание селитры около 5— 8%. Однако роль этих минеральных карликов в жизни земледельцев была исключительно велика. Прежде всего, на протяжении тысячелетий они служили важным источником удобрений для местных садов и виноградников, бахчевых и овощных культур.

Селитренники формируются в результате циркуляции растворов, обога­щенных нитратами, образующимися при окисле­нии органического вещества. В пустынях рассолы поднимаются вверх по тончайшим капиллярам в глинистых породах. На холмах и других возвышенных участках местности испарение воды усиливается, и из растворов выпадают различные золи. Нитраты, как наиболее растворимые соеди­нения, осаждаются последними. При новом по­ступлении влаги нитраты опять растворяются и продолжают своё движение. Поэтому селитренники обладают одним замечательным свойством: в отличие от других видов месторождений они восстанавливаются. Собранные корки, выцветы и налёты достаточно быстро воспол­няются.

Натриевая (чилийская) селитра - это смесь минералов: нитронатрита (NаNO3) - 8,5-27,0%; нитрокалита (КNОз) - 1,5-2,5%; сульфата натрия -12,0% и сульфата магния - 11,0%. Важной примесью является йод, составляющий 0,03-0,4%.

До Первой мировой войны Чили было основным постав­щиком селитры на мировой рынок. Селитра использовалась для изготовления азотных и калийно-азотных удобрений и в производстве чёрного пороха. В последующие годы в связи с развитием технологий получения синтетической селитры и искусственных удобрений значение чилийской селитры для мировой экономики уменьшилось.

Согласно существующим представлениям, азот перво­начально накапливается в рыхлых отложениях в результате разрядов атмосферного электричества, деятельности организмов или поступает из горячих вулканических источ­ников. В условиях Чили и Перу нитраты сначала образовы­вались в высокогорьях Анд. Затем они подземными водото­ками выносились в предгорья. Здесь под воздействием капиллярного подсасывания на глубинах 1—2 м под слоем глин и песков возникала руда. Её месторождения расположены, как правило, около небольших пологих возвышенностей, обрамляющих крупные солончаки.

Образование селитры связано с процессами нитрифика­ции, энергично идущими в жарких безводных климатических условиях. Материалом для нитрификации, по представле­ниям некоторых ученых, служили залежи гуано, или мор­ские водоросли, скопившиеся на побережье, по мнению дру­гих— азот поступал при извержениях вулканов в Андах или из атмосферы — при грозовых разрядах и осаждался на поверхность Земли туманами; предполагается также возмож­ность скопления селитры за счет азотистых соединений, вы­мытых из почвы, в специфических климатических условиях этой местности.

Калиевая (индийская) селитра. Минерал нитрокалит KNO3, как и нитронатрит, образуется в условиях сухого жаркого климата. Источником азота являются органические вещества, возникающие в результате почвообразования или при разложении трупов животных и птиц, а также их помета (обычно в пещерах). Возможна фиксация азота непосредственно из воздуха под действием грозовых разрядов.

Месторождения калиевой селитры часто встречаются в пе­щерах (Индия, Шри-Ланка, некоторые штаты США, Крым). Сбор селитры в отдельных пещерах Шри-Ланки достигает 10...20 т в год. В середине прошлого века из Индии ежегод­но вывозили 20...30 тыс. т нитрокалита (эти месторождения сейчас уже выработаны).

Залежи селитры связаны иногда с местами древних го­родов, крепостей, скотопрогонных дворов и т. п. Такие ме­сторождения «курганной» селитры известны в окрестностях Ашхабата, Куня-Ургенча, в Мервском оазисе и других райо­нах Средней Азии. В этих же местах встречаются скопле­ния нитрата калия на буграх и холмах, не имеющих следов древних поселений. Эти поверхности лучше всего прогревают­ся солнцем, и капиллярная подпитка их пересохших почв рас­творами, содержащими нитраты, идет особенно интенсивно. Обычны здесь выделения нитрокалита и на некоторых кар­бонатных почвах.

Селитряные солончаки можно использовать как местное удобрение и в настоящее время.

Гуано (от испанского - «птичий помёт», удобрение») – руда для получения фосфора, калия и азота. В сухом жарком климате птичий помёт не разлагается. На островах, в при­брежной зоне морей и океанов, в местах обитания огром­ного количества птиц (на птичьих базарах) он скапливается в значительных количествах.

В конце XIX — первой четверти XX вв. гуано использо­валось в сельском хозяйстве в качестве удобрения, и в хи­мической промышленности для изготовления спичек, фотореактивов и т. д. Позже нашли более крупные и рас­пространённые источники фосфора. Промышленного зна­чения гуано в последние годы практически не имеют. В настоящее время в Перу и Чили добываются незначительные объемы гуано, применяемые для местных нужд.

?

· Какое происхождение имеют природные азотнокислые агроруды?

· Какие условия необходимы для накопления природных соединений азота?

1.3. Калийное сырье

Калий – элемент, входящий в триаду жиз­ни. Главным и единственным источни­ком его получения являются калийные соли. Содержание калия в породах зем­ной коры составляет довольно боль­шую величину — 2,6%, но чаще всего он связан очень прочными химическими связями в минералах, с трудом поддающихся разложению в почвенных условиях. Потребность в калии исключительно велика. В растениях он расходуется на рост, а также защищает от заболеваний, засух и морозов.

Издавна обычным калийным удобрением была зола, остающаяся после сжигания различных растений, торфа, горючих сланцев. Но она не могла восполнить потери почвенного калия. Нужно было найти новый источник получения калийных соединений с огромными резервами. Оказывается, он всегда был рядом. Это воды морей и океанов, а также подземные воды. Они обладают неисчерпаемыми запасами калийных солей. Нужно было научиться извлекать соли калия из вод. Решение задачи предложил нидер­ландский учёный Якоб Хендрик Вант-Гофф в 1896 г. Он установил порядок выпадения солей из рассолов. Его идеи воплотила в жизнь плеяда выдающихся учёных XX в., создав технологичес­кие системы. Эти работы позволили открыть «солнечный» путь кристаллизации солей из морской воды. В результате мир получил большое количество таких жизненно важных веществ, как хлориды и сульфаты натрия, калия, магния, кальция, карбонаты натрия, а также соединения йода и брома. Были построены крупные промышленные пред­приятия в заливе Кара-Богаз-Гол Каспийского моря (Казахстан) и Мёртвом море (Израиль, Иордания).

Теоретические разработки химиков и геологов вдохнули новую жизнь в поиски подземных месторождений так необходимых калийных солей. Блестящий прогноз привёл к открытию в 1925 г. крупнейших в мире скоплений калийных солей (площадь около 3,5 тыс. км2, запасы превышают 219 млрд т) в пределах известного гигантского (площадь более 8 тыс. км2) Верхнекаспийского соленосного бассейна, образо­вавшегося более 260 млн лет назад. Трудность заключалась в том, что калийные соли хорошо растворимы и легко уносятся водой. Поэтому в самоосадных соляных озёрах они встречаются крайне редко. На уже открытых месторождениях каменных солей калийные соли сложно распознать. Обычно они занимают ограниченные участки по центру соленосных площадей, где обволакиваются сверху и снизу мощными слоями обычной каменной соли.

Калийные соли широко используются в нефтехимическая промышленность" href="/text/category/himicheskaya_i_neftehimicheskaya_promishlennostmz/" rel="bookmark">химической промышленности. Десятая часть калийных солей используется для производства едкого калия, поташа, калиевой селитры, бертолетовой соли, марганцевокислого калия, хромпика, бромистого и йодистого калия. Эти вещества широко применяются в электрометал­лургии, стекольной, лакокрасочной, мыловаренной, химиче­ской, кожевенной промышленности, пиротехнике и медицине.

Источником сырья для получения калийных удобрений (туков и различных соединений калия) являются растворимые хлориды и сульфаты калия, минералы - сильвин, карналлит, каинит, лангбеинит, полигалит, шенит. Калийные руды обычно именуются по преобладанию в них того или иного калийного минерала (например, сильвинитовые, карналлитовые, каини-товые и др.). Название сильвин происходит от старого хими­ческого названия вещества «заль дигестивус сильвин» - соль пищеварительная Сильвие де ля-Баш (французкого физика и хи­мика); каинит - от греческого «современный» (обычно имеет современное, т. е. вторичное, образование); полигалит - от греческих слов «поли» и «галит», означающих «много» и «соль», т. е. в составе присутствует несколько солей. Карнал­лит и лангбеинит названы в честь немецких ученых - горного инженера Р. фон Карналла и химика А. Лангбейна.

Месторождения калийных солей встречаются редко, пред­ставлены они либо в форме осадочных бассейнов, являющихся остатками древних высохших соленосных лагун (преоблада­ющий тип), либо в виде современных водоемов, ресурсы которых возобновимы и практически неисчерпаемы (Мертвое море, оз. Серлс в США, оз. Индер в Казахстане и др.). Основные ресурсы калийных солей сосредоточены в позднепалеозойских, мезозойских и кайнозойских бассейнах.