Vì sự phát triển nông nghiệp

QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH CÔNG NGHIỆP PHÂN BÓN THẾ GIỚI

20:26 - 25/10/2018

Ngành phân bón thế giới với an toàn lương thực
 

Phân bón không chỉ có vai trò quan trọng đối với an toàn lương thực mà còn có ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe con người. Việc trao giải hòa bình năm 1970 cho tiến sĩ Norman Borlaug cho thấy thế giới đã ghi nhận mối liên kết khoa học nông nghiệp với sức khỏe cộng đồng.Tăng cường sử dụng phân bón cho cây trồng, tăng nguồn cung cấp lương thực cũng như góp phần vào cải thiện chất lượng thực phẩm như bổ sung các vi lượng thiết yếu (Tom W.Bruulsema et al, 2012). Tuy nhiên, cho mãi đến giữa thế kỷ 18 thế giới mới quan tâm đến các yếu tố hóa học và dinh dưỡng cây trồng.
 

 

Ngành công nghiệp sản xuất phân bón đã ra đời vào cuối thế kỷ 18 và nửa đầu thế kỷ 19, bắt đầu từ vùng Tây bắc của châu Âu (IFA, 1998), song chỉ thật sự phát triển mạnh vào những năm 60 của thế kỷ 20 khi mà cuộc cách mạng xanh ra đời. Việc ứng dụng các giống cây trồng có năng suất cao và kỹ thuật canh tác mới vào thời điểm đó đã đưa sản lượng lương thực tăng từ 830 triệu tấn lên 1.820 triệu tấn từ 1960 đến 1990, trong khi đó diện tích đất sử dụng chỉ tăng từ 1,4 tỷ ha lên 1,48 tỷ ha. Cũng trong khoảng thời gian đó lượng phân bón của thế giới cũng gia tăng từ 30 triệu tấn lên 138 triệu tấn (IFA, 1998). Như vậy, với viện tích đất chỉ tăng 3,5% trong khi sản lượng lương thực tăng đến 120% trong vòng 30 năm đã nói lên vai trò của thâm canh trong đó phân bón giữ vai trò quyết định. Theo FAO (1980), phân bón làm gia tăng năng suất đến 35-45% ở những nước đang phát tiển trong giai đoạn 1965 đến 1975 và đầu tư 1kg N-P2O5-K2O sẽ thu được 10kg hạt ngủ cốc. Vì vậy trong giai đoạn này các nước đang phát triển sử dụng phân bón rất nhiều từ 4 triệu năm 1960 lên đến 65 triệu tấn năm 1990 để gia tăng năng suất.
 

Ngành công nghiệp phân bón Nitơ
 

Không phải đến những năm đầu của thế kỷ 20 các nhà khoa học mới phát triển để lấy nitơ từ trong khí quyển - đầu tiên bằng cách vượt qua không thông qua một hồ quang điện để sản xuất axit nitơric và canxi nitơrat, sau đó bằng phản ứng giữa vôi và than cốc trong lò luyện bằng điện để tạo ra canxi cyanamide, sau đó bằng cách tổng hợp nitơ và hydro có xúc tác, và đầu tiên được mở cửa vào năm 1913, và việc sản xuất nitơ phụ thuộc phần lớn vào việc tổng hợp ammonia.
 

Việc tổng hợp ammonia đòi hỏi nhiều năng lượng. Ban đầu, việc này được hỗ trợ bởi giá điện và khí đốt cho lò than. Những nguồn hàng trên có sẵn ở các nước công nghiệp hoá. Sau đó, các cách thức kinh tế hơn đã được phát triển có liên quan việc khí hoá dầu nhiên liệu nặng và cải cách năng lượng hơi nước và dầu mỏ. Sự phát triển trên ban đầu bị hạn chế chủ yếu đối với các nước công nghiệp hoá vì chi phí đầu tư lớn và dự trữ khó. Tuy nhiên, từ những năm 1960 trở lại đây, các nước đang phát triển, đặc biệt là ở châu Á, bắt đầu tăng hỗ trợ cho sản xuất và tiêu thụ phân bón dưới sự trợ giúp của các đại lý quốc tế lớn.
 

Dầu mỏ và dầu nhiên liệu khác lần lượt thể hiện tính không cạnh tranh khá lớn trong cuộc khủng hoảng dầu đầu tiên năm 1974. Và ngay sau đó quá trình cải cách nhiên liệu hơi nước đã được thay đổi để sử dụng khí tự nhiên.
 

Hầu hết các nhà máy mới từ giữa những năm 1960 trở lại đây được xây dựng để sử dụng khí tự nhiên, chính vì thế giúp cho Liên bang Xôviết cũ, một số nước ở Đông Âu và nhiều nước đang phát triển với các nguồn cung cấp khí lớn phát triển các ngành công nghiệp phân bón phần lớn dựa vào ammonia.
 

Các loại phân bón có chứa Nitơ ban đầu như natri, canxi nitơrat, canxi cyanamit và ammonium sulfat – chỉ chứa 15-21% N. Phần lớn tổng hàm lượng dinh dưỡng có trong phân động vật 1-1,5%, nhưng ít hơn so với việc sử dụng ammonia để sản xuất ammonium nitơrat. Vào những năm 1960, ammonium nitởat (34% N, 35% khí nguyên chất) và canxi ammonium nitơrat (27% N) đã trở thành các loại phân bón có chứa nitơ. Tuy nhiên, sự phát triển của các nhà máy ammonia dựa vào khí gas, ngày càng rộng lớn hơn, cung cấp lượng lớn các thứ phẩm cacbon điôxit, được phép sử dụng cacbon điôxit này trong việc sản xuất ure. Ure là sản phẩm của phản ứng giữa ammonia và cacbon đioxit được chứa 46% N.
 

Kết quả là nó đã mang lại một sự tiến bộ to lớn hơn trong việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và trong cả việc tiết kiệm, vận chuyển. Ngày nay, nó là một trong những loại phân bón thông dụng nhất, hiệu quả nhất cho cây trồng.
 

Tuy nhiên, các loại phân bón tập trung ít Nitơ hơn tiếp tục chiếm một phần quan trọng ở nhiều quốc gia. Trong số các sản phẩm, ammonium sulfat có một vị trí đặc biệt ở khía cạnh nào đó, là thứ phẩm của việc sản xuất aprolactam và khí lò than đá.
 

Ammonium bicacbonat trở lên đặc biệt quan trọng ở Trung Quốc trong những năm 1950. Phân bón là thứ có thể sản xuất một cách khá dễ dàng tại các nhà máy sử dụng than có quy mô nhỏ. Ammonia clorit là một sản phẩm tập trung lượng N thấp khác có tầm quan trọng tại một số nước mà đáng chú ý nhất là Nhật Bản.
 

Ngành công nghiệp phosphate
 

Công nghệ phân bón phosphate bắt đầu rất đơn giản. Bắt đầu với xương và copro;ite là nguồn cung cấp phosphate, axit sulphuric loãng ra đời vào năm 1831 ở Bohemia để chuyển đổi phosphate thành một dạng phần lớn có thể hoà tan trong nước.
 

Sản phẩm này được gọi superphosphate, một thời gian đã được các nhà hoá học sử dụng, và lần đầu tiên được sử dụng là vào đầu năm 1797 bởi một nhà vật lý người Anh có tên George Pearson mô tả hỗn hợp phosphate được tìm thấy trong xương (canxi dihydrogenphosphate).
 

Nhu cầu phosphate đã dẫn đến mở rộng việc xuất khẩu phosphoguano – từ Pêru. Nhu cầu phosphate của thế giới phát triển một cách nhanh chóng vào những năm 1850, làm giảm các nguồn tài nguyên đã được biết đến về coprolite, guano (phân chim biển, gia cầm), boron và các khoáng chất có chứa phosphate ở mức thấp.
 

Nguồn cung cấp phosphate được bửo vệ bởi sự tìm ra những lớp trầm tích phosphate lớn ở miền Nam Carolina. Việc khai mỏ bắt đầu trong năm 1867, và năm 1889, mỏ này đã cung cấp cho 90% ngành công nghiệp phosphate trên toàn thế giới. Năm 1870, một vài lớp trầm tích đã được khám phá để cung cấp quặng cho các ngành công nghiệp superphosphate đang phát triển ở châu Âu và châu Mỹ.
 

Vào những năm 1880, sự phát triển công nghiệp làm thép đã góp phần làm tăng một lượng lớn xỉ thứ phẩm. Loại xỉ này thường chứa một lượng lớn phospho, thường có nhiều trong superphosphate, mặc dù ở một dạng hoà tan ít hơn. Nó được coi là một loại phân bón tốt, đặc biệt là ở trên đất cỏ và một phần đáng kể của nguồn cung cấp phân bón phosphate của châu Âu đến từ nguồn này. Nó được biết đến như là một loại xỉ hữu hiệu. Sự phát triển của các quá trình làm thép oxy trong những năm 1960 dần dần mở rộng nguồn cung cấp này.
 

Giống như các loại phân bón có nitơ ban đầu, các loại phân bón phosphate có một hàm lượng dinh dưỡng lớn gấp nhiều lần so với hàm lượng dinh dưỡng có trong phân động vật – thông thường là nhiều hơn 10-20 lần. Superphosphate là một ví dụ, chứa 14-20% P2O5. Tuy nhiên, khả năng có thể sản xuất superphosphate có hàm lượng tập trung cao hơn được tìm ra khi ngành sản xuất biết cách tăng tỷ lệ axit/quặng và tách riêng canxi sulfate (thạch cao).
 

Việc này đã tạo ra axit phosphoric, sau đó được sử dụng để làm chua thêm phosphate. Việc này đã tạo ra những sản phẩm có hàm lượng P2O5 nhiều hơn 2-3 lần, và chúng được gọi là superphosphate 2 và 3, hoặc superphosphate giàu chất dinh dưỡng và tập trung (lên tới 48% P2O5). Sản phẩm có hàm lượng dinh dưỡng tập trung ít hơn được gọi là superphosphate đơn hoặc bình thường.
 

Việc xử lý đặc tính trung hoà của axit phosphoric với ammonia tạo ra ammonium phosphate (DAP với 48% P2O5) được bắt đầu từ năm 1917 ở Mỹ. Quá trình Haber-Boch đã thúc đẩy phát triển này, và trong năm 1926 IG Farbenidustrie ở Đức bắt đầu sản xuất các loại phân bón hỗn hợp đa dinh dưỡng dựa vào ammonium phosphate dạng tinh thể. Các loại phân bón này được đặt tên là phân bón phức hợp hay thường được gọi là phân bón NPK. Hàm lượng N đã được điểu chỉnh bằng cách thêm ammonium nitơrat và KCl được thêm vào trong kết cấu dạng hạt.
 

Tương tự như thế, quá trình có liên quan đến phản ứng giữa phosphate với axit nitric và axit hydrochloric cũng được phát triển. Con đường làm chua axit nitric được thương mại hoá vào đầu những năm 1930 ở châu Âu.
 

Con đường nitrophosphate này tạo các loại phân bón phức hợp giống như con đường ammonium phosphate. Chỉ có sự khác biệt duy nhất đó là 24-40% ammonium phosphate được thay thế bởi dicanxi phosphate có thể hoà tan một loại muối của axit citric.
 

Vì nhiều lý do khác nhau, ngành công nghiệp phân bón phức hợp phát triển mạnh ở châu Âu và FSU trong khi đó các ngành công nghiệp ammonium phosphate và superphosphate 3 phát triển mạnh ở Bắc Mỹ nơi mà hỗn hợp rời đứng vị trí cao tại các nơi khác trên thế giới.
 

Superphosphate đơn thống trị thị trường phân bón phosphate thế giới tới những năm 1950.

Nó vẫn là một sản phẩm chiếm vị trí lớn ở Ôt-trây-lia và New Zealand và ở một số nước đang phát triển khác bao gồm Brazil, Trung Quốc, Ai Cập và ấn Độ nơi mà hàm lượng sulphur của nó nói riêng được đánh giá rất cao. Nó cũng đem lại chi phí đầu tư thấp và sản xuất rất đơn giảm.
 

Ngành công nghiệp Potat
 

Ngành công nghiệp Potat ra đời khi khám phá ra một lớp trầm tích muối kali lớn ở Stassfurt, tại Đức năm 1859. Bước thời kỳ này, tro gỗ là nguồn cung cấp kali chính cho nông nghiệp, potat bắt nguồn từ việc thực hiện sản xuất một loại thuốc giặc lọc bằng tro trong các bình lớn. Mỏ potat đầu tiên được mở tại Stassfurt năm 1862. Kể từ đó, potat của Đức thống trị thị trường trong suốt 75 năm.

Các loại quặng chưa tinh chế, chất lượng thấp là những sản phẩm đầu tiên.
 

Không sản phẩm nào chứa nhiều hơn 25% K2O. Sự phát triển của công nghệ tinh cế đã cải thiện một cách nhanh chóng và kali chlorite (60-62% K2O) hiện nay là loại phân bón potat chính. Tuy nhiên, có một số cây trồng trong những điều kiện cụ thể không chấp nhận dạng chlorite của kali giống như dạng sulfat và nitơrat. Chính vì thế, sau đó, mất nhiều chi phí để phân giải cho nhưng loại phân bón này.
 

Những năm đầu thế kỷ 20, các lớp trầm tích potat lớn đã được tìm thấy ở nhiều nước. Việc sản xuất bắt đầu tại Pháp năm 1910, tại Tây Ban Nha năm 1925, tại Liên Xô cũ và tại Myio vào khoảng năm 1930, tại Canađa năm 1960, tại Italia năm 1964, tại Anh năm 1974, và tại Brazil năm 1986. Thêm vào đó, Israel đầu tiên và sau đó là Jocđani đã bắt đầu sản xuất potat từ nước muối của Biển Chết và có nhiều nhà máy sản xuất potat từ nước biển giống như ở Mỹ và Trung Quốc.

Hạc Thúy

2
0
Bài viết cùng danh mục
Bài viết mới nhất
Loại Mua vào Bán ra
Vàng SJC 1L - 10L 41.240 41.520
Vàng nhẫn SJC 99,99 1 chỉ, 2 chỉ, 5 chỉ 41.230 41.680
Vàng nhẫn SJC 99,99 0,5 chỉ 41.230 41.780
Vàng nữ trang 99,99% 40.720 41.520
Vàng nữ trang 99% 40.109 41.109
Vàng nữ trang 75% 29.893 31.293
Vàng nữ trang 58,3% 22.959 24.359
Vàng nữ trang 41,7% 16.066 17.466
  Mua vào Bán ra
AUD 15521.75 15880.99
CAD 17228.82 17680.93
CHF 23099 23657.41
DKK 0 3474.36
EUR 25337.52 26177.02
GBP 29524.95 29997.75
HKD 2921.11 2985.75
INR 0 335.12
JPY 206.56 214.7
KRW 18.41 20.93
KWD 0 79222.05
MYR 0 5623.82
NOK 0 2575.16
RUB 0 403.51
SAR 0 6414.16
SEK 0 2427.43
SGD 16829.3 17133.04
THB 752.58 783.97
USD 23140 23260