РОЗДІЛ 5. МАКРОЕЛЕМЕНТИ І МАКРОДОБРИВА

Співвідношення між калієм і натрієм у земній корі наближається до одиниці. За хімічними властивостями натрій подібний до калію, але його іони на відміну від іонів калію, кальцію і магнію не фіксуються і слабко утримуються колоїдами ґрунту. Натрій – основний катіон, що легко вимивається з ґрунту. Тому в природних водах його вміст вищий, ніж калію (калію не більш як 1–2 мг/л). Цим і пояснюється солонкуватий смак морької та океанської вод.

Зазвичай у ґрунтах міститься достатня кількість рухомого натрію для задоволення потреб рослин у ньому. Позитивний влив натрію на життєдіяльність рослин в основному залежить від їх біологічних особливостей і забезпеченості калієм. Розрізняють чотири групи рослин: 1) рослини, які потребують натрію за нестачі калію в ґрунтовому розчині (люцерна, ячмінь, овес, помідор, капуста брюсельська, морква); 2) рослини, які мало потребують натрію за нестачі калію в ґрунтовому розчині (кукурудза, конюшина цибуля, картопля); 3) рослини, які потребують мало натрію за достатньої кількості калію (горох, пшениця, капустяні); 4) рослини, яким потрібно багато натрію за достатньої кількості калію (селера, буряк, турнепс). Найпозитивніше на нього реагують буряк, редиска, капуста, льон та деякі інші культури, що мабуть пов'язано з походженням цих культур із регіонів, де поширені засолені ґрунти з високим вмістом натрію. У цих культур натрій виконує функції, дещо подібні до функцій калію: підвищується посухостійкість рослин; збільшуються розміри листків, зокрема буряку; нерідко тканини стають "м'ясистішими”; в льону поліпшується якість волокна. Для інших культур, зокрема зернових і картоплі, потребу в натрії не доведено.

5.3.4. Форми калійних добрив

Сировиною для виробництва калійних добрив є природні поклади калійних солей і ропа солоних озер. Зі 120 калієвмісних мінералів і руд для виробництва калійних добрив використовують лише сильвін, сильвініт, карналіт, каїніт, шепіт, лангбейніт, алуніт, полігаліт.

Значні поклади калійних солей є в Канаді, Німеччині, Росії, Білорусі, Україні, Ізраїлі, США, Іспанії та в інших країнах. Найбільшими родовищами хлоридних калійних солей на території країн СНД є Солікамське (карналіт) і Білоруське (сильвініт).

В Івано-Франківській і Львівській областях знаходиться найбільше в світі (запаси понад 2,5 млрд т) Прикарпатське родовище калійних солей сульфатнохлоридного типу. В ньому залягають як хлоридні поклади (8–19 % К2O), що складаються з сильвініту та інших руд, так і сульфатно-хлоридні (10-12 % К2O), що складаються з каїнітової породи (35–60 % каїніту, 20-40 – галіту, 3–7 – полігаліту, 6–15 % глинистих мінералів) і каїніто-лангбейнітової породи (20–30 % каїніту, 10–20 – лангбейніту, 30–40 – галіту, 5–10 – сильвіну, 5–10 – кізериту, близько 20 % глинистих мінералів).

Із 14 родовищ в Україні основними є Калуш-Голинське і Стебниківське. В Калуш-Голинському родовищі лінзи калійних солей залягають у кілька поверхів серед потужної товщі неогенових глин. Тут діють шахти і єдиний у світі калійно- соляний кар'єр. У Калуському виробничому об'єднанні виробляють калійно- магнієві добрива, сульфат калію та інші продукти. У Стебниківському родовищі є чотири соленосних площі, що охоплюють 1000-метрову товщу порід. Працюють дві шахти.

У воді океанів і морів міститься близько 0,05 % калію, тому морська вода може бути невичерпним джерелом для промислового виробництва калійних солей. Таким способом отримують зокрема, хлорид калію із високомінералізованої ропи

Мертвого моря. Цінним калійним добривом є зола з деяких видів морських водоростей.

Невеликим додатковим джерелом калійних солей є відходи деяких цементних заводів, зокрема пил, що відділяється в електрофільтрах цементних печей. Вміст водорозчинного калію в цементному пилу у вигляді К2СO3 і K2SO4 становить 20–30 % К2O. Крім того, як побічний продукт солі калію випускають підприємства кольорової металургії: магнієві заводи (хлористий калій-електроліт), алюмінієві заводи (поташ – у разі переробки нефеліну, сульфат калію – за переробки алунітів).

Калій хлористий КС1 – калійне добриво, яке отримують під час переробки сильвінітових і карналітових руд. У хімічно чистому хлориді калію міститься 63,1 % К2O. Залежно від способу виробництва сільському господарству постачають калій хлористий із вмістом від 57 до 60 % К2O. За зовнішніми ознаками калій хлористий – це гранули неправильної форми сірувато-білого (за галургічного способу виробництва) або червоно-бурого кольору (за флотаційного способу). Для забезпечення розсипчастості калій хлористий обробляють різними реагентами, серед яких перевагу віддають амінам.

Калій хлористий із калійних руд виробляють кількома способами.

Перший спосіб – гідроциклониий, за яким крупнокристалічний хлористий калій отримують після розділення хлоридів калію і натрію за щільністю в спеціальних апаратах – гідроциклонах.

Другий спосіб – галургічниий, ґрунтується на різній розчинності та здатності до кристалізації хлоридів калію і натрію за підвищеної температури (90–100 °С). При цьому в розчинах насичених обома солями, вміст хлориду натрію зменшується. За наступного охолодження розчину до 20–25 °С хлорид калію кристалізується, а хлорид натрію залишається в розчині. Після висушування продукт піддають грануляції, що поліпшує фізичні властивості добрива. Проте виробництво калію хлористого за цим способом потребує громіздкої апаратури і великих витрат електроенергії.

Третій спосіб – флотаційний, ґрунтується на різній змочуваності часточок руди і породи. При цьому для відділення КС1 від NaCl у сильвініт добавляють поверхнево-активні речовини (аміни), які адсорбуються лише на поверхні кристалів КС1. За інтенсивного продування повітрям його кристали спливають, а кристали NaCl осідають. Реагент на поверхні кристалів КС1 різко зменшує гігроскопічність добрива. Цей спосіб добування калію хлористого найбільш поширений. В Україні флотаційним і галургічним способами виробляють майже весь калій хлористий.

Четвертий спосіб – підземне вилуження руди з наступною переробкою розсолу випаровуванням і кристалізацією.

П'ятий спосіб – комбінований, ґрунтується на флотаційному збагаченні руди з подальшим розчиненням і кристалізацією дрібних фракцій.

Калій хлористий-електроліт (КС1 з домішками NaCl і MgCl2) – це побічний продукт виробництва магнію з карналітових руд. Містить до 45,5 % К2O і певну кількість магнію. На бідних на магній піщаних ґрунтах калій хлористий-електроліт ефективніший, за калій хлористий.

Сульфат калію K2SO4 – висококонцентроване безхлорне калійне добриво. За зовнішніми ознаками – це дрібнокристалічний порошок білого кольору з жовтим відтінком, добре розчинний у воді, не злежується. Виробляють сульфат калію комплексною переробкою полімінеральних калійних руд, конверсією хлориду калію або сульфатів натрію, магнію, амонію тощо за допомогою сірчаної кислоти, а також отримують як побічний продукт деяких хімічних виробництв. Добриво, що постачається сільському господарству, містить 48–54 % К2O. Це фізіологічно кисле добриво. На слабкокислих і кислих ґрунтах може підвищувати кислотність ґрунтового розчину, на нейтральних і лужних ґрунтах аніон сірчаної кислоти цього добрива утворює з кальцієм гіпс.

Сульфат калію можна застосовувати на всіх типах ґрунтів і під усі культури. Порівняно з хлоровмісними добривами він забезпечує вірогідні прирости врожаю винограду, гречки, тютюну та інших культур у засушливих районах. Сульфат калію широко застосовують в овочівництві, зокрема в захищеному ґрунті, та в плодівництві.