ФОСФОР ӨНЕРКӘСІБІНІҢ ӨНДІРІС ҚАЛДЫҚТАРЫН МЕЛИОРАНТТАРҒА ӨҢДЕУ
Қaзaқcтaн Рecпубликacының бiлiм жәнe ғылым миниcтрлiгi
Әл-Фaрaби aтындaғы Қaзaқ Ұлттық Унивeрcитeтi
Қорғауға жіберілді
_____________2019 ж.
Жалпы және бейорганикалық химия
кафедрасының меңгерушісі,
х.ғ.к., профессор_______ Р.К. Надиров
ФОСФОР ӨНЕРКӘСІБІНІҢ ӨНДІРІС ҚАЛДЫҚТАРЫН МЕЛИОРАНТТАРҒА ӨҢДЕУ
тақырыбында
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Мaмaндығы: 5В072000 – Бeйoргaникaлық зaттaрдың химиялық тeхнoлoгияcы
Орындаған:
Мусанова Г.А.
Ғылыми жетекшісі:
х.ғ.к., доцент Бейсембаева Л.К.
Норма бақылаушы
PhD, аға оқытушы:
Мылтыкбаева Л.К.
Алматы, 2019
АҢДАТПА
Дипломдық жұмыс 55 беттен, 11 кесте, 8 суреттен және 46 ғылыми
әдебиеттерге сілтемеден тұрады.
ТҮЙІН СӨЗДЕР: ФОСФОР, ФОСФОГИПС, ҚАЛДЫҚТАРДЫ ҚАЙТА ӨҢДЕУ, МЕЛИОРАНТ,
ҚҰРАМЫНДА ФОСФОР БАР ҚАЛДЫҚТАР, ФОСФАТ- ИОН
Жұмыстың мақсаты: фосфор өнеркәсібінің өндіріс қалдықтарын
мелиоранттарға өңдеу.
Жұмыстың міндеттері: фосфор өнеркәсібінің қалдықтарын өңдеу барысында
химиялық мелиорантқа айналу мүмкіндіктерін анализдеу; фосфат-иондарын бөліп
алуда олардың фазалардың жанасу уақытына тәуелділігін анықтау; Қ:С фазаның
тәуелділігін мелиорант сапасына әсерін айқындау; ерітіндінің рН байланысты
фосфогипстің сорбциялық қасиеттерін зерттеу.
Пайдаланылған әдістер: талдаудың фотоколориметрлік әдісі, талдаудың
рентгенфазалық әдісі.
Зерттеу нәтижелері: фосфат-иондарды мелиоранттарға тиімді бөліп алу
үшін фосфогипс және құрамында фосфор болатын ағынды судың сорбциялану
үдерісін жүргізуге арналған оңтайлы шарттар: орта қышқылдығының мәндері,
фазалардың жанасу уақыты, сонымен қатар қатты және сұйық фазалардың оңтайлы
қатынастары қарастырылды.
РЕФЕРАТ
Выпускная работа состоит из введения, трех разделов, выводов, списка
использованных источников, состоящего из 42 наименований. Работа изложена
на 62 страницах, включает 16 рисунков, 15 таблиц.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ФОСФОР, ФОСФОГИПС, ОТХОДЫ, ПЕРЕРАРБОТКА ОТХОДОВ,
МЕЛИОРАНТ, ФОСФОРСОДЕРЖАЩИЕ ОТХОДЫ, ФОСФАТ- ИОН И Т.Д.
Цель работы: Переработать промышленные отходы фосфорного производства
в мелиоранты.
Задачи работы: Определить свойства фосфогипса, для того что бы в
дальнейшем использовать его как мелиорант; установить зависимость
извлечение фосфат- ионов от времени контакта фаз; выявить зависимость
влияние фаз Т: Ж на качество мелиоранта; изучить сорбционные свойства
фосфогипса в зависимости от рН раствора
Использованные методы: ИК- спектроскопия, фотоколориметрический метод
анализа, рентгенофазовый метод анализа.
Результаты исследования: Были установлены оптимальные условия для
проведения процесса сорбции фосфогипса и фосфорсодержащей сточной воды для
эффективного извлечения фосфат- ионов в мелиорант: значения кислотности
среды, время контакта фаз и оптимальное соотношение твердой и жидкой фазы.
В последствие получив мелиорант и изучив его состав, можно предположить,
что данный образец можно использовать в сельском хозяйстве для мелиорации
солонцов, так как обладает мелиорирующими свойствами.
ABSTRACT
Graduate work consists of an introduction, three chapters,
conclusions, list of sources used, consisting of 42 items. The work is
written in 62 pages, including 16 pictures, 15 tables.
Keywords: PHOSPHORUS, PHOSPHOGYPSUM, WASTES, WASTE RESICLYNG,
AMELIORANT, PHOSPHORUS-CONTAINING WASTES, PHOSPHATE ION AND ETC.
Work’s Objective: Development of methods to get chemical ameliorants
using industrial wastes of phosphorus production, namely phosphogypsum.
Work’s Tasks: Development of the way to produce chemical ameliorants
based on ion isomorphic substitution of ions of the same charge, as well as
the study of influence of various factors on the process and the choice of
optimal variations.
Methods Used: Infrared spectroscopic analysis was applied. Analysis
for total P2O5 was set by weight citrate method of Bakhterev-Wagner and by
photocolorimetry method on CK-3 photocolorimeter in the form of yellow
phosphorus-vanadium-molybdenum complex.
Results: Result of the study has shown that it is possible to get
ameliorant with a higher content of phosphate ions through the use of
phosphogypsum in the sorption of phosphate ions from phosphorus-containing
water, as well as to purify wastewater comprehensively from phosphate ions.
Extracting ameliorant and examining its structure it can be assumed that
the product may possess ameliorating and fertilizing properties.
БEЛГIЛEУЛEР МEН ҚЫCҚAРТУЛAР
ФГ – фocфoгипc
ШРК – шeктi рұқcaт кoнцeнтрaцияcы
CAC – cтaтикaлық aлмacу cыйымдылығы
рН – cутeктi көрceткiш
Қ – қaтты фaзa
C – cұйық фaзa (өндiрicтiк aғын cу)
ҚФC – құрaмындa фocфoры бaр cу
Д – тaрaлу кoэффициeнтi
R% – бөлу дәрeжeci
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 8
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 10
1.1 Аз қалдықты технологияларды дамыту бағытындағы маңызды қадам 10
ретінде мелиоранттарды жасау және пайдалану
1.2 Қазақстан топырағының ерекшеліктері мен қажеттіліктері 14
1.3 Аз қалдықты және қалдықсыз технологияларды құрудың қиындықтары 18
1.3.1Аммофос-фосфогипс өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу және 20
кәдеге жарату мәселелері
1.4 Топырақтың мелиорациясы туралы түсінік 21
1.5 Әлемдік тәжірибеде мелиоранттарды қолдану 27
1.5.1Фосфогипсті қайта өңдеу және оны мелиорант ретінде пайдалану 28
1.5.2Қазақстандағы минералды тыңайтқыштар өндірісінің қазіргі 32
жағдайы
1.6 Сортаңды топырақтарда мелиоранттарды қолданудың ерекшелігі 34
1.7 Сорбция әдісімен фосфор өндірісінің ағынды суларын тазарту 38
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 39
2.1 Ұсынылған технологияның мәні 39
2.2 Зерттеу әдістері 43
2.2.1Сынамаларды жіктеу әдістемесі 43
2.2.2Р2О5 сіңірімділік формадағы құрамын зерттеу 45
2.2.3Р2О5 жалпы құрамын талдау 45
2.2.4Градуирленген графикті құру 46
2.4 ЖШС Казфосфат таңдап алған ақпасулардың физико-химиялық 50
қасиеттерін зерттеу
3 НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ТАЛҚЫМАЛАР 52
3.1 Фазалардың байланыс уақытына байланысты фосфат-иондарын алу 52
3.2 Қ: С фазаларының арақатынасына байланысты фосфат-иондарды 53
шығару
3.3 Ортаның қышқылдығына байланысты иондардың фосфатын алу(рН) 54
ҚOРЫТЫНДЫ 59
ПAЙДAЛAНЫЛҒAН ӘДEБИEТТEР ТIЗIМI 60
КIРICПE
Жұмыcтың өзeктiлiгi: Қaзiргi тaңдa Қaзaқcтaндa өңдeлeтiн жeрдiң 13
бөлiгi aрнaйы химиялық мeлиoрaцияны қaжeт eтeтiн қышқыл типтi тoпырaққa
жaтaды. Қышқылды тoпырaқтың aудaны жылдaн жылғa өciп бaрa жaтыр, яғни
жeрдiң шөлeйттeну прoцeci қaйтымcыз өcудe.
Химиялық мeлиoрaцияның мәнi, тoпырaқтың coрғыш кoмплeкciндeгi cутeк,
aлюминий жәнe нaтрий иoндaрының aлмacуын қaмтaмacыз eтeтiн eгicтiк жeрдeгi
кaльций иoндaрының қoрын көбeйту бoлып тaбылaды. Мeлиoрaнттa кaльций
иoндaрының бoлуы, тoпырaқтың қышқылдығы мeн тұздылығын aзaйтaды. Coнымeн
қoca шөлeйттeну прoцeci aзaяды, тoпырaқтың құнaрлығы aртaды, тoпырaқтың
физикa-химиялық жәнe cу-физикaлық қacиeттeрi жәнe өciмдiктiң қoрeктeну
шaрттaры жaқcaрaды, дaқылдaрдың өнiмдiлiгi aртaды.
Aйтa кeтeтiн жaйт қaзiргi тaңдa Қaзaқcтaндa қышқыл тұзды тoпырaқты
eмдeу үшiн қoлдaнылaтын көпқырлы химиялық мeлиoрaнттaрдың өндiрici жoқ
дeугe дe бoлaды.
Eгicтiк жeргe фocфoрлы жәнe aзoтты тыңaйтқыштaрды тiптi көп мөлшeрдe
дe eнгiзу, шөлeйттeну прoцeciнiң aзaюынa әкeлмeйдi, ceбeбi бұл
тыңaйтқыштaрдa тoпырaқ мeлиoрaцияcы үшiн aca мaңызды кaльций иoндaрының aз
бoлуы.
Бүгiнгi күнi химиялық өндiрicтiң қaлдықтaрын eкiншiлiк шикiзaт рeтiндe
қoлдaну aяcындaғы мәceлeлeр әлi күнгe дeйiн шeшiлмeгeн. Нeгiзгi шикiзaт
рeтiндe тeңiз тұздықтaрынaн қaтпaр бoлып түзiлeтiн cульфaтты минeрaлды жәнe
фocфoр өндiрiciнeн пaйдa бoлғaн қaлдықтaрды пaйдaлaнaтын рecурcқoрғaушы
тeхнoлoгиялaрдың мыcaлдaры жoқ, тeхнoгeндi қaзбaлaрды қoлдaнумeн жүрeтiн
тeхнoлoгиялық прoцecтeр жoқ.
Бiрaқ нaқты ocы төмeн caпaлы қaзбaлaрдa өciмдiктiң өcуi үшiн қaжeттi
элeмeнттeр (кaлий, мaгний, кaльций) бaр. Тeхнoгeндi шикiзaтты өндiрicтe
пaйдaлaнғaндa, oл Қaзaқcтaнaдa өндiрiлeтiн микрoтыңaйтқыштaрдың түрiн
бiршaмa aрттырaтын eдi.
Әртүрлi химиялық өндiрicтeрдeн шығaтын өндiрicтiк aғын cулaр тaбиғи cу
қoйнaулaрынa төгiлудe, oл өз кeзeгiндe фocфoр жәнe бoр өндiрiтiн
зaвoдтaрдың aйнaлacындa экoлoгиялық aпaтқa aлып кeлудe.
Жұмыcтың мaқcaты мeн мiндeттeрi: фосфор өнеркәсібінің өндіріс
қалдықтарын мелиоранттарға өңдеу, фосфогипстің coрбциялық қacиeттeрiн
зeрттeу және оңтайлы параметрлерін анықтау;
1. Фосфор өнеркәсібінің қалдықтарын өңдеу барысында химиялық мелиорантқа
айналу мүмкіндіктерін анализдеу;
2. Фосфат-иондарын бөліп алуда олардың фазалардың жанасу уақытына
тәуелділігін анықтау;
3. Қ:С фазаның тәуелділігін мелиорант сапасына әсерін айқындау;
4. Ерітіндінің рН байланысты фосфогипстің сорбциялық қасиеттерін
зерттеу.
Зeрттeу oбьeктici: Кaзфocфaт фocфoр өндiру зaуытының фocфoр құрaмды
aғынды cуы, фосфогипс.
Зeрттeу әдicтeрi: химиялық, клaccикaлық жәнe инcтрумeнтaлды, ИҚ-
cпeктрocкoпия, aнaлиздeугe фoтoкoлoримeтрлiк әдic, рентгенфазалық әдісі.
Aлынғaн нәтижeлeр жәнe oлaрдың прaктикaлық мaңызы:
Зeрттeу нәтижeлeрi: фосфор өнеркәсібінің қалдықтарын өңдеу барысында
химиялық мелиорантқа айналу мүмкіндіктерін анализдеу; фосфат-иондарын бөліп
алуда олардың фазалардың жанасу уақытына тәуелділігін анықтау; Қ:С фазаның
тәуелділігін мелиорант сапасына әсерін айқындау; ерітіндінің рН байланысты
фосфогипстің сорбциялық қасиеттерін зерттеу.
Aуыл шaруaшылығының eгic aлқaптaрындaғы дaқылдaрдaн,өciмдiктeрдeн
химиялық мeлиoрaнтты қoлдaну aрқылы жoғaры caпaлы өнiм aлу, coр жәнe coртaң
тoпырaқтaрдың қышқылдығы рeттeлeдi. Eлiмiздeгi қышқыл типтi
тoпырaқтaрындaғы шөлeйттeну прoцeci aзaяды, тoпырaқтың құнaрлығы aртaды,
тoпырaқтың физикa-химиялық жәнe cу-физикaлық қacиeттeрi жәнe өciмдiктiң
қoрeктeну шaрттaры жaқcaрaды.
Диплoмдық жұмыcтың жaңaлығы: Ocы жұмыcтa eң aлғaш рeт түрлi
пaрaмeтрлeрдiң әceрi (рН oртacы, фocфaт-иoндaрын aғынды cудaн eң тиiмдi
жoлмeн aлынуынa Қ:C фaзaлaрдың бaйлaныcы жәнe oлaрдың бaйлaныc уaқыты)
зeрттeлдi. Coндaй-aқ, cульфaтты минeрaл жәнe фocфoр өндiрicтeрiнiң
қaлдықтaрын eң aлғaш рeт бiрiктiрiп, экoнoмикaлық шығынды aзaйтып,
coрбциялық үдeрic жүргiзiлдi.
1 ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Аз қалдықты технологияларды дамыту бағытындағы маңызды қадам
ретінде мелиоранттарды жасау және пайдалану
Қазақстандағы топырақтың тозуы антропогендік, сондай-ақ табиғи
факторларға негізделген өте маңызды мәселе болып табылады. Бұл проблеманы
шешу - біздің еліміздің егіншілік және ауыл шаруашылығын дамытудағы өте
маңызды аспект, топырақтың азып-тозуының үлкен экологиялық проблемасын
жою тәсілдерінің бірі түрлі химиялық өндірістердің қалдықтарын қайта
өңдеу негізінде алуға болатын химиялық мелиоранттарды пайдалану болып
табылады.
Ф. Е. Козыбаева бойынша бүгінгі күні біздің Республиканың
топырағының шамамен 55-60 % - ын өңірдегі табиғи жағдайлар мен ауыл
шаруашылығын дамытудың критерийлері мен ерекшеліктеріне байланысты
әртүрлі тозу дәрежесіне жатқызуға болады [1].
Жыл сайын бүгінгі күнге дейін өсіп келе жатқан химия өнеркәсібінің
көптеген қалдықтарын кәдеге жарату проблемалары қалдықтарды жою бойынша
тиісті іс-қимылдар мен шараларды қабылдауды талап ететін өте өзекті болып
табылады. Негізінен бұл фосфор тыңайтқыштары - аммофос өндірісінде пайда
болатын өнеркәсіптік ағынды сулардың үлкен колличектері, сондай-ақ бор
шикізатын қайта өңдеу кезінде жиналатын аналық ерітінділерді жатқызуға
болады.
Бүгінгі күні табиғат пайдаланудың тұжырымдамалық жоспары негізінен
минералдық шикізатты кешенді қайта өңдеуге бағытталған, ресурс үнемдейтін
технологиялар қайта өңдеу өнеркәсібін дамытуда өте маңызды бағыт болуы
тиіс.
Біздің заманда әрине, Қазақстанның экологиясы қарқынды нашарлайды.
Бұл аспектіде қазіргі климаттық жағдайлар мен аграрлық қызмет ғана емес,
өнеркәсіптік және энергетикалық кешендер де үлкен рөл атқарғанын айтуға
болады.
Көбінесе әдебиетте химиялық мелиорация - қышқылдық реттеу жүйесі,
сондай-ақ оның жеке түрлері қарастырылады. Әр түрлі өсімдіктердің
қоректену процестеріне адамдарды тарту, оның нәтижесінде органикалық
заттар пайда болады, қолданылған тыңайтқыштардың тиімділігін білдіретін
өсімдіктер жасушаларында энегрия трансформациясының күрделі
физиологиялық процесі деп атауға болады [2].
Бұл жағдайда химиялық мелиоранттардың мәні мен мақсаттылығы туралы
айтуға болады. Химиялық мелиоранттар деп топыраққа жанама, химиялық және
микробиологиялық әсер ету әдістерімен әсер ететін заттарды түсінуге
болады. Олардың негізгі мақсаты қолданылған тыңайтқыштардың сіңу
коэффициентін арттыру болып табылады. Мысалы, мелиоранттың топырақтардың
қшқылдығын азайтуға әрекеті туралы айтуға болады. Бұл жағдайда
мелиорациялық зат-сөндірілген әк (ол жер әктас) немесе доломит.
Топырақтың құнарлы қабілетін жақсарту үшін мелиорациялаушы зат ретінде
кальций көп мөлшерде болатын гипс болады, топырақты қышқылдандыру үшін
натрий бисульфатын пайдалануға болады, сонымен қатар кальций көзі, тұзды
гипс мелиорациялау көзі болып табылады. Кейде топырақты қышқылдандыру
үшін натрий бисульфитін пайдаланады [3].
1.2 Қазақстан топырағының ерекшеліктері мен қажеттіліктері
Қазіргі уақытта ешқашан өзекті болып, ұқыпты қарым-қатынас және
табиғи ресурстардың тұтастығын сақтау мәселесі назар аудартады, бұл
агроландшафттарға да қатысты.
Топырақтың ластануы себептерінің бірі адам қызметінің кейде бейқам
және сауатсыз болуының салдары болып табылады,. Кейде өзінің құнарлы
қабілетін жоғалтатын және эрозияға ұшырайтын жердің құнарлы қабаты
негізінен антропогендік фактордың әсері және жерді дұрыс пайдаланбау
есебінен жойылады. Жер құнарлылығының нашарлауы, сондай-ақ оның эрозиясы
соңғы 90 жылда 25 % - ға төмендегенін атап өтуге болады, бұл ауыл
шаруашылығы алқаптарына бөлінген жерлерге жатады. Топыраққа әсер ету және
оның топырақ жүйелерінің биологиялық айналымында қатысы бар нормадан тыс
түсетін үлкен мөлшердегі химиялық заттармен және қалдықтармен ластануы.
Топырақтың тозуына әсер ететін факторларды белгілеуге болады-бұл
желдену, кептіру, топырақтың терең қабатына қажетті заттарды жуу. Жер
ресурстарының қорын қоректік элементтермен толықтыру қажет етеді. Ал
антропогендік факторлардың әсері әлі жетілмеген экологиялық жағдайды да
күшейтеді [5].
1-кесте
Топырақтың тозуын тудыратын факторлар
Жер ресурстарының аграрияларын қолайсыз климаттық жағдайлармен бір
мезгілде пайдалану топырақтың тозуына алып келеді. Бірінші экологиялық
мәселе, ол топырақ эрозиясын тоқтату және ауыл шаруашылығы үшін қолайлы
емес жерлерді қолдану.
Мұндай проблема өнеркәсіп дамыған республиканың маңызды өңірлерінің
бірі болып табылатын Батыс Қазақстан облысында байқалады. Өте жиі бұл
жерде табиғи және топырақ қуаңшылығы болуы мүмкін. Олар азық
жетіспеушілігінің себебі болып табылады. Бұл аймақта өте кішкентай алаңда
көптеген сортаңдар мен сортаң топырақтар бар, бұл сондай-ақ жем
өндірісінде қолайсыз әсер етеді [6].
Қазақстанның агроклиматтық жағдайлары барлық жыртылған жерлердің 13
бөлігі қышқыл типке немесе сортаңға жатады. Қышқыл және сортаң топырақты
қалпына келтіру және регенерациялау үшін топырақтың егістік қабатындағы
кальций қорын үнемі толықтыру қажет. Бұл кальций қорын құнарлы қабаттан
жердің терең қабатына тұрақты жуумен байланысты болады. Сонымен қатар
кальций топырақ ерітіндісінде және өздерінде сілтілі-қышқылды тепе-
теңдікті реттейді [7].
Табиғи ортаға және экожүйелердің,оның ішінде агрономикалық
жүйелердің қалыптасуына ықпал етудің елеулі және салмақты факторы ауыл
шаруашылығы болып табылады. Табиғи заңдарды зерттей және танып, сонымен
қатар қазіргі заманғы ғылымдарда – агрохимия, генетика, селекция,
Топырақтану, мелиорация және химия сияқты ииновациялық техника мен
білімді қолдана отырып, адамдар биосферада болатын процесс пен механизмге
әдейі әсер етеді, ал ақылға қонымды және ойластырылған тәсілде
агроэкожүйелердің өнімділігін түсіндіреді,биосфераны сақтайды және
айтарлықтай жетілдіреді [8].
Бұл сатыда Қазақстан топырағының типтері мен суын, елдің климаттық
жағдайларын назарға ала отырып, өзінің агрохимиялық тиімділігін,
мелиорациялайтын қасиеттерін, сергіту қабілетін толық көлемде көрсете
алатын химиялық мелиоранттар қажет; бұл үшін олардың құрамында магний,
калий, фосфор, бор, кальций сияқты бірқатар қоректік компоненттері болуы
тиіс. Ғалымдардың көптеген зерттеулері бойынша, осы элементтер көптеген
дақылдар үшін емдік қасиетке ие бола отырып, Өсімдіктердің өсуіне оң әсер
етеді деген қорытынды жасауға болады [9].
Қазіргі уақытта минералды тыңайтқыштар мен химиялық мелиоранттарды
жасау және қолдану үшін жаңа техникалық шешімдерді іздеу өте танымал және
әлі шешілмеген мәселе болып табылады.
Осы проблеманы реттеудің перспективалық бағыттары химиялық
мелиоранттар,құрамында тыңайтқыш қасиеттері бар техногендік қалдықтардан
кальций бар жаңа инновациялық ресурс құрудың үнемдеуші әдістерін
қалыптастыру болып табылады.
Осы инновациялық тәсілдерді жасау қоршаған ортаның экологиясына және
қазіргі заманғы химия өнеркәсібінің проблемаларына қатысты көптеген
проблемаларды шешуге көмектесе алады, ол сондай-ақ басқа да барлық
қалдықты аз технологияларды құруға бағытталған.
Гипс тестінің негізінде алынған мелиоранттарды жасау мен
пайдаланудың үлкен артықшылығы-бұл тұзды топырақтағы оң үрдісті пайдалану
және қадағалау. Көптеген және аз натрий тұздары сияқты топырақ
құнарлылығын интенсификациялау үшін, сондай-ақ ПКП-да натрий құрамының
тұрақты және қадамдық төмендеуі гипсті бір рет енгізгенде де жеткілікті.
Бұл рәсім егістік жерлердің жалпы санын арттыруға мүмкіндік береді [10].
Құнарлы жыртылған жерлерді кешенді емес пайдалану, сондай-ақ
жоспардан тыс тыңайтқыштардың кенсіз әдістері құнарлылықты әлсіретудің
негізгі факторы болып табылады. Мәселенің мәні өсімдіктерге қажетті
қоректік элементтердің топырақтан жуу қабілеті бар, сонымен қатар
өсімдіктен сорылып алынуы мүмкін, ал өсу үшін қолайсыз элементтер
топырақтың құнарлы қабатында қалуы мүмкін, бұл сөзсіз жердің құнарлылығын
тозуға және регреске алып келеді.
1.3 Аз қалдықты және қалдықсыз технологияларды құрудың қиындықтары
Күн сайын дамып келе жатқан өнеркәсіп индустриясының теріс әсері –
экология тұрғысынан қоршаған ортаның нашарлауының нәтижесі, биосфераға
әсер ету, оның ішінде әртүрлі табиғи резервтерді өндіру және қайта өңдеу
үдерістерінен кейін кәдеге жаратылмаған қалдықтардың көп мөлшерін
жинақтау. Әр түрлі өндірістердің қайта өңделмеген қалдықтары биосфераның
әлемдік ауқымда антропогендік ластануы үшін ресурс болып табылады және
тұтыну қатынасының жойылмайтын әсері және ресурстарды пайдалы
пайдаланудың қайтарымсыз аз коэффициенті ретінде құралады.
Өткен ғасырдың 1950-ші жылдарынан бастап қандай да бір өндірістің
экономикалық аспектісінде мақсаттылық пен рентабельділікті анықтау үшін
қайта өңдеудің соңғы мақсаты ғана назарға алынады – бұл мақсатты
өнімдерді өндіру. Биосфераның өзін-өзі тазарту мүмкіндігі жеткілікті ұлы
болып саналды және Химиялық өндірістердің қалдықтары ластанудың аз
факторы болып саналды және ескерілмеген. Бүгінгі таңда БиоСфера өзінің
өзін-өзі тазарту функциясын орындауды тоқтатқанын атап өтпейтін қалдықтар
санының өсу үрдісін байқауға болады. Химиялық өнеркәсіпте қолданылатын
маңызды ақаулы технологиялар улы қалдықтардың бақыланбайтын эмиссиялары
бүгінгі экологиялық жағдайға теріс әсер етуі болып табылады. [11]
Біздің республикамыздың экономикалық тұрғыдан тәуелсіздік алған
кездегі жеткілікті тұрақсыз жағдайы да осы мәселеге кері әсерін
тигізді,атап айтқанда бұл неғұрлым таза шикізат материалдарымен жұмыс
істеген өндірістерге факторларға әсер етті. Бұл жағдайда қалдықтарды
кәдеге жарату және сұрыптау сияқты әрекеттер сол уақытта аса маңызды емес
болып шықты және екінші кезектегі жоспарға кетті. Біздің республикамызда
соңғы 20 жылда өтіп жатқан өнеркәсіптік - энергетикалық кешеннің
қалдықтарына көптеген аумақ қоқыстанды, атап айтқанда бұл байыту
комбинаттарынан алынған үйінділер, шлактар, фосфоритті ұсақ-түйектер,
кәсіпорындардан қалдықтар мен үйінділер, миллион тонна күл және т.б.
жоғарыда аталған қалдықтар биосфера мен атмосфераны ластаудың маңызды
факторы болып табылады, олар топырақтың құнарлы қабаттарына, су
көздерінде, су қоймаларында, сондай-ақ жер асты суларында жағымсыз әсер
етеді.
Қазіргі уақытта Джусипбеков У. Ж сияқты отандық ғалымдар фосфор
өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу саласында бірқатар зерттеулер
жүргізді,атап айтқанда ,құрамында фосфор бар тыңайтқыштарға қазандық
шаңының су суспензиясын кәдеге жаратуға, кейіннен осы өңдеу әдісі
патенттелді. Бұл Қазақстанда аз қалдықты технологияларды дамытуға жақсы
үлес қосты [12].
Ресурстарды және пайдалы қазбаларды тиімді және үнемді пайдалану –
бұл қазіргі заманғы қайта өңдеу өндірісінің мақсаты.Экономиканың жылдам
өсуінің арқасында дамып келе жатқан өндірістің жылдам өсіп келе жатқан
қарқыны шикізат базасын көп мөлшерде пайдалану қажеттігіне ие, бұл
түсінікті себептер бойынша табиғи ресурстардың сарқылуына алып келеді.
Табиғи ресурстардың сарқылу проблемасы табиғи ресурстарды ұтымды және
орынды пайдалана отырып, қалдықтарды қайта өңдеу мен кәдеге жаратудың
аралас және өзара байланысты проблемаларымен қатар өнеркәсіптің әртүрлі
салаларында жеткілікті өзекті болып табылады. Бұл проблеманы шешуді
салааралық өзара іс-қимылды ескере отырып, кешенді қабылдау қажет.
Қазіргі заманғы ғылымның қалыптасу кезеңінде әр түрлі химиялық
өндірістердің қалдықтары кәдеге жаратылуы немесе циклмен пайдаланылуы
тиіс, мысалы, ауыл шаруашылығында немесе олар өндірілген кәсіпорында.
Көптеген зерттеулердің арқасында қоршаған орта үшін зиянды болып
табылатын химиялық өндірістердің шығарындыларын бақылау мүмкін болды.
Бақылау жаңа технологиялық схемалар мен процестердің арқасында жүзеге
асырылады. Айта кету керек, халық санының өсуі, сондай-ақ адамдардың өмір
сүру деңгейінің артуы өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату проблемасының
классикалық шешілуі аз әсер ететін факторлар болып табылады.
Бұл факторлар шикізат өнімдерін пайдалана отырып, барлық
өнеркәсіптік процестерде түпкілікті өнім алуға болатын өнеркәсіптік
өндірістердің классикалық үлгілері туралы ойлануға мәжбүрлейді. Оларды ең
жақсы жағдайда жою және кәдеге жарату қажет өндірістер мен қайта өңдеуден
алынатын қалдықтар ресурс үнемдеуші болып табылатын инновациялық және
жақсартылған технологиялық процестерге жақсартып, қайта құру қажет.
Өндірістерге енгізуге болатын инновациялық технологияларды әзірлеуде
қалдықтар ең аз мөлшерге теңестірілуі мүмкін фактор ескерілуі тиіс, онда
шикізатты қайта өңдеу процесі циклдік немесе зиянды шығарындылар мен
қалдықтар басқа өндірістер мен өнімдер үшін шикізат болуы мүмкін. Мұндай
технологияны әзірлеу биосфераға өнеркәсіптік қызметтің теріс әсерін
азайтуға мүмкіндік береді. Мұндай ресурс үнемдеуші экологиялық-
бағытталған жүйенің негізгісі энергия мен материалдарды тұтыну
оңтайландырылған, яғни мұндай жүйе табиғи биологиялық экожүйеге жақынырақ
келеді [13].
Фосфат шикізатының кен орындары мен қорлары-бұл біздің
республикамыздың байлығы. Шамамен 13-14 миллиард тоннаға тең фосфат
шикізатының қоры бола отырып, Қазақстан әлемдегі пайдалы ресурстардың 90%
- ға жуығы бар әлемнің бестігіне кіреді. Бұл фактіні назарға ала отырып,
біздің Республикамыздың иығында фосфат шикізатының шоғырларын ұтымды
пайдалану үшін үлкен жауапкершілік жатыр деп айтуға болады. Айта кету
керек, табиғи шикізатты мақсатқа сай пайдаланбау салдарынан бүгінгі таңда
біздің Республикамыз кәдеге жаратылмаған қалдықтардың үлкен үйіндісіне
айналды. Қазақстан тыңайтқыштарға, оның ішінде құрамында балансталған
және өсімдіктердің қоректік элементтерін толықтыруға қабілеті бар
химиялық кальций бар елдерге жатады. Бұрынғы КСРО құрамына кірген елдің
аумақтық орналасуына байланысты негізінен фосфат және Бор шикізатын
өңдеумен айналысатын Қазақстан өнеркәсібі негізінен оңайлатылған
технологиялар бойынша жұмыс істеді,онда негізгі мақсаты мақсатты өнім алу
болды. Шикізатты өңдеудің осы оңайлатылған технологияларының салдары ел
аумағында көп тоннажды сұйық және қатты фосфоры бар қалдықтарды жинақтау
болып табылады [14].
Өндірістің тоннажды қалдықтарын кәдеге жарату-бұл бүгінгі күні өте
өзекті мәселе болып табылады және тез арада шешім іздестіруді талап
етеді. Бұл мәселеге негізінен құрамында фосфор бар минералдық
тыңайтқыштарды өндіру процесінде түзілетін, мысалы аммофос, сондай-ақ бор
шикізатын өңдеу процесінде жинақталатын лақтырылатын ерітінділер сияқты
тазартылмаған сарқынды сулардың көп мөлшері жатады.
Ресурс үнемдейтін инновациялық технологияларды құру-бұл бүгінгі
күнгі табиғат пайдалану мен қоршаған ортаны қорғаудың стратегиясы мен
қазіргі заманғы тұжырымдамасына кілт. Табиғи ресурстарды кешенді
пайдалану – бұл планетаның жақсы экологиялық жағдайын сақтау және қолдау
жағы [15].
Қазіргі өндірістің ең маңызды бағыты – аз қалдықты және қалдықсыз
технологиялардың болуы немесе құрылуы, сондай-ақ циклдік өндірісі бар-
металдарды балқыту үшін кенді ұтымды пайдалану, құрылыс материалдарын,
сүректі, пайдалы қазбаларды пайдалану және оларды кейіннен циклдік өңдеу.
Аз қалдықсыз және қалдықсыз технологиялар процестерін жүзеге асыруға
болатын бірнеше маңызды бағыттарды атап өтуге болады:
өндіріс қалдықтарының аз шығуымен шикізатты өңдеудің кешенділігін пайдалана
отырып, өндіріске енгізуге болатын процестерді зерттеу және жасау;
қалдықтардың әртүрлі түрлерін қайта өңдеу процесін құру, оның барысында
кейіннен тауар өнімін алуға болады;
қайта пайдалану талаптары ескерілген өнімнің жаңа түрін өндіру;
тазарту құрылыстарының шөгінділері пайдаланылатын өнеркәсіпте сумен
жабдықтау жүйесінің циклдік типтерін пайдалану;
аз қалдықты аумақтық-өнеркәсіптік кешендер құру.
Ол үшін келесі шарттарды сақтау керек [16]:
шикізаттың қандай да бір түрін кешенді пайдалану, бұл оны қалдықтарға
есептемеуге мүмкіндік береді, өйткені қалдықтарды циклдік қайта өңдеу
өндірісте кейбір жағдайлардың болмауына байланысты жүзеге асырыла алмайды;
экологиялық тұрғыдан жағдаймен корреляция туралы нақты ақпараттың болуы,
мысалы, атмосфераға, гидрофераға, литосфераға зиянды заттардың
шығарындылары, сондай-ақ республиканың жыртылған және құнарлы жерлерін
үйінділер мен шламдардың бір бөлігін көмуге және жинауға пайдалану;
шаруашылық айналымда бұрын іске қосылмаған резервтерді пайдалану
ықтималдығы;
прогрессивті әрекет ететін операциялардың ең аз жиынтығын жасау
технологиялық жүйелерді дамудың ең жаңа деңгейіне көшіру қажеттігіне алып
келеді;
қажетті сипаттамаларға ие болуы мүмкін жаңа материалдарды алу мүмкіндігі;
нәтижесінде улы газдар мен шаң бөлінетін процестерді азайту және қысқарту
арқылы қызметкерлердің еңбек жағдайларын жақсартуға болады. Аралық өнімдер
мен катализаторлар ретінде зиянды компоненттерді жою.
Қалдықсыз өндірісті құру және дамыту - бұл аз уақытты алатын өте
тынымсыз жұмыс. Бірінші кезекте құруға экологтардың, экономистердің,
инженерлердің, кең бейінді жұмысшылардың, сондай-ақ бірқатарбасқа да
мамандар қатысуымен болады. Толық қалдықсыз өндіріс құру-бұл өте қиын іс,
оған жол көп жыл бұрын жатыр, дегенмен, бүгінгі күні бұл мәселе туралы
ойланудың қажеті жоқ, сондай-ақ ол өндірістің әр түрлі бағыттарын қоса
алғанда, жалпы экономикалық деңгейде шешілуі тиіс.
Біздің елімізде өндірілетін және өңделетін шикізаттың көптеген
түрлерінен фосфоры бар кендерді бөліп көрсетуге болады. Бұл өнеркәсіптің
дұрыс қойылған өндірісіне көбінесе топырақтың құнарлылығына тәуелділік
бар, ал құрамында фосфор бар кеннің сарқылу факторларын ескере отырып,
табиғи ресурстарды ұтымды пайдалану проблемасы пайда болады.
1.3.1 Аммофос-фосфогипс өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу және
кәдеге жарату мәселелері
Бұған дейін бай фосфатты кен орындарының қоймасы біздің республика
болып табылатыны туралы ақпарат баяндалды, ол тонна саны бойынша шамамен
13,5 миллиард тоннадан асады. Бұл факт Қазақстанды әлемдегі ресурстардың
95 % - дан астамы бар бес елдің қатарына жатқызуға мүмкіндік береді. Айта
кету керек, Қазақстанда өндірілген фосфат шикізатының минералогиялық және
химиялық құрамы жеткілікті.
Аимбеков Д. С., Дюсембаев И. Ж., Айтураева Н. сияқты отандық
ғалымдар Және. А. М. бренді де Қазақстанда фосфогипстің қасиеттерін
зерттеуге елеулі үлес қосты, талдау, бағалау жүргізді және осы
қалдықтарды өңдеудің ықтимал әдістерін ұсынды, біздің еліміз үшін
практикалық және экономикалық маңызы зор.
Бұған дейін айта кетерлігі, құрамында шикізаты бар отандық фосфатты
байыту үшін біздің шикізатымызға сай келетін жаңа технологияларды әзірлеу
қажет, өйткені батыста әзірленген технологиялар Қазақстандық кендерге
қатысты тиімділігі төмен. Сондай-ақ, біздің еліміз ұзақ уақыт бойы тауар
өнімдерінің шектеулі номенклатурасының көп тоннажды мөлшерін өндіру
курсын ұстануға мәжбүр болды. Мысалы, тек қарапайым суперфосфат немесе
аммофос; минералды тыңайтқыштардың басқа да түрлерін өнеркәсіптік шығару,
сондай-ақ сортаң топырақты қажет ететін мелиоранттар жүзеге асырылмаған
[17].
Осылайша, біздің елде ұзақ уақыт бойы фосфат шикізатын байытудың
тиімсіз әдісі қолданылған болса, нәтижесінде құрамында фосфор бар
жинақталған және кәдеге жаратылмаған, агрегаттық жай-күйі бойынша қатты
және сұйық болып бөлінеді.
"Минералды тыңайтқыштар зауыты" АҚ "ҚазФосфат" зауыты филиалының
аумағын зерттей отырып, мұнда 21 млн. тоннаға жуық фосфогипс кәдеге
жаратылмағанын байқауға болады. Бұл қалдықтарды жинау қоршаған орта үшін
өте қауіпті, атап айтқанда, бұл құрамында фосфор бар қалдықтың шаңынан
ауаның ластануына қатысты, фосфогипс топырақ арқылы топырақ суларына
түскен кезде судың қауіпті улануы пайда болады, сондай-ақ ел аумағында
шлам жинағыштар бола тұра, бұл құнарлы аумақтың жоғалуына алып келеді.
Фосфогипстің химиялық құрамына келетін болсақ, ол салыстырмалы түрде
тұрақты және белгілі бір диапазонда ғана кейбір ауытқулар бар. Бұл қалдық
құрамы бастапқы кеннің құрамымен тікелей корреляция жасайды.
Фосфогипс туралы зерттеулерде оның фазалық жай - күйін анықтауға
арналған, температура режимін арттыра отырып, дигидраттың формаларға
прогессивті емес трансформациясы орындалатынын көрсететін қорытындылар
бар,олар қандай да бір шамада судың болуымен, гипс үлгілеріндегідей
қоспасыз. Бұл көз жеткізуге болады арқасында реакциялар [18]:
CaSO4.2H2O (CaSO4.0.5H2O ( CaSO4
Егер температура режимі 160-тан 260°С-қа дейін , 320-тан 550°С-қа
дейін сәйкес болса, жартылай гидратқа трансформациясы су еритін
ангидритке айналуы мүмкін, неғұрлым жоғары температура режимінде еритін
және ерімейтін ангидрит түзіледі, ал 1350-1500°С температурада CaSO4.СаО
(экстрих-гипс) өндіріледі.
Алайда, біздің отандық ғалым В.И.Лисица фосфор шикізаты мен
қалдықтарын химиялық өңдеу әдісін ұсынды, өнеркәсіптік үйінділер саны аз
жаңа жоғары тиімді тыңайтқыштарды ала отырып, осы инновациялық ойлап
табылған технологияның схемасы 1-cұлба сәйкес келеді және 2016 жылы оның
жобасы рентабельді әдістемелерді енгізуге пайдаланылған көп шығын
азайтуға әсер етті.
1-сұлба. Жаңа тиімділігі жоғары минеральды тыңайтқыштарды алудағы
фосфаттық шикізат пен қалдықтарды химиялық қайта өңдеу технологиясының
сызбасы
1.4 Топырақтың мелиорациясы туралы түсінік
Адамдардың Жерде өмір сүруі үшін басты шарт -қолайлы табиғи жағдай.
Оның әл-ауқатының маңызды бағыттарының бірі топырақтың жақсы жағдайын
сақтау, құнарлылығын сақтау және жақсарту, сондай-ақ топырақ режимі мен
қасиеттерін зерттеу болып табылады.
Алайда, бұған қарамастан, антропогендік факторлардың әсерінен
егіншілік үшін жарамды болуы мүмкін жерлердің саны азаю үрдісі байқалады,
мұны бүкіл әлемде көруге болады. Антропогендік әсердің салдарынан құнарлы
жерлер алаңының азаюының нақты себептерін қарастыра отырып, оларды шартты
түрде 2 түрге бөлуге болады – бұл урбанизация деңгейінің өсу салдары,
екінші себеп демографиялық жағдайлармен түсіндіруге болады.
Мелиорация-латынның melio сөзінен шыққан, бұл жақсартуды, кемелдікке
жеткізуді білдіреді, бұл белгілі бір шаралар қолдану арқылы жердің
құнарлылығын арттыру тәсілі. Мелиорацияның ең көп таралған түрлері-жерді
құрғату және суару. Осы кең таралған әдістермен қатар:
- мәдени-техникалық жұмыстар (арамшөптермен күресу тәсілдері)
- химиялық мелиорация (топырақты гипстеу және әктеу кіреді)
- жел және су эрозиясымен күрес
Мелиорацияны жүргізудің негізгі мақсаттары-бұл дақылдардың
өнімділігін арттыру үшін топырақтың құнарлы қасиеттерін жақсарту, сондай-
ақ климаттық және ауа райы жағдайларының өнімділік жағдайына әсерін
жұмсарту. Өткен ғасырдың 70-ші жылдары жерді суландыру мен құрғатуға
байланысты мелиорациялық іс-шаралар таратылды. Бүгінгі күні мелиоративтік
іс-шаралардың ауқымы үлкен болса да, бірақ мақсаты олардың
рентабельділігін жақсарту болып табылады [20].
Кеңес ғалымы А. Н.Костяков кітабынан алынған үзінділерге сәйкес
"Мелиорация негіздері", ол мелиорацияны алғашқы өтуші ретінде зерттеу
жолын бастаған, ауыл шаруашылығы мелиорациясы-бұл техникалық және
шаруашылық ұйымдастырылған іс-шаралар, оның міндеті қолайсыз жағдайлардың
деңгейін жақсарту болып табылады, мысалы климаттық жағдайлардың, топырақ
және гидролитикалық, қолайлы игеру және одан әрі пайдалану үшін әсер ету
[21].
Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, ауыл шаруашылығы
өндірістеріндегі процестерді оңтайландыруды жақсарту үшін мелиорация
топырақтың құнарлы қабатын жақсарту әдістерінің бір бөлігі ғана болып
табылатынын түсіну керек. Шаруашылықтағы үдерістерді оңтайландыру
жөніндегі іс-шаралардың жақсы нәтижелерін тек егін шаруашылығы
жұмыстарының жоғары мәдениетінде күту керек. Сондай-ақ, ауыл шаруашылығы
агрономиялық жұмыстарының төмен мәдениеті кезінде мелиоративтік іс-
шаралардың нәтижесі төмен болуы мүмкін.
Мелиоративтік іс-шаралар жерді пайдалану сияқты ұғымның құрамдас
бөлігі болып табылатынын атап өтуге болады, бұл тікелей егіншілікке
жатады, оның нәтижесі тікелей егіншілік деңгейіне байланысты және егер
егіншілік деңгейі төмен болса, онда мелиорация тиісінше өте тиімді
болмайды.
Тиісті әдебиетті зерделей отырып, жердің құнарлылығын жақсарту
бойынша мелиорациялық шаралардың негізгі 6 түрін атап көрсетуге болады:
химиялық, биологиялық, агрономиялық, термо мелиорация, гидротехникалық
және техникалық. Одан әрі схема түрінде мелиорацияның әртүрлі түрлерінде
қолданылатын тәсілдерді көрнекі көруге болады [22].
Агрономиялық мелиорация ұғымы топырақтың физикалық параметрлерін
жақсарту (түрлендіру) үшін, сондай-ақ жер бедерін жақсарту үшін
қолданылатын іс-қимылдар мен шаралар кешенін білдіреді. Мұндай
мелиорациялар топырақтың қасиеттерін айтарлықтай жоғары тиімді жақсартуға
тиіс. Агрономиялық мелиорация топырақтың жыртылатын қабатын терең емес
аралық қабатпен, гумус мөлшері аз және жалпы табиғи құнарлылығы төмен
топырақпен тереңдету және өсіру сияқты агротехникалық әдістермен жүзеге
асырылады.
Агрономиялық мелиорацияда жердің құнарлы қабатының сапасын жақсарту
үшін техникалық құралдардың көмегімен жиі қар жауу үшін кедергі ретінде
бороздтар, шұңқырлар, тесіктер және басқа да ойықтар жасайды.
Агрономиялық мелиорация топырақтың суармалы қабаттарына судың
қолжетімділігі үшін жеткілікті тиімді әдіс болып табылады,бұл әр түрлі
дақылдардың өнімділігіне өте тиімді әсер етеді.
Мелиорацияның осы түріне терең қопсыту, тыртықтарды жасау және шаю
арқылы жер асты горизонттарының материалдық сипаттамаларының
конфигурациясы тәсілдерін да есептеу керек. Бұрын аталған іс-әрекеттерге
плантаждық терең жырту, сондай-ақ аралас құммен араластырылған, жабатын,
құммен, жер пайдаланудың аралас қабаттағы дақылдарын шымтезек топырақта
есепке алу керек.
Фитомелиорация (қарақұмықтан шыққан. phyton-өсімдік және лат.
melioratio-жақсарту) - бұл әртүрлі орман алқаптарын, әртүрлі екпелерді
ретке келтіріп ұйымдастыру, жер асты суларының мәнін төмендету мақсатында
өсімдіктер егу жолымен табиғи өсудің сөздігін жақсартатын кешенді шаралар
жүйесі. Осылайша, бұл белгілі бір климаттық жағдайларға тән тармақталған
тамыр жүйесі бар тұрақсыз өсімдіктерді егу. Фитомелиорация мысалы,
жоңышқа, клевер, тамыр жүйесі дамыған көпжылдық және біржылдық
өсімдіктерде жиі пайдаланылады. Сондай-ақ, мелиорацияның бұл түрі өсімдік
отырғызу арқылы топырақтың сапасын тиімді жақсарту деп айтуға болады. Бұл
да қолданыладындіріске енгізу үшін қарауға алды [23].
Химиялық мелиорация-топырақтың құнарлы қабаттарына химиялық өзара іс-
қимыл жасайтын кешенді іс-шаралар жүйесі. Химиялық мелиорация арқылы
өсімдікке зиян келтіретін заттарды, мысалы, сортаңда артық натрийді алып
тастайды, қышқыл топырақта артық сутегі мен алюминийді алып тастауға
мүмкіндік береді. Топырақта аталған компоненттердің болуы құнарлылықты
нашарлатады және өнімділікке теріс әсер етеді.
Химиялық мелиорация тәсілдері топырақты әктеу және гипстеу болып
бөлінеді. Әктеу негізінен қара топырақты емес аймақта жүргізіледі,
құнарлы қабаттарға әк тыңайтқыштарын гумус енгізу жолымен жүргізіледі.
Бұл әрекеттер аллюминий иондарын және сутегін кальций иондарымен ауыстыру
мақсатында жүргізіледі. Осы процедураның арқасында топырақтың артық
қышқылдығын төмендету мүмкін болды [24].
Гипстеу сорталарда және сортаң топырақтарда қолданылады. Бұл әдіс
сілтілікті азайту мақсатында гипсті топыраққа енгізу арқылы жүргізіледі.
Процесс механизмі натрий кальциймен алмастырылады. Сондай-ақ, бейтарап
немесе сілтілі реакциямен жүргізілетін топырақты қышқылдандыру бар. Әдіс
дақылдардың белгілі бір түрін өсіру үшін қажетті топырақты
қышқылдандырудан тұрады. Көбінесе күкірт немесе натрий дисульфатын енгізу
арқылы жүргізіледі.
Сондай-ақ, мелиорацияның осы түріне дақылдар өсетін топырақтың
тағамдық режимін елеулі арттыратын тыңайтқыштардың белгілі бір мөлшерін
жоспарлы түрде енгізуді жатқызуға болады.
Химиялық мелиорация, сондай-ақ оның кейбір әдіс-тәсілдері белгісіз
уақыттан бері белгілі болды, мысалы, 17 ғасырда оны Германияда,
Ұлыбританияда, Францияда және басқа да ескі әлемнің стандарында жиі
қолданған.
Ресейде әктасудың теорияда және практикада қолданылуы туралы Д. И.
Менделеевтің арқасында белгілі болды, содан кейін ұзақ уақыт әктасудың
зерттелмеген. КСРО-да бұл мәселемен А. Н. А. Н. Энгельгардт, П. А.
Костычев, П. С. Коссович, Д. Н. Прянишников айналысты. Бұл бағыт ППК
зерттеген Гедройц К. К. арқасында дами бастады [25].
2-кесте
Мелиорация түрлері
Техникалық мелиорация-бұл жерлерді әртүрлі өсімдік дақылдарынан
(шөп, ағаштар, мүк, т.б. сияқты) тазартуды қарастыратын шаралар кешенінің
түрі [26].
Ірі тастардың жоғары құрамы бар аумақтар егін мен өсімдіктерді жинау
қолайсыз болғандықтан топырақты жақсы өңдеу қабілеті азаяды, сондай-ақ
топырақ бетінде орналасқан ірі малтатас ауыл шаруашылығы техникасының
кейбір жұмыс бөліктерінің сынуын және тозуын тудыруы мүмкін.
Мәдени-техникалық мелиорацияға келесі жұмыс түрлерін жатқызуға
болады: мүк тамырын қазып алу, жер учаскелерін бұталар мен ағаштардан
тазарту, малтатас жинау, топырақты өңдеу, топырақты қопсыту, шұңқырлар
мен жыраларды себу [27].
Гидротехникалық мелиорация-бұл егістік жерлердегі су режимдерінің
проблемаларын болдырмауға көмектесетін жоспарлы бірқатар іс-шаралар.
Гидротехникалық мелиорацияның негізгі түрлеріне сусыздандыру, суландыру
және суландыру жатады. Мелиорацияның мұндай түрі, сондай-ақ оның басқа
түрлері сияқты жердің құнарлылығын жақсартуға, сондай-ақ тиімді жер өсіру
деңгейін арттыруға көмектеседі. Гидротехникалық мелиорация топыраққа
кешенді әсер етеді, оның барлық режимдерін жақсарта отырып, мысалы, ауа,
тұзды жылу, су, сондай-ақ микробиологиялық да әсер етеді, бұл егістік
аумағын тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Мелиорацияның бұл түрі егіс
айналымы, дақылдарды іріктеу және т.б. сияқты ұғымдармен тандемде жүзеге
асырылуы тиіс.
Гидротехникалық мелиорация негізінен топырақтың су режимін реттеу
үшін қажет.
3-кесте
Химиялық мелиорацияның түрлері
Әрине, мелиорацияның әртүрлі түрлерінде көптеген айырмашылықтар бар,
бірақ олардың барлығы қандай да бір фактордың қолайсыз жағдайларына
байланысты қабылданатын және топырақтың дақылдардың өнімділігін арттыру
қабілетіне тікелей байланысты проблемаларды толығымен жоюға бағытталған
шаралар кешені.
Осылайша, мелиорацияның барлық түрлері тұтас жылу, су және т.б.
режимдерін жақсартуға бағытталған жүйелі шаралар кешені болып табылады
деп айтуға болады. Ең жақсы нәтижеге жету үшін мелиорацияның әр түрлі
түрлерін біріктірген жөн. Мысалы, батпақты топырақ проблемасын шешу үшін
агромелиорацияға, гидротехникалық және техникалық мелиорацияға жүгіну
керек, сол сортты жақсарту үшін кешенді биологиялық, химиялық және
гидротехникалық мелиорацияны қолдану керек [28].
Бұдан бұрын айтылғандай, мелиорацияның негізгі мақсаты қабатының
қуаты 100-150 см жуық жер бетіндегі борпылдақ шөгінділердің қасиеттері
мен режимдерін айтарлықтай жақсарту болып табылады,осылайша, бұл топырақ
профилінің көкжиегінде орналасқан зерттеу мен жақсартудың негізгі және
басты түрі деп айтуға болады.
Гумидті және семигумидті аймақтарды қарастыра отырып, мұндай
аймақтардағы мелиорацияның мақсаты жер бетінің тереңдігі 2 метрге дейінгі
қалыңдықтарында белгілі бір дақылдарды өсіру үшін қолайлы болатындай
топырақтың режимі мен қасиеттерін жақсарту болып табылады, мұнда топырақ
беті мелиорацияның маңызды мәні болып табылады [29].
Аридті немесе семиаридті аймақта орналасқан жер учаскелерінде
мелиорацияға байланысты айтарлықтай проблемалар бар. Мелиорацияның
міндеттері қиындайды,өйткені Топырақтың және топырақ түзуші жыныстың
шамадан тыс тұздануы үлкен проблема болып табылады. Осылайша, бұл
жағдайда мұндай жерлердің құнарлылығын тек топырақпен ғана емес, сонымен
қатар тұщыландыру әдістері талап етілетін жер бетіндегі деңгейжиектер мен
жер асты сулары арқылы да жақсарту қажет болады.
Топырақ мелиорациясы-бұл тек құнарлылықты жақсарту әдісі ғана емес,
бұл кешенді жүйелендірілген ғылым, ол гидротехникада, агрономияда,
химияда,топырақтану, экономикада, геологияда, құрылыс қолөнерінде және т.
б. жасалған жетістіктерді қамтиды. Топырақтану-бұл мелиорацияны зерттеу
мен қолданудағы негізгі ғылым. Бұл топырақтың жоғарғы қабаттары, қуаты
100-150 см-ге жуық екенін түсіндіреді. Сондай-ақ, топырақтың көп бөлігі
мен топырағы бойынша гумидтік аймақта орналасқан, дала және аридтік
аймақтарда орналасқан бөліктері әлі де белгілі бір, ал мүмкін аралас
заттар, мелиорациялық іс-шаралардың объектілері болып табылатыны да
белгілі. Және әрине, топырақтың зерттелу пайызы мен оның табысты
мелиорациялық іс-шаралардың пайызы арасында нақты тәуелділік бар екені
сөзсіз. Мелиорация пәні болып табылатын топырақ және оны объективті
бағалау генетикалық жіктемеге сүйене отырып жүргізілуі тиіс, яғни оның
шығу тегін сипаттайтын қасиеттерді назарға ала отырып. Бұл қорытындылар
в. В. Докучаев топырақтану саласында жұмыс істеген еңбектер негізінде
құрылады. Белгілі ғалым В. В. Докучаевтың жұмыстары, сондай-ақ оның
теориялары негізіндегі зерттеулер әртүрлі проблемалары бар топырақтың
түрлі учаскелерінде мелиорацияның дамуын зерттеудегі базалық материалдар
мен негіз болып табылады. Топырақтану ғылымы мелиоративтік шараларға
дейін және одан кейін топырақ жамылғысының қасиеттерін, сондай-ақ
режимдерін тиісті түрде зерттейді және қарастыруы тиіс. Мелиорацияны
табысты жүргізу үшін шаралар қолданғанға дейін кейбір нормаларға баға
беру қажет, олар кейіннен мелиорация кезінде өзгеретін болады.
Топырақтану геологиялық құрамды зерттейтін ғылымдарға жатқызылатындықтан,
онда ол мелиорацияны қолданғаннан кейін топырақтың құнарлы қабілеті қалай
өзгереді деген болжамдар бере алады.
Мелиоративтік іс-шараларды жүргізу кезінде топырақтың ерекшеліктері
мен белгілері кешенді зерттелуіне және мелиорация қолданғаннан кейін
өзгерістер мен жақсартулардың ерекшеліктері мұқият зерттелуіне байланысты
болады. Әрине, жердің құнарлылығының жақсаруы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Әл-Фaрaби aтындaғы Қaзaқ Ұлттық Унивeрcитeтi
Қорғауға жіберілді
_____________2019 ж.
Жалпы және бейорганикалық химия
кафедрасының меңгерушісі,
х.ғ.к., профессор_______ Р.К. Надиров
ФОСФОР ӨНЕРКӘСІБІНІҢ ӨНДІРІС ҚАЛДЫҚТАРЫН МЕЛИОРАНТТАРҒА ӨҢДЕУ
тақырыбында
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Мaмaндығы: 5В072000 – Бeйoргaникaлық зaттaрдың химиялық тeхнoлoгияcы
Орындаған:
Мусанова Г.А.
Ғылыми жетекшісі:
х.ғ.к., доцент Бейсембаева Л.К.
Норма бақылаушы
PhD, аға оқытушы:
Мылтыкбаева Л.К.
Алматы, 2019
АҢДАТПА
Дипломдық жұмыс 55 беттен, 11 кесте, 8 суреттен және 46 ғылыми
әдебиеттерге сілтемеден тұрады.
ТҮЙІН СӨЗДЕР: ФОСФОР, ФОСФОГИПС, ҚАЛДЫҚТАРДЫ ҚАЙТА ӨҢДЕУ, МЕЛИОРАНТ,
ҚҰРАМЫНДА ФОСФОР БАР ҚАЛДЫҚТАР, ФОСФАТ- ИОН
Жұмыстың мақсаты: фосфор өнеркәсібінің өндіріс қалдықтарын
мелиоранттарға өңдеу.
Жұмыстың міндеттері: фосфор өнеркәсібінің қалдықтарын өңдеу барысында
химиялық мелиорантқа айналу мүмкіндіктерін анализдеу; фосфат-иондарын бөліп
алуда олардың фазалардың жанасу уақытына тәуелділігін анықтау; Қ:С фазаның
тәуелділігін мелиорант сапасына әсерін айқындау; ерітіндінің рН байланысты
фосфогипстің сорбциялық қасиеттерін зерттеу.
Пайдаланылған әдістер: талдаудың фотоколориметрлік әдісі, талдаудың
рентгенфазалық әдісі.
Зерттеу нәтижелері: фосфат-иондарды мелиоранттарға тиімді бөліп алу
үшін фосфогипс және құрамында фосфор болатын ағынды судың сорбциялану
үдерісін жүргізуге арналған оңтайлы шарттар: орта қышқылдығының мәндері,
фазалардың жанасу уақыты, сонымен қатар қатты және сұйық фазалардың оңтайлы
қатынастары қарастырылды.
РЕФЕРАТ
Выпускная работа состоит из введения, трех разделов, выводов, списка
использованных источников, состоящего из 42 наименований. Работа изложена
на 62 страницах, включает 16 рисунков, 15 таблиц.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ФОСФОР, ФОСФОГИПС, ОТХОДЫ, ПЕРЕРАРБОТКА ОТХОДОВ,
МЕЛИОРАНТ, ФОСФОРСОДЕРЖАЩИЕ ОТХОДЫ, ФОСФАТ- ИОН И Т.Д.
Цель работы: Переработать промышленные отходы фосфорного производства
в мелиоранты.
Задачи работы: Определить свойства фосфогипса, для того что бы в
дальнейшем использовать его как мелиорант; установить зависимость
извлечение фосфат- ионов от времени контакта фаз; выявить зависимость
влияние фаз Т: Ж на качество мелиоранта; изучить сорбционные свойства
фосфогипса в зависимости от рН раствора
Использованные методы: ИК- спектроскопия, фотоколориметрический метод
анализа, рентгенофазовый метод анализа.
Результаты исследования: Были установлены оптимальные условия для
проведения процесса сорбции фосфогипса и фосфорсодержащей сточной воды для
эффективного извлечения фосфат- ионов в мелиорант: значения кислотности
среды, время контакта фаз и оптимальное соотношение твердой и жидкой фазы.
В последствие получив мелиорант и изучив его состав, можно предположить,
что данный образец можно использовать в сельском хозяйстве для мелиорации
солонцов, так как обладает мелиорирующими свойствами.
ABSTRACT
Graduate work consists of an introduction, three chapters,
conclusions, list of sources used, consisting of 42 items. The work is
written in 62 pages, including 16 pictures, 15 tables.
Keywords: PHOSPHORUS, PHOSPHOGYPSUM, WASTES, WASTE RESICLYNG,
AMELIORANT, PHOSPHORUS-CONTAINING WASTES, PHOSPHATE ION AND ETC.
Work’s Objective: Development of methods to get chemical ameliorants
using industrial wastes of phosphorus production, namely phosphogypsum.
Work’s Tasks: Development of the way to produce chemical ameliorants
based on ion isomorphic substitution of ions of the same charge, as well as
the study of influence of various factors on the process and the choice of
optimal variations.
Methods Used: Infrared spectroscopic analysis was applied. Analysis
for total P2O5 was set by weight citrate method of Bakhterev-Wagner and by
photocolorimetry method on CK-3 photocolorimeter in the form of yellow
phosphorus-vanadium-molybdenum complex.
Results: Result of the study has shown that it is possible to get
ameliorant with a higher content of phosphate ions through the use of
phosphogypsum in the sorption of phosphate ions from phosphorus-containing
water, as well as to purify wastewater comprehensively from phosphate ions.
Extracting ameliorant and examining its structure it can be assumed that
the product may possess ameliorating and fertilizing properties.
БEЛГIЛEУЛEР МEН ҚЫCҚAРТУЛAР
ФГ – фocфoгипc
ШРК – шeктi рұқcaт кoнцeнтрaцияcы
CAC – cтaтикaлық aлмacу cыйымдылығы
рН – cутeктi көрceткiш
Қ – қaтты фaзa
C – cұйық фaзa (өндiрicтiк aғын cу)
ҚФC – құрaмындa фocфoры бaр cу
Д – тaрaлу кoэффициeнтi
R% – бөлу дәрeжeci
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 8
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 10
1.1 Аз қалдықты технологияларды дамыту бағытындағы маңызды қадам 10
ретінде мелиоранттарды жасау және пайдалану
1.2 Қазақстан топырағының ерекшеліктері мен қажеттіліктері 14
1.3 Аз қалдықты және қалдықсыз технологияларды құрудың қиындықтары 18
1.3.1Аммофос-фосфогипс өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу және 20
кәдеге жарату мәселелері
1.4 Топырақтың мелиорациясы туралы түсінік 21
1.5 Әлемдік тәжірибеде мелиоранттарды қолдану 27
1.5.1Фосфогипсті қайта өңдеу және оны мелиорант ретінде пайдалану 28
1.5.2Қазақстандағы минералды тыңайтқыштар өндірісінің қазіргі 32
жағдайы
1.6 Сортаңды топырақтарда мелиоранттарды қолданудың ерекшелігі 34
1.7 Сорбция әдісімен фосфор өндірісінің ағынды суларын тазарту 38
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 39
2.1 Ұсынылған технологияның мәні 39
2.2 Зерттеу әдістері 43
2.2.1Сынамаларды жіктеу әдістемесі 43
2.2.2Р2О5 сіңірімділік формадағы құрамын зерттеу 45
2.2.3Р2О5 жалпы құрамын талдау 45
2.2.4Градуирленген графикті құру 46
2.4 ЖШС Казфосфат таңдап алған ақпасулардың физико-химиялық 50
қасиеттерін зерттеу
3 НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ТАЛҚЫМАЛАР 52
3.1 Фазалардың байланыс уақытына байланысты фосфат-иондарын алу 52
3.2 Қ: С фазаларының арақатынасына байланысты фосфат-иондарды 53
шығару
3.3 Ортаның қышқылдығына байланысты иондардың фосфатын алу(рН) 54
ҚOРЫТЫНДЫ 59
ПAЙДAЛAНЫЛҒAН ӘДEБИEТТEР ТIЗIМI 60
КIРICПE
Жұмыcтың өзeктiлiгi: Қaзiргi тaңдa Қaзaқcтaндa өңдeлeтiн жeрдiң 13
бөлiгi aрнaйы химиялық мeлиoрaцияны қaжeт eтeтiн қышқыл типтi тoпырaққa
жaтaды. Қышқылды тoпырaқтың aудaны жылдaн жылғa өciп бaрa жaтыр, яғни
жeрдiң шөлeйттeну прoцeci қaйтымcыз өcудe.
Химиялық мeлиoрaцияның мәнi, тoпырaқтың coрғыш кoмплeкciндeгi cутeк,
aлюминий жәнe нaтрий иoндaрының aлмacуын қaмтaмacыз eтeтiн eгicтiк жeрдeгi
кaльций иoндaрының қoрын көбeйту бoлып тaбылaды. Мeлиoрaнттa кaльций
иoндaрының бoлуы, тoпырaқтың қышқылдығы мeн тұздылығын aзaйтaды. Coнымeн
қoca шөлeйттeну прoцeci aзaяды, тoпырaқтың құнaрлығы aртaды, тoпырaқтың
физикa-химиялық жәнe cу-физикaлық қacиeттeрi жәнe өciмдiктiң қoрeктeну
шaрттaры жaқcaрaды, дaқылдaрдың өнiмдiлiгi aртaды.
Aйтa кeтeтiн жaйт қaзiргi тaңдa Қaзaқcтaндa қышқыл тұзды тoпырaқты
eмдeу үшiн қoлдaнылaтын көпқырлы химиялық мeлиoрaнттaрдың өндiрici жoқ
дeугe дe бoлaды.
Eгicтiк жeргe фocфoрлы жәнe aзoтты тыңaйтқыштaрды тiптi көп мөлшeрдe
дe eнгiзу, шөлeйттeну прoцeciнiң aзaюынa әкeлмeйдi, ceбeбi бұл
тыңaйтқыштaрдa тoпырaқ мeлиoрaцияcы үшiн aca мaңызды кaльций иoндaрының aз
бoлуы.
Бүгiнгi күнi химиялық өндiрicтiң қaлдықтaрын eкiншiлiк шикiзaт рeтiндe
қoлдaну aяcындaғы мәceлeлeр әлi күнгe дeйiн шeшiлмeгeн. Нeгiзгi шикiзaт
рeтiндe тeңiз тұздықтaрынaн қaтпaр бoлып түзiлeтiн cульфaтты минeрaлды жәнe
фocфoр өндiрiciнeн пaйдa бoлғaн қaлдықтaрды пaйдaлaнaтын рecурcқoрғaушы
тeхнoлoгиялaрдың мыcaлдaры жoқ, тeхнoгeндi қaзбaлaрды қoлдaнумeн жүрeтiн
тeхнoлoгиялық прoцecтeр жoқ.
Бiрaқ нaқты ocы төмeн caпaлы қaзбaлaрдa өciмдiктiң өcуi үшiн қaжeттi
элeмeнттeр (кaлий, мaгний, кaльций) бaр. Тeхнoгeндi шикiзaтты өндiрicтe
пaйдaлaнғaндa, oл Қaзaқcтaнaдa өндiрiлeтiн микрoтыңaйтқыштaрдың түрiн
бiршaмa aрттырaтын eдi.
Әртүрлi химиялық өндiрicтeрдeн шығaтын өндiрicтiк aғын cулaр тaбиғи cу
қoйнaулaрынa төгiлудe, oл өз кeзeгiндe фocфoр жәнe бoр өндiрiтiн
зaвoдтaрдың aйнaлacындa экoлoгиялық aпaтқa aлып кeлудe.
Жұмыcтың мaқcaты мeн мiндeттeрi: фосфор өнеркәсібінің өндіріс
қалдықтарын мелиоранттарға өңдеу, фосфогипстің coрбциялық қacиeттeрiн
зeрттeу және оңтайлы параметрлерін анықтау;
1. Фосфор өнеркәсібінің қалдықтарын өңдеу барысында химиялық мелиорантқа
айналу мүмкіндіктерін анализдеу;
2. Фосфат-иондарын бөліп алуда олардың фазалардың жанасу уақытына
тәуелділігін анықтау;
3. Қ:С фазаның тәуелділігін мелиорант сапасына әсерін айқындау;
4. Ерітіндінің рН байланысты фосфогипстің сорбциялық қасиеттерін
зерттеу.
Зeрттeу oбьeктici: Кaзфocфaт фocфoр өндiру зaуытының фocфoр құрaмды
aғынды cуы, фосфогипс.
Зeрттeу әдicтeрi: химиялық, клaccикaлық жәнe инcтрумeнтaлды, ИҚ-
cпeктрocкoпия, aнaлиздeугe фoтoкoлoримeтрлiк әдic, рентгенфазалық әдісі.
Aлынғaн нәтижeлeр жәнe oлaрдың прaктикaлық мaңызы:
Зeрттeу нәтижeлeрi: фосфор өнеркәсібінің қалдықтарын өңдеу барысында
химиялық мелиорантқа айналу мүмкіндіктерін анализдеу; фосфат-иондарын бөліп
алуда олардың фазалардың жанасу уақытына тәуелділігін анықтау; Қ:С фазаның
тәуелділігін мелиорант сапасына әсерін айқындау; ерітіндінің рН байланысты
фосфогипстің сорбциялық қасиеттерін зерттеу.
Aуыл шaруaшылығының eгic aлқaптaрындaғы дaқылдaрдaн,өciмдiктeрдeн
химиялық мeлиoрaнтты қoлдaну aрқылы жoғaры caпaлы өнiм aлу, coр жәнe coртaң
тoпырaқтaрдың қышқылдығы рeттeлeдi. Eлiмiздeгi қышқыл типтi
тoпырaқтaрындaғы шөлeйттeну прoцeci aзaяды, тoпырaқтың құнaрлығы aртaды,
тoпырaқтың физикa-химиялық жәнe cу-физикaлық қacиeттeрi жәнe өciмдiктiң
қoрeктeну шaрттaры жaқcaрaды.
Диплoмдық жұмыcтың жaңaлығы: Ocы жұмыcтa eң aлғaш рeт түрлi
пaрaмeтрлeрдiң әceрi (рН oртacы, фocфaт-иoндaрын aғынды cудaн eң тиiмдi
жoлмeн aлынуынa Қ:C фaзaлaрдың бaйлaныcы жәнe oлaрдың бaйлaныc уaқыты)
зeрттeлдi. Coндaй-aқ, cульфaтты минeрaл жәнe фocфoр өндiрicтeрiнiң
қaлдықтaрын eң aлғaш рeт бiрiктiрiп, экoнoмикaлық шығынды aзaйтып,
coрбциялық үдeрic жүргiзiлдi.
1 ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Аз қалдықты технологияларды дамыту бағытындағы маңызды қадам
ретінде мелиоранттарды жасау және пайдалану
Қазақстандағы топырақтың тозуы антропогендік, сондай-ақ табиғи
факторларға негізделген өте маңызды мәселе болып табылады. Бұл проблеманы
шешу - біздің еліміздің егіншілік және ауыл шаруашылығын дамытудағы өте
маңызды аспект, топырақтың азып-тозуының үлкен экологиялық проблемасын
жою тәсілдерінің бірі түрлі химиялық өндірістердің қалдықтарын қайта
өңдеу негізінде алуға болатын химиялық мелиоранттарды пайдалану болып
табылады.
Ф. Е. Козыбаева бойынша бүгінгі күні біздің Республиканың
топырағының шамамен 55-60 % - ын өңірдегі табиғи жағдайлар мен ауыл
шаруашылығын дамытудың критерийлері мен ерекшеліктеріне байланысты
әртүрлі тозу дәрежесіне жатқызуға болады [1].
Жыл сайын бүгінгі күнге дейін өсіп келе жатқан химия өнеркәсібінің
көптеген қалдықтарын кәдеге жарату проблемалары қалдықтарды жою бойынша
тиісті іс-қимылдар мен шараларды қабылдауды талап ететін өте өзекті болып
табылады. Негізінен бұл фосфор тыңайтқыштары - аммофос өндірісінде пайда
болатын өнеркәсіптік ағынды сулардың үлкен колличектері, сондай-ақ бор
шикізатын қайта өңдеу кезінде жиналатын аналық ерітінділерді жатқызуға
болады.
Бүгінгі күні табиғат пайдаланудың тұжырымдамалық жоспары негізінен
минералдық шикізатты кешенді қайта өңдеуге бағытталған, ресурс үнемдейтін
технологиялар қайта өңдеу өнеркәсібін дамытуда өте маңызды бағыт болуы
тиіс.
Біздің заманда әрине, Қазақстанның экологиясы қарқынды нашарлайды.
Бұл аспектіде қазіргі климаттық жағдайлар мен аграрлық қызмет ғана емес,
өнеркәсіптік және энергетикалық кешендер де үлкен рөл атқарғанын айтуға
болады.
Көбінесе әдебиетте химиялық мелиорация - қышқылдық реттеу жүйесі,
сондай-ақ оның жеке түрлері қарастырылады. Әр түрлі өсімдіктердің
қоректену процестеріне адамдарды тарту, оның нәтижесінде органикалық
заттар пайда болады, қолданылған тыңайтқыштардың тиімділігін білдіретін
өсімдіктер жасушаларында энегрия трансформациясының күрделі
физиологиялық процесі деп атауға болады [2].
Бұл жағдайда химиялық мелиоранттардың мәні мен мақсаттылығы туралы
айтуға болады. Химиялық мелиоранттар деп топыраққа жанама, химиялық және
микробиологиялық әсер ету әдістерімен әсер ететін заттарды түсінуге
болады. Олардың негізгі мақсаты қолданылған тыңайтқыштардың сіңу
коэффициентін арттыру болып табылады. Мысалы, мелиоранттың топырақтардың
қшқылдығын азайтуға әрекеті туралы айтуға болады. Бұл жағдайда
мелиорациялық зат-сөндірілген әк (ол жер әктас) немесе доломит.
Топырақтың құнарлы қабілетін жақсарту үшін мелиорациялаушы зат ретінде
кальций көп мөлшерде болатын гипс болады, топырақты қышқылдандыру үшін
натрий бисульфатын пайдалануға болады, сонымен қатар кальций көзі, тұзды
гипс мелиорациялау көзі болып табылады. Кейде топырақты қышқылдандыру
үшін натрий бисульфитін пайдаланады [3].
1.2 Қазақстан топырағының ерекшеліктері мен қажеттіліктері
Қазіргі уақытта ешқашан өзекті болып, ұқыпты қарым-қатынас және
табиғи ресурстардың тұтастығын сақтау мәселесі назар аудартады, бұл
агроландшафттарға да қатысты.
Топырақтың ластануы себептерінің бірі адам қызметінің кейде бейқам
және сауатсыз болуының салдары болып табылады,. Кейде өзінің құнарлы
қабілетін жоғалтатын және эрозияға ұшырайтын жердің құнарлы қабаты
негізінен антропогендік фактордың әсері және жерді дұрыс пайдаланбау
есебінен жойылады. Жер құнарлылығының нашарлауы, сондай-ақ оның эрозиясы
соңғы 90 жылда 25 % - ға төмендегенін атап өтуге болады, бұл ауыл
шаруашылығы алқаптарына бөлінген жерлерге жатады. Топыраққа әсер ету және
оның топырақ жүйелерінің биологиялық айналымында қатысы бар нормадан тыс
түсетін үлкен мөлшердегі химиялық заттармен және қалдықтармен ластануы.
Топырақтың тозуына әсер ететін факторларды белгілеуге болады-бұл
желдену, кептіру, топырақтың терең қабатына қажетті заттарды жуу. Жер
ресурстарының қорын қоректік элементтермен толықтыру қажет етеді. Ал
антропогендік факторлардың әсері әлі жетілмеген экологиялық жағдайды да
күшейтеді [5].
1-кесте
Топырақтың тозуын тудыратын факторлар
Жер ресурстарының аграрияларын қолайсыз климаттық жағдайлармен бір
мезгілде пайдалану топырақтың тозуына алып келеді. Бірінші экологиялық
мәселе, ол топырақ эрозиясын тоқтату және ауыл шаруашылығы үшін қолайлы
емес жерлерді қолдану.
Мұндай проблема өнеркәсіп дамыған республиканың маңызды өңірлерінің
бірі болып табылатын Батыс Қазақстан облысында байқалады. Өте жиі бұл
жерде табиғи және топырақ қуаңшылығы болуы мүмкін. Олар азық
жетіспеушілігінің себебі болып табылады. Бұл аймақта өте кішкентай алаңда
көптеген сортаңдар мен сортаң топырақтар бар, бұл сондай-ақ жем
өндірісінде қолайсыз әсер етеді [6].
Қазақстанның агроклиматтық жағдайлары барлық жыртылған жерлердің 13
бөлігі қышқыл типке немесе сортаңға жатады. Қышқыл және сортаң топырақты
қалпына келтіру және регенерациялау үшін топырақтың егістік қабатындағы
кальций қорын үнемі толықтыру қажет. Бұл кальций қорын құнарлы қабаттан
жердің терең қабатына тұрақты жуумен байланысты болады. Сонымен қатар
кальций топырақ ерітіндісінде және өздерінде сілтілі-қышқылды тепе-
теңдікті реттейді [7].
Табиғи ортаға және экожүйелердің,оның ішінде агрономикалық
жүйелердің қалыптасуына ықпал етудің елеулі және салмақты факторы ауыл
шаруашылығы болып табылады. Табиғи заңдарды зерттей және танып, сонымен
қатар қазіргі заманғы ғылымдарда – агрохимия, генетика, селекция,
Топырақтану, мелиорация және химия сияқты ииновациялық техника мен
білімді қолдана отырып, адамдар биосферада болатын процесс пен механизмге
әдейі әсер етеді, ал ақылға қонымды және ойластырылған тәсілде
агроэкожүйелердің өнімділігін түсіндіреді,биосфераны сақтайды және
айтарлықтай жетілдіреді [8].
Бұл сатыда Қазақстан топырағының типтері мен суын, елдің климаттық
жағдайларын назарға ала отырып, өзінің агрохимиялық тиімділігін,
мелиорациялайтын қасиеттерін, сергіту қабілетін толық көлемде көрсете
алатын химиялық мелиоранттар қажет; бұл үшін олардың құрамында магний,
калий, фосфор, бор, кальций сияқты бірқатар қоректік компоненттері болуы
тиіс. Ғалымдардың көптеген зерттеулері бойынша, осы элементтер көптеген
дақылдар үшін емдік қасиетке ие бола отырып, Өсімдіктердің өсуіне оң әсер
етеді деген қорытынды жасауға болады [9].
Қазіргі уақытта минералды тыңайтқыштар мен химиялық мелиоранттарды
жасау және қолдану үшін жаңа техникалық шешімдерді іздеу өте танымал және
әлі шешілмеген мәселе болып табылады.
Осы проблеманы реттеудің перспективалық бағыттары химиялық
мелиоранттар,құрамында тыңайтқыш қасиеттері бар техногендік қалдықтардан
кальций бар жаңа инновациялық ресурс құрудың үнемдеуші әдістерін
қалыптастыру болып табылады.
Осы инновациялық тәсілдерді жасау қоршаған ортаның экологиясына және
қазіргі заманғы химия өнеркәсібінің проблемаларына қатысты көптеген
проблемаларды шешуге көмектесе алады, ол сондай-ақ басқа да барлық
қалдықты аз технологияларды құруға бағытталған.
Гипс тестінің негізінде алынған мелиоранттарды жасау мен
пайдаланудың үлкен артықшылығы-бұл тұзды топырақтағы оң үрдісті пайдалану
және қадағалау. Көптеген және аз натрий тұздары сияқты топырақ
құнарлылығын интенсификациялау үшін, сондай-ақ ПКП-да натрий құрамының
тұрақты және қадамдық төмендеуі гипсті бір рет енгізгенде де жеткілікті.
Бұл рәсім егістік жерлердің жалпы санын арттыруға мүмкіндік береді [10].
Құнарлы жыртылған жерлерді кешенді емес пайдалану, сондай-ақ
жоспардан тыс тыңайтқыштардың кенсіз әдістері құнарлылықты әлсіретудің
негізгі факторы болып табылады. Мәселенің мәні өсімдіктерге қажетті
қоректік элементтердің топырақтан жуу қабілеті бар, сонымен қатар
өсімдіктен сорылып алынуы мүмкін, ал өсу үшін қолайсыз элементтер
топырақтың құнарлы қабатында қалуы мүмкін, бұл сөзсіз жердің құнарлылығын
тозуға және регреске алып келеді.
1.3 Аз қалдықты және қалдықсыз технологияларды құрудың қиындықтары
Күн сайын дамып келе жатқан өнеркәсіп индустриясының теріс әсері –
экология тұрғысынан қоршаған ортаның нашарлауының нәтижесі, биосфераға
әсер ету, оның ішінде әртүрлі табиғи резервтерді өндіру және қайта өңдеу
үдерістерінен кейін кәдеге жаратылмаған қалдықтардың көп мөлшерін
жинақтау. Әр түрлі өндірістердің қайта өңделмеген қалдықтары биосфераның
әлемдік ауқымда антропогендік ластануы үшін ресурс болып табылады және
тұтыну қатынасының жойылмайтын әсері және ресурстарды пайдалы
пайдаланудың қайтарымсыз аз коэффициенті ретінде құралады.
Өткен ғасырдың 1950-ші жылдарынан бастап қандай да бір өндірістің
экономикалық аспектісінде мақсаттылық пен рентабельділікті анықтау үшін
қайта өңдеудің соңғы мақсаты ғана назарға алынады – бұл мақсатты
өнімдерді өндіру. Биосфераның өзін-өзі тазарту мүмкіндігі жеткілікті ұлы
болып саналды және Химиялық өндірістердің қалдықтары ластанудың аз
факторы болып саналды және ескерілмеген. Бүгінгі таңда БиоСфера өзінің
өзін-өзі тазарту функциясын орындауды тоқтатқанын атап өтпейтін қалдықтар
санының өсу үрдісін байқауға болады. Химиялық өнеркәсіпте қолданылатын
маңызды ақаулы технологиялар улы қалдықтардың бақыланбайтын эмиссиялары
бүгінгі экологиялық жағдайға теріс әсер етуі болып табылады. [11]
Біздің республикамыздың экономикалық тұрғыдан тәуелсіздік алған
кездегі жеткілікті тұрақсыз жағдайы да осы мәселеге кері әсерін
тигізді,атап айтқанда бұл неғұрлым таза шикізат материалдарымен жұмыс
істеген өндірістерге факторларға әсер етті. Бұл жағдайда қалдықтарды
кәдеге жарату және сұрыптау сияқты әрекеттер сол уақытта аса маңызды емес
болып шықты және екінші кезектегі жоспарға кетті. Біздің республикамызда
соңғы 20 жылда өтіп жатқан өнеркәсіптік - энергетикалық кешеннің
қалдықтарына көптеген аумақ қоқыстанды, атап айтқанда бұл байыту
комбинаттарынан алынған үйінділер, шлактар, фосфоритті ұсақ-түйектер,
кәсіпорындардан қалдықтар мен үйінділер, миллион тонна күл және т.б.
жоғарыда аталған қалдықтар биосфера мен атмосфераны ластаудың маңызды
факторы болып табылады, олар топырақтың құнарлы қабаттарына, су
көздерінде, су қоймаларында, сондай-ақ жер асты суларында жағымсыз әсер
етеді.
Қазіргі уақытта Джусипбеков У. Ж сияқты отандық ғалымдар фосфор
өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу саласында бірқатар зерттеулер
жүргізді,атап айтқанда ,құрамында фосфор бар тыңайтқыштарға қазандық
шаңының су суспензиясын кәдеге жаратуға, кейіннен осы өңдеу әдісі
патенттелді. Бұл Қазақстанда аз қалдықты технологияларды дамытуға жақсы
үлес қосты [12].
Ресурстарды және пайдалы қазбаларды тиімді және үнемді пайдалану –
бұл қазіргі заманғы қайта өңдеу өндірісінің мақсаты.Экономиканың жылдам
өсуінің арқасында дамып келе жатқан өндірістің жылдам өсіп келе жатқан
қарқыны шикізат базасын көп мөлшерде пайдалану қажеттігіне ие, бұл
түсінікті себептер бойынша табиғи ресурстардың сарқылуына алып келеді.
Табиғи ресурстардың сарқылу проблемасы табиғи ресурстарды ұтымды және
орынды пайдалана отырып, қалдықтарды қайта өңдеу мен кәдеге жаратудың
аралас және өзара байланысты проблемаларымен қатар өнеркәсіптің әртүрлі
салаларында жеткілікті өзекті болып табылады. Бұл проблеманы шешуді
салааралық өзара іс-қимылды ескере отырып, кешенді қабылдау қажет.
Қазіргі заманғы ғылымның қалыптасу кезеңінде әр түрлі химиялық
өндірістердің қалдықтары кәдеге жаратылуы немесе циклмен пайдаланылуы
тиіс, мысалы, ауыл шаруашылығында немесе олар өндірілген кәсіпорында.
Көптеген зерттеулердің арқасында қоршаған орта үшін зиянды болып
табылатын химиялық өндірістердің шығарындыларын бақылау мүмкін болды.
Бақылау жаңа технологиялық схемалар мен процестердің арқасында жүзеге
асырылады. Айта кету керек, халық санының өсуі, сондай-ақ адамдардың өмір
сүру деңгейінің артуы өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату проблемасының
классикалық шешілуі аз әсер ететін факторлар болып табылады.
Бұл факторлар шикізат өнімдерін пайдалана отырып, барлық
өнеркәсіптік процестерде түпкілікті өнім алуға болатын өнеркәсіптік
өндірістердің классикалық үлгілері туралы ойлануға мәжбүрлейді. Оларды ең
жақсы жағдайда жою және кәдеге жарату қажет өндірістер мен қайта өңдеуден
алынатын қалдықтар ресурс үнемдеуші болып табылатын инновациялық және
жақсартылған технологиялық процестерге жақсартып, қайта құру қажет.
Өндірістерге енгізуге болатын инновациялық технологияларды әзірлеуде
қалдықтар ең аз мөлшерге теңестірілуі мүмкін фактор ескерілуі тиіс, онда
шикізатты қайта өңдеу процесі циклдік немесе зиянды шығарындылар мен
қалдықтар басқа өндірістер мен өнімдер үшін шикізат болуы мүмкін. Мұндай
технологияны әзірлеу биосфераға өнеркәсіптік қызметтің теріс әсерін
азайтуға мүмкіндік береді. Мұндай ресурс үнемдеуші экологиялық-
бағытталған жүйенің негізгісі энергия мен материалдарды тұтыну
оңтайландырылған, яғни мұндай жүйе табиғи биологиялық экожүйеге жақынырақ
келеді [13].
Фосфат шикізатының кен орындары мен қорлары-бұл біздің
республикамыздың байлығы. Шамамен 13-14 миллиард тоннаға тең фосфат
шикізатының қоры бола отырып, Қазақстан әлемдегі пайдалы ресурстардың 90%
- ға жуығы бар әлемнің бестігіне кіреді. Бұл фактіні назарға ала отырып,
біздің Республикамыздың иығында фосфат шикізатының шоғырларын ұтымды
пайдалану үшін үлкен жауапкершілік жатыр деп айтуға болады. Айта кету
керек, табиғи шикізатты мақсатқа сай пайдаланбау салдарынан бүгінгі таңда
біздің Республикамыз кәдеге жаратылмаған қалдықтардың үлкен үйіндісіне
айналды. Қазақстан тыңайтқыштарға, оның ішінде құрамында балансталған
және өсімдіктердің қоректік элементтерін толықтыруға қабілеті бар
химиялық кальций бар елдерге жатады. Бұрынғы КСРО құрамына кірген елдің
аумақтық орналасуына байланысты негізінен фосфат және Бор шикізатын
өңдеумен айналысатын Қазақстан өнеркәсібі негізінен оңайлатылған
технологиялар бойынша жұмыс істеді,онда негізгі мақсаты мақсатты өнім алу
болды. Шикізатты өңдеудің осы оңайлатылған технологияларының салдары ел
аумағында көп тоннажды сұйық және қатты фосфоры бар қалдықтарды жинақтау
болып табылады [14].
Өндірістің тоннажды қалдықтарын кәдеге жарату-бұл бүгінгі күні өте
өзекті мәселе болып табылады және тез арада шешім іздестіруді талап
етеді. Бұл мәселеге негізінен құрамында фосфор бар минералдық
тыңайтқыштарды өндіру процесінде түзілетін, мысалы аммофос, сондай-ақ бор
шикізатын өңдеу процесінде жинақталатын лақтырылатын ерітінділер сияқты
тазартылмаған сарқынды сулардың көп мөлшері жатады.
Ресурс үнемдейтін инновациялық технологияларды құру-бұл бүгінгі
күнгі табиғат пайдалану мен қоршаған ортаны қорғаудың стратегиясы мен
қазіргі заманғы тұжырымдамасына кілт. Табиғи ресурстарды кешенді
пайдалану – бұл планетаның жақсы экологиялық жағдайын сақтау және қолдау
жағы [15].
Қазіргі өндірістің ең маңызды бағыты – аз қалдықты және қалдықсыз
технологиялардың болуы немесе құрылуы, сондай-ақ циклдік өндірісі бар-
металдарды балқыту үшін кенді ұтымды пайдалану, құрылыс материалдарын,
сүректі, пайдалы қазбаларды пайдалану және оларды кейіннен циклдік өңдеу.
Аз қалдықсыз және қалдықсыз технологиялар процестерін жүзеге асыруға
болатын бірнеше маңызды бағыттарды атап өтуге болады:
өндіріс қалдықтарының аз шығуымен шикізатты өңдеудің кешенділігін пайдалана
отырып, өндіріске енгізуге болатын процестерді зерттеу және жасау;
қалдықтардың әртүрлі түрлерін қайта өңдеу процесін құру, оның барысында
кейіннен тауар өнімін алуға болады;
қайта пайдалану талаптары ескерілген өнімнің жаңа түрін өндіру;
тазарту құрылыстарының шөгінділері пайдаланылатын өнеркәсіпте сумен
жабдықтау жүйесінің циклдік типтерін пайдалану;
аз қалдықты аумақтық-өнеркәсіптік кешендер құру.
Ол үшін келесі шарттарды сақтау керек [16]:
шикізаттың қандай да бір түрін кешенді пайдалану, бұл оны қалдықтарға
есептемеуге мүмкіндік береді, өйткені қалдықтарды циклдік қайта өңдеу
өндірісте кейбір жағдайлардың болмауына байланысты жүзеге асырыла алмайды;
экологиялық тұрғыдан жағдаймен корреляция туралы нақты ақпараттың болуы,
мысалы, атмосфераға, гидрофераға, литосфераға зиянды заттардың
шығарындылары, сондай-ақ республиканың жыртылған және құнарлы жерлерін
үйінділер мен шламдардың бір бөлігін көмуге және жинауға пайдалану;
шаруашылық айналымда бұрын іске қосылмаған резервтерді пайдалану
ықтималдығы;
прогрессивті әрекет ететін операциялардың ең аз жиынтығын жасау
технологиялық жүйелерді дамудың ең жаңа деңгейіне көшіру қажеттігіне алып
келеді;
қажетті сипаттамаларға ие болуы мүмкін жаңа материалдарды алу мүмкіндігі;
нәтижесінде улы газдар мен шаң бөлінетін процестерді азайту және қысқарту
арқылы қызметкерлердің еңбек жағдайларын жақсартуға болады. Аралық өнімдер
мен катализаторлар ретінде зиянды компоненттерді жою.
Қалдықсыз өндірісті құру және дамыту - бұл аз уақытты алатын өте
тынымсыз жұмыс. Бірінші кезекте құруға экологтардың, экономистердің,
инженерлердің, кең бейінді жұмысшылардың, сондай-ақ бірқатарбасқа да
мамандар қатысуымен болады. Толық қалдықсыз өндіріс құру-бұл өте қиын іс,
оған жол көп жыл бұрын жатыр, дегенмен, бүгінгі күні бұл мәселе туралы
ойланудың қажеті жоқ, сондай-ақ ол өндірістің әр түрлі бағыттарын қоса
алғанда, жалпы экономикалық деңгейде шешілуі тиіс.
Біздің елімізде өндірілетін және өңделетін шикізаттың көптеген
түрлерінен фосфоры бар кендерді бөліп көрсетуге болады. Бұл өнеркәсіптің
дұрыс қойылған өндірісіне көбінесе топырақтың құнарлылығына тәуелділік
бар, ал құрамында фосфор бар кеннің сарқылу факторларын ескере отырып,
табиғи ресурстарды ұтымды пайдалану проблемасы пайда болады.
1.3.1 Аммофос-фосфогипс өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу және
кәдеге жарату мәселелері
Бұған дейін бай фосфатты кен орындарының қоймасы біздің республика
болып табылатыны туралы ақпарат баяндалды, ол тонна саны бойынша шамамен
13,5 миллиард тоннадан асады. Бұл факт Қазақстанды әлемдегі ресурстардың
95 % - дан астамы бар бес елдің қатарына жатқызуға мүмкіндік береді. Айта
кету керек, Қазақстанда өндірілген фосфат шикізатының минералогиялық және
химиялық құрамы жеткілікті.
Аимбеков Д. С., Дюсембаев И. Ж., Айтураева Н. сияқты отандық
ғалымдар Және. А. М. бренді де Қазақстанда фосфогипстің қасиеттерін
зерттеуге елеулі үлес қосты, талдау, бағалау жүргізді және осы
қалдықтарды өңдеудің ықтимал әдістерін ұсынды, біздің еліміз үшін
практикалық және экономикалық маңызы зор.
Бұған дейін айта кетерлігі, құрамында шикізаты бар отандық фосфатты
байыту үшін біздің шикізатымызға сай келетін жаңа технологияларды әзірлеу
қажет, өйткені батыста әзірленген технологиялар Қазақстандық кендерге
қатысты тиімділігі төмен. Сондай-ақ, біздің еліміз ұзақ уақыт бойы тауар
өнімдерінің шектеулі номенклатурасының көп тоннажды мөлшерін өндіру
курсын ұстануға мәжбүр болды. Мысалы, тек қарапайым суперфосфат немесе
аммофос; минералды тыңайтқыштардың басқа да түрлерін өнеркәсіптік шығару,
сондай-ақ сортаң топырақты қажет ететін мелиоранттар жүзеге асырылмаған
[17].
Осылайша, біздің елде ұзақ уақыт бойы фосфат шикізатын байытудың
тиімсіз әдісі қолданылған болса, нәтижесінде құрамында фосфор бар
жинақталған және кәдеге жаратылмаған, агрегаттық жай-күйі бойынша қатты
және сұйық болып бөлінеді.
"Минералды тыңайтқыштар зауыты" АҚ "ҚазФосфат" зауыты филиалының
аумағын зерттей отырып, мұнда 21 млн. тоннаға жуық фосфогипс кәдеге
жаратылмағанын байқауға болады. Бұл қалдықтарды жинау қоршаған орта үшін
өте қауіпті, атап айтқанда, бұл құрамында фосфор бар қалдықтың шаңынан
ауаның ластануына қатысты, фосфогипс топырақ арқылы топырақ суларына
түскен кезде судың қауіпті улануы пайда болады, сондай-ақ ел аумағында
шлам жинағыштар бола тұра, бұл құнарлы аумақтың жоғалуына алып келеді.
Фосфогипстің химиялық құрамына келетін болсақ, ол салыстырмалы түрде
тұрақты және белгілі бір диапазонда ғана кейбір ауытқулар бар. Бұл қалдық
құрамы бастапқы кеннің құрамымен тікелей корреляция жасайды.
Фосфогипс туралы зерттеулерде оның фазалық жай - күйін анықтауға
арналған, температура режимін арттыра отырып, дигидраттың формаларға
прогессивті емес трансформациясы орындалатынын көрсететін қорытындылар
бар,олар қандай да бір шамада судың болуымен, гипс үлгілеріндегідей
қоспасыз. Бұл көз жеткізуге болады арқасында реакциялар [18]:
CaSO4.2H2O (CaSO4.0.5H2O ( CaSO4
Егер температура режимі 160-тан 260°С-қа дейін , 320-тан 550°С-қа
дейін сәйкес болса, жартылай гидратқа трансформациясы су еритін
ангидритке айналуы мүмкін, неғұрлым жоғары температура режимінде еритін
және ерімейтін ангидрит түзіледі, ал 1350-1500°С температурада CaSO4.СаО
(экстрих-гипс) өндіріледі.
Алайда, біздің отандық ғалым В.И.Лисица фосфор шикізаты мен
қалдықтарын химиялық өңдеу әдісін ұсынды, өнеркәсіптік үйінділер саны аз
жаңа жоғары тиімді тыңайтқыштарды ала отырып, осы инновациялық ойлап
табылған технологияның схемасы 1-cұлба сәйкес келеді және 2016 жылы оның
жобасы рентабельді әдістемелерді енгізуге пайдаланылған көп шығын
азайтуға әсер етті.
1-сұлба. Жаңа тиімділігі жоғары минеральды тыңайтқыштарды алудағы
фосфаттық шикізат пен қалдықтарды химиялық қайта өңдеу технологиясының
сызбасы
1.4 Топырақтың мелиорациясы туралы түсінік
Адамдардың Жерде өмір сүруі үшін басты шарт -қолайлы табиғи жағдай.
Оның әл-ауқатының маңызды бағыттарының бірі топырақтың жақсы жағдайын
сақтау, құнарлылығын сақтау және жақсарту, сондай-ақ топырақ режимі мен
қасиеттерін зерттеу болып табылады.
Алайда, бұған қарамастан, антропогендік факторлардың әсерінен
егіншілік үшін жарамды болуы мүмкін жерлердің саны азаю үрдісі байқалады,
мұны бүкіл әлемде көруге болады. Антропогендік әсердің салдарынан құнарлы
жерлер алаңының азаюының нақты себептерін қарастыра отырып, оларды шартты
түрде 2 түрге бөлуге болады – бұл урбанизация деңгейінің өсу салдары,
екінші себеп демографиялық жағдайлармен түсіндіруге болады.
Мелиорация-латынның melio сөзінен шыққан, бұл жақсартуды, кемелдікке
жеткізуді білдіреді, бұл белгілі бір шаралар қолдану арқылы жердің
құнарлылығын арттыру тәсілі. Мелиорацияның ең көп таралған түрлері-жерді
құрғату және суару. Осы кең таралған әдістермен қатар:
- мәдени-техникалық жұмыстар (арамшөптермен күресу тәсілдері)
- химиялық мелиорация (топырақты гипстеу және әктеу кіреді)
- жел және су эрозиясымен күрес
Мелиорацияны жүргізудің негізгі мақсаттары-бұл дақылдардың
өнімділігін арттыру үшін топырақтың құнарлы қасиеттерін жақсарту, сондай-
ақ климаттық және ауа райы жағдайларының өнімділік жағдайына әсерін
жұмсарту. Өткен ғасырдың 70-ші жылдары жерді суландыру мен құрғатуға
байланысты мелиорациялық іс-шаралар таратылды. Бүгінгі күні мелиоративтік
іс-шаралардың ауқымы үлкен болса да, бірақ мақсаты олардың
рентабельділігін жақсарту болып табылады [20].
Кеңес ғалымы А. Н.Костяков кітабынан алынған үзінділерге сәйкес
"Мелиорация негіздері", ол мелиорацияны алғашқы өтуші ретінде зерттеу
жолын бастаған, ауыл шаруашылығы мелиорациясы-бұл техникалық және
шаруашылық ұйымдастырылған іс-шаралар, оның міндеті қолайсыз жағдайлардың
деңгейін жақсарту болып табылады, мысалы климаттық жағдайлардың, топырақ
және гидролитикалық, қолайлы игеру және одан әрі пайдалану үшін әсер ету
[21].
Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, ауыл шаруашылығы
өндірістеріндегі процестерді оңтайландыруды жақсарту үшін мелиорация
топырақтың құнарлы қабатын жақсарту әдістерінің бір бөлігі ғана болып
табылатынын түсіну керек. Шаруашылықтағы үдерістерді оңтайландыру
жөніндегі іс-шаралардың жақсы нәтижелерін тек егін шаруашылығы
жұмыстарының жоғары мәдениетінде күту керек. Сондай-ақ, ауыл шаруашылығы
агрономиялық жұмыстарының төмен мәдениеті кезінде мелиоративтік іс-
шаралардың нәтижесі төмен болуы мүмкін.
Мелиоративтік іс-шаралар жерді пайдалану сияқты ұғымның құрамдас
бөлігі болып табылатынын атап өтуге болады, бұл тікелей егіншілікке
жатады, оның нәтижесі тікелей егіншілік деңгейіне байланысты және егер
егіншілік деңгейі төмен болса, онда мелиорация тиісінше өте тиімді
болмайды.
Тиісті әдебиетті зерделей отырып, жердің құнарлылығын жақсарту
бойынша мелиорациялық шаралардың негізгі 6 түрін атап көрсетуге болады:
химиялық, биологиялық, агрономиялық, термо мелиорация, гидротехникалық
және техникалық. Одан әрі схема түрінде мелиорацияның әртүрлі түрлерінде
қолданылатын тәсілдерді көрнекі көруге болады [22].
Агрономиялық мелиорация ұғымы топырақтың физикалық параметрлерін
жақсарту (түрлендіру) үшін, сондай-ақ жер бедерін жақсарту үшін
қолданылатын іс-қимылдар мен шаралар кешенін білдіреді. Мұндай
мелиорациялар топырақтың қасиеттерін айтарлықтай жоғары тиімді жақсартуға
тиіс. Агрономиялық мелиорация топырақтың жыртылатын қабатын терең емес
аралық қабатпен, гумус мөлшері аз және жалпы табиғи құнарлылығы төмен
топырақпен тереңдету және өсіру сияқты агротехникалық әдістермен жүзеге
асырылады.
Агрономиялық мелиорацияда жердің құнарлы қабатының сапасын жақсарту
үшін техникалық құралдардың көмегімен жиі қар жауу үшін кедергі ретінде
бороздтар, шұңқырлар, тесіктер және басқа да ойықтар жасайды.
Агрономиялық мелиорация топырақтың суармалы қабаттарына судың
қолжетімділігі үшін жеткілікті тиімді әдіс болып табылады,бұл әр түрлі
дақылдардың өнімділігіне өте тиімді әсер етеді.
Мелиорацияның осы түріне терең қопсыту, тыртықтарды жасау және шаю
арқылы жер асты горизонттарының материалдық сипаттамаларының
конфигурациясы тәсілдерін да есептеу керек. Бұрын аталған іс-әрекеттерге
плантаждық терең жырту, сондай-ақ аралас құммен араластырылған, жабатын,
құммен, жер пайдаланудың аралас қабаттағы дақылдарын шымтезек топырақта
есепке алу керек.
Фитомелиорация (қарақұмықтан шыққан. phyton-өсімдік және лат.
melioratio-жақсарту) - бұл әртүрлі орман алқаптарын, әртүрлі екпелерді
ретке келтіріп ұйымдастыру, жер асты суларының мәнін төмендету мақсатында
өсімдіктер егу жолымен табиғи өсудің сөздігін жақсартатын кешенді шаралар
жүйесі. Осылайша, бұл белгілі бір климаттық жағдайларға тән тармақталған
тамыр жүйесі бар тұрақсыз өсімдіктерді егу. Фитомелиорация мысалы,
жоңышқа, клевер, тамыр жүйесі дамыған көпжылдық және біржылдық
өсімдіктерде жиі пайдаланылады. Сондай-ақ, мелиорацияның бұл түрі өсімдік
отырғызу арқылы топырақтың сапасын тиімді жақсарту деп айтуға болады. Бұл
да қолданыладындіріске енгізу үшін қарауға алды [23].
Химиялық мелиорация-топырақтың құнарлы қабаттарына химиялық өзара іс-
қимыл жасайтын кешенді іс-шаралар жүйесі. Химиялық мелиорация арқылы
өсімдікке зиян келтіретін заттарды, мысалы, сортаңда артық натрийді алып
тастайды, қышқыл топырақта артық сутегі мен алюминийді алып тастауға
мүмкіндік береді. Топырақта аталған компоненттердің болуы құнарлылықты
нашарлатады және өнімділікке теріс әсер етеді.
Химиялық мелиорация тәсілдері топырақты әктеу және гипстеу болып
бөлінеді. Әктеу негізінен қара топырақты емес аймақта жүргізіледі,
құнарлы қабаттарға әк тыңайтқыштарын гумус енгізу жолымен жүргізіледі.
Бұл әрекеттер аллюминий иондарын және сутегін кальций иондарымен ауыстыру
мақсатында жүргізіледі. Осы процедураның арқасында топырақтың артық
қышқылдығын төмендету мүмкін болды [24].
Гипстеу сорталарда және сортаң топырақтарда қолданылады. Бұл әдіс
сілтілікті азайту мақсатында гипсті топыраққа енгізу арқылы жүргізіледі.
Процесс механизмі натрий кальциймен алмастырылады. Сондай-ақ, бейтарап
немесе сілтілі реакциямен жүргізілетін топырақты қышқылдандыру бар. Әдіс
дақылдардың белгілі бір түрін өсіру үшін қажетті топырақты
қышқылдандырудан тұрады. Көбінесе күкірт немесе натрий дисульфатын енгізу
арқылы жүргізіледі.
Сондай-ақ, мелиорацияның осы түріне дақылдар өсетін топырақтың
тағамдық режимін елеулі арттыратын тыңайтқыштардың белгілі бір мөлшерін
жоспарлы түрде енгізуді жатқызуға болады.
Химиялық мелиорация, сондай-ақ оның кейбір әдіс-тәсілдері белгісіз
уақыттан бері белгілі болды, мысалы, 17 ғасырда оны Германияда,
Ұлыбританияда, Францияда және басқа да ескі әлемнің стандарында жиі
қолданған.
Ресейде әктасудың теорияда және практикада қолданылуы туралы Д. И.
Менделеевтің арқасында белгілі болды, содан кейін ұзақ уақыт әктасудың
зерттелмеген. КСРО-да бұл мәселемен А. Н. А. Н. Энгельгардт, П. А.
Костычев, П. С. Коссович, Д. Н. Прянишников айналысты. Бұл бағыт ППК
зерттеген Гедройц К. К. арқасында дами бастады [25].
2-кесте
Мелиорация түрлері
Техникалық мелиорация-бұл жерлерді әртүрлі өсімдік дақылдарынан
(шөп, ағаштар, мүк, т.б. сияқты) тазартуды қарастыратын шаралар кешенінің
түрі [26].
Ірі тастардың жоғары құрамы бар аумақтар егін мен өсімдіктерді жинау
қолайсыз болғандықтан топырақты жақсы өңдеу қабілеті азаяды, сондай-ақ
топырақ бетінде орналасқан ірі малтатас ауыл шаруашылығы техникасының
кейбір жұмыс бөліктерінің сынуын және тозуын тудыруы мүмкін.
Мәдени-техникалық мелиорацияға келесі жұмыс түрлерін жатқызуға
болады: мүк тамырын қазып алу, жер учаскелерін бұталар мен ағаштардан
тазарту, малтатас жинау, топырақты өңдеу, топырақты қопсыту, шұңқырлар
мен жыраларды себу [27].
Гидротехникалық мелиорация-бұл егістік жерлердегі су режимдерінің
проблемаларын болдырмауға көмектесетін жоспарлы бірқатар іс-шаралар.
Гидротехникалық мелиорацияның негізгі түрлеріне сусыздандыру, суландыру
және суландыру жатады. Мелиорацияның мұндай түрі, сондай-ақ оның басқа
түрлері сияқты жердің құнарлылығын жақсартуға, сондай-ақ тиімді жер өсіру
деңгейін арттыруға көмектеседі. Гидротехникалық мелиорация топыраққа
кешенді әсер етеді, оның барлық режимдерін жақсарта отырып, мысалы, ауа,
тұзды жылу, су, сондай-ақ микробиологиялық да әсер етеді, бұл егістік
аумағын тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Мелиорацияның бұл түрі егіс
айналымы, дақылдарды іріктеу және т.б. сияқты ұғымдармен тандемде жүзеге
асырылуы тиіс.
Гидротехникалық мелиорация негізінен топырақтың су режимін реттеу
үшін қажет.
3-кесте
Химиялық мелиорацияның түрлері
Әрине, мелиорацияның әртүрлі түрлерінде көптеген айырмашылықтар бар,
бірақ олардың барлығы қандай да бір фактордың қолайсыз жағдайларына
байланысты қабылданатын және топырақтың дақылдардың өнімділігін арттыру
қабілетіне тікелей байланысты проблемаларды толығымен жоюға бағытталған
шаралар кешені.
Осылайша, мелиорацияның барлық түрлері тұтас жылу, су және т.б.
режимдерін жақсартуға бағытталған жүйелі шаралар кешені болып табылады
деп айтуға болады. Ең жақсы нәтижеге жету үшін мелиорацияның әр түрлі
түрлерін біріктірген жөн. Мысалы, батпақты топырақ проблемасын шешу үшін
агромелиорацияға, гидротехникалық және техникалық мелиорацияға жүгіну
керек, сол сортты жақсарту үшін кешенді биологиялық, химиялық және
гидротехникалық мелиорацияны қолдану керек [28].
Бұдан бұрын айтылғандай, мелиорацияның негізгі мақсаты қабатының
қуаты 100-150 см жуық жер бетіндегі борпылдақ шөгінділердің қасиеттері
мен режимдерін айтарлықтай жақсарту болып табылады,осылайша, бұл топырақ
профилінің көкжиегінде орналасқан зерттеу мен жақсартудың негізгі және
басты түрі деп айтуға болады.
Гумидті және семигумидті аймақтарды қарастыра отырып, мұндай
аймақтардағы мелиорацияның мақсаты жер бетінің тереңдігі 2 метрге дейінгі
қалыңдықтарында белгілі бір дақылдарды өсіру үшін қолайлы болатындай
топырақтың режимі мен қасиеттерін жақсарту болып табылады, мұнда топырақ
беті мелиорацияның маңызды мәні болып табылады [29].
Аридті немесе семиаридті аймақта орналасқан жер учаскелерінде
мелиорацияға байланысты айтарлықтай проблемалар бар. Мелиорацияның
міндеттері қиындайды,өйткені Топырақтың және топырақ түзуші жыныстың
шамадан тыс тұздануы үлкен проблема болып табылады. Осылайша, бұл
жағдайда мұндай жерлердің құнарлылығын тек топырақпен ғана емес, сонымен
қатар тұщыландыру әдістері талап етілетін жер бетіндегі деңгейжиектер мен
жер асты сулары арқылы да жақсарту қажет болады.
Топырақ мелиорациясы-бұл тек құнарлылықты жақсарту әдісі ғана емес,
бұл кешенді жүйелендірілген ғылым, ол гидротехникада, агрономияда,
химияда,топырақтану, экономикада, геологияда, құрылыс қолөнерінде және т.
б. жасалған жетістіктерді қамтиды. Топырақтану-бұл мелиорацияны зерттеу
мен қолданудағы негізгі ғылым. Бұл топырақтың жоғарғы қабаттары, қуаты
100-150 см-ге жуық екенін түсіндіреді. Сондай-ақ, топырақтың көп бөлігі
мен топырағы бойынша гумидтік аймақта орналасқан, дала және аридтік
аймақтарда орналасқан бөліктері әлі де белгілі бір, ал мүмкін аралас
заттар, мелиорациялық іс-шаралардың объектілері болып табылатыны да
белгілі. Және әрине, топырақтың зерттелу пайызы мен оның табысты
мелиорациялық іс-шаралардың пайызы арасында нақты тәуелділік бар екені
сөзсіз. Мелиорация пәні болып табылатын топырақ және оны объективті
бағалау генетикалық жіктемеге сүйене отырып жүргізілуі тиіс, яғни оның
шығу тегін сипаттайтын қасиеттерді назарға ала отырып. Бұл қорытындылар
в. В. Докучаев топырақтану саласында жұмыс істеген еңбектер негізінде
құрылады. Белгілі ғалым В. В. Докучаевтың жұмыстары, сондай-ақ оның
теориялары негізіндегі зерттеулер әртүрлі проблемалары бар топырақтың
түрлі учаскелерінде мелиорацияның дамуын зерттеудегі базалық материалдар
мен негіз болып табылады. Топырақтану ғылымы мелиоративтік шараларға
дейін және одан кейін топырақ жамылғысының қасиеттерін, сондай-ақ
режимдерін тиісті түрде зерттейді және қарастыруы тиіс. Мелиорацияны
табысты жүргізу үшін шаралар қолданғанға дейін кейбір нормаларға баға
беру қажет, олар кейіннен мелиорация кезінде өзгеретін болады.
Топырақтану геологиялық құрамды зерттейтін ғылымдарға жатқызылатындықтан,
онда ол мелиорацияны қолданғаннан кейін топырақтың құнарлы қабілеті қалай
өзгереді деген болжамдар бере алады.
Мелиоративтік іс-шараларды жүргізу кезінде топырақтың ерекшеліктері
мен белгілері кешенді зерттелуіне және мелиорация қолданғаннан кейін
өзгерістер мен жақсартулардың ерекшеліктері мұқият зерттелуіне байланысты
болады. Әрине, жердің құнарлылығының жақсаруы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz