کود پتاسه

کودهای پتاسه به‌طور کلی به دو دسته کلریدی و غیرکلریدی تقسیم می‌شوند. مهم‌ترین منابع حاوی پتاس شامل خاکستر چوب، ساقه تنباکو، ضایعات پشم، گرد و غبار دودکش‌ها، محصولات جانبی صنایع شکر و الکل، جلبک‌های دریایی، آب دریا، کانی‌های پتاس، کودهای فرآوری‌شده مانند کلرید پتاسیم و سولفات پتاسیم و همچنین کودهای سنتزی هستند.

منابع کود پتاسه آلی

  • خاکستر چوب: خاکستر حاصل از سوزاندن چوب دارای مقادیر متغیر K₂O از ۵ تا ۲۵٪ است.

  • ساقه تنباکو: ساقه تنباکو حاوی ۴ تا ۱۰٪ K₂O و ۲ تا ۳٪ نیتروژن است. این ماده به‌عنوان یک بهبوددهنده خاک ارزشمند بوده و حجم کودهای ترکیبی را افزایش می‌دهد.

  • ضایعات پشم: این ضایعات (suint) عمدتاً از نمک‌های پتاس تشکیل شده و ۱.۵ تا ۵٪ K₂O دارند.

  • گرد و غبار دودکش: گرد و غبار حاصل از کارخانه‌های فولاد و سیمان دارای ۳ تا ۱۸٪ K₂O به شکل کلرید، سولفات و کربنات پتاسیم است.

  • جلبک‌های دریایی: خاکستر جلبک‌های دریایی بیش از ۲۵٪ K₂O دارد.

  • آب دریا: حاوی ۰.۰۴٪ پتاسیم، ۰.۱۴٪ منیزیم، ۰.۰۵٪ کلسیم و ۱.۱۴٪ سدیم است.

کانی‌های پتاسه

بیش از ۵۰ کانی حاوی پتاسیم وجود دارد اما همه آن‌ها از نظر اقتصادی اهمیت ندارند. مهم‌ترین کانی‌هایی که به‌طور تجاری در تولید کود پتاسه استفاده می‌شوند عبارت‌اند از:

  • سیلوینیت (Sylvinite – KCl): حاوی ۶۳.۱٪ K₂O

  • کارنالیت (Carnallite – KCl·MgCl₂·6H₂O): حاوی ۱۷٪ K₂O

  • کاینیت (Kainite – KCl·MgSO₄·3H₂O): حاوی ۱۸.۹٪ K₂O

  • لانگبنیت (Langbeinite – K₂SO₄·2MgSO₄): حاوی ۲۶.۶٪ K₂O

  • پلی‌هالیت (Polyhalite – K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O): حاوی ۱۵٪ K₂O

فرآیند

سولفات پتاسیم از طریق واکنش KCl با H₂SO₄ تولید می‌شود. در این روش به‌ازای هر یک مول H₂SO₄، حدود ۲.۰ تا ۲.۲ مول KCl در دمای بین دمای محیط تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد و همراه با هم‌زدن مصرف می‌شود و ترکیب KHSO₄ تشکیل می‌گردد. سپس KHSO₄ حاصل در کوره (مانند کوره موفل) در دمای ۳۰۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد با KCl واکنش داده و K₂SO₄ تولید می‌شود.

این فرآیند دو مرحله‌ای امکان انجام واکنش در دمای پایین‌تر، زمان کوتاه‌تر و بهره‌برداری مداوم و بلندمدت را فراهم می‌کند.

معادلات واکنش:
KCl + H₂SO₄ → KHSO₄ + HCl
KCl + KHSO₄ → K₂SO₄ + HCl

کلرید پتاسیم (Muriate of Potash - KCl)

کلرید پتاسیم به‌صورت تجاری از کانی‌های سیلوینیت یا سیلویت و کارنالیت تولید می‌شود. فرآیند تولید این کود شامل دو مرحله اصلی است:

استخراج کانی‌های پتاسه

جداسازی ماده اصلی و خالص‌سازی

جداسازی KCl

آسیاب‌کردن (Grinding): سنگ معدن پتاسه پس از استخراج و انتقال به کارخانه، خرد شده و به اندازه‌ی مطلوب دانه‌بندی می‌شود.

انحلال (Solutioning): سنگ معدن در آب داغ حل می‌شود و به آن محلول NaCl (آب‌نمک) افزوده می‌شود تا ترکیب KCl + NaCl حاصل شود. با افزایش دما، بخش بیشتری از سیلوینیت حل می‌شود درحالی‌که حلالیت NaCl پس از یک مرحله متوقف می‌شود. این روند تا رسیدن به محلول اشباع KCl ادامه پیدا می‌کند.

تبلور (Crystallization): محلول اشباع‌شده حاوی KCl و NaCl به‌طور ناگهانی در خلأ سرد می‌شود. در این حالت KCl به‌صورت کریستال جدا می‌شود، درحالی‌که NaCl در محلول باقی می‌ماند.

جداسازی (Separation): KCl متبلور به روش‌های مکانیکی جدا، سپس خشک و پودر شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این روش، فرآیند تبلور (Crystallization Method) نام دارد و اصل آن بر پایه تفاوت حلالیت KCl و NaCl در آب سرد و گرم است.

KCl در حضور NaCl در آب داغ بسیار محلول‌تر از آب سرد است.

NaCl در آب سرد کمی بیشتر از آب گرم محلول می‌شود.

بنابراین با افزایش دما، حلالیت KCl بالا می‌رود، درحالی‌که حلالیت NaCl تقریباً ثابت می‌ماند.