كيف يتم تصنيع سماد NPK؟

إنتاج النيتروجين (N)

مكون النيتروجين في الأسمدة NPK يتم الحصول عليها عادة من الأمونيا (NH3)، والتي يتم إنتاجها من خلال عملية هابر بوش. تقوم هذه العملية الصناعية بتحويل النيتروجين الجوي (N2) إلى الأمونيا باستخدام الخطوات التالية:

• رد فعل:يتفاعل غاز النيتروجين مع الهيدروجين (المصدر من الغاز الطبيعي أو التحليل الكهربائي للماء) في درجات حرارة عالية (حوالي 450-500 درجة مئوية) وضغوط (150-200 ضغط جوي) في وجود محفز قائم على الحديد.

  N₂(ز)+3ح₂ (ز)→2NH₃(ز)

• استعادة الأمونيا:يتم تكثيف غاز الأمونيا الناتج إلى أمونيا سائلة عن طريق تبريده تحت الضغط.

يعتبر الأمونيا مكونًا رئيسيًا في العديد من الأسمدة النيتروجينية مثل اليوريا (CO(NH2)2)، ونترات الأمونيوم (NH4NO3)، وكبريتات الأمونيوم ((NH4)2SO4)، والتي يمكن دمجها جميعًا في مخاليط NPK.

إنتاج الفوسفور (P)

عادة ما يتم الحصول على الفوسفور في الأسمدة NPK من صخور الفوسفات، وهو غني بفوسفات الكالسيوم (Ca3(PO4)2). تتضمن عملية تحويل صخور الفوسفات إلى فوسفور صالح للاستخدام ما يلي:

• تعدين:يتم استخراج صخور الفوسفات من الرواسب التي توجد عادة في دول مثل المغرب والصين والولايات المتحدة
• عملية رطبة لحمض الفوسفوريك:يتم طحن صخر الفوسفات إلى مسحوق ناعم ومعالجته بحمض الكبريتيك (H2SO4)، مما ينتج عنه حمض الفوسفوريك (H3PO4) وكبريتات الكالسيوم (الجبس).

  Ca3 (PO4) 2+3H2SO4 →2H3PO4 +3CaSO4​

• تنقية حمض الفوسفوريك:يمكن بعد ذلك تركيز حمض الفوسفوريك الناتج وتنقيته لاستخدامه في الأسمدة. وعادة ما يتم دمج حمض الفوسفوريك مع الأمونيا لتكوين فوسفات الأمونيوم (MAP أو DAP)، والتي يمكن مزجها في تركيبات NPK.

إنتاج البوتاسيوم (K)

يتم الحصول على البوتاسيوم الموجود في أسمدة NPK من بوتاس، وهو مصطلح يشير إلى الأملاح المحتوية على البوتاسيوم مثل كلوريد البوتاسيوم (KCl). يتضمن استخلاص البوتاس ما يلي:

• التعدين التقليدي:يتم استخراج البوتاس من الرواسب الجوفية باستخدام تقنيات التعدين التقليدية أو التعدين المحلول، حيث يتم حقن الماء في الرواسب، مما يؤدي إلى إذابة البوتاس وضخه إلى السطح لاستخلاصه.
• تطهير:يتم بعد ذلك تنقية البوتاس المستخرج لإزالة الشوائب مثل أملاح الصوديوم والمغنيسيوم، مما يؤدي إلى الحصول على كلوريد البوتاسيوم عالي النقاء الذي يمكن استخدامه في الأسمدة.

كما يتم استخدام كبريتات البوتاسيوم (K2SO4) ونترات البوتاسيوم (KNO3) كمصدر للبوتاسيوم، وخاصة في المحاصيل الحساسة للكلوريد.