Войти
Поликристаллический калий с США пенни для справки. (Монета имеет диаметр 19 мм (0,75 дюйма) и цвет медь.) Калий () включает различные добытые и произведенные соли, содержащие калий в воде (растворимая форма). Название происходит от зола, означающего растительную золу или древесную золу, вымоченную в воде в горшке, которая была основным средством производства продукта до промышленной эры. Слово «калий» происходит от «поташа».
Калий производится во всем мире в количествах, превышающих 90 миллионов тонн (40 миллионов тонн K2O эквивалента) в год, в основном для удобрения. Различные виды калийных удобрений представляют собой крупнейшее промышленное использование элемента калия в мире. Калий был впервые получен в 1807 году путем электролиза каустического калия (гидроксид калия ).
Калий относится к соединениям калия и калийсодержащим материалам, чаще всего карбонату калия. Слово «поташ» происходит от среднеголландского «potaschen», означающего «горшечная зола», в 1477 году. Старый метод производства карбоната калия (K. 2CO. 3) заключался в сборе или производстве древесной золы (использование зольных горелок ), выщелачивания золы, а затем выпаривание полученного раствора в больших чугунных котлах, в результате чего остался белый осадок, названный «зола». Примерно 10% по массе обычной древесной золы можно извлечь в виде поташа. Позже «поташ» стал широко применяться к встречающимся в природе солям калия и коммерческому продукту, полученному из них, хотя, скорее всего, он получил свое название (где он использовался) от аниона кислоты, который заменил карбонатный фрагмент, распространенное двусмысленное использование «поташа» на «калий».
В следующей таблице перечислены соединения калия, в традиционных названиях которых присутствует слово «поташ»:
| Обычное название | Химическое название (Формула) | |
|---|---|---|
| Калийное удобрение | 1942 карбонат калия (K2CO3); c.1950 любой один или несколько из следующих: хлорид калия (KCl), сульфат калия (K2SO4) или нитрат калия (KNO 3). Не содержит оксида калия (K2O), который не усваивается растениями. Однако количество калия часто указывается как эквивалент K 2 O (то есть сколько его было бы, если бы оно было в форме K 2 O), чтобы позволить яблокам превратиться в яблоки. сравнение различных удобрений с использованием разных видов калийных удобрений. | |
| Едкий калий или калийный щелок | гидроксид калия (КОН) | |
| Карбонат калия, соли винного камня или жемчужная зола | карбонат калия (K2CO3) | |
| Хлорат калия | хлорат калия (KClO 3) | |
| Муриат калия (MOP) | хлорид калия (KCl: NaCl = 95: 5 или выше) | |
| Нитрат калия или селитры | нитрат калия (KNO 3) | |
| Сульфат калия (СОП) | сульфат калия (K2SO4) | |
| Перманганат калия | перманганат калия (KMnO 4) | |
Все коммерческие месторождения калийных удобрений происходят из эвапорит залегает и часто закапывается глубоко под землей. Калийные руды обычно богаты хлоридом калия (KCl), хлоридом натрия (NaCl) и другими солями и глинами и обычно добываются обычными шахтами с добытой рудой. измельченный в порошок. Другие методы включают добычу растворением и методы выпаривания из рассолов.
В методе выпаривания горячая вода вводится в поташ, который растворяется, а затем перекачивается на поверхность, где он концентрируется за счет испарения под действием солнца. Аминные реагенты затем добавляют либо к добытым, либо к выпаренным растворам. Амин покрывает KCl, но не NaCl. Пузырьки воздуха цепляются за амин + KCl и всплывают на поверхность, в то время как NaCl и глина опускаются на дно. Поверхность очищается от амина + KCl, который затем сушится и упаковывается для использования в качестве удобрения, богатого калием - KCl легко растворяется в воде и быстро становится доступным для питания растений.
Калийные отложения можно найти по всему миру. В настоящее время месторождения разрабатываются в Канаде, России, Китае, Беларуси, Израиле, Германии, Чили, США, Иордании, Испании, Великобритании, Узбекистане и Бразилии, при этом наиболее значительные месторождения находятся в Саскачеване, Канада.
Чрезмерные респираторные заболевания были проблемой для шахтеров, добывающих калий, на протяжении всей истории из-за экологических опасностей, таких как радон и асбест. У горняков калийных удобрений может развиться силикоз. На основании исследования сердечно-сосудистых заболеваний среди рабочих, занятых в производстве калийных удобрений, проведенного в период с 1977 по 1987 год, общий уровень смертности был низким, но была задокументирована заметная разница у наземных рабочих.
Первый США патент был выдан на усовершенствование «в производстве калийной золы и жемчужной золы с помощью нового устройства и процесса»; он был подписан тогдашним президентом Джорджем Вашингтоном.
Крытый вагон-хоппер в канадском поезде для перевозки калийных удобрений по железной дороге. Калий (особенно карбонат калия) использовался при отбеливании текстильных изделий, в производстве стекла, керамика и изготовление мыла, примерно с 500 г. нашей эры. Калий в основном получали выщелачиванием золы наземных и морских растений. Начиная с XIV века калий добывали в Эфиопии. Одно из крупнейших месторождений в мире, от 140 до 150 миллионов тонн, расположено в Даллол области Тыграй.
Калий был одним из важнейших промышленных химикатов.. Он был очищен из пепла широколиственных деревьев и выращивался в основном в лесных районах Европы, России и Северной Америки. Хотя методы производства искусственных щелочей были изобретены в конце восемнадцатого века, они не стали экономичными до конца девятнадцатого века, и поэтому зависимость от органических источников поташа сохранилась.
Калий стал важным товаром международной торговли в Европе по крайней мере с начала четырнадцатого века. Подсчитано, что с начала семнадцатого века для импорта калия в Европу требовалось 6 или более миллионов кубометров ежегодно.
Между 1420 и 1620 годами основными городами-экспортерами древесного поташа были Данциг, Кенигсберг и Рига. С 1640-х годов геополитические потрясения означали, что центры экспорта переместились с Балтики в Архангельск, Россия. В 1700 году доминировал русский ясень, хотя Данциг по-прежнему отличался качеством своего поташа. В конце пятнадцатого века Лондон был ведущим импортером благодаря своему положению в качестве центра производства мягкого мыла, в то время как голландцы доминировали как поставщики и потребители в шестнадцатом веке.
Первый США патент любого вида был выдан в 1790 году Сэмюэлю Хопкинсу на усовершенствование «производства калийной золы и жемчужной золы с помощью нового устройства и процесса». Жемчужная зола была более чистого качества, полученная путем прокаливания поташа в отражательной печи или печи. Калийные карьеры когда-то использовались в Англии для производства поташа, который использовался при производстве мыла для подготовки шерсти для производства пряжи.
К XVIII веку в Британию все больше импортировался американский калий более высокого качества. В конце 18-го и начале 19-го веков производство калийных удобрений дало поселенцам в Северной Америке способ получить крайне необходимые денежные средства и кредиты, поскольку они расчищали лесные земли для посева. Чтобы в полной мере использовать свою землю, поселенцам нужно было избавляться от лишней древесины. Самый простой способ добиться этого - сжечь дрова, не нужные для топлива или строительства. Из золы лиственных пород деревьев затем можно было бы сделать щелок, который можно было использовать либо для производства мыла, либо для получения ценного поташа. Из твердых пород древесины может образовываться пепел из расчета от 60 до 100 бушелей на акр (от 500 до 900 м³ / км). В 1790 году золу можно было продать по цене от 3,25 до 6,25 доллара за акр (от 800 до 1500 долларов за 1 км) в сельской местности штата Нью-Йорк - почти такая же ставка, как наем рабочего для расчистки той же территории. Производство калийных удобрений стало одной из основных отраслей британской Северной Америки. Великобритания всегда была самым важным рынком. Американская калийная промышленность последовала за топором лесоруба по всей стране. Примерно после 1820 года Нью-Йорк заменил Новую Англию как наиболее важный источник; к 1840 году центр находился в Огайо. Производство калийных удобрений всегда было побочным продуктом, что было связано с необходимостью расчистки земель для сельского хозяйства.
С 1767 года калий из древесной золы экспортировался из Канады. К 1811 году 70% от общего объема импорта калийных удобрений в Великобританию (19,6 млн фунтов) приходилось на Канаду. Экспорт калийной и жемчужной золы достиг 43 958 баррелей в 1865 году. В 1871 году действовало 519 ашхенов. Промышленность пришла в упадок в конце 19 века, когда в <138 году было налажено крупномасштабное производство калия из минеральных солей.>Германия. В 1943 году калийные удобрения были обнаружены в Саскачеване, Канада, в процессе бурения нефтяных скважин. Активные геологоразведочные работы начались в 1951 году. В 1958 году калийная компания Америки стала первым производителем калийных удобрений в Канаде, введя в эксплуатацию подземный калийный рудник на Пейшенс-Лейк ; однако из-за просачивания воды в шахту производство остановилось в конце 1959 года, но после обширной цементации и ремонта возобновилось в 1965 году. Подземный рудник был затоплен в 1987 году и был возобновлен для промышленной добычи в 1989 году.
A открытка с изображением завода Kalium Chemicals в Belle Plaine, Saskatchewan В 1964 году канадская компания, известная как Kalium Chemicals, открыла первый калийный рудник, в котором использовался процесс растворения. Открытие было сделано при разведке запасов нефти. Рудник был разработан недалеко от Регины, Саскачеван. Шахта достигла глубины более 1500 метров. Позже компания Mosaic's, Бель-Плейн, отправилась на работу на руднике.
Пруды-испарители калийных удобрений около Моава, штат Юта Большинство мировых запасов калия (K) депонировалось в виде морской воды в древние внутренние океаны. После испарения воды соли калия кристаллизовались в пласты калийной руды. Это места, где сегодня добывают калий. Отложения представляют собой естественную смесь хлорида калия (KCl) и хлорида натрия (NaCl), более известную как поваренная соль. Со временем, когда поверхность земли изменилась, эти отложения были покрыты тысячами футов земли.
Большинство калийных рудников сегодня - это глубокие шахты на глубине до 4400 футов (1400 м) под землей. Другие разрабатываются как вскрышные рудники, так как залегают горизонтальными слоями в виде осадочной породы. На наземных перерабатывающих предприятиях KCl отделяют от смеси для производства калийных удобрений с высоким анализом. Другие соли калия можно разделить различными способами, в результате чего получают сульфат калия и сульфат калия-магния.
Сегодня одни из самых крупных известных месторождений калийных солей распространены по всему миру от Саскачевана, Канада, до Бразилии, Беларуси, Германии., и Пермский бассейн. Месторождение Пермского бассейна включает в себя основные рудники за пределами Карлсбад, штат Нью-Мексико, до самого чистого в мире месторождения калийных удобрений в округе Ли, штат Нью-Мексико (недалеко от месторождений Карлсбад), что считается, что его чистота составляет примерно 80%. (Округ Оцеола, штат Мичиган имеет месторождения с чистотой 90 +%; однако единственная шахта была переоборудована для производства соли.) Канада является крупнейшим производителем, за ней следуют Россия и Беларусь. Наиболее значительные запасы калийных удобрений Канады находятся в провинции Саскачеван и добываются The Mosaic Company, Nutrien и K + S.
в Китае. большинство калийных месторождений сосредоточено в пустынях и солончаках эндорейских бассейнов его западных провинций, в частности Цинхай. Геологические экспедиции обнаружили запасы в 1950-х годах, но коммерческая эксплуатация задерживалась до политики реформ и открытости в 1980-х гг. Дэн Сяопина. Открытие в 1989 году завода по производству калийных удобрений Qinghai в отдаленном районе Кархан Плайя увеличило производство в Китае хлорида калия в шесть раз, с менее чем 40 000 тонн (39 000 длинных тонн; 44 000 коротких тонн) в год. в Хайси и Тангу до чуть менее 240 000 т (240 000 длинных тонн; 260 000 коротких тонн) в год.
В начале 20 века месторождения калийных солей были найден в впадине Даллол в населенных пунктах Мусели и Полумесяц недалеко от эфиопско-эритрейской границы. Оценочные запасы составляют 173 и 12 миллионов тонн для Musely и Crescent соответственно. Последний особенно подходит для открытых горных работ; он был разведан в 1960-х годах, но работы были остановлены из-за наводнения в 1967 году. Попытки продолжить добычу в 1990-х были остановлены эритрейско-эфиопской войной и не возобновлялись по состоянию на 2009 год.
Извлечение солей калийных удобрений из морской воды было изучено в Индии. При извлечении соли из морской воды путем испарения соли калия концентрируются в выпи, сточных водах солевой промышленности.
В 2013 году почти 70% производства калия контролировалось экспортно-сбытовой фирмой Canpotex и компанией. Последнее было совместным предприятием и Уралкалий, но 30 июля 2013 года Уралкалий объявил о закрытии предприятия.
| Страна | Производство | Запасы |
|---|---|---|
| Канада | 12,0 | 1000 |
| Россия | 7,2 | 500 |
| Беларусь | 6,4 | 750 |
| Китай | 6,2 | 360 |
| Германия | 2,9 | 150 |
| Израиль | 2,2 | 270 |
| Иордания | 1,3 | 270 |
| Чили | 1,2 | 150 |
| Испания | 0,7 | 44 |
| США | 0,5 | 210 |
| Великобритания | 0,5 | 40 |
| Бразилия | 0,3 | 24 |
| Другие страны | 0,5 | 90 |
| Всего в мире | 42,0 | 3,900 |
Калий является третьим основным питательным веществом для растений и сельскохозяйственных культур после азота и фосфор. Он использовался с древности как почвенное удобрение (около 90% текущего использования). Элементарный калий не встречается в природе, потому что он бурно реагирует с водой. В составе различных соединений калий составляет около 2,6% земной коры по массе и является седьмым по распространенности элементом, схожим по содержанию с натрием, составляющим примерно 1,8% коры. Калий важен для сельского хозяйства, поскольку он улучшает удержание воды, урожай, питательную ценность, вкус, цвет, текстуру и устойчивость пищевых культур к болезням. Он широко применяется к фруктам и овощам, рису, пшенице и другим зерновым, сахару, кукурузе, соевым бобам, пальмовому маслу и хлопку, все из которых обладают улучшающими качество свойствами питательного вещества.
Спрос на продукты питания и животные корм растет с 2000 года. Служба экономических исследований Министерства сельского хозяйства США связывает эту тенденцию со среднегодовым приростом населения на 75 миллионов человек во всем мире.. С географической точки зрения, экономический рост в Азии и Латинской Америке в значительной степени способствовал увеличению использования калийных удобрений. Рост доходов в развивающихся странах также явился фактором роста использования калийных удобрений и удобрений. Имея больше денег в домашнем бюджете, потребители добавляли в свой рацион больше мясных и молочных продуктов. Этот сдвиг в режимах питания потребовал засеять больше акров, внести больше удобрений и накормить больше животных - все это потребовало большего количества поташа.
После нескольких лет тенденции к росту, использование удобрений в 2008 году замедлилось. Мировой экономический спад является основной причиной сокращения использования удобрений, падения цен и увеличения запасов.
Крупнейшие мировые потребители удобрений калийные удобрения - это Китай, США, Бразилия и Индия. Бразилия импортирует 90% необходимых ей калийных удобрений. Ожидается, что к 2022 году потребление калийных удобрений увеличится примерно до 37,8 млн тонн.
Импорт и экспорт калия часто указываются в эквиваленте K 2 O, хотя удобрения никогда не содержат оксид калия как таковые., поскольку оксид калия едкий и гигроскопичен.
В начале 2008 года цены на калий начали стремительно расти с менее чем 200 долларов США за тонну до максимума 875 долларов США в феврале 2009 года. Впоследствии они резко упали до минимального уровня в 310 долларов США в апреле 2010 года, после чего восстановились в 2011–2012 годах и вновь упали в 2013 году. Для справки, цены в ноябре 2011 года составляли около 470 долларов США за тонну, но по состоянию на В мае 2013 года были стабильными на уровне 393 долларов США. После неожиданного распада крупнейшего в мире калийного картеля в конце июля 2013 года цены на калий были готовы упасть примерно на 20 процентов. В конце декабря 2015 года калийные удобрения продавались по цене 295 долларов США за тонну. В апреле 2016 года его цена составляла 269 долларов США. В мае 2017 года цены стабилизировались на уровне около 216 долларов США за тонну, что на 18% меньше, чем в предыдущем году. К январю 2018 года цены восстановились примерно до 225 долларов США за тонну. Мировой спрос на калий, как правило, неэластичен по цене в краткосрочной и даже долгосрочной перспективе.
Помимо использования в качестве удобрения, хлорид калия важен во многих промышленно развитых странах. экономики, где он используется в переработке алюминия, в хлорщелочной промышленности для производства гидроксида калия, в металле гальванике, в нефтяных скважинах буровом растворе, снеге и льде плавка, термообработка стали, в медицине для лечения гипокалиемии и умягчения воды. Гидроксид калия используется для промышленной очистки воды и является предшественником карбоната калия, некоторых форм фосфата калия, многих других калиевых химикатов и производства мыла. Карбонат калия используется для производства кормов для животных, цемента, огнетушителей, пищевых продуктов, фотохимии и текстиля. Он также используется в пивоварении пива, фармацевтических препаратах и в качестве катализатора при производстве синтетического каучука. Также в сочетании с кварцевым песком для производства силиката калия, иногда известного как жидкое стекло, для использования в красках и дуговой сварке электроды. На эти виды использования, не связанные с удобрениями, приходится около 15% годового потребления калийных удобрений в Соединенных Штатах.
Не существует заменителей калия в качестве основного питательного вещества для растений и важной пищевой потребности для растений. животные и люди. Навоз и глауконит (зеленый песок) являются источниками с низким содержанием калия, которые можно выгодно транспортировать только на короткие расстояния к полям.
В этой статье используется материалы, являющиеся общественным достоянием из Геологической службы США документ: «Potash» (PDF).
). (2017 г., в миллионах тонн)