کودهای جامد حاوی سولفات :
آمونیم سولفات:در صنایع کود شیمیایی از آمونیم سولفات بطور گسترده ای به عنوان کود ازته استفاده می گردد.
آمونیم سولفات در گرید کشاورزی،(NH4)2SO4 ، حاوی N%21-20 است که تمامی ازت آن به صورت آمونیاکی می باشد. این ماده بیشتر به صورت محصول جانبی در صنایع کک سازی و صنایع تولید کاپرولاکتام تولید می شود.
امکان سنتز آمونیم سولفات نیز وجود دارد که معمولا غیر اقتصادی است.
آمونیم سولفات به مقدار کمی آب را جذب می نماید و می تواند با بیشتر مواد خام اولیه که در صنایع تولید کود مصرف می شوند، مخلوط گردد.
اما این ماده با ترکیبات قلیایی سازگار نبوده و بنابر این نمی تواند با آهک، سیانامید، کلسیم نیترات و دور ریز های قلیایی مخلوط گردد. همچنین مخلوط آمونیم سولفات و اوره باید به محض اختلاط مصرف گردند و نباید آن ها را ذخیره نمود.
اگر چه آمونیم سولفات معمولا به صورت خشک مصرف می گردد ولی این ماده را می توان در فرمولاسیون کودهای مایع شفاف نیز به کار برد. عیب بزر ک استفاده از این ماده در سیستم مایع، حلالیت پایین آن می باشد. محلول اشباع آمونیم سولفات در00C حاوی S %10 و N %8.8 است.
آمونیم سولفات بر روی اسیدیته خاک تأثیر می گذارد. جدول زیر تأثیر کاربرد زیاد آمونیم سولفات روی pH خاک در اعماق مختلف خاک را نشان میدهد.
تأثیر آمونیم سولفات بر اسیدیته خاک در طی دوره سه ساله در خاک رسی لوم
بیشترین کاهش pH خاک در عمق cm 15-0 دیده می شود. اما در کاربرد زیاد کود، اسیدیته قابل توجهی تا عمق cm61-46 نیز بوجود می آید. اگر چه آمونیم سولفات در محصولات مایع از نظر حلالیت محدودیت دارد ولی حلالیت آن به حدی است که به طور کامل در خاک حل شود. آمونیم سولفات یک منبع عالی برای تأمین گوگرد مورد نیاز گیاهان می باشد.
سوپر فسفات ساده:
سوپر فسفات ساده حاوی مقدار کمی فسفات، P %8< بوده و از سال 1850 توسط صنایع کود تولید می گردد. این کود با واکنش اسید سولفوریک با خاک فسفات مطابق واکنش زیر تولید می شود.
سوپر فسفات ساده مخلوطی با نسبت تقریبی 1:1 از منو کلسیم فسفات و ژیپسم است که حاوی S% 14-12 نیز می باشد. با توجه به اینکه این ماده حاوی مقدار قابل توجهی S است سال های زیادی است که از آن به عنوان کود شیمیایی در خاک هایی که به این عنصر نیاز دارند، استفاده می نمایند.
اما بطور نسبی از اهمیت سوپر فسفات ساده به عنوان یک منبع P کاهش یافته و در 30 سال گذشته صنایع کود شیمیایی به تولید کودهایی با درصد بالاتر P روی آورده اند. که دلیل آن هزینه حمل و نقل بالاتر کود سوپر فسفات ساده می باشد.
آمونیم فسفات سولفات:
کود آمونیم فسفات سولفات در چندین گرید و توسط پروسه های مختلف تولید می گردد. معمولا مخلوطی از اسید فسفریک و اسید سولفوریک با آمونیاک واکنش می دهند. همچنین آمونیم فسفات سولفات ها می توانند از واکنش H2SO4 با محلول غلیظ آمونیم سولفات در چرخه واکنش آمونیم فسفات، تولید شود.
متداول ترین محصولات حاویN % 16، P %8 و S % 13 بوده و اساسا مخلوطی از منو آمونیم فسفات و آمونیم سولفات هستند.
به دلیل اینکه آمونیم فسفات سولفات تقریبا آب گیر نیست، بنابراین برای استفاده در کودهای مخلوط بسیار عالی است. آمونیم فسفات سولفات جز مواد تولید کننده اسید می باشند. وابسته به آنالیز کود، برای خنثی نمودن اسید تولید شده، kg 113-76 کلسیم کربنات مورد نیاز است.
ژیپسم:
در فرایند های تولید کودهای فسفاته کنسانتره، ژیپسم (CaSO4.2H2O) به مقدار زیاد به صورت محصول جانبی تولید می شود. مقدار قابل توجهی از ژیپسم برای اصلاح خاک های سدیمی مورد استفاده قرار می گیرد. اما مصرف آن به عنوان تأمین کننده نیاز گیاه به عنصرغذایی S نسبتا" کم می باشد.
میزان حلالیت ژیپسم کم است و به همین دلیل باید آن را به ذرات بسیار ریزی آسیاب نمود تا به آسانی در دسترس گیاه قرار گیرد. حلالیت نمک خالص ml 100/g 0.21 در 0C 25 است.دلیل دیگری که باعث می شود استفاده از ژیپسم به عنوان کود محدود باشد درجه خلوص پایین محصول جانبی ( S % 14-13) نسبت به نمک خالص (S %18.6) می باشد.
مخلوط اوره آمونیم سولفات :
مخلوط اوره و آمونیم سولفات به روش های مختلف تولید می شود. اختلاط ساده دو ماده ( با ترکیب متداول S 10-0-0-35) تجاری شده است. محصولات یکنواخت از طریق پوشش دهی ذرات آمونیم سولفات با اوره در گرانولاتور آمونیاکی کننده بدست می آید.
بعضی شواهد وجود دارند که این فرضیه را عنوان می نمایند که مخلوط آمونیم سولفات و اوره محصول ارزشمند تری است به دلیل اینکه اسید تولید شده توسط آمونیم سولفات، باعث کاهش تلفات اوره می شود.
آمونیم نیترات سولفات:
آمونیم نیترات سولفات در غرب آمریکا تولید می شود. در اروپا این محصول برای مدت تقریبا 60 سال تولید می شد.
این ترکیب با خنثی نمودن مخلوط اسید نیتریک و اسید سولفوریک با آمونیاک تولید می شود و بنابراین یک محصول هموژن است. آمونیم نیترات سولفات حاوی %76 آمونیم نیترات، %21 آمونیم سولفات و %3 مواد افزودنی است.
یعنی %9/17 ازت موجود در آن به صورت آمونیاکی و %1/12 آن به صورت ازت نیتراته است. آنالیز این کود به صورت S 5/6-0-0-30 می باشد.
آمونیم نیترات سولفات نسبت به هر دو ترکیب به تنهایی، آمونیم نیترات و آمونیم سولفات، خاصیت جذب آب کمتری دارد. همچنین نسبت به آمونیم سولفات مقدار کمتری اسید تولید می نماید.
مقدار اکی والان کلسیم کربنات kg 70 برای kg 100 محصول می باشد در صورتی که برای آمونیم سولفات مقدار اکی والان kg 110 می باشد. نسبت N/S در این محصول 5:1 است که نشان می دهد که مقدار S در این محصول از مقدار مورد نیاز برای اکثر محصولات کشاورزی بسیار بیشتر است.
پتاسیم سولفات:
پتاسیم سولفات به روش های مختلفی تولید می شود:
واکنش لنگبینیت (پتاسیم منیزیم سولفات) با KCl منجر به تولید پتاسیم سولفات و منیزیم کلرید می شود.
واکنش KCl با بوکیت (Na2CO3.Na2SO4) گلسریت را تشکیل می دهد که با شورابه KCL واکنش داده و K2SO4 به صورت فاز جامد تشکیل می گردد. K2SO4 با فیلتراسیون بازیافت می گردد.
با تبخیر خورشیدی شورابه ها کنسانتره پتاس بدست می آید که طی فرایند های مختلف پتاسیم سولفات از آن ها استخراج می گردد.
KCl و H2SO4 واکنش داده که در نتیجه پتاسیم سولفات و اسید کلریدریک تولید می شود. واکنش اسید سولفوریک با پتاسیم کلرید در دو مرحله اتفاق می افتد:
واکنش مرحله اول گرمازا بوده و در دمای نسبتا پایین پیشرفت می نماید. واکنش مرحله دوم گرماگیر بوده و باید در دمای بالاتر (700- 600 درجه سانتیگراد)انجام شود. این پروسه مانهایم نام داشته گسترده ترین روش تولید پتاسیم سولفات می باشد.
پتاسیم سولفات حاوی K% 2/44-5/41 است و حلالیت آن از ml H2O100/ g 1/24 – 9/6 در 0 و 100 درجه سانتیگراد متغیر است. پتاسیم سولفات یک نمک خنثی است.
پتاسیم سولفات یک منبع بسیار عالی برای تأمین S مورد نیاز گیاه می باشد. مقدار S موجود در ترکیبات با گرید کود معمولا %18-17 می باشد. شواهد زیادی در خاک های متفاوت و تحت شرایط کشت مختلف، مؤثر بودن این ترکیب را در تأمین S ثابت نموده اند.
علاوه بر این تحت شرایط زیر، پتاسیم سولفات جهت تأمین K و S گیاه ارجح می باشد:
بعضی محصولات نسبت به کلراین موجود در KCl حساس می باشند. تنباکو قابل توجه ترین مثال برای این مورد می باشد. کلراین باعث سوختن برگ های این گیاه می شود. کودهای مورد استفاده برای تنباکو عموما با پتاسیم سولفات فرموله می شوند.
سیب زمینی مثال دیگری از این مورد می باشد که به نظر می رسد نسبت به حضور کلراین حساس است اگر چه این مشاهدات خیلی قطعی نیستند. بعضی آزمایشات میدانی نشان می دهند که سیب زمینی هایی که با پتاسیم سولفات کوددهی می شوند نسبت به ان هایی که با KCl کوددهی می شوند دارای دانسیته بیشتری هستند.
محصولات کشاورزی که نسبت به نمک حساس هستند و صدمه می بینند اغلب با پتاسیم سولفات تغذیه می شوند بویژه زمانی که کود در یک باند و نزدیک به دانه های جوانه زده تجمع می یابد.
بعضی سبزیجات مثل گوجه فرنگی که معمولا به مقدار زیادی کود مصرف می نمایند, معمولا قسمتی از کود پتاسه مورد نیاز آن ها با استفاده از پتاسیم سولفات تأمین می گردد.
پتاسیم منیزیم سولفات:
پتاسیم منیزیم سولفات یک منبع عالی برای تأمین S مورد نیاز گیاه می باشد. فرمول شیمیایی آن K2SO4.2MgSO4 بوده و گرید کشاورزی آن معمولا حاوی K% 18، Mg% 11 و S% 22 است. منبع معدنی که این کود از آن تهیه می گردد، لنگبینیت نامیده می شود. برای استخراج این کود از سنگ معدن دو روش وجود دارد:
شستشوی انتخابی _ در این روش نسبتا ساده نمک های کلرید در آب حل و از سنگ معدن شسته شده و لنگبینیت به صورت نامحلول باقی می ماند که از محلول نمکی جدا و خشک می شود.
در سنگ معدن هایی که حاوی مقادیر نسبتا زیادی KCl است از روش جداسازیHeavy Media استفاده می نمایند.
در این روش سنگ معدن در شورابه حل شده و دانسیته آن به حدی می رسانند که نمک دوتایی پتاسیم منیزیم سولغات از KCl و NaCl جدا شود. نمک های کلریددر شورابه باقی می مانند و در فرایند دیگری KCL از شورابه جدا شده و به پتاسیم کلرید در گرید کشاورزی تبدیل می گردد.
پتاسیم منیزیم سولفات به راحتی در آب حل می شود. در 280C دود 28 گرم از این ترکیب در 100 میلی لیتر آب حل می شود.
زمانیکه پتاسیم منیزیم سولفات برای اولین با وارد بازار کود شد این محصول تنها برای کاهو و تنباکو مصرف می شد تا عنصر منیزیم مورد نیاز گیاه را تأمین نماید اما با افزایش کمبود S، از این ماده به عنوان منبع تأمین کننده S استفاده می نمایند.