Otazky

Těžba potašové soli v Rusku a ve světě: typy a hlavní metody těžby

Draslík je spolu s dusíkem a fosforem jedním z hlavních prvků minerální výživy. Na rozdíl od dusíku a fosforu není součástí organických sloučenin v rostlině, ale nachází se v rostlinných buňkách v iontové formě ve formě rozpustných solí v buněčné šťávě a částečně ve formě křehkých adsorpčních komplexů s cytoplazmatickými koloidy.

V mladých životně důležitých částech a orgánech rostliny je draslíku mnohem více než ve starých. Při nedostatku draslíku v živném médiu proudí ze starších orgánů a tkání do mladých rostoucích orgánů, kde je znovu využit (reutilizován).

Fyziologické funkce draslíku v rostlinném těle jsou různorodé. Pozitivně ovlivňuje fyzikální stav cytoplazmatických koloidů, zvyšuje jejich hydrataci, bobtnání a viskozitu, což má velký význam pro normální metabolismus v buňkách a také pro zvýšení odolnosti rostlin vůči suchu. Při nedostatku draslíku a zvýšené transpiraci rostliny rychle ztrácejí turgor a vadnou.

Draslík má pozitivní vliv na intenzitu fotosyntézy, oxidačních procesů a tvorbu organických kyselin v rostlině, podílí se na metabolismu sacharidů a dusíku. Při nedostatku draslíku v rostlině je inhibována syntéza bílkovin, v důsledku čehož je narušen celý metabolismus dusíku.

Nedostatek draslíku je zvláště výrazný, když jsou rostliny krmeny amonným dusíkem. Zavádění vysokých dávek amoniakálního dusíku s nedostatkem draslíku vede k akumulaci velkého množství nezpracovaného amoniaku v rostlinách, což má škodlivý účinek na rostlinu. Při aplikaci draselných hnojiv je amonný dusík rychle využit pro syntézu aminokyselin a jsou eliminovány škodlivé účinky jeho přebytku. Při nedostatku draslíku se opožďuje přeměna jednoduchých sacharidů (monóza) na složitější (oligo- a polysacharidy).

Draslík zvyšuje aktivitu enzymů zapojených do metabolismu sacharidů, zejména sacharázy a amylázy. To vysvětluje pozitivní vliv draselných hnojiv na hromadění škrobu v hlízách brambor, cukru v cukrové řepě a dalších okopaninách. Vlivem draslíku se zvyšuje mrazuvzdornost rostlin, což souvisí s vyšším obsahem cukru a zvýšením osmotického tlaku v buňkách.

Při dostatečné výživě draslíkem se zvyšuje odolnost rostlin k různým chorobám, například u obilných zrn – proti padlí a rzi, v zelenině, bramborách a okopaninách – proti patogenům hniloby. Draslík podporuje vývoj mechanických prvků, cévních svazků a lýkových vláken, proto má pozitivní vliv na pevnost stonků a odolnost rostlin proti poléhání, na výnos a kvalitu lněného a konopného vlákna.

S nedostatkem draslíku je inhibován vývoj reprodukčních orgánů – vývoj pupenů a rudimentárních květenství je opožděn, zrno je drobné, se sníženou klíčivostí.

Zjevné vnější známky hladovění draslíkem se u rostlin objevují, když se jejich obsah draslíku sníží 3-5krát oproti normálu. Okraje a špičky listů, zejména spodních, hnědnou, nabývají spáleného vzhledu (tzv. okrajová popálenina), na čepeli se objevují drobné rezavé skvrny. Ve vegetativních orgánech je obvykle vždy více draslíku než v semenech, kořenech a hlízách. Relativní obsah draslíku v listech slunečnice, tabáku, cukrové řepy a další kořenové zeleniny, brambor je 4-6% sušiny, v obilné slámě – 1-1,5, lýkových plodinách 0,5-1, zelí – do 0,5% . Semena obilnin obsahují asi 0,5 % draslíku, hlízy brambor a kořenová zelenina obsahují 0,3–0,6 %. Při průměrném výnosu rostliny spotřebují velké množství draslíku z půdy: zrna – asi 60-80 kg na 1 ha K₂Jo, a brambory, cukrová řepa, zeleninové plodiny – až 180-400 kg na 1 ha. Ze všech prvků popela je draslík spotřebováván rostlinami v největším množství. Slunečnice, pohanka, brambory, řepa, zelí a další zeleninové plodiny spotřebovávají zvláště hodně draslíku mezi obilniny. Obilniny spotřebují méně draslíku – žito, pšenice, ječmen, oves.

Obsah draslíku (K₂O) v různých půdách se pohybuje od 0,5 do 3 % a závisí na jejich mechanickém složení. Jílová frakce půdy obsahuje více draslíku. Proto jsou těžké jílovité a hlinité půdy bohatší na draslík než písčité a hlinitopísčité půdy. Rašelinné půdy jsou velmi chudé na draslík (0,03-0,05 %). Většina hlinitých půd obsahuje 2-2,5 % draslíku, tzn. výrazně více než dusík a fosfor.

Celkové zásoby K₂O ve vrstvě orné půdy je 50-75 tun na 1 ha, ale hlavní část draslíku (98-99 %) je v půdě ve formě sloučenin, které jsou nerozpustné a rostlinám nedostupné. Sloučeniny draslíku obsažené v půdě lze na základě stupně mobility a přístupnosti rostlinám rozdělit do následujících hlavních forem.

1. Draslík, který je součástí odolných hlinitokřemičitanových minerálů, hlavně živců (ortoklas aj.) a slíd (muskovit, biotit aj.).

Draselné živce nejsou pro rostliny snadno dostupné. Vlivem vody a v ní rozpuštěného oxidu uhličitého, změn teploty prostředí a aktivity půdních mikroorganismů však dochází k postupnému rozkladu těchto minerálů za vzniku rozpustných draselných solí. Draslík z muskovitu a biotitu je pro rostliny dostupnější.

2. Výměnný draslík absorbovaný půdními koloidy tvoří 0,8-1,5 % z celkového obsahu draslíku v půdě. Hraje hlavní roli ve výživě rostlin. Dobrá dostupnost vyměnitelného draslíku pro rostliny je dána jeho schopností při výměně s jinými kationty snadno přecházet do roztoku, ze kterého je rostlinami absorbován. Když rostliny absorbují draslík z roztoku, jeho nové části přecházejí z absorbovaného stavu do půdního roztoku. S využitím výměnného draslíku se tento proces stále více zpomaluje a zbývající draslík je stále pevněji udržován ve vstřebaném stavu.

Obsah vyměnitelného draslíku by mohl sloužit jako ukazatel míry dostupnosti asimilovatelného draslíku v půdě. Běžné a mocné černozemě a šedé půdy jsou bohatší na výměnný draslík než sodno-podzolové půdy, zejména písčité a hlinitopísčité půdy.

3. Ve vodě rozpustný draslík představují různé soli rozpuštěné v půdní vlhkosti (dusičnany, fosforečnany, sírany, chloridy, uhličitany draselné), které jsou rostlinami přímo absorbovány. Jeho obsah v půdě je obvykle nepatrný (asi 1/10 směnné hodnoty), protože draslík z roztoku okamžitě přechází do absorbovaného stavu a je spotřebován rostlinami.

V některých půdách může být draslík rozpustný ve vodě (stejně jako draslík z hnojiv přidávaných do půdy) absorbován v nevyměnitelné formě, což má za následek sníženou dostupnost pro rostliny. Nevyměnitelná fixace draslíku, ale i amonného iontu se nejvýrazněji projevuje v černozemích a šedých půdách, zvláště při jejich střídavém zvlhčování a sušení.

Cyklus draslíku na farmě se liší od cyklu dusíku a fosforu.

V obilninách je draslík obsažen více ve slámě než v obilí a v bramborách a řepě – více ve vrcholcích než v hlízách a kořenech. Proto při úplnějším využití rostlinného odpadu v krmivu a podestýlce pro hospodářská zvířata se většina draslíku s hnojem vrací do půdy. Pro zásobování rostlin draslíkem je velmi důležité racionální používání hnoje. Pro dosažení vysokých výnosů zemědělských plodin, zejména těch, které spotřebovávají velké množství draslíku spolu s dusíkatými a fosforečnými hnojivy, hrají důležitou roli minerální draselná hnojiva. Jejich použití je nejúčinnější na půdách lehkého mechanického složení a rašelinných půdách s nízkým obsahem draslíku.

Sortimentu potašových hnojiv vyráběných u nás dominují vysoce koncentrované formy – chlorid draselný a 40% draselná sůl. Síran draselný se vyrábí v omezeném množství. Kromě toho se vyrábějí draselná hnojiva s obsahem hořčíku – hořčík draselný a elektrolyt chloridu draselného. Část draslíku se vyrábí ve formě komplexních tuků. Surové potašové soli, cementový prach a nefelinová hlušina se také v omezené míře používají jako potašové hnojivo v zemědělství.

Surové draselné soli, získané mletím přírodních draselných solí, se vyznačují nízkým obsahem draslíku a velkým množstvím nečistot, což výrazně zvyšuje náklady na dopravu a aplikaci. Proto je vhodné používat surové draselné soli pouze v blízkosti ložisek potašových rud. Ze surových draselných solí jsou nejčastější sylvinit a kainit. Obsahují velké množství chlóru (sylvinit obsahuje více než 4 kg chlóru na 1 kg K₂O, což také omezuje jejich použití. Tabák, citrusové plody, hroznové víno, len, konopí, pohanka a brambory jsou obzvláště citlivé na přebytek chlóru.

Silvinit — nKCl+mNaCl — obsahuje minimálně 22 % KCl a 67-72 % NaCl, K₂O – ne méně než 14%. K dispozici v hrubém broušení (velikost krystalu 1-5 mm nebo více). Vzhledově je to směs velkých krystalů bílé, růžové, hnědé a modré barvy. Je mírně hygroskopický, ale při skladování ve vlhké místnosti zvlhne a po vysušení se upeče.

Silvinit se přidává k hlavnímu hnojivu na podzim před podzimní orbou. V tomto případě se značná část chlóru vyplavuje do spodních vrstev půdy a draslík je absorbován půdou.

Obsah velkého množství sodíku v sylvinitu (2,5 kg Na₂O na 1 kg K₂O) užitečné pro řepu, pícniny a stolní okopaniny a některé zeleninové plodiny.

Cainite — KCl MgSO₄· 3H₂O s velkou příměsí NaCl; obsahuje alespoň 10 % K₂O, 6-7 % MgO, 32-35 % Cl a 22-25 % Na₂O, 15-17 % SO₄. Získává se mletím kainitu nebo kainit-langbeinitové horniny. Stejně jako sylvinit se používá jako hlavní hnojivo. Díky příměsi Mg SO₄ a NaCl aplikace kainitu pod cukrovou řepu a jiné okopaniny, zelí, jetel dává dobré výsledky zejména na lehkých půdách.

Průmyslová potašová hnojiva

Chlorid draselný – KCl – obsahuje od 40,1 do 45,5 %, 30 % NaCl, 2-3 % MgCl₂16 % Na₂O a 0,2 % MgO. Získává se ze sylvinitu separací KCl a NaCl, což je založeno na rozdílné rozpustnosti těchto solí s rostoucí teplotou (metoda rekrystalizace). Výsledkem je jemně krystalický KCl, který během skladování silně spéká. Granulace přípravku zlepšuje fyzikální vlastnosti hnojiva.

Pro výrobu chloridu draselného ze sylvinitu je k dispozici flotační metoda, která umožňuje zlepšit fyzikální vlastnosti hnojiva. Flotační metodou se k oddělení KCL od NaCl v sylvinitu přidávají povrchově aktivní látky (aminy), které se adsorbují pouze na povrchu zrn KCl a při intenzivním foukání plavou jeho krystaly a krystalky NaCl se usazují. Flotační chlorid draselný má větší přírodní růžové krystaly. Činidla zadržená na povrchu krystalů KS1 prudce snižují hygroskopičnost a spékavost hnojiva.

Chlorid draselný je hlavním draselným hnojivem. Obsahuje 4-5x méně chlóru než sylvinit a lze jej použít pro všechny plodiny a na jakékoli půdě.

40% draselné soli se získává mechanickým smícháním chloridu draselného s jemně mletým sylvinitem nebo kainitem. Složením a vlastnostmi zaujímá mezilehlou pozici mezi sylvinitem a chloridem draselným. Obsah K₂O ne méně než 40 %. Obsah chloru a sodíku v něm je větší než v chloridu draselném, ale menší než v sylvinitu. Draselná sůl je nejúčinnější pro cukrovou řepu a krmné okopaniny, které pozitivně reagují na sodík a jsou necitlivé na chlór. Pro plodiny citlivé na přebytek chlóru je méně vhodný než chlorid draselný. Draselná sůl se aplikuje jako hlavní hnojivo s hlubokým umístěním pod pluh, nejlépe na podzim během podzimu.

Síran draselný (síran draselný) – K₂SO₄ — obsahuje nejméně 46 % K₂Oh, vlhkost ne více než 2%. Vzhledově jde o jemně krystalickou sůl šedavé barvy, rozpustnou ve vodě. Získáno izolací K₂SO₄ z přírodních síran draselných solí.

Síran draselný má dobré fyzikální vlastnosti, je nehygroskopický a nespéká. Lze použít na jakékoli půdě a pro všechny plodiny, ale je zvláště vhodný pro plodiny citlivé na chlór (tabák, hrozny, citrusové plody, len, brambory atd.).

Kalimagnezie — K₂SO₄MgSO₄6H₂O – obsahuje 28-30% K₂O a 8-10 % MgO.

Hořčík draselný je dobré hnojivo pro plodiny, které jsou citlivé na chlór a spotřebovávají hodně hořčíku spolu s draslíkem (brambory, len, jetel), zejména na písčitých a hlinitopísčitých půdách chudých na draslík a hořčík.

Použití potašových hnojiv

Všechna potašová hnojiva jsou vysoce rozpustná ve vodě. Po zavedení do půdy se rychle rozpouštějí a interagují s půdním absorpčním komplexem. Draslík a další kationty (Na +, Mg 2+), obsažené v draselných hnojivech, jsou absorbovány koloidní částí půdy a chlor zůstává v půdním roztoku, a proto se snadno vymývá. V důsledku přechodu draslíku do vstřebaného stavu se snižuje jeho pohyblivost v půdě a zamezuje se vyplavování, s výjimkou písčitých a hlinitopísčitých půd s nízkou absorpční schopností. Hnojivo draslík absorbované půdou je pro rostliny snadno dostupné. Koeficient využití draslíku z minerálních hnojiv je 60-70%.

Na půdách středního a těžkého mechanického složení musí být draselná hnojiva aplikována na podzim před podzimní orbou. Zároveň jsou umístěny ve vlhčí vrstvě půdy, kde se vyvíjí převážná část aktivních kořenů, a proto je draslík rostlinami lépe absorbován.

Na lehkých půdách, zejména v oblastech s vysokými srážkami, kde může docházet k vyplavování draslíku, je vhodné aplikovat draselná hnojiva na jaře pod kultivátor.

Všechna draselná hnojiva jsou fyziologické kyselé soli, ale jejich fyziologická kyselost je nižší než u amonných hnojiv a projevuje se ve výraznějším množství až při jejich dlouhodobém používání u plodin, které spotřebovávají velké množství draslíku – slunečnice, pohanka, kořen plodiny, brambory, zelenina . K + a Na + kationty obsažené v draselných hnojivech, když jsou absorbovány půdou, vytěsňují z ní ekvivalentní množství kationtů Ca 2+, případně H + a Al 3+ (na kyselých půdách). Vytěsněním iontů H + a Al 3+ z půdy dochází k okyselení půdního roztoku a zvýšení obsahu hliníku v něm.

V těžší formě je acidifikace pozorována pouze při systematické aplikaci vysokých dávek draselných hnojiv, zejména nízkoprocentních draselných solí, na půdách nenasycených zásadami.

Aby se předešlo negativnímu vlivu draselných hnojiv na tyto půdy, je nutné provádět vápnění a aplikaci dusíkatých a fosforečných hnojiv s obsahem vápníku. Na půdách nasycených zásadami (černozemě a sierozemě) není pozorován negativní vliv draselných hnojiv na fyzikální vlastnosti a reakci půdy.

Draselná hnojiva jsou nejúčinnější na lehkých písčitých a hlinitopísčitých půdách, stejně jako na rašelinných a lužních půdách. Na těchto půdách chudých na draslík všechny plodiny silně reagují na aplikaci draselných hnojiv. Na rašeliništích, která obsahují dostatek dusíku a často i fosforu, má aplikace samotných draselných hnojiv (bez dusíku a fosforu) vysoký účinek.

Důležitou podmínkou pro efektivní použití potašových hnojiv je dobré zásobení rostlin dusíkem a fosforem. Na půdách chudých na dusík a fosfor neposkytují samotná draselná hnojiva požadovaný účinek.

Na sodno-podzolových, hlinitých a jílovitých půdách obsahujících značné množství draslíku se potřeba všech plodin po draselných hnojivech projeví většinou až při současné aplikaci dusíkatých a fosforečných hnojiv. Na černozemních půdách, které jsou ještě lépe zásobeny draslíkem, je použití draselných hnojiv (nutně v kombinaci s dusíkem a fosforem) nutné pouze u plodin, které spotřebovávají hodně draslíku – cukrovka, kukuřice, slunečnice, brambory a zelenina, popř. na kaštanových půdách a šedých půdách – pouze při zavlažování.

Na soloneze, které jsou obvykle bohaté na mobilní draslík, draselná hnojiva nemají žádný účinek a jejich aplikace přispívá k dalšímu zasolování těchto půd.

Při systematickém používání dusíkatých a fosforečných hnojiv se účinnost potašových hnojiv zvyšuje a jejich potřeba v průběhu let stoupá. S nárůstem používání kejdy, která obsahuje poměrně vysoké množství draslíku, na všech typech půd potřeba draselných hnojiv naopak klesá.

Draselná sůl je minerál, který patří do nekovové skupiny. Sůl je snadno rozpustná, protože vzniká chemickým srážením z vodných roztoků nebo odpařováním vody. Aktivně se používá v chemickém průmyslu a zemědělství.

Druhy minerálních hnojiv

Mezi typy potašových hnojiv patří:

Chlorid draselný (KCl) je bílý krystalický minerál, který je snadno rozpustný ve vodě;
síran draselný (K2SO4). Obsahuje asi 50 % K2O, díky čemuž je látka poměrně koncentrovaná. Je po něm větší poptávka než chlorid draselný kvůli nepřítomnosti chlóru;
hořčík draselný (K2SO4*MgS4). Týká se komplexních hnojiv, která jsou citlivá na chlór a pozitivně reagují na hořčík.

Jak probíhá těžba?

Ložiska soli se aktivně rozvíjejí v Severní Americe (USA, Kanada), stejně jako v Evropě (Německo, Itálie, Bělorusko, Ukrajina). Těžba probíhá také v Číně, Indii, Kazachstánu, Velké Británii, Izraeli a Jordánsku a v menší míře i v některých dalších zemích světa. Rusko obsahuje téměř čtvrtinu všech světových zásob tohoto minerálu, které se aktivně rozvíjejí. Největší ruské naleziště se nachází v oblasti Perm – Verkhnekamskoye o rozloze více než 6000 2 km60. Vyznačuje se poměrně snadnou extrakcí a ruda v ní má vysokou koncentraci oxidu draselného. Nachází se zde také východosibiřská draselná pánev. Předpokládá se, že obsahuje asi 3 % všech zásob draselné soli v Rusku, ale v současnosti jsou prozkoumány pouze XNUMX % z nich. Kromě toho se v Kaspické pánvi nacházejí pole Gremyachinskoye a Eltonskoye. Jejich minerály jsou nejkvalitnější díky zvýšenému množství sylvinitů ve složení.

Draselná sůl se spolu s kamennou solí těží v dolech. Při vývoji je věnována zvýšená pozornost bezpečnostním opatřením. Taková opatření jsou dána křehkostí a nestabilitou solných vrstev, které jsou náchylné ke kolapsu.

těžba draselné soli

Metody extrakce soli

Existuje několik způsobů, jak vytvořit ložiska potaše.

Bazénová metoda. Jde o extrakci soli, která vzniká ve slané mořské vodě. Těžba zahrnuje sběr minerálů, které se usazují na písčitých mořských ústích v důsledku suchého a horkého počasí. Tato jednoduchá metoda tvorby soli umožnila její nezávislou reprodukci. Za tímto účelem se v pobřežních mořských ekologicky čistých oblastech budují bazény. Komunikují mezi sebou a s mořskou zónou. Slunce a vítr ovlivňují vodu a solné páry se usazují na dně bazénů.
Minerály, které leží pod zemí, se těží těžbou. Důl je tunel, ze kterého odbočují štoly a komory. Po celé délce tunelu je položena důlní železnice, pomocí které je vytěžená solná hornina vynášena na povrch. Těžba se provádí pomocí nůžek nebo silničních vyvrtávaček. Velké kusy jsou na místě rozdrceny pro snadnou přepravu.
Některá podzemní ložiska jsou těžena pomocí in-situ loužení. Podstatou procesu je vyvrtání hluboké studny, ve které se minerál nachází. Otvor je naplněn sladkou vodou, která „nasává“ usazeniny soli. Poté je pomocí čerpadel tato voda odsávána a přiváděna do speciálních vakuových nádrží, kde se odpařuje ke dnu. Tato metoda vyžaduje méně lidských zdrojů (a tedy menší riziko nehody v důsledku kolapsu). Koncentrovaná solanka má ale agresivní prostředí, takže zařízení musí být odolné vůči tak silnému chemickému napadení.

Specifické uspořádání nerostů může vyžadovat zavedení nových metod těžby solných ložisek.

Recyklace

Provádí se dvěma způsoby. Méně běžná chemická metoda spočívá v tepelném louhování chloridu draselného s následnou vakuovou krystalizací. Metoda je velmi účinná (obsah chloridu draselného v hotovém výrobku je asi 98 %). Vyžaduje ale vysoké náklady na teplo a častou výměnu zařízení kvůli vystavení agresivnímu prostředí.

V současné době se asi 80 % výroby hotových výrobků provádí flotací. Spočívá v mechanické separaci minerálních částic, které jsou předem upraveny speciálními činidly.

Hlavní oblasti použití

Rozsah použití draselné soli je široký. Používá se při výrobě skla, barev, pyrotechnických výrobků, mýdla a kůže. Minerál je použitelný v elektrometalurgii a medicíně. Nejoblíbenější směr je v zemědělství jako hnojivo pro krmení rostlin.

Zemědělská aplikace

Draselná sůl je nepostradatelnou složkou výživy rostlin. Zvyšuje produktivitu, odolnost vůči chorobám a zlepšuje kvalitu plodiny.

Na bázi draselné soli se vyrábí několik typů hnojiv:

Draslík hořčík. Zahrnuje oxid draselný (asi 28 %) a oxid hořečnatý (až 18 %). Použitelné pro rostliny citlivé na chlór.
Křídovaný sylvinit, tedy drcená ruda, těžená a nezpracovaná, ale ihned balená k použití. Vhodné pro plodiny, které nejsou citlivé na chlór.
Chlorid draselný je nejoblíbenější hnojivo. Používá se k oxidaci půdy, zvýšení produktivity a obecnému hnojení většiny zahradních a zeleninových rostlin.
Draselná sůl je směs chloridu draselného a sylvinitu. Tento typ hnojiva je poměrně silný, proto se doporučuje používat jej pouze v poměrech uvedených v pokynech.
Síran draselný. Je náhradou chloridu draselného ve vztahu k plodinám citlivým na chlór.
Cainite. Nejčastější použití je ke krmení zelí a řepy. Ale pro ostatní rostliny je prakticky nepoužitelný kvůli velkému procentu nečistot ve složení hnojiva.

Draselná sůl je multifunkční produkt, který je velmi žádaný v mnoha oblastech lidské činnosti.

Přečtěte si také zprávy z těžebního průmyslu na Proizvodstva.rf a telegramovém kanálu.