Калиевые соли
(тех.). К. соли, потребляемые в больших количествах для промышленных и сельскохозяйственных целей, суть следующие: хлористый калий, угле-калиевая (поташ), азотно-калиевая (селитра), серно-калиевая, двухромово-калиевая (хромпик), хлорновато-калиевая (бертоллетова соль), желтое синильное кали, К. квасцы. Прежде главным источником для получения этих солей служила зола растений, древесных и травянистых; ныне первостепенное значение в этом отношении имеют залежи естественных солей, причем наибольшее количество последних получают из Стассфуртских соляных залежей. Кроме естественных залежей и золы растений, для получения солей служат также маточные рассолы, остающиеся при извлечении поваренной соли из морской воды, так наз. мелассная или паточная барда и овечий пот. Здесь будет описано только получение хлористого калия, главного современного исходного материала для приготовления других солей К. Почти все количество хлористого калия добывается из верхнего слоя Стассфуртских соляных залежей (из так называемой Abraumsalz), главную составную часть которого представляет карналлит
KCl∙MgCl 2 ∙6H 2 O. Сырой карналлит, доставляемый для переработки на заводы, обыкновенно содержит чистого карналлита 55-60%, поваренной соли 25-30%, кизерита, MgSO 4 ∙H 2 O, 12-14% и до 8% песка и глины. Содержание KCl в 16% в сыром карналлите считается нормальным, и оценка сырого материала на заводах производится исходя из этой нормы. При переработке сырого карналлита получают следующие продукты: 1) хлористый калий с содержанием 70-80% KCl и 2) кизерит с содержанием не менее 55% MgSO 4 . Разделение солей, заключающихся в сыром карналлите, основано на различной растворимости их в воде, чистой и содержащей хлористый магний. Карналлит значительно легче растворим как в холодной, так и в горячей воде, нежели кизерит и поваренная соль. Хотя кизерит быстрее переходит в легко растворимый MgSO∙7H 2 O при действии горячей воды, нежели холодной, но это превращение весьма замедляется в присутствии хлористого магния.
Карналлит разлагается при действии нагретой воды на хлористый калий и хлористый магний, так что из раствора, получаемого при обработке горячей водой сырого карналлита, при кристаллизации сначала выделяется хлористый калий, потом хлористый натрий вместе с небольшим количеством хлористого магния. Если к раствору хлористого калия или карналлита прибавить значительный избыток хлористого магния, то при кристаллизации (когда отношение MgCl 2: KCl больше чем 3: 1) выделяется не хлористый калий, но искусственный карналлит. Переработка сырого карналлита для получения хлористого калия состоит из следующих операций: 1) растворения сырого карналлита, 2) кристаллизации полученного раствора, 3) сгущения и кристаллизации маточного раствора, 4) растворения полученного при последней операции искусственного карналлита и кристаллизации его раствора и 5) очищения хлористого калия. Для растворения сырого карналлита вместо чистой воды употребляют промывные воды от разных операций производства, содержащие небольшое количество хлористого магния. - Сырой карналлит, доставляемый на заводы, прежде всего подвергается измельчению сначала в камнедробильных машинах, а затем в мельнице с коническим бегуном. Для растворения употребляют цилиндрические железные котлы, снабженные крышкой и деревянною обкладкой, вмещающие от 30 до 60 куб. м раствора при заряде соли в 3-5 тонн. Котлы снабжены также продырявленным дном, расположенным на некотором расстоянии от глухого дна для того, чтобы облегчить отделение раствора от твердого остатка. Нагревание раствора в котле производится паром упругостью до 4 атмосфер. Некоторые заводы имеют котлы с механическими мешалками. Растворение обыкновенно производят в следующем порядке. Сначала наливают в котел воду в количестве около 3 / 4 веса заряда соли, нагревают ее до кипения, потом прибавляют соль, перемешивают и, когда жидкость нагреется до 118-119° Ц., прекращают приток пара, жидкости дают отстояться в котле 1 / 2 -1 час; жидкость, имеющую уд. вес 32-33° Б., спускают сначала в резервуары для окончательного осветления, а затем в кристаллизаторы. Остаток от растворения составляет 26-30% взятого сырого карналлита и содержит хлористый натрий, кизерит, гипс, стассфуртит, глину и небольшое количество карналлита. Этот остаток еще раз кипятят с водой; получаемый при этом раствор для обогащения хлористым калием повторно употребляют для той же цели, затем выкристаллизовывают из него хлористый калий, а маточный раствор от последнего употребляют для растворения сырого карналлита. Растворы, получаемые из сырого карналлита, остаются в кристаллизаторах (железных 4-угольных ящиках) 2-3 дня. По окончании кристаллизации спускают из ящиков маточный раствор; выделившийся хлористый калий выгребают продырявленным черпаком и складывают для отделения от маточного раствора в коробки с сетчатым дном, расположенные над кристаллизаторами, причем сначала накладывают в такую коробку соль со дна кристаллизатора (содержащую 50-60% KCl), а затем соль со стенок кристаллизатора (с 60-70% KCl). Для очищения полученный хлористый калий промывают водою, реже насыщенным раствором хлористого калия. Для этого хлористый калий нагружают в деревянные чаны с ложным дном (диаметр и высота в 2 м) или в железные ящики (3 м в стороне) и наливают столько воды, чтобы уровень ее был на 5-10 см выше поверхности соляной массы; соль оставляют в прикосновении с водою 1-2 часа и повторяют операцию еще раз, после чего дают окончательно стечь жидкости. Один раз промытый продукт содержит 80-85% KCl, два раза промытый 85-90% KCl. Промывные воды употребляются для растворения сырого карналлита. Маточные растворы (в 31,5° Б.), получаемые при кристаллизации хлористого калия из сырых щелоков, подвергают выпариванию до 35-36° Б. в сковородах различной формы с возможно большей поверхностью нагрева, для чего или прокладывают в них дымогарные трубы, или придают их дну кривую поверхность, устраивая в последнем случае несколько дымовых ходов под самой сковородой. Как и во многих других случаях, сгущение раствора производят при постоянном добавлении. В время испарения раствора выделяется осадок, состоящий преимущественно из поваренной соли (Bühnen salz) с примесью хлористого магния, хлористого калия и сернокислых солей магния и калия; эта смесь солей употребляется для удобрения. Сгущенный до указанной концентрации раствор сначала сливают сифоном в резервуары для отстаивания, а затем в кристаллизаторы. Кристаллизация оканчивается в три дня, выделяется искусственный карналлит, а в маточном растворе остается лишь ничтожное количество хлористого калия. Искусственный карналлит далее перерабатывают на хлористый калий. Для этого полученный карналлит растворяют в отдельном котле в так назыв. втором маточном растворе (см. ниже), разбавленном 3 частями воды, затем раствор подвергают кристаллизации, выделяется хлористый калий, который подвергают такому же очищению, как продукт из сырого карналлита, так что получают соль с содержанием до 96% KCl. Маточный раствор от хлористого калия из искусственного карналлита носит название "второго маточного раствора" (также Raffinat-Mutterlauge) и служит для вышеуказанного применения. Из получаемого в обеих фазах производства влажного хлористого калия или отделяют воду лишь настолько, насколько она может быть удалена просто при стекании, или соляную массу обрабатывают в центрифуге (остается около 5%, воды), или высушивают на сушильных столах, нагреваемых мятым паром (остается до 2% воды), или, наконец, прокаливают. Прокаливание хлористого калия производится в пламенных печах такого же устройства, как печи для кальцинирования соды. Прокаливание отдельными зарядами в 350 кг продолжается час, после чего соль измельчают и просеивают. Вместо печей для кальцинирования применяют также плиты, нагреваемые паром и на которых перемешивание наложенной соляной массы производится механическими мешалками. При описанной переработке сырого карналлита из 16% заключающегося в нем в среднем хлористого калия извлекают 10-12%, остальное составляет потерю с побочными продуктами и в отбросах производства; или для получения 100 кг хлористого калия в среднем нужно переработать 800 кг сырого карналлита. Хлористый калий для продажи упаковывают в джутовые мешки по 90 кг в каждый; оценка продукта производится, исходя из нормального содержания в 80% KCl. Хлористый калий применяется главным образом для получения других К. солей, преимущественно для приготовления калиевой селитры и поташа; относительно небольшое количество его потребляется для сельскохозяйственных целей. В. Руднев.
Δ.
Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. - С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890-1907 .
Смотреть что такое "Калиевые соли" в других словарях:
Соли (тех.). К. соли, потребляемые в больших количествахдля промышленных и сельскохозяйственных целей, суть следующая: хлористыйкалий, углекалиевая (поташ), азотнокалиевая (селитра), сернокалиевая,двухромовокалиевая (хромпик), хлорноватокалиевая… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
Калиевые соли, осадочные хемогенные горные породы, образованные легко растворимыми в воде калиевыми и калиево магниевыми минералами. Важнейшие минералы сильвин (KCl; 52,44% К), карналлит (KCI․MgCl2․6H2O; 35,8% К), каинит (KMg … … Большая советская энциклопедия
- (калиевые соли). Осн. минералы: сильвин, карналлит, каинит, полигалит и др. М ния осадочного происхождения. Пром. содержание К2О в руде 12 30%. Бассейны: Соликамский (Россия), Прикарпатский (Украина), Припятский (Белоруссия), Верхнерейнский… … Естествознание. Энциклопедический словарь
КАЛИЙНЫЕ СОЛИ - калиевые соли, 1) сырьё для произ ва калийных удобрений, осадочные горные породы, образованные растворимыми в воде калиевыми и калиево магниевыми минералами (сильвином, карналлитом, каинитом, полигалитом и др.). Осн. породы: карналлитовая 45 85%… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
- (калиевые соли). Основные минералы: сильвин, карналлит, каинит, полигалит и др. Месторождения осадочного происхождения. Промышленное содержание K2О в руде 12 30%. Бассейны: Соликамский (Россия), Прикарпатский (Украина), Припятский (Белоруссия),… … Энциклопедический словарь
Основными компонентами, которые необходимы каждому растению, являются калий, азот и фосфор. Они составляют комплексные подкормки для обогащения почвы, но и каждый отдельно применяется для восполнения дефицита того либо иного вещества.
Данная статья расскажет все о калийной соли – что это, какие бывают калийные удобрения, их значение для растений, как добывают калийную соль, как она употребляется в сельском хозяйстве, что дает растениям калий и признаки его нехватки.
Что такое калийная соль
– это минеральный ресурс, принадлежащий к неметаллической группе, легкорастворимая соль в виде хемогенных осадочных горных пород. Калийная соль выступает сырьем для химической промышленности для производства калийных удобрений и представляет собой смесь сильвинита, каинита и хлористого калия.
Образуются кристаллы соли вследствие испарения и затем охлаждения рапы калийных водоемов. В природе калийная соль залегает линзами либо пластами около мест залегания каменной соли.
Знаете ли вы? В знак дружбы в Древнем Риме каждому гостю подносили соль, а в Индии выражение «я ем его соль» имеет значение «он меня содержит, и я ему обязан».
Добыча калийной соли
Месторождений калийной соли довольно много, и имеются они во многих странах мира. Крупнейшие месторождения калийной соли находятся в Канаде, России, Белоруссии, Германии, США, Индии, Италии, Израиле, Иордании, Великобритании, Китае и в Украине.
Самыми крупными залежами калийной соли в Украине являются Стебниковское и Калуш-Голинское месторождения, в России – Пермский край (Березники), а в Белоруссии – город Солигорск.
Добыча калийной соли, так же как и каменной, совершается шахтным методом. Это весьма опасно, ведь соляные слои отличаются своей неустойчивостью и хрупкостью, что приводит к частым обвалам на шахтах.
Добытые природные соли при помощи механической обработки преобразуются в так называемые сырые калийные соли, которых существует всего два вида – каиниты и сильвиниты . Так перерабатываются не очень концентрированные слои соли. Богатые породы подвергаются переработке в основном на химических предприятиях.
Знаете ли вы? Многие народы имели обычай «солить» новорожденных, дабы уберечь их от злых духов, с которыми ассоциировались бессонница, болезни, капризы детей.
Где используется калийная соль в сельском хозяйстве
Калийная соль довольно широко употребляется в народном хозяйстве: и в выпуске кожи и красок, и в пиротехнике, и в химической промышленности, и в электрометаллургии, и в фотографии, и в медицине, и в производстве стекла и мыла, но наиболее известно применение калийной соли в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Хлориды калия просто незаменимы для нормального роста и плодоношения растений.
Имеются несколько разновидностей калийных удобрений на основе калийной соли: сернокислый калий, калимагнезия, хлористый калий, калийная селитра, калийная соль, каинит.
В хлористом калии
содержится 50-60 % калия и примесь хлора, значительное количество которого вредно для плодовых деревьев. Поэтому вносить его под культуры, чувствительные к хлору, необходимо заранее (под ягодники и землянику особенно), чтобы хлор вымылся в более глубокие слои почвы.
Сернокислый калий – самое оптимальное из калийных удобрений для плодово-ягодных культур. В нем не содержатся вредные примеси натрия, магния и хлора.
Представлена смесью хлорида калия с сильвинитом, и ее рекомендуют употреблять лишь для осеннего внесения в качестве главного удобрения под перекопку. Норма внесения в почву калийной соли составляет 30-40 г на квадратный метр. 40%-ная калийная соль противопоказана как подкормка для ягодных культур. Калийная соль особенно эффективна, когда ее вносят как подкормку для свеклы.
Калийную селитру употребляют для подпитки растений в период созревания их плодов и для тепличных культур.
Калимагнезия подходит для подкормки растений, которые чувствительны к хлору и которые потребляют наряду с калием много магния (лен, клевер, картофель).
Считается наиболее доступным минеральным удобрением, которое содержит основные макроэлементы (фосфор, калий, магний, кальций). Вносится зола в любое время года. Очень полезна зола как подкормка для корнеплодов, картофеля, капусты, смородины и прочих культур.
Все калийные удобрения легкорастворимы в воде. Известны разные способы, как вносить в почву калийные удобрения. Под все плодовые и ягодные культуры в открытом грунте их лучше всего вносить осенью под перекопку как основное удобрение.
Во влажные почвы калийные удобрения можно также вносить и ранней весной. Относительно того, когда лучше вносить калийные удобрения в защищенный грунт, то делать это можно при высадке рассады и при корневых подкормках. Лучшего результата достигают при внесении этих удобрений осенью.
Калийные удобрения часто употребляют совместно с кальцийсодержащими удобрениями либо известью, ведь они наделены повышенной кислотностью. Довольно много калия выносит из почвы виноград, поэтому его следует удобрять калийсодержащими удобрениями ежегодно.
Нельзя вносить удобрения с хлором под томаты и картофель, они ухудшают вкус и снижают крахмалистость картофеля.
Влияние калия на растения
Калий – один из важнейших элементов минерального питания для растений. Свойства калия самые разнообразные:
Знаете ли вы? Первым калий открыл английский химик Дэви и дал ему название «потасий», а название «калий» предложил в 1809 году Л. В. Гильберт. В природе калий может встречаться лишь в морской воде либо минералах.
Признаки дефицита калия у растений
Признаки нехватки у растений калия таковы:
- Листья покрываются рыжевато-ржавыми пятнами.
- Отмирание краев и кончиков листьев.
- Форма стебля изогнутая, он медленно развивается и становится бледного окраса.
- Корневая система формируется плохо, что впоследствии влияет на урожайность. Плоды будут мелкими и рыхлыми.
- Растения подвергаются различным заболеваниям.
Важно! Разным растениям свойственна неодинаковая потребность в калии. Больше всего в этом элементе нуждаются подсолнечник, картофель, свекла, капуста, гречиха и плодовые деревья.
Наполненность почв калийным компонентом
Структура и характеристики почвы варьируют содержание в ней калия. Лучше всего калий удерживают тяжелые почвы (глинистые, суглинки), в которых содержание полезного элемента равно 3%. В легких почвах (песчаных и супесчаных) его намного меньше, не более 0,05%. Нет необходимости в подкормках данного типа лишь солончаков и частично черноземов.
Для развития и роста растению нужны систематические «дозы» питательных веществ. Одно из таких – калий. Его недостаток в земле позволяют восполнять специальные подкормки, содержащие элемент K2O.
Разберемся, как выявить недостаток калия, какие виды удобрений с его содержанием существуют, какие из них лучше выбрать, а также рассмотрим и другие, немаловажные вопросы.
Способы выявления недостатка калия
Чаще всего от нехватки калия страдают культуры, растущие в легких почвах. Обычно, явные признаки недостатка элемента проявляются летом, во время активного роста растения:
- Появляются бурые пятна;
- Листки желтеют, буреют, на них может появиться бронзовый или голубой оттенок;
- Кончики листьев отмирают;
- Листовые жилки становятся еле заметными;
- Стебель становится очень тонким и хрупким;
- Замедляется рост растения;
- Листки становятся морщинистыми;
- Бутоны не распускаются, или распускаются с задержкой.
Насколько опасен недостаток калия
Каждое растение нуждается в калии больше, чем в каком-либо другом веществе. Чтобы полноценно развиваться, например, картофелю, на один гектар земли нужно вносить примерно 250 кг. калия.
Если вещества будет недостаточно, то:
- Синтез простых углеводов в сложные прекратится;
- Клетки перестанут вырабатывать белок;
- Органы размножения растения будут недоразвиты;
- Стебельная система ослабеет.
Если калий в норме, то:
- Клеточное окисление проходит как положено;
- Культура не будет страдать из-за засухи;
- Фотосинтез станет более быстрым;
- Возрастет активность ферментов;
- Культура становится более стрессоустойчивой к низким температурам;
- Выделяется достаточное количество органических кислот;
- Возрастает стойкость к патогенам.
Какие культуры требовательны к калию
Подпитку калием необходимо производить на почве, где растут овощные, цветочные и плодовые культуры. Самые требовательные к калию овощные культуры: томаты, капуста, картофель, тыква, огурцы, перец, фасоль, морковь, баклажаны.
Доза удобрений на основе калия для таких культур должна составлять не менее 15 г./м. кв.
Калийное удобрение для картофеля
Калийные, хлорсодержащие удобрения для картофеля необходимо вносить в грунт осенью перед зяблевой вспашкой, так как картофель – хлорофобная культура. Подкормка должна быть связного гранулометрического состава.
Применение на огороде калийного удобрения
Если почва средняя или тяжелая, то осенью в нее обязательно необходимо вносить калийные удобрения, 
содержащие хлор. Последний успеет вымыться осадками, и не будет негативно влиять на растение. Калий, в это время, останется в земле, и его даже хватит на следующий год.
В случае, когда почва торфяная и легкая, калий стоит добавлять весной. Если внести его осенью, то, скорее всего, он не задержится в грунте. Более того, на таком типе почвы лучше не использовать подкормки с хлором.
Чем можно заменить калийные удобрения
Многие садоводы не хотят использовать готовые подкормки, и применяют натуральные удобрения. Но, не каждый дачник может (или хочет) приобрести навоз, и поэтому, без добавок на основе химии не обойтись. Но, можно свести их число к минимуму, используя компост. Как его готовить?
Подойдут практически все органические вещества: остатки растений, листья деревьев, трава, помои и т.д. Только не стоит использовать ботву больных растений, так как она может быть источником вирусов.
В компост также следует добавлять вещества, содержащие азот, суперфосфат, известь и минералы. К ним следует добавить землю с огорода или заранее проветренный торфяной грунт.
Виды калийных удобрений
Сегодня существует масса всевозможных подкормок, в составе которых есть калий. В зависимости от производителя, они могут содержать какие-либо дополнительные вещества, но, в большинстве случаев все эти удобрения схожи по своему составу.
Сульфат калия
Идеальный вариант для растений, на которых негативно сказывается хлор. В такой подкормке почти 50% чистого сульфата калия.
Древесная зола
Также безхлорная подкормка, добываемая из лиственных растений. В нее входит фосфор, поэтому удобрение можно назвать комплексным. Калия содержится около 15%.
Калимагнезия
Содержит 9% магния и около 30% калия. Добывается удобрение путем переработки шенита. Особенно актуально для легких грунтов.
Калийная селитра
Содержит почти 50% калия и 13% азота. Растворяется в воде, используется при выращивании овощей.
Калий углекислый
В состав входит порядка 65% оксида калия, все остальное – углекислый газ. Минеральное удобрение для любого типа грунта.
Калийная соль
Образовывается путем смешивания сильвинита и хлорида калия. Не рекомендуется для удобрения растений, которые плохо переносят хлор. При смешивании с каинитом, получается 30% калийная соль.
Преимущество такой подкормки – большое содержание магния. Особенно актуально ее использование на торфянистых, супесчаных и песчаных грунтах.
Свойства и инструкция по применению
Калий – основа питания любого растения. Его свойства самые разнообразные:
- Нормализует обменные процессы;
- Повышает стойкость к засухе;
- Усиливает фотосинтез и углеводный обмен;
- Положительно влияет на окислительные процессы;
- Увеличивает стойкость к низким температурам;
- Повышает общий иммунитет;
- Способствует большей крахмалистости овощей;
- Делает растение стойким и более «прочным»;
- Улучшает метаболизм клеток;
- Улучшает цветение;
- Повышает плодородность;
- Увеличивает сохранность.
Как применять
В почву калийная соль добавляется осенью. Если почва влажная, то добавку можно вносить весной. Земля обрабатывается из расчета 150 г. подкормки на 10 м. кв. Если растение уже взрослое, то доза увеличивается в два раза.
Чем опасна калийная соль
Переизбыток калия не несет никакой опасности для растений. Но, этот фактор может нарушить питательный баланс культуры. Добавлять большие дозы добавки стоит только в том случае, если в почве не хватает фосфора и азота.
Хлористый калий
Удобрение, содержащее практически 64% оксида калия. Его используют в качестве основной добавки практически 90% дачников.
Какие калийные удобрения лучше использовать
Во все подкормки, содержащие калий, входят добавки, прекрасно растворяющиеся в воде. Поэтому, можно использовать практически все добавки, которые представлены на рынке. Но, важно учитывать тип почвы и культуры, которую необходимо удобрить.
Калийными веществами лучше всего удобрять грунт осенью или весной, во время перекапывания земли. Так все вещества хорошо перемешаются, и лучше усвоятся растением.
Как сделать калийное удобрение своими руками
Наиболее простое калийное удобрение – зола. Ее применяют для подкормки растений, а также предотвращения негативной деятельности различных вредителей и вирусов. Обрабатывать культуры такой подкормкой лучше всего утром.
Как приготовить:
- залить кипятком 400 г. золы;
- кипятить 30 минут;
- дать отстояться, процедить;
- развести 11 л. воды;
- добавить 60 г. мыла;
Неметаллической группы, представляющий собой смесь каинита, сильвинита и хлористого калия. Формируется она в результате испарения воды в водоемах. В природе калийная соль залегает в основном в непосредственной близости от каменной.
Как производится добыча
Месторождения этого минерала имеются во многих странах мира: США, Германия, Италия, Индия и т. д. Россия по добыче калийной соли занимает второе место после Канады. На долю нашей страны приходится почти четверть мировых запасов этого сырья.
Как и в случае каменной, добыча калийной соли ведется шахтным методом. Предприятие это довольно-таки опасное. Дело в том, что соляные слои отличаются хрупкостью и неустойчивостью. А поэтому в шахтах зачастую случаются обвалы.
Одним из самых больших у нас в стране является Гремячинское месторождение калийных солей. Расположено оно в Волгоградской области, неподалеку от районного центра Котельниково. Площадь его составляет почти 100 км 2 . Здесь добывают очень ценную сальвинитовую разновидность калийной соли. Еще одно большое месторождение расположено неподалеку от Верхнекамска. Здесь разработки ведутся на площади более 6 тыс. км 2 . Основными видами калийных солей на Верхнекамском месторождении являются также сильнивиты.
Гремячинское месторождение калийных солей, Верхнекамское, а также Эльтонское и Непское учтены Государственным балансом запасов РФ.
Переработка
Добытые природные каменные соли путем механической обработки преобразуют в так называемые сырые. Последних существует всего две разновидности: сильвиниты и каиниты. Таким образом перерабатываются не слишком концентрированные слои соли. Богатые породы идут в основном на переработку на химические предприятия.
Основные сферы использования
Применяется калийная соль в народном хозяйстве очень широко. Используют их:
в электрометаллургии;
пиротехнике;
медицине;
фотографии;
производстве стекла и мыла;
в выпуске кожи и красок;
в химической промышленности для изготовления разного рода соединений.
Но чаще всего калийные соли используются в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Существует несколько разновидностей подкормок этого вида.
Использование в сельском хозяйстве
Применение калийных удобрений для улучшения состава почв позволяет значительно увеличивать урожаи огородных, садовых и сельскохозяйственных культур. На настоящий момент наибольшей популярностью пользуются следующие виды подкормок, изготовленных с использованием калийной соли:
Калимагнезия. Это удобрение содержит наиболее полезного для растений К2О (окись калия) в количестве 26-28%. Также в его состав входит 11-18% MgO. Используется калимагнезия в основном для культур, чувствительных к хлору.
Молотый сильвинит. Представляет собой обыкновенную размолотую чистую горную породу. К2О в ней содержится 12-15%. Используется этот зернистый порошок для удобрения растений, нечувствительных к хлору.
Хлористый калий. Это, пожалуй, самое распространенное удобрение этой химической группы. К2О в него входит 52-62%. Хлористый калий может применяться для подкормки практически всех огородных, сельскохозяйственных и садовых культур. При систематическом применении это удобрение может подкислять почву.
Калийная соль. Удобрение этого вида получают путем смешивания молотого сильвинита и хлористого калия. В результате получается концентрированная подкормка, содержащая не менее 40% окиси калия.
Сернокислый калий. Эту разновидность часто используют вместо хлористого калия для удобрения культур, чувствительных к хлору. В его составе К2О доходит до 45-52%.
Каинит. Это удобрение часто применяется в качестве основного для подкормок таких культур, как клевер, капуста и сахарная свекла. Недостатком этого вида подкормки считается большой процент содержания разного рода бесполезных примесей, затрудняющих транспортировку. Именно по этой причине каинит используется в качестве удобрения очень редко.
Калийная соль — порода, безусловно, для народного хозяйства очень полезная. В особенности это касается огородничества и земледелия. Получать богатые урожаи без нее будет попросту невозможно. А поэтому освоению ее месторождений следует уделять особое внимание.
Важнейшими солями калия являются хлорид и сульфат и образуемые ими минералы.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Хлорид и другие галогениды калия кристаллизуются из водных растворов по типу NaCl. Выше 0° (за исключением KF-2 H 20) кристаллизуются безводные соли. Существует кристаллогидрат КС1 Н20, плавящ шея при -5,30°; эвтектическая температура КС1-Н20 + лед -9,80е1.
Плотность кристаллов КС1 1,99 г/сж3; теплота плавления 6,41 ккал/моль; теплота сублимации (КС1Кр-КС1Г) 53,4 ккал/моль. Температуры плавления и кипения галогенидов калия повышаются в ряду I-+F:
Т. плавл., °С Т. кип., °С
KI........................... 682 1330
КВг.................................. 728 1376
КС1 ....................... 768 1417
KF.......................... 856 1505
Калий также образует полигалогениды, например КЬ-ЗНгО, К1С14 и др.
Насыщенные водные растворы галогенидов калия содержат следующие количества растворенного вещества (в вес. %):
KI...................................... 56,2 59,8 67,35
КВг.................................... 34,92 40,7 61,20
КС1.................................... 21,90 26,45 35,90
KF.......................................... 30,70 48,90 "59,80
Диаграмма растворимости в системе KCI-NaCl-Н20 приведена на рис. 38.
Сульфат калия K2SO4 - образует четыре полиморфных модификации с температурами превращений 300, 350, 449 и 585°2; плавится он при 1069°. Существует ряд кислых солей сульфата калия, температура плавления которых значительно ниже, чем у Средней соли; так, например, для КзН(504)2 она равна 350°3.
Растворимость сульфата калия в воде при 0° - 6,71%; 25° - 10,75% и 100°- 19,4%- Из водных растворов кристаллизуется без -
Водная Ьоль, а ниже 9,7° K2S04-H20; температура плавления эвтектики K2S 04 Н20 + лед - 1,55°4.
Давление водяного пара над насыщенными растворами при 100° для КС1 -567,8 мм рт. ст., для K2S04 -723,8 мм рт. ст. О да Влении пара над растворами системы К+, Na+, Mg2+ || Cr , SO 4 См.5"6. О давлении при высоких температурах см.7.
ПРИМЕНЕНИЕ
Калийные соли применяют главным образом в качестве минеральных удобрений. Основным видом продукции калийной промышленности является хлористый калий, около 95% которого используют в качестве минерального удобрения, а остальные 5% перерабатывают на едкое кали и другие соединения калия.
Из общего количества калийных удобрительных солей 8-10%" вырабатывают в виде сульфата калия и двойной соли сульфатов калия и магния (K2S04>MgS04), калимагнезии, используемых для удобрения почв под хлорофобные культуры (табак, цитрусовые и др.), качество которых ухудшается под влиянием иона хлора.
Основными производителями калийных солей до последнего времени являлись СССР, США, ГДР, ФРГ и Франция. Начиная с 1965 г. быстро развивается калийная промышленность в Канаде на базе Саскачеванского месторождения; предполагается, что уровень производства в Канаде в ближайшее время превысит таковой в США. Сравнительно небольшие количества калийных солей выпускается в Испании, Израиле и Италии; ведется подготовка к освоению калийных месторождений в Конго и Эфиопии. Общая выработка калийных солей за последние десять лет возросла более чем в 2 раза и составляет в настоящее время (в пересчете на КгО) 15 млн. т в год.
Соответственно росту производства увеличилось потребление на единицу сельскохозяйственной площади, которое в ряде высокоразвитых стран достигло оптимального для данного вида почв уровня. Количество вносимых солей в пересчете на КгО в кг на 1 га сельскохозяйственной площади составляет: в США - 70, Бельгии-120, Японии-103, ФРГ - 80. Однако во многих странах эта величина не превышает 1-1,5 кг.
В незначительном количестве в качестве удобрения используют добываемые из недр сырые (т. е. не обогащенные) калийные соли, содержащие около 20% К20.
Качество хлористого калия, производимого в СССР, регламентируется ГОСТ 4568-65; в зависимости от способа производства, выпускается хлористый калий двух марок: К - получаемый кристаллизацией из раствора и Ф - флотационным обогащением калийных руд (табл. 15).
ТАБЛИЦА 15
|
Хлористый калий, поставляемый сельскому хозяйству, должен быть не слеживающимся; в целях устранения слеживаемости, допускается обработка его аминами или другими реагентами.
Наряду с выпуском мелкокристаллического хлористого калия предусматривается также производство гранулированного или крупнокристаллического продукта, получаемого кристаллизацией из растворов и флотационным обогащением; для 3 и 2 сортов содержание класса 4-2 мм должно составлять не менее 80% и класса 1-2 мм - не более 20%.
Сульфатнокалийные удобрения в СССР выпускаются в виде сульфата калия, калимагнезии (двойной соли сульфатов калия и магния с примесями хлоридов калия и натрия) и калийно-магние - вого концентрата, получаемого флотационным обогащением каи - нито-лангбейнитовой руды.
Калимагнезия в соответствии с техническими условиями содержит в пересчете на сухое вещество: в 1 сорте КгО не менее 30%, во 2 сорте 28%; MgO, соответственно, 20 и 8%; содержание но на хлора не должно превышать 5% для 1 сорта, для 2 сорта - не регламентируется. Содержание влаги для 1 и 2 сортов должно быть не более 5%, в том числе гигроскопической - не более 2%. Материал должен проходить через сито с отверстиями 5 мм.
|
19,0 17,5 9,0 8,0 4,0 4,0 |
Калийно-магниевый коццентрат выпускают также двух сортов:
Сорт 1 Сорт 2
КгО в пересчете на обезвоженное вещество в 96, не менее
MgO в пересчете на обезвоженное вещество в %, не менее
Влага в %, не более....................................
Остаток на сите с отверстиями 3 мм В %, не более
Сульфат калия, получаемый при переработке полиминеральных руд по регламенту, разработанному ВНИИГом, выпускается 1 и 2 сортов. Содержание (в %, в пересчете на сухое вещество): КгО для 1 сорта не менее 50, для 2 - 45; иона хлора не более 0,5 и 2, соответственно. Влаги не более 0,5% для обоих сортов.
Хлористый калий, производимый в зарубежных странах, выпускается с содержанием не менее 60-61% КгО в виде так называемого, стандартного (мелкокристаллического с минимальным содержанием пылевидных фракций), крупнокристаллического, со средним размером зерен (0,5-2,3 мм) и гранулированного- (0,8-3,3 лш). По специальным заказам вырабатывают мелкий хлористый калий (0,1-0,2 мм).
Хлористый, калий, производимый для технических целей, используют для получения едкого кали, хлората и перхлората калия, применяемых в качестве отбеливающих препаратов и в производстве взрывчатых веществ, бромида и иодида калия, используемых
в фармацевтической и фотографической промышленности, карбоната калия, применяемого для получения специальных стекол и глазури, силиката калия (K2Si20s), используемого для пропитки дерева, отбеливания тканей и других целей, цианида калия - реагента для извлечения золота из руд, перекиси калия (КОг) и прочих перекисных соединений для регенерации воздуха, и других калийных соединений. Кристаллы КС1 обладают очень высокой прозрачностью для инфракрасных лучей, поэтому их применяют в некоторых оптических приборах.
СЫРЬЕ
Содержание калия в земной коре составляет -1,5%. Калий входит в состав алюмосиликатов, слагающих многие породы, полевых шпатов, гранитов, лейцитов, гнейсов, твердых ископаемых солевых отложений и рассолов морского и континентального происхождения. Составные части почв, особенно глинистые вещества, активно удерживают (путем сорбции) калий, что, в частности, имеет очень важное значение для жизни растений. Благодаря такой способности почв вымывание калия идет сравнительно медленно, в результате чего содержание его солей в природных водах, как правило, во много раз ниже, чем солей натрия и магния.
В табл. 16 представлены основные, наиболее распространенные калийные минералы.
ТАБЛИЦА 16
Состав и свойства наиболее распространенных калийных минералов
Сильвин Карналлит Арканит Каинит
Бромкарналлит
Лангбейннт
Калиборит
Глазерит
Полигалит
Глауконит
КС1 . ................................................ ".................
КС1 MgCI2 6Н20................................................
K2so4 ................................................
KCl-MgS04-3H20....................................................
KBr MgBr2 6H20.................................................
K2S04-MgS04-6H20..................................................
K2S04 MgSO^ 4H2-0...........................................
K2S04-2MgS04........................................................
K2S04 CaS04 H20.................................................
K20 4MgO 11B203 18H20...................................
3K8S04-Na2S04........................................................
K2S04 MgS04 2CaS04 2H20.................................
(K, Na)20 A1203 2SiOa..........................................
(K, Na)2S04 A13(S04)3 4Al(OH)3.............................
K20 A1203 4Si02..................................................
KK, Na)20 +(Mg, Ca, Fe)0].(Fe, A1)203.4S|02.2H20
1,57 2,66 2,070-2,19
|
2- 3 2 2,5 3 3- 4 2,5 4- 5 2,5-3 5-6 3,5-4 5-6 2 -3 |
2,176 2,03-2,15 2,25 2,83 2,58-2,60 2,13 2,70 2,72-2,78 2,60 2,60-2,80 2,45-2,50 2,2-2,8
Калийные руды определяют по преобладающему содержанию в них тех или иных минералов. Сильвинитом называют породу, состоящую из сильвина (10-60%) и галита (25-70%) с приме-
Сями ангидрита, карбоната магния и глинистых веществ. Встречаются сильвиниты с прожилками карналлита или смесь сильвинитов с карналлитами.
Крупнейшее в мире Верхнекамское месторождение калийных солей представлено сильвинитовыми и карналлитовыми рудами; происхождение его связано с испарением бассейнов Пермского моря. Примерная схема геологического разреза месторождения района Соликамска показана на рис. 39 (по А. А. Иванову). Под покровными породами наносного слоя (известняки, глины и ангидрит) находится слой покровной каменной соли, ниже его лежит
Карналлитовая зона, мощность которой достигает в ряде участков 100 м. В ней пласты желтой карналлитовой породы, содержащей 50-£5% карналлита, прослаиваются каменной солью. В верхней и нижней части карналлитовой зоны местами залегает сильвинито - вая порода. Под карналлитовой зоной лежит основная сильвини - товая зона, средняя мощность которой достигает 30 м. Верхний горизонт этой зоны состоит из пестрого сильвинита - смеси кристаллов молочно-белого сильвина с серыми, голубыми и синими кристаллами галита. Под пестрым сильвинитом залегает горизонт красного сильвинита - смеси сургучно-красного сильвина с голубой каменной солью. Содержание КС1 изменяется в зоне пестрых сильвинитов от 40 до 55%, в зоне красных сильвинитов от 10 до 35%. Под сильвинитовой зоной залегает мощный пласт каменной соли. Верхняя поверхность соляной толщи располагается ниже земной поверхности на глубинах от 100 до 350 м. Соляная залежь имеет форму большой линзы, вытянутой в меридианальном направлении. Добыча калийных руд Верхнекамского месторождения производится из пласта пестрых сильвинитов. Содержание КС1 в добываемом сильвините изменяется в среднем от 23 до 30%, NaCl
От 65 до 75%, нерастворимых глинистых веществ - 0,5-3%; содержание брома, находящегося в рудах в виде бромкарналлита, составляет от 0,06 до 0,17% 8.
Одной из отличительных особенностей Верхнекамского место - ^ рождения является сравнительно большое содержание газов в виде микровключений и «свободных» газов - в порах и пустотах породы 9- ш. В состав газов входят водород, метан, азот и двуокись углерода; горючие газы (Н2 и СН4) встречаются главным образом в карналлитовых рудах.
В последние годы начата эксплуатация крупного месторождения калийных руд в Белоруссии - Старобинского (верхне-девонские отложения). Месторождение представлено сильвинитами с небольшими примесями карналлита, содержание глинистых веществ составляет от 4-5 до 10-12%.
Предкарпатские месторождения калийных солей (эпоха миоцена) представлены рядом калиеносных линз, сложенных сульфат - нокалийными минералами. Калийные породы переслаиваются глинистой или чистой каменной солью. Наибольшее промышленное значение имеют Калуш-Голынское и Стебниковское месторождения, представленные сульфатно-хлоридными минералами; руды сложены из каинитовой породы (галит 20-40%, каинит 35-60%, полигалит 3-7%, глинистый материал 6-15%) и лангбейнит-каи - нитовой породы (галит - 30%, каинит 20-30%, лангбейнит 10- 20%, сильвин 5-10%, кизерит 5-10%, глинистые материалы -
До 20%) ч-13
Кроме перечисленных, месторождения водорастворимых калийных руд в СССР находятся в Средней Азии (Гаурдакское и Кар - люкское), в Волго-Эмбинском районе и ряде других.
Месторождения калийных солей в ГДР и ФРГ содержат, наряду с сильвином, галитом и карналлитом, значительные количества кизерита, ангидрита, а также примеси каинита, лангбейнпта, тахгидрита (СаС12 MgCl2 12Н20). Присутствие значительных количеств сульфатно-хлоридных минералов связано с условиями образования месторождения, солеродным бассейном которого было Цехштейновое море с относительно низкой степенью метаморфи - зации рассола. Руды месторождения подразделяются на хартзэль - цевые и карналлитовые.
Примерный состав хартзальцевых пород (в %):
Кнзернтовый Ангидритовый хартзальц хартзальц
|
20-24 20-23 40-60 50-61 17-28 0,5 1,5 15-20 |
Одно из крупнейших в мире месторождений калийных солей находится в Канаде (Саскачеван), его эксплуатация начата в
60-х годах. Месторождение представлено сильвинитовыми и кар - Наллитовыми рудами, залегающими на значительной глубине 14.
Впервые в мировой практике на этом месторождении, наряду с шахтным способом, организована добыча калийных солей подземным выщелачиванием 15.
В США калийные месторождения сложены сильвинитовыми и карналлитовыми рудами, в некоторых участках имеются пласты лангбейнита (штат Нью-Мексико).
Калийные месторождения Франции и Испании представлены сильвинитовыми и карналлитовыми рудами. В Италии перерабатываются руды, содержащие каинит, карналлит и сильвинит.
В воде океанов и морей содержится - 0,05% калия. При объеме воды мирового океана 1370- 106 км 3 содержание в нем калия составляет примерно 7- 1014 т КгО, что превышает известные запасы месторождений калийных солей более чем в 10 миллионов раз. Таким образом, мировой океан является, практически, неисчерпаемым источником солей калия. Некоторые виды водорослей (макроцистис и др.) активно извлекают калий из морской воды, поэтому зола этих растений может служить источником калия. С площади моря в 400 км2 можно ежегодно собирать такое количество водорослей, при переработке которых получается более 1 млн. т КгО 16.
В последние годы значительно возросло производство калийных солей из сгущенной рапы Мертвого моря 17"18. Калийные соли получают при комплексной переработке рапы оз. Сирлз (США, Калифорния)19. Это месторождение представлено, так называемым, сухим озером - рапа пропитывает соляной пласт озера и добывается из скважин. Пласт солей состоит из галита, глазерита (3K2S04 Na2S04), троны (Na2C03 NaHCOg 2Н20) и борных минералов. Значительное количество калийсодержащих рассолов находится в оз. Индер (СССР), которое также относится к типу сухих озер20.
Источником для промышленного производства калия могут служить полигалитовые руды, месторождения которых в СССР находятся в Жилянском и Волго-Эмбинском районе. Промышленное извлечение солей калия из полигалитов пока не производится. Установлено, что отмытая от NaCl полигалитовая порода - хорошее минеральное удобрение.
Дополнительным источником калийных солей является пыль, отделяемая в электрофильтрах цементных печей. В сырой шихте, идущей на приготовление цемента, содержится 0,2-!% КгО, значительная часть которого возгоняется в процессе прокалки и выделяется при понижении температуры в электрофильтрах. Содержание К20 в водорастворимой форме в этом продукте составляет 20-30%.
Переработку сильвинитовых, хартзальцевых и карналлитовых руд на хлористый калий осуществляют:
1) Методом растворения и раздельной кристаллизации, основанной на различии температурных коэффициентов растворимости солевых составляющих руды (этот метод называют еще тепловым или галургическим).
2) Механическим обогащением породы, главным образом флотацией; гравитационная сепарация при обогащении калийных руд не нашла широкого распространения.
3) Комбинацией флотационного обогащения с растворением и кристаллизацией мелких фракций руды; такого рода схемы начинают широко применяться в последние годы в зарубежной практике.
4) Подземным выщелачиванием руды с последующей переработкой рассола выпаркой и кристаллизацией; этот способ применяется пока только в Канаде при переработке руды, залегающей на большой глубине.
