Produzione di fertilizzanti minerali (3) - Abstract

Informazioni generali sui fertilizzanti minerali (classificazione, produzione, proprietà chimiche e agronomiche)

I fertilizzanti minerali sono divisi in semplici e complessi. I fertilizzanti semplici contengono un elemento nutritivo. Questa definizione è alquanto arbitraria, poiché i fertilizzanti semplici, oltre a uno dei principali nutrienti, possono contenere zolfo, magnesio, calcio e microelementi. I fertilizzanti semplici, a seconda del nutriente che contengono, sono suddivisi in azoto, fosforo e potassio.

I fertilizzanti complessi contengono due o più nutrienti e si dividono in complessi, ottenuti attraverso l'interazione chimica dei componenti iniziali, complessi-miscelati, prodotti da fertilizzanti semplici o complessi, ma con l'aggiunta di acido fosforico o solforico durante il processo di produzione con successiva neutralizzazione, e miscelato, o miscela di fertilizzanti, è un prodotto della miscelazione meccanica di fertilizzanti semplici e complessi già pronti.

Fertilizzanti azotati. Le principali materie prime nella produzione di questi fertilizzanti sono l'ammoniaca (NH3) e l'acido nitrico (HN03). L'ammoniaca viene prodotta dalla reazione del gas azoto presente nell'aria e dell'idrogeno (solitamente proveniente da gas naturale) ad una temperatura di 400-500 °C e ad una pressione di diverse centinaia di atmosfere in presenza di catalizzatori. L'acido nitrico è prodotto dall'ossidazione dell'ammoniaca. Circa il 70% di tutti i fertilizzanti azotati nel nostro paese vengono prodotti sotto forma di nitrato di ammonio, urea o urea - CO(NH2)2 (46% N).

Si tratta di sali granulari o finemente cristallini di colore bianco, facilmente solubili in acqua. A causa del contenuto relativamente elevato di azoto, delle buone proprietà se conservato correttamente e dell'elevata efficienza in quasi tutte le zone del suolo e su tutte le colture, il nitrato di ammonio e l'urea sono fertilizzanti azotati universali. Tuttavia, è necessario tenere conto di alcune delle loro caratteristiche specifiche.

Il nitrato di ammonio (NH4NO3) è più esigente in termini di condizioni di conservazione rispetto all'urea. Non è solo più igroscopico, ma anche esplosivo. Allo stesso tempo, la presenza di due forme di azoto nel nitrato di ammonio: l'ammonio, che può essere assorbito dal suolo, e il nitrato, che ha un'elevata mobilità, consente una più ampia differenziazione di metodi, dosi e tempi di applicazione nei diversi terreni. condizioni.

Il vantaggio dell'urea rispetto al nitrato di ammonio è stato dimostrato in condizioni di irrigazione, con alimentazione fogliare di ortaggi, frutta e anche colture di cereali per aumentare il contenuto proteico.

Circa il 10% della produzione di fertilizzanti azotati è costituito da acqua ammoniacale - NH4OH (20,5 e 16% N) e ammoniaca anidra - NH3 (82,3% N). Durante il trasporto, lo stoccaggio e l'applicazione di questi fertilizzanti, è necessario adottare misure per eliminare le perdite di ammoniaca. I contenitori per l'ammoniaca anidra devono essere progettati per una pressione di almeno 20 atm. Le perdite di azoto durante l'applicazione di fertilizzanti ammoniacali liquidi possono essere evitate incorporando ammoniaca acquosa e 16-20 cm di ammoniaca anidra ad una profondità di 10-18 cm. Su terreni leggeri e sabbiosi, la profondità di posizionamento del fertilizzante dovrebbe essere maggiore rispetto ai terreni argillosi.

L'azoto ammoniacale viene fissato dal terreno, pertanto i fertilizzanti a base di azoto liquido vengono applicati non solo in primavera per la semina di colture primaverili e per l'alimentazione delle colture a filari, ma anche in autunno per le colture invernali e durante l'aratura autunnale.

Il solfato di ammonio - (NH4)2SO4 (20% N), un sottoprodotto industriale, è ampiamente utilizzato in agricoltura. Questo è un fertilizzante efficace con buone proprietà fisiche, una delle migliori forme di fertilizzanti azotati in condizioni di irrigazione. Con l'uso sistematico del solfato di ammonio su terreni fangosi-podzolici, è possibile la loro acidificazione.

Di importanza pratica tra i fertilizzanti azotati sono anche l'ammoniaca: soluzioni di sali contenenti azoto (nitrato di ammonio, urea, carbonato di ammonio) in ammoniaca acquosa concentrata. Di solito si tratta di prodotti intermedi della produzione chimica con un'alta concentrazione di azoto (35-50%). Questi fertilizzanti sono efficaci quanto i fertilizzanti solidi, ma richiedono contenitori con rivestimento anticorrosione per il trasporto. Quando si aggiunge ammoniaca al terreno, è necessario adottare misure per prevenire la perdita di ammoniaca.

Una certa quantità di nitrato di sodio - NaNO3 (15% N), nitrato di calcio-Ca(NO3)2 (15% N) e calciocianammide-Ca(CN)2 (21% N) viene utilizzata anche in agricoltura come fertilizzante azotato . Si tratta principalmente di rifiuti provenienti da altre industrie. Essendo fisiologicamente alcaline, queste forme sono efficaci su terreni acidi.

Le forme nitrate di fertilizzanti azotati hanno il vantaggio di essere i fertilizzanti ad azione più rapida. Pertanto, possono essere utilizzati con grande successo durante l'alimentazione.

Concimi fosforici. Il superfosfato semplice - Ca(H2PO4)2 H2O+2CaSO4 (14-20% P2O5) si ottiene trattando i fosfati naturali arricchiti con acido solforico. La composizione e la qualità del prodotto finale dipendono in gran parte dalle materie prime di partenza. Il superfosfato dal concentrato di apatite viene prodotto principalmente in forma granulare. Per migliorare le proprietà fisiche del perfosfato, il prodotto viene trattato con ammoniaca per neutralizzare l'acidità, producendo perfosfato ammoniacato (2,5% N).

La produzione di un fertilizzante a base di fosforo più concentrato - il doppio perfosfato [Ca(H2PO4)2 H2O] (46% P2O5) si sta sviluppando a un ritmo accelerato. Nelle condizioni del nostro Paese, il percorso verso la produzione di fertilizzanti concentrati è economicamente giustificato. Quando si utilizzano tali fertilizzanti, i costi di trasporto, stoccaggio e applicazione dei fertilizzanti sono significativamente ridotti.

Il perfosfato doppio si ottiene dalle stesse materie prime del perfosfato semplice, ma trattandolo con acido fosforico. Il fertilizzante è prodotto in forma granulare e ha buone proprietà fisiche. Entrambi i superfosfati hanno un'efficacia equivalente. Può essere utilizzato su tutti i terreni e su tutte le colture.

Nei terreni acidi, i fertilizzanti a base di fosforo solubile si trasformano in forme di fosfati di alluminio e ferro difficili da raggiungere, e nei terreni ricchi di calce, in fosfati tricalcici, anch'essi difficili da raggiungere per le piante. Questi processi riducono il tasso di utilizzo dei fertilizzanti fosfatici. Se l'apporto di fosforo nel suolo è basso e vengono applicate piccole dosi, soprattutto se miscelato con l'intero orizzonte arabile, è possibile che non si ottenga il risultato desiderato dai fertilizzanti al fosforo.

La farina di fosforite è una roccia fosfatica naturale macinata. Questo fertilizzante è scarsamente solubile in acqua ed è inaccessibile alle piante. Quando introdotto nel terreno sotto l'influenza delle secrezioni delle radici delle piante, sotto l'influenza dell'acidità del suolo e dei microrganismi del suolo, la roccia fosfatica diventa gradualmente accessibile alle piante e ha un effetto per un certo numero di anni. È meglio applicare la roccia fosfatica durante l'aratura o lo scavo dell'area in anticipo. La roccia fosfatica non è adatta per l'aggiunta a file e nidi.

Oltre all'applicazione diretta, la roccia fosfatica viene utilizzata come additivo per il compost e viene utilizzata anche come miscela con altri fertilizzanti (azoto e potassio). La roccia fosfatica viene utilizzata come additivo per neutralizzare i fertilizzanti acidi come il perfosfato.

Concimi potassici. I fertilizzanti potassici sono ottenuti da minerali di potassio provenienti da depositi naturali. In Russia, il giacimento di Verkhne-Kamskoye ha le maggiori riserve di potassio, sulla base delle quali operano gli impianti di potassio a Solikamsk e Berezniki. La silvinite è una miscela di sali di cloruro di potassio e cloruro di sodio. La tecnologia per trasformarlo in fertilizzante di potassio consiste nella rimozione della zavorra di cloruro di sodio e di numerose impurità mediante dissoluzione e cristallizzazione a temperature e concentrazioni adeguate, nonché mediante flottazione.

Il cloruro di potassio-KS1 (60% K2O) è un sale, altamente solubile in acqua. Questo è il fertilizzante di potassio più comune. Il cloruro di potassio costituisce oltre il 90% di tutte le fonti di potassio per le piante in vari fertilizzanti, compresi quelli complessi.

Lo sviluppo di nuovi processi tecnologici per la produzione di un prodotto a grana grossa e il trattamento con additivi speciali ha permesso di ridurre al minimo l'agglomerazione del cloruro di potassio durante lo stoccaggio e di semplificare significativamente l'intero ciclo di trasporto del fertilizzante dalla pianta al campo.

Anche i sali misti di potassio continuano ad essere prodotti in piccole quantità, principalmente sale di potassio al 40%, che viene preparato mescolando cloruro di potassio con silvinite macinata non lavorata.

In piccole quantità, l'agricoltura riceve diversi tipi di fertilizzanti senza cloro, sottoprodotti di varie industrie. Questo è solfato di potassio, un prodotto di scarto dell'industria dell'alluminio della Transcaucasia, un fertilizzante in polvere con buone proprietà fisiche. Potash-K2CO3 (57-64% K20) è un fertilizzante alcalino, altamente igroscopico, un prodotto di scarto della lavorazione della nefelina. La polvere di cemento (10-14% K2O), condensata in alcuni cementifici, è un fertilizzante universale per terreni acidi con buone proprietà fisiche.

È stato stabilito che con l'uso sistematico di fertilizzanti di potassio contenenti cloro, il contenuto di amido nei tuberi di patata diminuisce, le proprietà delle varietà di tabacco da fumo si deteriorano e in alcune zone la qualità dell'uva, così come la resa di alcuni cereali i raccolti, in particolare il grano saraceno, si deteriorano. In questi casi è opportuno privilegiare i sali dell'acido solforico oppure alternarli con i sali del cloruro. È anche importante tenere conto del fatto che il cloro aggiunto come parte dei fertilizzanti in autunno viene quasi completamente lavato via dallo strato radicale del terreno.

Alcuni fertilizzanti potassici vengono utilizzati solo su alcuni tipi di terreni torbosi ricchi di azoto e fosforo. L'effetto del potassio aumenta con la calcinazione. Nella rotazione delle colture con colture che apportano molto potassio (patate, barbabietole da zucchero, trifoglio, erba medica, radici), il suo fabbisogno e la sua efficacia sono maggiori rispetto alle rotazioni con solo colture di cereali. Sullo sfondo del letame, soprattutto nell'anno della sua applicazione, l'efficacia dei fertilizzanti di potassio diminuisce.

Il coefficiente di utilizzo del potassio dai fertilizzanti potassici varia dal 40 all'80%, in media si può prelevare il 50% per anno di applicazione. L'effetto collaterale dei fertilizzanti di potassio appare entro 1-2 anni e dopo un uso sistematico dura più a lungo.

Fertilizzanti complessi (complessi). I principali tipi di fertilizzanti complessi secchi prodotti dall'industria chimica sono: ammophos, nitrophoska, nitrophos. nitroammophoska, nitrato di potassio e fertilizzanti liquidi complessi a base di acidi ortofosforici e superfosforici. Tutti questi fertilizzanti sono ottenuti attraverso il processo di interazione chimica dei componenti iniziali.

Più della metà dei fertilizzanti complessi nel nostro Paese sono rappresentati da ammofos (NH4H2PO4) con un rapporto N: P2O5: K2O pari a 12:50:0. Si ottiene neutralizzando il prodotto dell'interazione di apatite o fosforite con acido fosforico con ammoniaca. Il fosforo di questo grasso è completamente solubile in acqua.

Ammophos non è solo un fertilizzante concentrato altamente efficace per tutti i terreni e per tutte le colture, ma è anche un prodotto intermedio ideale per organizzare la produzione di fertilizzanti misti con un determinato rapporto di nutrienti. Ha buone proprietà fisiche sia allo stato granulare che polverulento, è poco igroscopico e quindi non agglutina e risulta ben seminato. Le miscele a base di ammofos con tutti i fertilizzanti semplici possono resistere allo stoccaggio a lungo termine. Un fertilizzante ancora più concentrato è il diammofos - (NH4)2HPO4 (21: 53: 0). Viene prodotto in piccole quantità come additivo per mangimi.

Il prodotto più comune della decomposizione dei nitrati delle materie prime fosfatiche con l'aggiunta di cloruro di potassio è la nitrofoska (12: 12: 12). Circa il 60% del fosforo nella nitrophoska è contenuto sotto forma di forme solubili in acqua. Questo è importante da considerare quando lo si utilizza su terreni poveri di fosforo. Nella maggior parte degli altri casi, la nitrofosca, grazie alle sue eccellenti proprietà fisiche e alla facilità di manipolazione, è ampiamente utilizzata in tutte le aree del paese. Nelle zone con bassa richiesta di potassio viene utilizzato il nitrofos (20: 20: 0), ottenuto con lo stesso processo tecnologico, ma senza l'aggiunta di cloruro di potassio.

Nel processo di neutralizzazione dell'acido fosforico con ammoniaca con l'aggiunta di nitrato di ammonio si ottiene nitroammofos (23:: 23: 0) e con l'aggiunta di cloruro di potassio si ottiene nitroammofos (18: 18: 18). Il fosforo in questi fertilizzanti è completamente solubile in acqua. Questi fertilizzanti promettenti non hanno praticamente restrizioni nella geografia di applicazione. Va solo tenuto presente che su terreni con un alto contenuto di fosfati, l'introduzione di dosi elevate di nitroammophoska e nitrophoska può portare ad un uso irrazionale del fosforo.

Il rilascio di tutte le suddette forme di fertilizzanti complessi in forma granulare semplifica notevolmente il loro utilizzo non solo sparso, ma anche in file con semi o in solchi con tuberi.

Il fertilizzante senza zavorra nitrato di potassio (13:0:46) è ampiamente utilizzato nella coltivazione di ortaggi. Si tratta di una polvere cristallina bianca, poco igroscopica e altamente solubile in acqua; può essere utilizzata da sola o in miscela con altri fertilizzanti.

L'industria chimica ha dominato e aumenta costantemente la produzione di diverse marche di malta, un fertilizzante complesso, privo di sedimenti e solubile in acqua per terreni protetti. Questi fertilizzanti vengono prodotti con i rapporti N: P2O5: K2O = 20: 16: 10; 10:5:20:6 (MgO).

Negli ultimi anni si è diffuso sempre più in agricoltura l’utilizzo dei concimi liquidi complessi (LCF), ottenuti neutralizzando l’acido fosforico (ortofosforico o polifosforico) con ammoniaca. Possono avere quantità e rapporti diversi di nutrienti. I fertilizzanti liquidi complessi consentono di meccanizzare completamente i processi ad alta intensità di manodopera di carico, scarico e applicazione al terreno. Non contengono ammoniaca libera, quindi possono essere cosparsi sulla superficie del terreno e poi incorporati o applicati localmente sui filari.

Concimi misti complessi (CMF). Si ottengono mediante miscelazione ad umido di fertilizzanti e intermedi unidirezionali già pronti, nonché di acidi fosforico e solforico con contemporanea neutralizzazione delle miscele con ammoniaca gassosa o ammoniaca. Nei fertilizzanti con un rapporto N: P2O5: K2O = 1: 1: 1 a base di perfosfato semplice, la quantità di nutrienti è di circa il 33%, a base di doppio perfosfato - 42-44%. A base di fosfato di ammonio, nitrato di ammonio e cloruro di potassio, è possibile ottenere fertilizzanti complessi con qualsiasi rapporto di azoto, fosforo e potassio con una quantità totale di nutrienti fino al 58%. Attualmente è stata padroneggiata la produzione di sette gradi di SSU: 1: 1: 1; 0:1:1; 1:1:1,5; 0:1:1,5; 1: l, 5: l; l: l, 5: 0; 0,5:1:1.

Fertilizzanti misti. Questi fertilizzanti sono ottenuti mediante miscelazione meccanica di fertilizzanti granulari o in polvere già pronti. Di conseguenza, è possibile, utilizzando attrezzature relativamente semplici, ottenere rapidamente una miscela di fertilizzanti con una gamma illimitata di rapporti nutritivi, il che è di grande importanza nelle aree di utilizzo intensivo di fertilizzanti. Il miglioramento continuo della qualità dei fertilizzanti prodotti espande significativamente le capacità di miscelazione dei fertilizzanti secchi.

Pertanto, il perfosfato standard granulare e il cloruro di potassio non agglomerante possono essere conservati fino a 10 mesi in normali condizioni di magazzino. L'aggiunta di un componente di azoto, in particolare nitrato di ammonio, a tale miscela porta all'agglomerazione e ad una diminuzione della scorrevolezza. Inoltre, quando si aggiunge l'urea, il fertilizzante con un rapporto di 1: 1: 1 può essere preparato 5-6 giorni prima dell'applicazione. Il componente migliore delle miscele di fertilizzanti è l'ammofos. Le miscele basate su di esso vengono conservate sfuse in condizioni di magazzino per un massimo di 4 mesi.

Concimi contenenti microelementi. Questi fertilizzanti possono essere semplici o complessi. L'efficacia dei microelementi dipende in gran parte dalla loro quantità in forma accessibile nel terreno e dalle caratteristiche biologiche delle colture.

Molto spesso è necessario utilizzare il boro. La resa delle radici di barbabietola da zucchero e da foraggio, dei raccolti di frutta e verdura, semi di lino, trifoglio e verdure dipende in gran parte dal contenuto di questo elemento nel terreno. La quantità di boro aumenta con l'applicazione sistematica del letame e diminuisce con la calcinazione del terreno.

Una fonte universale di boro è l'acido borico (2,5% B). Viene utilizzato per spruzzare o spolverare i semi, nonché per nutrire le radici delle piante. Per l'applicazione al suolo, l'industria produce superfosfato semplice (22% P2O5, 0,2% B) e doppio (45% P2O5, 0,4% B) arricchito di boro. A differenza dei fertilizzanti fosfatici convenzionali, è di colore blu-bluastro. È prevista la produzione di nitroammophoska contenente boro. Il fertilizzante al boromagnesio (14% B, 19% Mg) è diventato molto diffuso. I fertilizzanti al boro vengono applicati al terreno alla dose di 0,5-1,0 kg di boro per 1 ettaro. Quando si trattano i semi o si spruzza, questa quantità per 1 ettaro viene ridotta di 5-7 volte.

Il molibdeno viene utilizzato principalmente su terreni podzolici non calcarei per le leguminose: trifoglio, erba medica, fagioli, piselli, veccia. Su terreni a basso contenuto di molibdeno, la resa di queste colture aumenta del 25-50%. Il molibdeno migliora lo sviluppo dei batteri nodulari e aumenta il contenuto di proteine ​​e zuccheri nelle piante. Il molibdeno ha anche un effetto positivo sulla resa del lino, della barbabietola da zucchero e delle piante da orto. Il principale fertilizzante contenente molibdeno è il molibdato di ammonio (52% Mo). Viene utilizzato come condimento per le radici o per trattare i semi prima della semina. Per spolverare o spruzzare i semi prima della semina con molibdato di ammonio sono necessari circa 50 g per ettaro di semi. I semi vengono trattati con molibdeno prima della semina insieme alla medicazione o alla nitraginizzazione. Viene prodotto anche il perfosfato di molibdeno.

Nei terreni chernozem, il manganese ha un effetto positivo su barbabietole da zucchero, patate, mais, cereali e piante da frutto.

Il rame è molto efficace su torbiere drenate, torbiere e su alcuni terreni sabbiosi. Come fertilizzante di rame viene applicato solfato di rame o solfato di rame (25 kg per 1 ettaro). Vengono utilizzate anche ceneri di pirite, scarti della produzione di acido solforico o dell'industria della pasta e della carta. Questi rifiuti contengono lo 0,3-0,4% di rame. Contribuiscono con 6-8 quintali per 1 ettaro.

Lo zinco viene aggiunto al terreno sotto forma di solfato di zinco alla dose di 2-4 kg per 1 ettaro. Lo zinco viene utilizzato anche in soluzioni contenenti 0,61-0,05% di solfato di zinco per l'ammollo dei semi. I fertilizzanti allo zinco hanno l'effetto più stabile su barbabietole da zucchero e legumi, soprattutto su terreni calcarei. Viene prodotto uno speciale polimicrofertilizzante in polvere contenente zinco PMU-7 (25% Zn), che viene utilizzato per l'applicazione pre-semina al terreno e per il trattamento delle sementi pre-semina.

Il cobalto viene utilizzato su terreni leggeri e torbosi per legumi, barbabietole da zucchero ed erbe di cereali. Si applica sotto forma di solfato di cobalto al terreno o per via topica alla dose di 300-350 g all'anno o con una riserva di 3-4 anni a 1-1,5 kg per 1 ha.

Le piante consumano magnesio in grandi quantità. I cereali apportano 10-15 kg di Mg0 per 1 ettaro; patate, barbabietole, trifoglio 2-3 volte di più. Con una carenza di magnesio, i raccolti diminuiscono drasticamente, soprattutto segale, patate e trifoglio. Le piante solitamente soddisfano il loro bisogno di questo elemento dal terreno. Allo stesso tempo, nei terreni debolmente saturi di calcio, c'è poco magnesio. Il fabbisogno di fertilizzanti a base di magnesio può essere soddisfatto utilizzando calcari dolomitizzati o dolomiti ad alto contenuto di MgCO3. Il magnesio può essere aggiunto al terreno sotto forma di magnesite (MgCO3), dunite e solfato di magnesio. Anche altri fertilizzanti possono essere una fonte di magnesio, in particolare fertilizzanti potassici: potassio magnesio, kainite, elettrolita.

Fertilizzanti batterici - si tratta di preparati contenenti una coltura di microrganismi che aiutano a migliorare la nutrizione delle piante. Non contengono sostanze nutritive.I microbiologi hanno creato una serie di fertilizzanti batterici unici per colture agricole in terreno aperto e protetto: agrophil (per tutte le colture orticole, comprese quelle in terreno protetto), azorizina, rizoagrina, rizoenterina, flavobatterina (per verdure in piena terra, zucchero barbabietole, patate), lisorina (per patate, pomodori), ecc.

In Russia, la produzione di vari tipi di fertilizzanti minerali è abbastanza equilibrata: nel 2000, i fertilizzanti azotati rappresentavano circa il 48% dei fertilizzanti prodotti, i fertilizzanti contenenti fosforo il 19% e il potassio il 33%. Ciò è dovuto alla presenza di grandi giacimenti di sali di potassio, apatiti, fosforiti e importanti riserve di gas.

Nel 1999, la crescita della produzione di fertilizzanti in Russia è stata del 20,9%. Allo stesso tempo, i fertilizzanti azotati rappresentano il 25%, i fertilizzanti al fosforo il 20% e i fertilizzanti al potassio il 16,5%. Il trend di crescita della produzione è continuato nel settore dei fertilizzanti azotati e fosfatici durante tutti gli otto mesi di quest'anno. Allo stesso tempo, si è constatato un calo nella produzione di fertilizzanti potassici nel periodo gennaio-agosto 2000 rispetto allo stesso periodo del 1999. In soli otto mesi del 2000, la Russia ha prodotto 8,338 milioni di tonnellate di fertilizzanti.

Una caratteristica dell’industria ucraina che produce fertilizzanti minerali è la sua lontananza dalla base delle materie prime e la vicinanza ai porti del Mar Nero.

Attualmente, la struttura della produzione ucraina di fertilizzanti minerali è dominata dai fertilizzanti azotati: urea, nitrato di ammonio, solfato di ammonio. Le capacità per la produzione di altri tipi di fertilizzanti sono insignificanti o non utilizzate. Nel 2000, delle 1.554 milioni di tonnellate di fertilizzanti minerali prodotti in Ucraina, l'azoto rappresentava il 94%, il fosforo il 5% e il potassio l'1%.

Come entrare nel mercato estero

Con l’inizio della transizione verso l’economia di mercato e la riduzione dei sussidi statali all’agricoltura, il consumo interno di fertilizzanti sia in Russia che in Ucraina è sceso al minimo. Di conseguenza, l’intera industria dei fertilizzanti minerali nei paesi dell’ex Unione Sovietica è stata riorientata verso il mercato estero.

All'inizio degli anni '90, le condizioni favorevoli sul mercato mondiale dei fertilizzanti minerali e il costo relativamente basso delle materie prime e delle risorse energetiche hanno consentito alle imprese dell'industria chimica dei paesi della CSI di compensare in una certa misura il calo del consumo interno aumentando le forniture per l'esportazione. Allo stesso tempo, l’aumento dei costi delle risorse energetiche e delle materie prime, insieme al contemporaneo calo della domanda sul mercato estero (causato dall’attivazione di nuove capacità nel Sud-Est asiatico e nel Medio Oriente), nonché la stretta monetaria politica perseguita nel 1997-1998, ha portato al fatto che i produttori russi e ucraini hanno iniziato a incontrare seri problemi sul mercato estero.

L'anno scorso la situazione si è leggermente stabilizzata: la svalutazione delle valute nazionali e la rinnovata crescita economica dei paesi asiatici e dell'America Latina hanno avuto un effetto positivo sulle opportunità di esportazione dei produttori di fertilizzanti della CSI.

Pertanto, i produttori di fertilizzanti minerali in Russia e Ucraina stanno attualmente risolvendo vari problemi. Per le imprese ucraine il problema principale è l’alto costo del gas, che l’Ucraina acquista ad un prezzo ancora significativamente più alto di quello interno russo. E molte imprese russe sono costrette a risolvere il problema della loro posizione geografica, che limita la loro capacità di entrare nel mercato estero.

Ad esempio, OJSC Togliattiazot sta sviluppando un piano per la costruzione del suo terminal per il trasbordo di carichi chimici liquidi sul Mar Nero nell'area di Capo Zhelezny n. L'ammoniaca dovrebbe essere consegnata al terminal in cisterne ferroviarie.

E nella regione di Leningrado possono essere costruiti contemporaneamente due terminal per il trasbordo di fertilizzanti di potassio. Alla fine di luglio del 2000, l'amministrazione comunale di San Pietroburgo ha approvato il progetto per la costruzione di un terminal per il cloruro di potassio nel porto marittimo. La costruzione del terminal, costata 39 milioni di dollari, è in parte finanziata da uno dei due maggiori produttori di fertilizzanti di potassio del paese, Uralkali.

Il progetto prevede la costruzione di un complesso di trasbordo con una capacità di 5 milioni di tonnellate all'anno per il trasbordo di fertilizzanti (di cui 2 milioni di tonnellate di potassio) dalla ferrovia al mare. Il complesso comprenderà: due banchine attrezzate con macchine per il carico delle navi e una galleria di carico; stazione ferroviaria e strade di accesso; magazzini coperti meccanizzati con una capacità di 10.000 tonnellate e un sistema di trasporto. L'intero complesso dovrebbe ammortizzarsi in sei anni.

La società Ust-Luga, che sta costruendo un porto nella regione di Leningrado, intende costruire un terminal con scopo e capacità simili. Ust-Luga conta sulla collaborazione con un altro produttore di fertilizzanti di potassio, la società Silvinit. La società Ust-Luga e Silvinit hanno già firmato un accordo per partecipare alla costruzione di un terminal per il trasbordo di fertilizzanti minerali con un fatturato di carico di 6 milioni di tonnellate all'anno e un costo del progetto di 40 milioni di dollari.

L’attuazione di questi progetti potrebbe incidere sul carico sui porti ucraini, attraverso i quali passa una parte significativa delle esportazioni russe di fertilizzanti e ammoniaca.

Crescita delle esportazioni

Nel 1999, la quota delle esportazioni di fertilizzanti azotati prodotti in Russia era di circa il 60%, fosforo - 88%, potassio - circa 90%. La quota delle esportazioni russe nel mercato internazionale dei fertilizzanti era del 15%. La Russia è il più grande esportatore di ammoniaca, urea e nitrato di ammonio nel mondo.

Nel corso del 2000 si è registrato un aumento delle esportazioni di fertilizzanti minerali dalla Russia (ad eccezione dei fertilizzanti potassici). Se nel 1999, in media, le aziende russe hanno esportato circa 1,8 milioni di tonnellate di fertilizzanti minerali e ammoniaca al mese, secondo i risultati di otto mesi del 2000 - circa 1,9 milioni di tonnellate al mese.

L'anno scorso, le aziende ucraine hanno esportato più di 6 milioni e 55mila tonnellate di fertilizzanti minerali e ammoniaca (circa 504mila tonnellate al mese). Nonostante il forte calo della produzione nel mese di luglio, dopo i risultati di sette mesi del 2000, la media mensile delle esportazioni delle aziende ucraine è stata di 516 mila tonnellate.

Inoltre, il 50,5% di essi è urea, il 20,7% è ammoniaca, quasi il 15% è nitrato di ammonio, poco più del 5% sono miscele urea-ammonio e un altro 4,5% è solfato di ammonio. La maggior parte dei fertilizzanti non azotati esportati dall'Ucraina sono DAP (circa il 2% delle esportazioni totali) e superfosfati - 1,2%.

Concimi azotati e ammoniaca

La produzione di fertilizzanti azotati in Russia nel 1999 ammontava a 4.033 milioni di tonnellate in termini di sostanza attiva al 100% e continua a crescere. La crescita è dovuta principalmente alla domanda di prodotti sul mercato estero. Attualmente, l'urea rappresenta circa il 40% della produzione totale di fertilizzanti azotati (nel 1990 - 29%), la quota di nitrato di ammonio è di circa il 36%.

In Ucraina, come in Russia, tra i fertilizzanti azotati, il maggior volume di produzione è l'urea, il che si spiega con il suo orientamento all'esportazione. Nel 1999, l'urea rappresentava oltre il 61% della produzione totale di fertilizzanti azotati, la quota di nitrato di ammonio era quasi del 31%, il solfato di ammonio - oltre il 4,5% e la miscela urea-ammonio - circa il 3%. 17 imprese chimiche e chimiche del coke producono fertilizzanti azotati in Ucraina. Nel 1999 sono state prodotte 3,015 milioni di tonnellate di urea.

I fertilizzanti azotati in Russia sono prodotti in più di 25 imprese. Inoltre, alcune cokerie producono solfato di ammonio. I maggiori produttori di fertilizzanti azotati in Russia sono JSC Acron (9,8% della produzione totale di fertilizzanti azotati sulla base dei risultati di 8 mesi del 2000), Novomoskovsk AK Azot (9,2%), Nevinnomyssk JSC Azot (8,8%), Kirovo- Stabilimento chimico di Chepetsk (8%), Berezniki JSC Azot (7,3%), Kemerovo JSC Azot (6,8%), JSC Togliattiazot (5,2%), Fertilizzanti minerali Rossoshansk JSC (4,9%). Le società quotate forniscono circa il 60% della produzione russa di fertilizzanti azotati.

In Ucraina, i leader nella produzione di urea sono OJSC Stirol (Gorlovka) e OJSC Dneproazot (Dneprodzerzhinsk). Nel 1999 queste due imprese hanno prodotto circa il 48% della produzione totale di urea.

Nel 1999 in tutta l'Ucraina sono state prodotte 1.516 milioni di tonnellate di nitrato di ammonio. Oltre il 56% della produzione totale di questi prodotti ricade sulla OJSC Azot (Cherkassy) e sulla State Enterprise Association Azot (Severodonetsk).

JSC "Avdeevsky Coke Plant", GGMC "Krivorozhstal" e JSC "Zaporozhkoks" hanno fornito la produzione di oltre il 57% della produzione totale ucraina di solfato di ammonio. Nel 1999 sono state prodotte in totale 223,2 mila tonnellate di questi prodotti.

La miscela urea-ammoniaca in Ucraina è prodotta solo da OJSC Azot (Cherkassy), che nel 1999 ha prodotto 146,3 mila tonnellate di questo prodotto.

L'ammoniaca è attualmente prodotta in Russia presso 15 imprese. Altre due imprese - un impianto di fertilizzanti azotati, parte della JSC ANHK, e Chernorechensk "Korund", con capacità di produzione di ammoniaca, attualmente non producono prodotti. Il leader indiscusso nella produzione di ammoniaca in Russia è OJSC Togliattiazot: circa il 17% della produzione totale. Un altro 11% proviene dalle capacità di Novomoskovsk Azot. Circa il 9% della produzione tutta russa è fornita da Akron e Nevinnomyssk Azot con sede a Novgorod. Quasi l'8% ciascuno: Kirovo-Chepetsk HC e Cherepovets Azot.

Nel 1999, circa il 90% dell'urea prodotta in Russia, circa la metà del nitrato di ammonio prodotto, un terzo del solfato di ammonio prodotto e il 100% della miscela urea-ammonio sono stati esportati. Le esportazioni di ammoniaca hanno rappresentato il 28% della produzione. Sono state esportate complessivamente 2,6 milioni di tonnellate di ammoniaca, 3,3 milioni di tonnellate di urea, 2,6 milioni di tonnellate di nitrato di ammonio, 0,9 milioni di tonnellate di solfato di ammonio e circa 0,8 milioni di tonnellate di miscela urea-ammonio.

Per otto mesi del 2000, rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso, le esportazioni di ammoniaca sono aumentate del 19,3%. Il livello dell'offerta per l'esportazione di urea è aumentato del 16,8%, il nitrato di ammonio del 27%, il solfato di ammonio del 24% e la miscela urea-ammonio dell'11%.

Tra gli esportatori russi di ammoniaca, il primo, grazie all'accesso all'oleodotto Togliatti-Odessa, è Togliattiazot. La quota di questa impresa nelle esportazioni russe rappresenta il 45,5% del totale delle esportazioni. Circa il 37% dell’ammoniaca esportata veniva fornita al Nord America e il 36% all’Europa occidentale.

Poco meno della metà delle esportazioni ucraine di ammoniaca provengono dall’impianto portuale di Odessa. Circa il 16-17% ciascuno ricade su Stirol e Severodonetsk Azot. Circa il 10% delle esportazioni di ammoniaca vanno a Cherkassy Azot e quasi il 5% a Dneproazot; l'impresa Rivne esporta meno del 2% dell'ammoniaca ucraina. La maggior parte dei prodotti ucraini vengono inviati in Turchia e Spagna.

La principale regione di vendita dell'urea russa nel 2000 sono rimasti i paesi dell'America Latina - 62% del volume totale delle esportazioni di urea, di cui il Brasile - 46%. I consumatori asiatici rappresentano il 15%, i consumatori mediorientali rappresentano l’8,5%, di cui quasi il 98% proviene dalla Turchia.

I maggiori volumi di urea dall'Ucraina vengono esportati dall'azienda Stirol: più di un quarto dei volumi totali. Un altro 20% è fornito dallo stabilimento portuale di Odessa. La quota di Dneproazot rappresenta circa il 15%. Il flusso principale delle esportazioni va verso Turchia, Italia e Brasile.

I principali acquirenti di nitrato di ammonio russo sono i paesi del Medio Oriente - 25% delle esportazioni totali (Turchia e Siria), Europa orientale - 15%, ex repubbliche sovietiche - 13,6% e Asia - 5,8%.

In Ucraina, l'azienda Stirol è leader nell'esportazione di nitrato di ammonio: quasi il 40% dei prodotti esportati viene prodotto in questa impresa. Severodonetsk e Cherkasy rappresentano rispettivamente il 18,5% e il 12%.

I principali consumatori di prodotti ucraini sono gli Stati Uniti, la Spagna, la Turchia e i paesi dell’Europa occidentale.

L'esportazione delle miscele urea-ammoniaca è assicurata da Cherkassy Azot e Stirol. L'esportazione di questi prodotti è diretta principalmente verso gli USA.

Il solfato di ammonio viene esportato dall'Ucraina, oltre alle cokerie, da Cherkassy Azot e Sumykhimprom. La maggior parte del solfato di ammonio è destinata alla Turchia e all'Egitto.

In generale, le prospettive del commercio estero per i produttori di fertilizzanti russi e ucraini sembrano piuttosto buone. Secondo i produttori russi, nell'autunno del 2000 si è sviluppata una situazione abbastanza favorevole sui mercati mondiali. Ciò è particolarmente vero per i fertilizzanti azotati e l'ammoniaca. Molti produttori di fertilizzanti azotati sperano di aumentare le esportazioni nel 2001.

Per le imprese ucraine l'accordo intergovernativo concluso con l'Ungheria sulle quote speciali per la fornitura di nitrato di ammonio da parte delle imprese ucraine sembra promettente. Ciò potrebbe aprire il mercato dell’Europa centrale per i nostri produttori, a condizione che la parte ucraina rispetti il ​​livello dei prezzi e i volumi di offerta concordati.

Allo stesso tempo, la situazione è complicata dall'inizio dei processi antidumping in Europa riguardanti l'urea e il nitrato di ammonio provenienti dalla CSI e da alcuni paesi asiatici, che potrebbero chiudere a lungo il mercato europeo per le nostre imprese.

Inoltre, alcuni produttori russi temono che con l'inizio dell'inverno si verificherà una significativa carenza di gas e, di conseguenza, i prezzi dell'energia e i costi di produzione aumenteranno. E i prodotti russi non saranno in grado di competere con successo sul mercato estero con prodotti di altri paesi.

Inoltre, le nostre imprese sono preoccupate per la situazione relativa all'acquisto di fertilizzanti da parte dell'India e per la politica aggressiva delle aziende cinesi sul mercato asiatico. Per quanto riguarda il mercato latino-americano, tradizionale per i prodotti della CSI, qui i nostri esportatori dovranno evidentemente affrontare una concorrenza piuttosto dura da parte dei produttori mediorientali e asiatici.

Fertilizzanti contenenti fosforo

Nella produzione ucraina, la quota di fertilizzanti fosfatici, come già accennato, è di circa il 5%. Inoltre, quest'anno la produzione di questi fertilizzanti in Ucraina è diminuita di oltre la metà.

Tutti i principali produttori ucraini di questi prodotti hanno ridotto la produzione: Rovnoazot del 52%, Sumykhimprom del 17%, Prydneprovsky Chemical Plant del 73%.

L’industria russa dei fertilizzanti fosfatici, basata su ricchi giacimenti di apatite e fosforite, fornisce circa il 6,5% della produzione mondiale e il 14% delle esportazioni mondiali di fertilizzanti fosfatici.

La produzione di fertilizzanti fosfatici in Russia è dominata dal fosfato monoammonico e dal fosfato biammonico. Il numero di aziende coinvolte nella produzione di fertilizzanti fosfatici è significativamente inferiore (circa 20) rispetto alle imprese di azoto, il che si spiega con l'attrazione di queste industrie verso i depositi dei principali tipi di materie prime: apatite e fosforite.

Nella produzione di fertilizzanti fosfatici, JSC Ammophos occupa la posizione più forte, fornendo oltre il 31% della produzione russa di fertilizzanti fosfatici in otto mesi del 2000. Quote di produzione approssimativamente uguali ricadono sui fertilizzanti minerali Balakovo e Voskresensk: rispettivamente 14% e 13%. Un altro 7% della produzione di fertilizzanti contenenti fosforo proviene dalla Acron di Novgorod. In soli otto mesi di quest’anno, la Russia ha prodotto 1.565 milioni di tonnellate di fertilizzanti fosfatici con il 100% di contenuto nutritivo. Questa cifra è superiore del 15,4% rispetto allo stesso periodo del 1999.

Nella struttura delle esportazioni russe, i fertilizzanti contenenti fosforo rappresentano circa il 26%.

Circa il 90% del fosfato biammonico e del fosfato monoammonico russo viene esportato. In soli otto mesi del 2000, dalla Russia sono state esportate 871mila tonnellate di fosfato biammonico e 1,292 milioni di tonnellate di fosfato monoammonico.

I principali esportatori russi di fosfato diammonico e fosfato monoammonico sono Ammofos OJSC, Balakovo, Meleuz e Voskresensk Minudobreniya.

I principali importatori di fosfato monoammonico russo sono l'Europa occidentale - oltre il 60% e i paesi del sud-est asiatico - 26%.

Concimi potassici

La produzione ucraina di fertilizzanti potassici nel 2000 era interamente concentrata a Kalush. Le imprese di Rozdolsk e Stebnitsa hanno praticamente smesso di produrre prodotti. L'impianto di potassa di Kalush OJSC Oriana sta riscontrando problemi con l'approvvigionamento di materie prime e quindi non può soddisfare pienamente le esigenze del mercato interno.

La Russia ha alcuni dei giacimenti di sali di potassio più ricchi del mondo. Il tipo principale di fertilizzante di potassio è il cloruro di potassio. Quasi il 93% dei fertilizzanti di potassio in Russia sono prodotti da due imprese: OJSC Uralkali e OJSC Silvinit. Tra i produttori russi vale la pena menzionare anche Rossoshan Minudobreniya e Cherepovets Ammophos. In soli otto mesi la Russia ha prodotto 2,739 milioni di tonnellate di fertilizzanti a base di potassio con il 100% di contenuto di nutrienti, ovvero il 3,74% in meno rispetto allo stesso periodo del 1999.

Negli otto mesi del 2000, le esportazioni di cloruro di potassio sono scese a 2,9 milioni di tonnellate. Questo è inferiore rispetto allo stesso periodo dell'anno scorso di oltre l'11%. Ciò si spiega, a nostro avviso, non solo con le condizioni di mercato, ma anche con i disaccordi tra i principali esportatori russi.

Panoramica del settore: produzione di fertilizzanti minerali

Caratteristiche del settore

La produzione di fertilizzanti minerali è il più grande sottosettore dell’industria chimica. Questa è una delle industrie più redditizie e finanziariamente stabili non solo nel complesso chimico, ma anche nell'industria nel suo complesso. I prodotti delle imprese russe sono competitivi e sono costantemente richiesti sui mercati esteri e nazionali. La Federazione Russa rappresenta fino al 6-7% della produzione mondiale di fertilizzanti.

L'industria russa produce quasi tutti i tipi di fertilizzanti minerali tradizionali, richiesti sia sul mercato interno che su quello estero. Una quota significativa nella produzione di fertilizzanti è occupata da fertilizzanti minerali complessi (come ammophos, diammophos, azophoska, ecc.), che differiscono dai singoli fertilizzanti in quanto contengono due o tre sostanze nutritive. Il vantaggio dei fertilizzanti complessi è che la loro composizione può cambiare a seconda delle esigenze del mercato.

Principali problemi del settore:

Basso livello tecnico di produzione, alto grado di usura delle attrezzature, tecnologie obsolete (solo il 20% delle tecnologie nel sottosettore può essere considerato moderno dal punto di vista degli standard dei paesi sviluppati).

Elevata intensità di calore ed energia di produzione (la quota dei vettori energetici nel costo di produzione varia dal 25 al 50%).

Nel maggio 1999, il Ministero dell’Economia della Federazione Russa ha sviluppato la “Strategia per lo sviluppo dell’industria chimica e petrolchimica per il periodo fino al 2005”. Secondo questo documento, nel periodo dal 2001 al 2005. Si prevede che la portata dei cambiamenti strutturali nella produzione di prodotti chimici si espanderà verso l'aumento della produzione e l'ampliamento della gamma di prodotti competitivi basati su tecnologie ad alta tecnologia.

Principali indicatori produttivi del settore

La crescita dei volumi di produzione nel settore è iniziata nella prima metà del 1999. Il principale impulso alla crescita è stata la ripresa finanziaria delle imprese a seguito della svalutazione del rublo conseguente alla crisi finanziaria. La competitività dei prodotti delle imprese russe sul mercato estero è aumentata (circa l'80% dei prodotti dei produttori nazionali di fertilizzanti viene esportato) e quindi le imprese dispongono di capitale circolante, che ha ampliato le opportunità di investimento nello sviluppo della produzione.

Nel 2000, la produzione di fertilizzanti minerali nella Federazione Russa è aumentata del 6,3%, compresa la produzione di fertilizzanti azotati è aumentata del 12,7%, di fertilizzanti fosfatici del 17,1% e di fertilizzanti potassici è diminuita del 6,5%. Pertanto, la quota dei fertilizzanti azotati ammontava al 47,6%, in aumento di 3,1 punti percentuali a causa di una diminuzione della quota dei fertilizzanti potassici di 4,3 punti percentuali con un leggero aumento (di 1,2 punti percentuali) della quota dei fertilizzanti fosfatici.

Una valutazione della situazione del settore dal punto di vista dello stato patrimoniale delle maggiori imprese e del consumo di fertilizzanti minerali sia nel mercato interno che all'estero ci consente di prevedere lo sviluppo del settore come promettente.

Nel primo trimestre del 2001 nella Federazione Russa sono stati prodotti fertilizzanti minerali: 3,3 milioni di tonnellate (100,4%);

Produzione di fertilizzanti minerali in Russia, migliaia di tonnellate

	Volume di produzione totale		Fosfato	Potassa	Prodotti chimici fitosanitari
Gennaio-febbraio 2001

Capacità totale delle imprese che producono fertilizzanti minerali

Prodotti	Capacità produttiva, migliaia di tonnellate
Fertilizzanti azotati
Concimi fosforici
Potassa

Il miglioramento delle condizioni finanziarie e della solvibilità delle imprese agricole nel 2000 ha contribuito ad un aumento del consumo di fertilizzanti minerali. Secondo gli esperti questa tendenza continuerà anche in futuro.

Dinamica e struttura della domanda di fertilizzanti minerali (in termini di 100% nutrienti), migliaia di tonnellate

Nome dell'indicatore	previsioni 2005
Domanda - totale
anche per i prodotti di produzione nazionale
mercato domestico

Valutazione del potenziale produttivo del settore negli impianti esistenti in futuro fino al 2005, migliaia di tonnellate

Nome dell'indicatore		Previsioni 2005
Potenza installata
Potere competitivo
Volume di mercato
Produzione

Fonte: Strategia per lo sviluppo dell'industria chimica e petrolchimica per il periodo fino al 2005

Elenco delle capacità create negli anni per la produzione di prodotti competitivi.

Azienda	Posizione	Prodotti	Capacità produttiva, tonnellate all'anno
Novomoskovskoe AK "Azot"		Acido nitrico
JSC "Dagfos"		fosfati qualificati
		fosforo giallo
JSC "Apatite"		concentrato di apatite
Voskresensk JSC "Minudobreniya"		tripolifosfato di sodio
		acido solforico
JSC "Nevinnomyssk Azot"
Meleuzovskoye JSC "Minudobreniya"		acido solforico

Fonte: Strategia per lo sviluppo dell'industria chimica e petrolchimica per il periodo fino al 2005

Produzione di fertilizzanti azotati

Il materiale di partenza per la produzione di azoto e di numerosi fertilizzanti complessi è l'ammoniaca. La capacità operativa totale per la produzione di ammoniaca in Russia raggiunge attualmente 13.870 migliaia di tonnellate, ovvero circa il 9% della capacità globale. Si tratta del terzo indicatore al mondo dopo Cina e Usa. Tuttavia, le capacità produttive delle imprese non sono completamente utilizzate e, in termini di produzione di ammoniaca, la Russia è al 4 ° posto dopo Cina, Stati Uniti e India, producendo circa il 6% di questo tipo di prodotto nel mondo.

Nel 2000, l'utilizzo della capacità per la produzione di fertilizzanti ammoniacali e azotati è aumentato notevolmente rispetto agli anni precedenti. In particolare, l'utilizzo degli impianti per la produzione di ammoniaca ammontava all'82%, i fertilizzanti azotati all'80%, molto vicino agli indicatori della fine degli anni '80. Alcune imprese operavano al di sopra della loro capacità installata; tra queste imprese vale la pena menzionare JSC Acron, Nevinnomyssk Azot e il Ministero dei fertilizzanti (Perm).

Struttura della produzione di fertilizzanti azotati nella Federazione Russa,%

Prodotti
Urea
Nitrato di ammonio

I fertilizzanti azotati in Russia sono prodotti in più di 25 imprese. Inoltre, alcune cokerie producono solfato di ammonio.

Quota di imprese nella produzione tutta russa di fertilizzanti azotati per 8 mesi. 2000

Nome commerciale
JSC "Akron"
Novomoskovsk AK "Azot"
Nevinnomyssk OJSC "Azot"
Impianto chimico di Kirovo-Chepetsk
Berezniki JSC "Azot"
Kemerovo OJSC "Azot"
OJSC "Togliattiazot"
Rossoshanskoe JSC "Minudobreniya"

Utilizzo della capacità delle imprese che producono fertilizzanti azotati nel 2000, %

Azienda	Per la produzione di fertilizzanti azotati	Per la produzione di ammoniaca in
CJSC "Kuibyshevazot"
JSC "Nevinnomyssk Azot"
OJSC "Minudobreniya" (Perm)
OJSC "Agro-Cherepovets"

Produzione di urea nelle imprese russe, migliaia di tonnellate

Azienda
OJSC "Azot" (Berezniki)
CJSC "Kuibyshevazot" (regione di Samara)
OJSC "Togliattiazot" (regione di Samara)

Produzione di fertilizzanti fosfatici

La quota della Federazione Russa nella produzione mondiale di fertilizzanti fosfatici è del 6,5%. La produzione di fertilizzanti fosfatici in Russia è dominata dal fosfato monoammonico e dal fosfato biammonico. Il grande potenziale dei fertilizzanti fosfatici creati in Russia è concentrato in 19 imprese, la capacità totale degli impianti è di circa 4,5 milioni di tonnellate. Fondamentalmente, le imprese per la produzione di fertilizzanti fosfatici si trovano vicino ai depositi dei principali tipi di materie prime: apatite e fosforiti.

Quota di imprese nella produzione di fertilizzanti fosfatici nella Federazione Russa per 8 mesi. 2000

Nome commerciale
OJSC "Fertilizzanti Balakovo"
OJSC "Fertilizzanti minerali Voskresensk" (regione di Mosca)
JSC "Akron" (regione di Novgorod)

Nel 2000, la produzione di fertilizzanti fosfatici è aumentata del 12,8% rispetto al 1999. Nel frattempo, secondo gli esperti, nella seconda metà del 2000, il tasso di crescita della produzione di fosfati è diminuito significativamente. Ciò era dovuto alla carenza di acido solforico, che viene utilizzato nella produzione dei principali tipi di fertilizzanti fosfatici: ammofos, diammofos e nitroammofosfati. Inoltre, ha giocato un ruolo importante l’inasprimento della politica di vendita di JSC Apatit, il monopolista russo nell’estrazione e lavorazione delle materie prime fosfatiche. La produzione è influenzata negativamente dal calo dei prezzi mondiali dei fosfati, che si traduce in una diminuzione dei ricavi delle esportazioni delle imprese, che sono costrette ad aumentare le esportazioni per compensare le perdite.

Sul territorio della Federazione Russa, 3 stabilimenti producono fertilizzanti semplici contenenti fosforo, le loro quote nelle forniture al mercato interno russo variano dal 17,4% al 57,5%. I prodotti di queste imprese non vengono esportati. I fertilizzanti complessi contenenti fosforo più comuni vengono forniti al mercato interno russo da più di 12 imprese manifatturiere, le loro quote variano dal 2,2% (JSC Acron, regione di Novgorod) al 26,8% (JSC Ammofos, regione di Vologda).

Capacità delle imprese di produzione di ammofos

Azienda	Capacità installata, migliaia di tonnellate
Preoccupazione "Irgiz"
JSC "Fosforito"
JSC "Ammofos"
JSC “Fertilizzanti minerali Voskresensk”
JSC “Meleuzovskoye PA “Minudobreniya””

Fino a poco tempo fa, il fertilizzante azoto-fosforico più comune prodotto in Russia era il fosfato monoammonico - MAP o ammophos. La capacità produttiva per la produzione di ammofos è disponibile presso 8 imprese. La capacità totale progettata per la produzione di questo tipo di fertilizzante è di circa 2 milioni di tonnellate (in termini di P2O5). La durata delle apparecchiature principali in tutti gli stabilimenti è di 20-25 anni, tuttavia il livello tecnico di produzione è valutato nella media.

Gli ultimi anni sono stati caratterizzati da una diminuzione del livello di utilizzo del potenziale produttivo in tutte le imprese, che si spiega principalmente con le ragioni della crisi generale dell'economia. La maggior parte dei fertilizzanti viene esportata. La mancata fornitura a lungo termine di fertilizzanti minerali all’agricoltura non poteva che incidere sulla fornitura di cibo alla terra. Ogni anno, con il raccolto, vengono rimossi dal terreno circa 100 kg di sostanze nutritive per 1 ettaro e l'applicazione di fertilizzanti è diminuita di 5 volte negli ultimi anni. Più di 60 milioni di ettari di terreno necessitano di un raddoppio del contenuto di fosforo.

Previsioni a medio termine per il consumo di fertilizzanti minerali in Russia, migliaia di tonnellate di sostanze nutritive

Tipi di fertilizzanti	Secondo GIAP	Secondo Fertekon
Fosfato
Potassa

Fonte: JSC "Fosforito"

Produzione di fertilizzanti potassici

La Russia è al 2° posto nel mondo nella produzione di fertilizzanti a base di potassio. Ciò è dovuto al fatto che la Russia possiede alcuni dei giacimenti di sali di potassio più ricchi al mondo. Il tipo principale di fertilizzante di potassio è il cloruro di potassio. Quasi il 93% dei fertilizzanti di potassio in Russia sono prodotti da due imprese: OJSC Uralkali e OJSC Silvinit, ma attualmente viene utilizzato solo il 50% della capacità di queste imprese. La parte principale dei costi dell'azienda è associata all'estrazione del minerale, dal 20 al 30% della struttura dei costi di produzione è il costo dell'elettricità e dei trasporti.

Produzione di fertilizzanti minerali in termini di 100% K2O, migliaia di tonnellate

Capacità di produzione delle imprese produttrici di fertilizzanti potassici

	Concimi potassici (100% K;0), migliaia di tonnellate
OJSC "Uralkali" (regione di Perm)
JSC "Silvinit" (regione di Perm)

Negli ultimi anni, la produzione di fertilizzanti a base di potassio in Russia è diminuita in un contesto di crescita dei volumi di produzione dell’intero settore. Ciò è dovuto alla diminuzione della produzione da parte della JSC Uralkali, nonché alla maggiore concorrenza tra i produttori di fertilizzanti potassici sul mercato mondiale. I principali concorrenti delle aziende russe tra i produttori di fertilizzanti minerali sul mercato internazionale sono aziende provenienti da Canada, Germania, Israele, Giordania e Francia. Nel frattempo, secondo gli esperti, il trend di crescita delle esportazioni di prodotti continuerà nei prossimi anni. In particolare, continua ad aumentare il consumo di fertilizzanti minerali da parte dei paesi asiatici, ma le esportazioni verso questi paesi comportano rischi finanziari.

Nonostante i volumi significativi della propria produzione di potassio, la Russia è all’ultimo posto tra i paesi produttori in termini di livello di applicazione. Negli ultimi anni questo valore non ha praticamente superato il livello di 2,1 kg/ha di sostanza attiva. Allo stesso tempo, il consumo di potassio nel mondo aumenta ogni anno del 6-8%. Ad esempio, nei paesi dell'Europa occidentale è di 70-80 kg/ha.

Mercato dei fertilizzanti minerali

La maggior parte delle imprese del settore sopravvive solo grazie alle esportazioni. Secondo il Ministero dell'Economia della Federazione Russa, circa l'80% di tutti i prodotti fabbricati viene esportato. Allo stesso tempo, le transazioni commerciali con l’estero sono complicate da una serie di circostanze, in primo luogo dalla discrepanza tra i prezzi elevati interni e quelli bassi all’esportazione per i prodotti del complesso. Ciò consente a numerosi paesi stranieri (tra cui Polonia, India e Stati Uniti) di avviare procedure antidumping contro gli esportatori nazionali.

Esportazione di fertilizzanti minerali dalla Russia nel 2000

Nome del prodotto		Lontano all'estero
	migliaia di tonnellate	milioni di dollari	migliaia di tonnellate	milioni di dollari	migliaia di tonnellate	milioni di dollari
Ammoniaca anidra
Concimi minerali azotati
Concimi minerali potassici
Concimi minerali misti

Grazie a questo, la produzione di tali fertilizzanti è molto semplice, soprattutto perché chiunque può organizzare la produzione di fertilizzanti minerali, non c'è nulla di complicato in questo.

Tutti i locali per la produzione chimica devono essere dotati di ventilazione, approvvigionamento idrico e fognature di alta qualità.

L'area dei locali dipende dall'attrezzatura che verrà utilizzata e, di conseguenza, dai fertilizzanti che verranno prodotti. Nella maggior parte dei casi Sono sufficienti 100-200 metri quadrati.

Quali tipi di fertilizzanti esistono?

I fertilizzanti sono tradizionalmente classificati in base alla forma, alla quantità di nutrienti e al loro tipo, alla solubilità in acqua e a molti altri criteri.

I fertilizzanti si dividono in polvere e granulari a seconda della loro forma.. I fertilizzanti che contengono sostanze nutritive assorbite direttamente dalle piante sono detti diretti, mentre i fertilizzanti utilizzati per mobilitare i nutrienti disponibili nel terreno sono detti indiretti. I fertilizzanti diretti possono contenere uno o più nutrienti.

I nutrienti più comuni sono azoto, potassio e fosforo. I fertilizzanti minerali di base prendono il nome proprio dal contenuto di queste sostanze in essi contenuti, mentre i fertilizzanti che contengono tutti e tre questi elementi sono chiamati completi e quelli che ne contengono solo uno sono chiamati semplici o unilaterali.

Quale è più redditizio?

Poiché quelli granulari sono più comodi da usare e conservare meglio, la loro produzione è più redditizia. Allo stesso tempo, i fertilizzanti completi complessi sono più richiesti di quelli semplici.

Una delle migliori opzioni è l’urea granulare. Questo è ciò che prenderemo per ulteriori calcoli.

Attrezzatura

Per organizzare la produzione di urea avrai bisogno di:

• granulatore;
• torre di granulazione;
• pompa di alimentazione;
• fan;
• evaporatore;
• caricatore.

È possibile acquistare l'attrezzatura singolarmente o come linea di produzione complessa. La scelta migliore sarebbe l'attrezzatura prodotta internamente.

Il suo costo è significativamente inferiore a quello degli analoghi dei produttori europei e i pezzi di ricambio in caso di guasto delle unità sono molto più facili da ottenere e ci vorrà molto meno tempo, il che ridurrà i costi.

Tecnologia di produzione dei fertilizzanti

Ogni fertilizzante ha la propria tecnologia di produzione, diverso dagli altri. Pertanto, la produzione di urea richiede anidride carbonica e ammoniaca, che vengono convertite in fertilizzante in due fasi.

Il primo stadio è la conversione della materia prima in carbammato, mentre il secondo stadio è la disidratazione del carbammato per ottenere cristalli di urea. I cristalli vengono inviati alla torre di granulazione dove avviene la granulazione.

A chi vendere

Trovare un acquirente per i fertilizzanti minerali non è difficile: basta negoziare con le fattorie vicine, le aziende agricole, le associazioni di giardinaggio e altri grandi consumatori.

Inoltre, puoi acquistare attrezzature per l'imballaggio e organizzare la fornitura dei tuoi fertilizzanti ai negozi al dettaglio.

Costi e profitti

Il costo medio sarà compreso tra 15 e 20 milioni di rubli, l'acquisto di materie prime (100 tonnellate) costerà 500mila rubli. La redditività media della produzione è del 60%. Quando si producono 50 tonnellate di urea al mese l'utile netto sarà di 400-450 mila rubli al mese.

Come puoi vedere, i fertilizzanti non sono difficili, ma potrebbero essere necessari investimenti finanziari piuttosto ingenti. Inoltre, la produzione di alcuni tipi di fertilizzanti richiederà l'ottenimento di permessi, poiché nella produzione potrebbero essere utilizzate sostanze tossiche.

Inviare il tuo buon lavoro nella knowledge base è semplice. Utilizza il modulo sottostante

Studenti, dottorandi, giovani scienziati che utilizzano la base di conoscenze nei loro studi e nel loro lavoro ti saranno molto grati.

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MINISTERO DELL'ISTRUZIONE E DELLA SCIENZA DELLA RUSSIA

Istituzione educativa di bilancio dello Stato federale

istruzione professionale superiore

"Stato di San Pietroburgo

Università di Ingegneria ed Economia"

Dipartimento di Economia e Management del Complesso Chimico del Petrolio e del Gas

Esame sulla disciplina

Eseguita da Eremina Alena

San Pietroburgo2016

• introduzione
• 1. Produzione di fertilizzanti minerali
• 1.1 Produzione di superfosfato
• 1.2 Produzione di nitrato di ammonio
• 1.3 Produzione di urea
• 2. Problemi associati all'uso di fertilizzanti minerali
• 2.1 Contaminazione chimica dei suoli
• 2.2 Inquinamento ambientale
• 2.3 Accumulo di metalli pesanti
• 2.4 Pioggia acida
• 3. Modi per raggiungere gli obiettivi
• 4. Tutela dell'ambiente durante la produzione di fertilizzanti
• 5. Attività per raggiungere l'obiettivo generale
• Bibliografia
• Esercizio

introduzione

I fertilizzanti minerali sono sali contenenti elementi necessari per la nutrizione delle piante e applicati al terreno per ottenere rese elevate e sostenibili. I fertilizzanti minerali sono uno dei tipi più importanti di prodotti dell'industria chimica. La crescita della popolazione pone lo stesso problema a tutti i paesi del mondo: un’abile gestione della capacità della natura di riprodurre risorse vitali, e soprattutto il cibo. Il problema della riproduzione allargata dei prodotti alimentari è stato da tempo risolto mediante l'uso di fertilizzanti minerali in agricoltura. Previsioni scientifiche e piani a lungo termine prevedono un ulteriore aumento della produzione globale di fertilizzanti minerali e organominerali, fertilizzanti a durata controllata.

La produzione di fertilizzanti minerali è uno dei sottosettori più importanti dell'industria chimica, il suo volume in tutto il mondo supera i 100 milioni. t all'anno. I composti prodotti e consumati in maggiore quantità sono sodio, fosforo, potassio, azoto, alluminio, ferro, rame, zolfo, cloro, fluoro, cromo, bario, ecc.

1. Produzione di fertilizzanti minerali

1.1 Produzione di superfosfato

L'industria chimica produce superfosfati semplici e doppi. Il superfosfato semplice è il fertilizzante fosfatico più comune. È una polvere (o granuli) grigia contenente principalmente monofosfato di calcio Ca(H2PO4)2*H2O e solfato di calcio CaSO4*0,5H2O. Il superfosfato contiene impurità: fosfati di ferro e alluminio, silice e acido fosforico. L'essenza della produzione del superfosfato è la decomposizione dei fosfati naturali con acido solforico. Il processo di produzione del superfosfato facendo reagire l'acido solforico con la fluorapatite di calcio è un processo eterogeneo multifase, che si verifica principalmente nella regione di diffusione. Questo processo può essere grossolanamente suddiviso in due fasi. La prima fase è la diffusione dell'acido solforico alle particelle di apatite, accompagnata da una rapida reazione chimica sulla superficie delle particelle, che continua fino al completo consumo dell'acido, e dalla cristallizzazione del solfato di calcio:

Ca 5 F(PO 4) 3 + 5H 2 SO 4 +2.5H 2 O=5(CaSO 4 *0.5H 2 O)+H 3 PO 4 +HF+Q (a)

La seconda fase è la diffusione dell'acido fosforico risultante nei pori delle particelle di apatite non decomposta, accompagnata dalla reazione

Ca 5 F(PO 4) 3 +7H 3 PO 4 +5H 2 O=5Ca(H 3 PO 4) 2 *H 2 O+HF+Q (b)

Il fosfato monocalcico risultante viene prima messo in soluzione e, dopo sovrasaturazione, inizia a cristallizzare. La reazione (a) inizia immediatamente dopo lo spostamento e termina nella camera di reazione del perfosfato entro 20-40 minuti durante il periodo di solidificazione e indurimento della massa di perfosfato, che avviene a causa della cristallizzazione relativamente rapida del solfato di calcio leggermente solubile e della ricristallizzazione dell'emiidrato in anidrite secondo l'equazione di reazione

2CaSO4*0,5H2O=2CaSO4 +H2O

La fase successiva del processo è la maturazione del perfosfato, vale a dire la formazione e cristallizzazione del fosfato monocalcico avviene lentamente e termina solo in magazzino (maturazione) quando il perfosfato viene invecchiato per 6-25 giorni. La bassa velocità di questa fase è spiegata dalla lenta diffusione dell'acido fosforico attraverso la crosta di fosfato monocalcico formata che ricopre i grani di apatite e dalla cristallizzazione estremamente lenta della nuova fase solida Ca(H 2 PO 4) 2 *H 2 O.

La modalità ottimale nella camera di reazione è determinata non solo dalla cinetica delle reazioni e dalla diffusione degli acidi, ma anche dalla struttura dei cristalli di solfato di calcio formati, che influenza la velocità complessiva del processo e la qualità del perfosfato. I processi di diffusione e le reazioni (a) e (b) possono essere accelerati aumentando la concentrazione iniziale di acido solforico alla temperatura ottimale.

Il processo più lento sta maturando. La maturazione può essere accelerata raffreddando la massa di perfosfato ed evaporando l'acqua da essa, il che favorisce la cristallizzazione del fosfato monocalcico e aumenta la velocità di reazione (b) a causa dell'aumento della concentrazione di H 3 PO 4 nella soluzione. Per fare ciò, il perfosfato viene miscelato e spruzzato nel magazzino. Il contenuto di P 2 O 5 nel perfosfato finito è circa due volte inferiore rispetto alla materia prima iniziale e durante la lavorazione delle apatiti è del 19-20% P 2 O 5.

Il perfosfato finito contiene una certa quantità di acido fosforico libero, che ne aumenta l'igroscopicità. Per neutralizzare l'acido libero, il perfosfato viene miscelato con additivi solidi neutralizzanti o ammoniaca, cioè trattato con gas di ammoniaca. Queste misure migliorano le proprietà fisiche del perfosfato: riducono l'umidità, l'igroscopicità, l'agglomerazione e durante l'ammonizione viene introdotto un altro elemento nutritivo: l'azoto.

Esistono metodi discontinui, semicontinui e continui per la produzione di superfosfato. Attualmente, la maggior parte delle fabbriche operative implementa un metodo di produzione continua. Uno schema di un metodo continuo per la produzione di superfosfato è mostrato in Fig. 1

Il concentrato di apatite (o roccia fosfatica) frantumato viene trasferito dal magazzino ad un dosatore automatico di pesatura tramite un sistema di trasportatori e coclee elevatrici, da cui viene dosato in un miscelatore continuo.

L'acido solforico (75% torre H 2 SO 4) viene diluito continuamente con acqua in un miscelatore dosatore ad una concentrazione del 68% H 2 SO 4, controllata da un concentratore, e immesso in un miscelatore in cui la miscelazione meccanica delle materie prime fosfatiche con si forma acido solforico. La pasta risultante dal miscelatore viene trasferita in una camera di perfosfato a reazione continua, dove si forma il perfosfato (indurimento e indurimento della pasta durante il periodo iniziale di maturazione della massa di perfosfato). Dalla camera del perfosfato, il perfosfato frantumato viene trasferito da un trasportatore sottocamera al reparto di post-elaborazione, un magazzino del perfosfato, sul quale viene distribuito uniformemente da uno spandiconcime. Per accelerare la maturazione del perfosfato, viene miscelato nel magazzino con una gru a benna. Per migliorare le proprietà fisiche del perfosfato, viene granulato in granulatori a tamburo rotante. Nei granulatori, il perfosfato in polvere viene inumidito con acqua fornita all'interno del tamburo tramite ugelli, e “laminato” in granuli di varie dimensioni, che vengono poi essiccati, dispersi in frazioni e tarati in sacchi di carta.

L'apparato principale per la produzione del superfosfato è la camera del superfosfato. Viene alimentato con la polpa proveniente da un mixer montato direttamente sopra il coperchio della camera. Per l'alimentazione continua delle camere perfosfato vengono utilizzati miscelatori a coclea e miscelatori a camera con miscelazione meccanica.

Lo svantaggio del perfosfato semplice è il contenuto relativamente basso dell'elemento nutritivo: non più del 20% P 2 O 5 dal concentrato di apatite e non più del 15% P 2 O 5 dai fosforiti. Fertilizzanti a base di fosforo più concentrati possono essere ottenuti decomponendo la roccia fosfatica con acido fosforico.

1.2 Produzione di nitrato di ammonio

Il nitrato di ammonio è un fertilizzante senza zavorra contenente il 35% di azoto sotto forma di ammonio e nitrato, grazie al quale viene utilizzato su qualsiasi terreno e per qualsiasi coltura. Tuttavia, questo fertilizzante ha proprietà fisiche sfavorevoli per la sua conservazione e utilizzo. Cristalli e granuli di nitrato di ammonio si diffondono nell'aria o si formano aggregati di grandi dimensioni a causa della loro igroscopicità e della buona solubilità in acqua. Inoltre, quando la temperatura e l'umidità dell'aria cambiano durante lo stoccaggio del nitrato di ammonio, possono verificarsi trasformazioni polimorfiche. Per sopprimere le trasformazioni polimorfiche e aumentare la forza dei granuli di nitrato di ammonio, vengono utilizzati gli additivi introdotti durante la sua produzione: fosfati e solfati di ammonio, acido borico, nitrato di magnesio, ecc. L'esplosività del nitrato di ammonio ne complica la produzione, lo stoccaggio e il trasporto.

Il nitrato di ammonio è prodotto in fabbriche che producono ammoniaca sintetica e acido nitrico. Il processo di produzione consiste nelle fasi di neutralizzazione dell'acido nitrico debole con gas di ammoniaca, evaporazione della soluzione risultante e granulazione del nitrato di ammonio. La fase di neutralizzazione si basa sulla reazione

NH3+HNO3 =NH4NO3 +148,6 kJ

Questo processo di chemisorbimento, in cui l'assorbimento di un gas da parte di un liquido è accompagnato da una rapida reazione chimica, avviene nella regione di diffusione ed è altamente esotermico. Il calore di neutralizzazione viene utilizzato razionalmente per far evaporare l'acqua dalle soluzioni di nitrato di ammonio. Utilizzando acido nitrico ad alta concentrazione e riscaldando i reagenti iniziali, è possibile ottenere direttamente una fusione di nitrato di ammonio (con una concentrazione superiore al 95-96% NH 4 NO 3) senza l'utilizzo dell'evaporazione.

Gli schemi più comuni prevedono l'evaporazione incompleta della soluzione di nitrato di ammonio a causa del calore di neutralizzazione (Fig. 2).

La maggior parte dell'acqua viene evaporata in un reattore chimico-neutralizzatore ITN (utilizzando il calore di neutralizzazione). Questo reattore è un recipiente cilindrico in acciaio inossidabile, all'interno del quale è presente un altro cilindro nel quale vengono introdotti direttamente ammoniaca e acido nitrico. Il cilindro interno funge da parte di neutralizzazione del reattore (zona di reazione chimica) e lo spazio anulare tra il cilindro interno e il corpo del reattore funge da parte di evaporazione. La soluzione risultante di nitrato di ammonio fluisce dal cilindro interno nella parte di evaporazione del reattore, dove l'evaporazione dell'acqua avviene a causa dello scambio di calore tra le zone di neutralizzazione ed evaporazione attraverso la parete del cilindro interno. Il vapore del succo risultante viene rimosso dal neutralizzatore ITN e viene quindi utilizzato come agente riscaldante.

L'additivo solfato-fosfato viene dosato nell'acido nitrico sotto forma di acido solforico e fosforico concentrati, che vengono neutralizzati insieme all'ammoniaca nitrica nel neutralizzatore ITN. Quando si neutralizza l'acido nitrico iniziale, una soluzione al 58% di nitrato di ammonio all'uscita dall'ITN contiene il 92-93% di NH 4 NO 3; questa soluzione viene inviata a un pre-neutralizzatore, nel quale viene fornito gas di ammoniaca in modo che la soluzione contenga un eccesso di ammoniaca (circa 1 g/dm 3 di NH 3 libero), che garantisce la sicurezza di ulteriori lavori con NH 4 NO 3 fuso . La soluzione completamente neutralizzata viene concentrata in un evaporatore tubolare a piastre combinato per ottenere una massa fusa contenente 99,7-99,8% di NH 4 NO 3 . Per granulare il nitrato di ammonio altamente concentrato, la massa fusa viene pompata mediante pompe sommergibili fino alla sommità di una torre di granulazione alta 50-55 m. La granulazione viene effettuata mediante spruzzatura del fuso mediante granulatori vibranti acustici di tipo cellulare, che garantiscono una composizione granulometrica uniforme del prodotto. I granuli vengono raffreddati ad aria in un refrigeratore a letto fluido, che consiste in più fasi di raffreddamento successive. I granuli raffreddati vengono spruzzati con tensioattivi in ​​un tamburo con ugelli e trasferiti all'imballaggio.

A causa degli svantaggi del nitrato di ammonio, è consigliabile produrre fertilizzanti complessi e misti a base di esso. Mescolando il nitrato di ammonio con il calcare, si ottengono solfato di ammonio, nitrato di ammonio calcareo, nitrato di solfato di ammonio, ecc .. Nitrophoska può essere ottenuto fondendo NH 4 NO 3 con sali di fosforo e potassio.

1.3 Produzione di urea

L'urea (urea) è al secondo posto tra i fertilizzanti azotati in termini di volume di produzione dopo il nitrato di ammonio. La crescita della produzione di urea è dovuta alla sua vasta gamma di applicazioni in agricoltura. Ha una grande resistenza alla lisciviazione rispetto ad altri fertilizzanti azotati, ad es. meno suscettibile al dilavamento dal terreno, meno igroscopico, può essere utilizzato non solo come fertilizzante, ma anche come additivo nell'alimentazione del bestiame. L'urea è anche ampiamente utilizzata per produrre fertilizzanti complessi, fertilizzanti a tempo controllato e per la produzione di materie plastiche, adesivi, vernici e rivestimenti.

L'urea CO(NH 2) 2 è una sostanza cristallina bianca contenente il 46,6% di azoto. La sua produzione si basa sulla reazione dell'ammoniaca con l'anidride carbonica

inquinamento del terreno fertilizzante metallico

2NH3 +CO2 =CO(NH2)2 +H2O H=-110,1 kJ (1)

Pertanto, la materia prima per la produzione dell'urea è l'ammoniaca e l'anidride carbonica, ottenuta come sottoprodotto nella produzione del gas di processo per la sintesi dell'ammoniaca. Pertanto, la produzione di urea negli impianti chimici è solitamente abbinata alla produzione di ammoniaca.

Reazione (1) - totale; avviene in due fasi. Nella prima fase avviene la sintesi del carbammato:

2NH3 +CO2 =NH2COONH4 H=-125,6 kJ (2)

Nella seconda fase si verifica il processo endotermico di scissione dell'acqua dalle molecole di carbammato, a seguito del quale si verifica la formazione di urea:

NH2COONH4 = CO(NH2)2 + H2OH H = 15,5 (3)

La reazione di formazione del carbammato di ammonio è reversibile, esotermica e procede con diminuzione di volume. Per spostare l'equilibrio verso il prodotto, deve essere effettuato a pressione elevata. Affinché il processo proceda a una velocità sufficientemente elevata, sono necessarie anche temperature elevate. Un aumento della pressione compensa l'effetto negativo delle alte temperature sullo spostamento dell'equilibrio della reazione nella direzione opposta. In pratica, la sintesi dell'urea viene effettuata a temperature di 150-190 C e pressione di 15-20 MPa. In queste condizioni la reazione procede ad alta velocità e fino al completamento.

La decomposizione del carbammato di ammonio è una reazione endotermica reversibile che avviene intensamente nella fase liquida. Per evitare la cristallizzazione di prodotti solidi nel reattore, il processo deve essere condotto ad una temperatura inferiore a 98°C (punto eutettico del sistema CO(NH 2) 2 - NH 2 COONH 4).

Temperature più elevate spostano l’equilibrio della reazione verso destra e ne aumentano la velocità. Il grado massimo di conversione del carbammato in urea si raggiunge a 220°C. Per spostare l'equilibrio di questa reazione viene introdotto anche un eccesso di ammoniaca che lega l'acqua di reazione e la allontana dalla sfera di reazione. Tuttavia non è ancora possibile ottenere la completa conversione del carbammato in urea. La miscela di reazione, oltre ai prodotti di reazione (urea e acqua), contiene anche carbammato di ammonio e i suoi prodotti di decomposizione: ammoniaca e CO 2.

2. Problemi associati all'uso di fertilizzanti minerali

2.1 Contaminazione chimica dei suoli

Grandi danni ai suoli sono causati dalla contaminazione con sostanze chimiche estranee. Per combattere i parassiti delle piante agricole e delle erbe infestanti, vengono ampiamente utilizzati diversi pesticidi: pesticidi, insetticidi, erbicidi, defolianti. È stato stabilito che i pesticidi persistenti, ampiamente utilizzati per proteggere le piante da parassiti, malattie ed erbe infestanti e preservando fino a 1/3 del raccolto, influiscono negativamente sul numero e sull'attività della fauna e dei microrganismi del suolo. I pesticidi e i prodotti delle loro trasformazioni naturali sono dannosi per le larve di animali utili: insetti - impollinatori ed entomofagi, insettivori, rapaci, selvaggina e mammiferi.

I residui di pesticidi, insieme ai raccolti e all’acqua, possono finire negli alimenti e causare danni alla salute umana. La soluzione al problema dell’uso dei pesticidi in agricoltura risiede nel dosaggio rigoroso e nell’uso sapiente. È importante creare farmaci con una durata di vita breve che si degradino in tempi relativamente brevi; i loro prodotti di lavorazione naturali devono essere non tossici. Negli ultimi anni, nuovi preparati a decomposizione rapida hanno iniziato ad essere utilizzati per combattere i parassiti agricoli, ma il problema di ottenere pesticidi sicuri per gli animali utili e per l'uomo richiede un ulteriore sviluppo.

Un altro problema è il corretto utilizzo dei fertilizzanti chimici. Una scarsa selezione di fertilizzanti minerali può causare un'eccessiva alcalinizzazione o acidificazione del terreno. Per i terreni forestali acidi sono necessari fertilizzanti alcalinizzanti (nitrato di sodio e ammonio) e calcinazione del terreno. Sui terreni carbonatici e nelle zone aride sono necessari fertilizzanti acidificanti: superfosfato, solfato di ammonio. I fertilizzanti minerali dovrebbero essere usati con particolare attenzione su terreni soggetti a salinità.

L’inquinamento copre vasti territori e si verifica anche in aree remote del globo. Nelle aree più popolate e industrializzate, l'apporto di molti elementi chimici al suolo supera di decine di migliaia di volte il loro contenuto naturale nello strato di humus. Entrano nel terreno con cenere e fumo di altoforno. Quantità eccessive di manganese, cromo, rame, cobalto, nichel, piombo e altri elementi contenuti nei terreni circostanti le fabbriche riducono la resa del grano del 20-30%, dei legumi del 40, delle patate del 47, dei foraggi e delle barbabietole da zucchero del 35%. La contaminazione dello strato di humus con polvere di metalli pesanti e loro sali quando i composti dell'acido solforico entrano nel terreno ha un effetto deprimente sullo sviluppo delle piante, provoca la morte del loro apparato radicale e riduce la resa.

Quando il suolo è contaminato da rifiuti radioattivi industriali o da isotopi radioattivi provenienti da altre fonti, è possibile un aumento significativo del fondo radioattivo. In questo caso, la contaminazione radioattiva del suolo viene trasmessa, come accennato in precedenza, lungo la cosiddetta catena alimentare attraverso vari collegamenti della biosfera e dei prodotti alimentari fino all'uomo. Il pericolo maggiore è rappresentato dallo stronzio e dal cesio, che, entrando nel corpo delle mucche, vengono poi espulsi nel latte.

2.2 Inquinamento ambientale

In connessione con la crescita della produzione di fertilizzanti minerali in tutto il mondo, viene sempre più sollevata la questione se essi causino danni alla fertilità del suolo e all’ambiente circostante. Come dimostrano numerosi esperimenti, l'uso a lungo termine di fertilizzanti minerali non solo non riduce la fertilità del suolo, ma favorisce l'accumulo di residui di fosforo e potassio, nonché l'intensità dell'attività microbiologica e la sua crescita. Le farine fisiologicamente acide, se utilizzate per lungo tempo, possono aumentare notevolmente l'acidità del terreno. L'uso a lungo termine di fertilizzanti minerali porta anche ad un accumulo indesiderato di residui anionici (cloro, fluoro, acido solforico) e cationici nel terreno.

I fertilizzanti minerali causano danni all'ambiente solo se non vengono rispettati principi e metodi di lavorazione scientificamente fondati (produzione, trasporto, stoccaggio e utilizzo). In tali casi, le sostanze chimiche si decompongono, i prodotti indesiderati vengono rilasciati nell'atmosfera, lavati via dal suolo e si verifica la mineralizzazione delle acque sotterranee e superficiali. Quando i fertilizzanti minerali penetrano nei fiumi e nei laghi, interrompono drasticamente le condizioni per lo sviluppo degli organismi acquatici.

Con l’uso irrazionale dei fertilizzanti l’ambiente viene inquinato da azoto, fosforo e potassio.

Con l'uso a lungo termine di grandi dosi di fertilizzanti al fosforo, i metalli pesanti contenuti in essi in piccole quantità: uranio, torio e i loro prodotti di decadimento radioattivo possono accumularsi nel terreno. Per evitare la possibilità che elementi tossici e radioattivi siano coinvolti nel ciclo biologico, l'uso di fertilizzanti a base di fosforo dovrebbe essere sotto il costante controllo degli agrochimici.

Dopo la raccolta, il terreno deve ripristinare la sua fertilità. Ma l’uso eccessivo di fertilizzanti è dannoso. Si è scoperto che con un aumento della dose di fertilizzanti, la resa inizialmente aumenta rapidamente, ma poi l'aumento diventa sempre minore e arriva un momento in cui un ulteriore aumento della dose di fertilizzanti non dà alcun aumento della resa, e in dosi eccessive le sostanze minerali possono risultare tossiche per le piante. Questa cosiddetta legge del rendimento marginale, secondo l'ecologo francese F. Ramad, è sconosciuta alla maggior parte delle persone coinvolte nel settore agricolo, e i produttori di fertilizzanti ne tacciono deliberatamente. Non solo i nutrienti che superano questa dose massima sono superflui, ma anche una parte significativa di quelli che vengono aggiunti in eccesso rispetto ad una certa dose ottimale. Dopotutto, il fatto che l'aumento della resa diminuisca drasticamente indica che le piante non assorbono i nutrienti in eccesso. Anche il mancato mantenimento del corretto rapporto tra fertilizzanti azoto, fosforo e potassio provoca danni. Ad esempio, la dose ottimale di fertilizzanti a base di azoto non raggiungerà l’effetto desiderato e una grande quantità di azoto applicato non sarà necessaria se vengono applicati meno fertilizzanti a base di fosforo del necessario.

I fertilizzanti in eccesso vengono lisciviati e lavati via dai campi dallo scioglimento e dall'acqua piovana (e finiscono nei corpi idrici sulla terra e nel mare). I fertilizzanti azotati in eccesso, e prevalgono in peso rispetto al potassio e al fosforo, si disintegrano nel terreno e l'azoto gassoso viene rilasciato nell'atmosfera e la materia organica dell'humus, che costituisce la base della fertilità del suolo, si decompone in anidride carbonica e acqua . Poiché la materia organica non viene restituita al suolo, l’humus si esaurisce e il suolo si degrada. Le grandi aziende agricole di cereali che non dispongono di rifiuti di bestiame soffrono particolarmente duramente (ad esempio, nelle ex terre vergini del Kazakistan, degli Urali e della Siberia occidentale).

Oltre a sconvolgere la struttura e l’impoverimento dei suoli, l’eccesso di nitrati e fosfati porta a un grave deterioramento della qualità del cibo umano. Alcuni nitrati e fosfati, soprattutto quando sono in eccesso, sono presenti nei tessuti vegetali sotto forma di ioni nitrati e fosfati liberi. Alcune piante (ad esempio spinaci, lattuga) sono in grado di accumulare nitrati in grandi quantità. Mangiare 250 grammi di lattuga coltivata in un letto eccessivamente fertilizzato può fornire una dose di nitrati equivalente a 0,7 grammi di nitrato di ammonio. Nel tratto intestinale, i nitrati vengono convertiti in nitriti tossici, che successivamente possono formare nitrosammine, sostanze con forti proprietà cancerogene. Inoltre, nel sangue, i nitriti ossidano l'emoglobina e la privano della capacità di legare l'ossigeno necessario per i tessuti viventi. Di conseguenza, si verifica un tipo speciale di anemia: la metaemoglobinemia.

Ci sono molti svantaggi dei fertilizzanti chimici. Nella maggior parte dei casi, sono dovuti alla natura policristallina di molti fertilizzanti minerali, alla loro dissoluzione accelerata e alla lisciviazione selettiva da parte delle acque sotterranee.

Cominciamo, forse, con la cosa più semplice: l'enorme carico che cade sulle piante al momento dell'applicazione dei fertilizzanti e influisce negativamente sul sistema radicale. L'elemento successivo nell'elenco negativo è l'inquinamento dei corpi idrici, che si verifica a seguito del pompaggio di parte dei fertilizzanti minerali applicati attraverso le acque sotterranee (ed è quasi impossibile evitarlo con le tecnologie attuali). Il terzo svantaggio dei fertilizzanti chimici è che durante la stagione di crescita delle piante viene utilizzata solo una piccola parte dei componenti benefici di questi additivi alimentari, motivo per cui è necessario aumentare ogni anno la dose applicata al terreno, creando un eccesso di fertilizzanti.

Allo stesso tempo, non dobbiamo dimenticare che la tecnologia di produzione di quasi tutti i tipi di fertilizzanti minerali è associata a determinati problemi, che a volte sono piuttosto difficili da risolvere. Ad esempio, diamo un’occhiata alle difficoltà che devono affrontare i produttori “medi” di fosfati. I più conosciuti sono gli ammofosi, i superfosfati e alcuni altri tipi di fertilizzanti ottenuti dalla lavorazione dei fosfati naturali. Apatiti e fosforiti vengono utilizzati come materie prime per la produzione di questi fertilizzanti minerali. Entrambi hanno un punto di fusione molto elevato - 1700 ° C e hanno un'elevata resistenza chimica. Di conseguenza, i produttori si trovano ad affrontare un problema di "alta temperatura": tutte le complessità della lavorazione chimica utilizzando tecnologie ad alta temperatura associate alla produzione in più fasi del primo fosforo elementare, quindi dei suoi ossidi, dell'acido fosforico e, infine, del metafosfato sali, che sono rapidamente solubili.

2.3 Accumulo di metalli pesanti

In natura, a seguito dell'impatto antropico, si verifica un accumulo di metalli pesanti provenienti dal magma terrestre solidificato, solitamente ricoperto da sedimenti superficiali innocui. A causa dell'estrazione del minerale (in molti paesi del mondo), si sono formate aree di inquinamento che vanno da diversi metri quadrati a ettari, dove predominano terreni con un alto contenuto di metalli pesanti, tossici per le colture agricole. La loro elevata concentrazione nella soluzione del terreno arresta completamente la crescita delle radici e provoca la morte delle piante. I metalli pesanti sono immobili nel suolo; i loro livelli nelle terre desolate delle miniere sono circa l'1%. Pertanto, queste aree presentano condizioni estremamente sfavorevoli per la coltivazione dei raccolti.

2.4 Pioggia acida

Le piogge acide, comuni nelle aree in cui l'ambiente è inquinato da metalli pesanti, aumentano la loro mobilità e creano una minaccia di ingresso nelle falde acquifere, oltre ad aumentare la probabilità che un eccesso di questi metalli entri nelle piante.

Numerose previsioni indicano un ulteriore aumento nel prossimo futuro del contenuto di metalli come mercurio, arsenico, cadmio, piombo, molibdeno, rame, vanadio e zinco nei suoli. Ciò richiede uno studio attento degli effetti del contenuto eccessivo di questi elementi nel suolo e nelle piante, nonché lo sviluppo di misure preventive.

Molti importanti problemi ecologici e fisiologici sono associati alla nutrizione minerale delle piante in condizioni di carenza o eccesso di elementi chimici nel terreno. In particolare, con la crescita delle città e lo sviluppo dell'industria, aumenta l'impatto sulle colture agricole di maggiori concentrazioni di metalli pesanti nel suolo, con conseguente aumento del numero di ecosistemi disturbati e inibizione dello sviluppo della vegetazione zonale. In condizioni di nutrizione minerale sfavorevole, le differenze inerenti alle colture agricole nell'accumulo di elementi chimici sono particolarmente chiaramente visibili. Per studiare il processo del ciclo chimico dei metalli, nonché per valutare il ruolo protettivo delle piante, sono necessari dati oggettivi sull'accumulo di metalli in esse contenuti nelle condizioni di vari ecosistemi.

Il grado di assorbimento degli elementi dai terreni contaminati varia tra le piante. Le verdure hanno la maggiore capacità di accumulare metalli pesanti, mentre le colture industriali e cerealicole hanno la minore capacità. Le brassiche, che hanno un apparato radicale più potente, assorbono più metalli dei cereali, e le dicotiledoni in generale hanno una capacità di accumulo maggiore rispetto alle monocotiledoni. Elementi come nichel e cadmio entrano facilmente nelle piante e si concentrano nella massa vegetativa. Il mercurio si trova solitamente in piccole quantità nelle piante superiori; il contenuto più elevato di questo metallo pesante si trova nei funghi, che sono anche capaci di accumulare cadmio.

3. Modi per raggiungere gli obiettivi

L’umanità si trova di fronte al compito di aumentare in modo significativo la produzione alimentare, la produzione di energia e la costruzione di abitazioni. Apparentemente, in futuro, i fertilizzanti rimarranno il mezzo principale per aumentare la produttività di tutte le colture agricole, quindi la loro quota nel ciclo dei nutrienti aumenterà ogni anno.

Attraverso l'uso di fertilizzanti minerali industriali si garantisce almeno il 50% dell'aumento della resa e per alcune colture (cotone su terreni irrigati, tè) circa l'80%.

Il completo abbandono dell’uso dei fertilizzanti minerali, che a volte viene proposto come una delle possibili vie per sviluppare l’agricoltura, porterà ad una catastrofica riduzione della produzione alimentare. Pertanto, l'unica soluzione corretta a questo problema non è il rifiuto dell'uso, ma un miglioramento radicale della tecnologia di utilizzo dei fertilizzanti minerali, la loro applicazione in dosi e rapporti ottimali e una corretta conservazione. Se applicati in modo non uniforme, alcune piante ricevono una quantità eccessiva di nutrienti e altre una quantità insufficiente, il che porta a ritmi disuguali di sviluppo e maturazione delle piante, a una diminuzione della resa e della qualità del prodotto e, più concentrato è il fertilizzante, maggiore è la perdita di resa. .
Insieme ai principali nutrienti, i fertilizzanti minerali contengono spesso varie impurità sotto forma di sali di metalli pesanti, composti organici e sostanze radioattive. Le materie prime per la produzione di fertilizzanti minerali - fosforiti, apatiti, sali di potassio grezzi, di norma, contengono una quantità significativa di impurità - dal 10 al -5 grado al 5% o più. Le impurità tossiche possono includere arsenico, cadmio, piombo, fluoro, selenio, stronzio, che dovrebbero essere considerati potenziali fonti di inquinamento ambientale e tenuti rigorosamente in considerazione quando si applicano fertilizzanti minerali al terreno.
Il gruppo critico di sostanze, il cui accumulo porta a stress ambientale, comprende i metalli pesanti mercurio, piombo, cadmio, arsenico, ecc. Tra questi, i primi tre elementi e alcuni dei loro composti sono i più tossici.

4. Tutela dell'ambiente durante la produzione di fertilizzanti

Nella produzione di fertilizzanti fosfatici esiste un elevato rischio di inquinamento atmosferico dovuto a gas fluorurati. La cattura dei composti del fluoro è importante non solo dal punto di vista della protezione ambientale, ma anche perché il fluoro è una materia prima preziosa per la produzione di freon, fluoroplastica, gomma fluorurata, ecc. I composti del fluoro possono entrare nelle acque reflue nelle fasi di lavaggio dei fertilizzanti e di depurazione del gas. Per ridurre la quantità di tali acque reflue, è consigliabile creare cicli chiusi di circolazione dell'acqua nei processi. Per purificare le acque reflue dai composti del fluoro, è possibile utilizzare metodi di scambio ionico, precipitazione con idrossidi di ferro e alluminio, assorbimento su ossido di alluminio, ecc .. Le acque reflue derivanti dalla produzione di fertilizzanti azotati contenenti nitrato di ammonio e urea vengono inviate al trattamento biologico, pre- miscelato con altre acque reflue in proporzioni tali che la concentrazione di urea non superi 700 mg/l e ammoniaca - 65-70 mg/l Un compito importante nella produzione di fertilizzanti minerali è la purificazione dei gas dalla polvere. La possibilità di inquinamento atmosferico dovuto alla polvere di fertilizzante nella fase di granulazione è particolarmente elevata. Pertanto, il gas in uscita dalle torri di granulazione deve essere sottoposto a pulizia dalle polveri utilizzando metodi a secco e ad umido.

5. Attività per raggiungere l'obiettivo generale

Lo sviluppo della produzione, l'ampliamento della gamma e l'uso diffuso dei pesticidi aumentano la necessità di combattere l'inquinamento ambientale. I residui di pesticidi si trovano nel suolo, nell'acqua, nell'aria e negli organi dei mammiferi, degli uccelli e dei pesci.

La presenza di residui di pesticidi nelle colture è monitorata dalla Food and Drug Administration e il Dipartimento dell'Agricoltura monitora la presenza di residui di pesticidi nei prodotti a base di carne. I crescenti requisiti per i farmaci utilizzati hanno influenzato la gamma di pesticidi utilizzati. Sono esclusi, ad esempio, i farmaci persistenti che si accumulano nell’ambiente; Ciò vale principalmente per il DDT. Il pericolo di accumulo di pesticidi nell'ambiente richiede lo sviluppo di nuovi farmaci a bassa tossicità che si degradano rapidamente nell'ambiente e hanno una bassa tossicità per gli organismi a sangue caldo e i pesci. La ricerca di nuovi pesticidi è finalizzata all'identificazione di composti altamente attivi in ​​dosi molto piccole e con scarso impatto sull'ambiente. I miglioramenti nella tecnologia di applicazione dei fertilizzanti minerali al suolo eliminano singoli casi di penetrazione indesiderata di componenti di fertilizzanti minerali nelle acque sotterranee e nei corpi idrici. Va notato che i fertilizzanti minerali in alcuni casi servono come fattori indiretti nel miglioramento e nella purificazione dell'ambiente. Migliorando lo sviluppo delle piante, i fertilizzanti aiutano a purificare l'atmosfera da numerosi composti nocivi.

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2. IP Mukhlenov, A.Ya. Averbukh, D.A Kuznetsov, E.S. Tumarkina,

CIOÈ. Furmer.

Tecnologia chimica generale: libro di testo. per l'ingegneria chimica specialista. università

In 2 volumi. T.2. La più importante produzione chimica/I.P. Mukhlenov, A.Ya.

Kuznetsov e altri; Ed. IP Mukhlenova. - 4a ed., rivista. e aggiuntivi - M.: “Più in alto. scuola", 1984.-263 p., ill.

3. Beskov V.S.

Tecnologia chimica generale: libro di testo per le università. - M.: ICC “Akademkniga”, 2005. -452 pp.: ill.

Esercizio

L'impresa ROP ha sviluppato un nuovo prodotto. C'è una certa probabilità che ci sia un mercato per questo nel prossimo anno. La presenza di reazioni ad alta temperatura nel processo di produzione ne aumenta il costo a 2,5 milioni di rubli. Ci vuole un anno per impostare il processo di produzione, ma c'è solo il 55% di possibilità che venga garantita la sicurezza del processo. Pertanto, sorge la domanda sullo sviluppo di un sistema di controllo automatico (ACS), che garantirà la sicurezza delle reazioni ad alta temperatura. La ricerca sull'AKS durerà 1 anno e costerà 1 milione di rubli, ma la probabilità di ottenere l'AKS richiesto è 0,75.

Lo sviluppo di AKS può iniziare immediatamente oppure attendere un anno fino a quando non verrà determinata la sicurezza tecnologica del processo. Se lo sviluppo dell'AKS inizia immediatamente e il processo di produzione risulta sicuro, l'AKS sarà inutile e l'impresa subirà perdite per un importo di 1 milione di rubli. Se il processo di sviluppo dell'AKS viene posticipato di un anno e il processo di produzione non soddisfa gli standard di sicurezza tecnologici stabiliti, il rilascio del prodotto viene posticipato di 1 anno fino alla fine della ricerca.

Se il lavoro sull'AKS non ha esito positivo, è necessario interrompere il lavoro sul progetto, poiché non sono disponibili opzioni alternative per il rilascio del prodotto.

Se la vendita di un nuovo prodotto inizia entro un anno, il profitto sarà di 10 milioni di rubli (senza ammortamento, anche su AKS). Se il rilascio viene posticipato di 1 anno, il profitto sarà di 8,5 milioni di rubli, perché potrebbero apparire dei concorrenti.

Per selezionare una soluzione, costruisci un albero decisionale.

Il modo più comune per utilizzare le probabilità nel processo decisionale è calcolare il valore atteso. Viene calcolato per ogni decisione (opzione) sia per il reddito che per le possibili perdite. Viene scelta una soluzione con il reddito atteso più alto o con le perdite possibili più basse.

Sviluppo AKS oggi:

M1 = 0,75 * 10 = 7,5

Sviluppo di AKS in un anno:

M1 = 0,55 * 8,5 = 4,675

Pertanto, il valore massimo del guadagno atteso di 7,5 corrisponde all'opzione di sviluppare oggi AKS.

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