Суперфосфат — минеральное удобрение¶
Суперфосфат — комплексное минеральное удобрение, представляющее собой смесь солей фосфорной кислоты, преимущественно монокальцийфосфата (Ca(H₂PO₄)₂·H₂O), с примесями гипса, а также соединений серы, азота и других элементов. Относится к числу наиболее распространённых фосфорных удобрений в мировом сельском хозяйстве. Содержание фосфора в пересчёте на P₂O₅ в простом суперфосфате составляет 16—21 %, в двойном — 42—46 %.
¶Состав и свойства
Простой суперфосфат получают обработкой фосфоритов или апатитов серной кислотой. Основная реакция:
Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ + 4H₂O → Ca(H₂PO₄)₂·H₂O + 2CaSO₄·2H₂O
Продукт представляет собой гранулированную или порошкообразную массу серовато-бурого цвета. Помимо монокальцийфосфата, в состав входят:
- гипс (CaSO₄·2H₂O) — до 40—50 % массы;
- фосфорная кислота (H₃PO₄) — до 5 %;
- железо и алюминий в форме фосфатов — до 3 %;
- вода — до 12 %.
Двойной суперфосфат получают обработкой фосфоритов или апатитов фосфорной кислотой вместо серной. Это позволяет избежать образования гипса и повысить концентрацию P₂O₅ до 42—46 %. Двойной суперфосфат имеет более светлый цвет, лучше гранулируется и удобен для механизированного внесения.
Суперфосфат обладает слабокислой реакцией (pH 3—4 у простого, 3,5—4,5 у двойного). В воде растворяется медленно, в кислых почвах — быстрее.
¶Производство
Мировое производство суперфосфата насчитывает десятилетия промышленной истории. В России крупнейшими производителями фосфорных удобрений являются предприятия в Кировской области («ФосАгро», Череповецкий завод), на Урале и в Сибири. Основное сырьё — апатит-нефелиновая руда из Хибинских месторождений и фосфориты из месторождений Кемеровской области.
Технология включает:
- Измельчение и подготовку фосфорного сырья.
- Обработку серной кислотой в реакторах-разрыхлителях.
- Гранулирование и сушку продукта.
- Отделение и измельчение мелких фракций.
Для получения двойного суперфосфата применяется технология экстракции фосфорной кислоты из апатитовой концентрированной кислоты.
¶Применение
Суперфосфат применяется как основное фосфорное удобрение под все сельскохозяйственные культуры. Он вносится:
- под основную обработку почвы (основное внесение) — 200—400 кг/га;
- в рядки при посеве — 60—100 кг/га;
- в подкормку — 30—80 кг/га;
- в качестве припосевного удобрения.
Фосфор в составе суперфосфата находится в форме, доступной для растений (моно- и дикальцийфосфаты), что отличает его от фосфоритной муки, требующей кислых почв для усвоения.
Кроме фосфора, суперфосфат содержит кальций, серу, магний и микроэлементы (медь, цинк, бор, молибден) в зависимости от исходного сырья. Серосодержащие формы (сернофосфатные удобрения) особенно ценны для культур с повышенной потребностью в сере — капустных, бобовых, крестоцветных.
Суперфосфат применяется также в садоводстве и огородничестве для подкормки плодовых деревьев, ягодных кустарников и овощных культур. В промышленности он используется как сырьё для производства фосфорной кислоты, фосфатных удобрений и технических фосфатов.
¶Хранение
Суперфосфат гигроскопичен и при хранении слёживается, особенно в условиях повышенной влажности. Рекомендуется хранить его в сухих проветриваемых помещениях или под навесами, не допуская контакта с известью, навозом и аммиачными удобрениями, с которыми он вступает в реакцию с потерей азота.
¶Экологические аспекты
При избыточном внесении суперфосфата возможен вынос фосфора в водоёмы, что способствует эвтрофикации — цветению воды и развитию водорослей. В почвах с высоким содержанием тяжёлых металлов (свинец, кадмий) фосфорные удобрения могут усиливать их подвижность, поэтому качество сырья контролируется санитарными нормами.
¶История
Промышленное производство суперфосфата началось в 1840-х годах в Великобритании по технологии Джона Беннета Лоуса, предложившего обрабатывать фосфориты серной кислотой. В России производство суперфосфата развивалось с конца XIX века на заводах в Харькове, Риге и других городах. К середине XX века суперфосфат стал основным фосфорным удобрением в советском сельском хозяйстве.
Источники:
- «Химия удобрений» — учебник под редакцией Н. П. Мещерякова
- «Минеральные удобрения» — справочник, Государственный комитет по химии СССР
- Энциклопедия «Советская энциклопедия», статья «Суперфосфат»
- ФосАгро, производственная документация по фосфорным удобрениям