Введение
Производство минеральных солей удобрений составляют одну из важнейших задач химической промышленности.
Ассортимент минеральных, используемых в сельском хозяйстве, самой химической промышленности, металлургии, фармацевтическом производстве, строительстве, быту, составляет сотни наименований и непрерывно растет.
В качестве калийных удобрений применяют сырые природные вещества (чаще всего сильвинит) и продукты их переработки (хлорид и сульфат калия; 40%-ные калийные соли), а также золу растений.
Основным сырьем для получения калийных удобрений в Республике Беларусь является сильвинит, представляющий собой породу состава mNaCl+NaCl, которая содержит = 14-18% К2О.
В качестве примесей сильвиниту сопутствуют в небольших количествах соединения: магния, кальция и др. Из сильвинита получают и основное калийное удобрение – хлорид калия.
Объектом исследования являются отходы производства ОАО «Беларуськалий».
Предмет исследования – динамика химического состава отходов производства ОАО «Беларуськалий» в 2014-2016 г.г.
Целью работы является изучение показателей химического состава отходов производства ОАО «Беларуськалий» в 2014-2016 г.г.
Для осуществления цели наших исследований были поставлены следующие задачи:
1 Обзор литературы
1.1 Виды и применение калийных удобрений
Калий – необходимый элемент для растений. В основном он находится в молодых растущих органах, клеточном соке растений и способствуют быстрому накоплению углеводов. Многие калийные удобрения представляют собой природные калийные соли, используемые в сельском хозяйстве в размолотом виде [3].
Значительное количество хлора во многих калийных удобрениях отрицательно влияет на рост и развитие растений, а содержание натрия (в калийной соли и сильвините) ухудшает физико-химические свойства многих почв, особенно черноземных, каштановых и солонцовых. На бедных калием легких почвах и торфяниках все без исключения сельскохозяйственные культуры нуждаются в калийных удобрениях. Недостаток калия в почве восполняется главным образом внесения навоза.
Калий не применяют на солонцах и солонцеватых почвах, так как он ухудшает их свойства. Калий легко растворяется в воде и при внесении поглощается коллоидами почвы, поэтому он малоподвижен, однако на легких почвах легко вымывается. Физиологические функции калия в растительном организме разнообразны. Он оказывает положительное влияние на физическое состояние коллоидов цитоплазмы, повышает их влажность, набухаемость и вязкость, что имеет большое значение для нормального обмена веществ в клетках, а также для повышения устойчивости растений к засухе. При недостатке калия и усиления транспирации растения быстрее. Калий положительно влияет на интенсивность фотосинтеза, окислительных процессах [3].
2 Материал и методы исследования
2.1 Характеристика ОАО «Беларуськалий»
Открытое акционерное общество «Беларуськалий» является одним из крупнейших производителей и экспортеров калийных удобрений в мире и самым крупным в СНГ. По данным Международной ассоциации удобрений, его доля в мировом экспорте калийных удобрений составляет около 20%.
История ОАО «Беларуськалий» начинается с августа 1958 года, когда на базе одного из крупнейших в мире Старобинского месторождения калийных солей, открытого в 1949 году, было начато строительство Первого Солигорского калийного комбината. Его первая очередь была введена в эксплуатацию в декабре 1963 года [7].
ОАО «Беларуськалий» производит продукцию, отвечающую самым высоким требованиям и отмеченную престижными международными наградами. Эти факты позволяют предприятию успешно конкурировать с зарубежными производителями и экспортировать свою продукцию более чем в 80 стран мира [7].
В состав открытого акционерного общества входят: четыре рудоуправления с основными функциями по добыче и переработке калийной руды, Краснослободский рудник, входящий в состав второго рудоуправления и Березинский рудник, входящий в состав первого рудоуправления; управление материально-технического обеспечения; управление автоматизации; ремонтно-строительно-монтажное управление; управление железнодорожных перевозок; управление продаж и логистики, соответствующие централизованные вспомогательные, обслуживающие подразделения, а также подразделения социального и культурно-бытового назначения.
3. Результаты исследования
3.1 Динамика ионного состава отходов производства предприятия в 2014-2016 г.г.
Нами проводился анализ результатов, как по отдельным химическим элементам, так и по видам отходов. Общий протокол содержания ионов различных элементов в 2014-2016 годах представлен в таблице 3.1.
По данным таблицы можно сделать следующие выводы: наблюдается снижение содержания Br- в 2015 году (менее 0,03%). Вместе с тем, в геологических рудниках оно на протяжении всего периода достаточно высокое. Наибольший максимум его содержания наблюдается в 2015-2016 годах в отходах КСl (более 0,07%); содержание ионов К+ достигало во все годы максимума в отходах КСl (до 50%), а также в геологических рудниках (до 25%). В целом динамика в течение года повторяется; содержание ионов Na+ максимума достигает в 2015 году в геологических рудниках (более 30%), минимума – в отходах КСl (0,5%); максимума содержание ионов Mg2+ достигало в 2016 году в геологических рудниках (более 0,30%); содержание ионов Са2+ варьирует в широких пределах по видам отходов. Так, наименьшее их содержание встречается в геологических рудниках и отходах KCl, наибольшее – в отвальных шламах; содержание Сl- в геологических рудниках максимально (57%), минимальное – в отвальных шламах (20%); содержание ионов SO42 – максимально в отвальных шламах (от 4 до 5%) и минимально – в отходах КСl и геологических рудниках (менее 0,5%).
Заключение
Исходя из изучения теоретических аспектов значимости производства калийных удобрений в Республике Беларусь, можно сделать следующие выводы:
Многие калийные удобрения представляют собой природные калийные соли, используемые в сельском хозяйстве в размолотом виде. Выявлены два основных метода обогащения руды: метод галургии и метод флотации.
Отходы производства калийных удобрений образуются при переработке калийных руд, основным минералом которых является сильвинит - смесь сильвина КСl и галита NaCl. Калийные удобрения в основном используют в виде хлорида калия. Калийные руды перерабатывают различными методами. Наиболее распространенными являются метод раздельной кристаллизации из растворов и метод обогащения породы флотацией.
По данным изучения динамики ионного состава отходов производства предприятия ОАО «Беларуськалий» в 2014-2016 г.г. можно сделать следующие выводы: наблюдается снижение содержания Br- в 2015 году (менее 0,03%). Вместе с тем, в геологических рудниках оно на протяжении всего периода достаточно высокое. Наибольший максимум его содержания наблюдается в 2015-2016 годах в отходах КСl (более 0,07%); содержание ионов К+ достиало во все годы максимума в отходах КСl (до 50%), а также в геологических рудниках (до 25%). В целом динамика в течение года повторяется; содержание ионов Na+ максимума достигает в 2015 году в геологических рудниках (более 30%), минимума – в отходах КСl (0,5%); максимума содержание ионов Mg2+ достигало в 2016 году в геологических рудниках (более 0,30%); содержание ионов Са2+ варьирует в широких пределах по видам отходов.
1. Андреичев, А.Н., Нудельман, А.Б. Добыча и переработка калийных солей / А.Н. Андреечев и др. – М.: Госхимиздат, 1960.
2. Битков, Г.М. Промышленность минеральных удобрений республик бывшего СССР. / Г.М. Битков – М., Агрохим-бизнес, 1994.
3. Большаков, В.Н. Экология / В.Н. Большаков, В.В. Качак, В.Г. Коберниченко и др. / Под. ред. Г.В. Тягумова, Ю.Г. Ярошенко. – М.: Логос, 2005. – 504 с.
4. Воронков, Н.А. Экология общая, специальная, прикладная / Н.А. Воронков. – М.: Агар, 2000. – 424 с.
5. Исидоров, В.А. Экологическая химия /В.А. Исидоров. – СПб.: Химиздат, 2001 – 304 с.
6. Калыгин, В.Г. Промышленная экология: учеб. пособие для вузов. / В.Г. Калыгин – М.: Изд. центр «Академия», 2006. – 431 с.
7. Кутепов, А.М. Общая химическая технология: учебное пособие / А.М. Кутепов. – М.: Высшая школа, 2001. – 203 с.
8. Миронович, И.М. Основы технологии производства продукции химического комплекса / И.М. Миронович – Минск: ОДО Равноденствие, 2005.
9. Основы химической технологии: Учеб. для студентов хим.-технол. спец. Вузов/ И.П. Мухленов, А.Е. Горштейн, Е.С. Тумаркина; Под ред. И.П. Мухленова. – 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Высш. шк., 1991. – 463 с.
10. Основы химической технологии: Учеб. для студентов хим.-технол. спец. Вузов / И.П. Мухленов, А.Е. Горштейн, Е.С. Тумаркина; Под ред. И.П. Мухленова. – 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Высш. шк., 1991.
11. Павлюченко, М.М. Калийные соли Беларуси, их переработка и использование / М.М. Павлюченко – Минск: Высшая школа, 1996. – 228 с.
12. Перов, В.В. Технология производства калийных удобрений / В.В. Перов – Минск: Высшая школа, 1992. – 134 с.
13. Позин, М.Е. Технология минеральных солей, 2 тома, том 1. / М.Е. Позин. – Л.: Химия, 1974.
14. Промышленная экология: Учебное пособие / Под ред. В.В. Денисова. – М: ИКЦ «МарТ»; Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2007. – 720 с.
15. Рубцов, Г.К., Николотов, А.Д. Экология. Сборник лабораторных работ. Учебно-методическая разработка. - Пенза: Изд-во Пенз. технол. ин-та, 2001. – 35 с.
16. Семенова И.В. Промышленная экология: учебное пособие / И.В. Семенова. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 609 с.
17. Соколов, Р.С. Химическая технология / Р.С. Соколов. – М.: Гуманитарное издательство БЛАДОС, 2000. – 305 с.
18. Стадницкий, Г.В. Экология. Учебник для вузов / Г.В. Стадницкий – СПб.: Химиздат, 1999. – 280 с.
19. Технология важнейших отраслей промышленности / Под ред. А.М. Гинберга. – М.: Высшая школа, 1985.
20. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений: Учебник для техникумов / Е.Я. Мельников, В.П. Салтанова, А.М. Наумова [и др.]. – М.: Химия, 1983. – 432 с.
21. Фелленберг, Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию: Пер. с нем. – М.: Мир, 1997 – 232 с.
22. Экологическая химия: Пер. с нем. / Под ред. Ф. Корте. – М.: Мир, 1997. – 396 с.
23. Экология. Учебное пособие. Под ред. Боголюбова С.А. – М.: Знание, 1999. – 288 с.
