آشنایی با انواع و اشکال سولفات پتاسیم پودری و گرانول و موارد مصرف آنها

نحوه تشخیص سولفات پتاسیم استاندارد

کود سولفات پتاسیم به عنوان پرمصرف‌ترین کود بدون کلر پتاسه در انواع و اشکال مختلفی یافت می‌شود. برای اینکه بتوانیم تشخیص دهیم که محصولی که به عنوان کود پتاسه خریداری می‌کنیم آیا سولفات پتاسیم است یا خیر می‌توان ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی این کود را مورد بررسی قرار داد.

اولین و مهم‌ترین ویژگی کود سولفات پتاسیم، ترکیب شیمیایی آن است. طبق استانداردهای کودهای کشاورزی از جمله استاندارد ملی ایران به شماره 128، کود سولفات پتاسیم باید داری میزان حداقل 50 درصد جرمی پتاسیم قابل حل در آب بر حسب K₂O باشد. همچنین کمترین میزان سولفات محلول در آب بر حسب S برای این کود کشاورزی، 5/17 درصد جرمی است. سایر ناخالصی‌های موجود در سولفات پتاسیم شامل ترکیبات منیزیم، کلسیم، سدیم و کلر است که بیشینه محتوای این ترکیبات بر حسب MgO، CaO، NaCl و Cl به ترتیب 2، 5/2، 5/2 و 2 درصد جرمی است. بیشینه رطوبت این کود کشاورزی باید 5/1 درصد جرمی باشد.

در فرآیند تولید کود سولفات پتاسیم در کوره منهایم برای تنظیم pH محصول نهایی مقداری تنظیم‌کننده pH (آهک) اضافه می‌کنند که آهک در واکنش با اسید سولفوریک آزاد موجود در ترکیب این ماده، گچ (CaSO₄) تولید می‌کند. گچ در آب حل نمی‌شود و یکی از دلایل عدم انحلال بخشی از سولفات پتاسیم در آب، وجود گچ در ترکیب این محصول است.

اشکال و انواع سولفات پتاسیم

سولفات پتاسیم به طور کلی به دو صورت گرانول و پودری استاندارد شده است. گرانول سولفات پتاسیم باید دارای اندازه ذرات 4 – 1 میلی‌متر (حداقل 85 درصد جرمی) باشد و کریستال‌های سولفات پتاسیم که سولوپتاس نیز نامیده می‌شود باید دارای اندازه ذرات 1 – 2/0 میلی‌متر (حداقل 90 درصد جرمی) باشد.

تولید سولفات پتاسیم از یکی از دو طریق زیر ممکن است:

2KCl + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2HCl

(NH₄)₂SO₄ + 2KCl = K₂SO₄ + 2NH₄Cl

روش نخست روشی است که از واکنش میان کلرید پتاسیم و اسید سولفوریک در کوره منهایم انجام می‌شود و در دنیا صنعتی شده است و تقریبا تمام سولفات پتاسیم تولیدی در دنیا که به عنوان کود کشاورزی مصرف می‌شود به روش کوره منهایم تولید می‌شود. سولفات پتاسیم ساینوتک نیز در کوره منهایم تولید می‌شود. روش دوم که از واکنش میان سولفات آمونیوم و کلرید پتاسیم انجام می‌شود، دارای راندمان پایین‌تری است و در دنیا به صورت صنعتی رواج نیافته است.

سولفات پتاسیم ساینوتک که به روش کوره منهایم تولید می‌شود در ابتدا به شکل پودری است که دارای اندازه ذرات 4 –1 میلی‌متر است که می‌توان با استفاده از سیستم سرند و آسیاب، دانه‌بندی‌های مختلفی از سولفات پتاسیم پودری تولید کرد. سولفات پتاسیم تولید شده به کمک سیستم گرانول‌ساز فشاری امکان تبدیل شدن به گرانول سولفات پتاسیم دارد. سولفات پتاسیم پودری و گرانول ساینوتک هر دو محصولی هستند که از نظر ترکیب شیمیایی مطابق با استاندارد ملی ایران بوده اما برای کاربردهای مختلف در کشاورزی استفاده می‌شوند.

زمانی که سینیتیک انحلال سریع مورد نیاز است عموما محصول پودری مورد استفاده قرار می‌گیرد و یا در صورتی که از این ماده جهت تولید کودهای NPK استفاده شود، از محصول پودری بهره می‌برند اما در صورتی که کشاورز تمایل داشته باشد تا کود به صورت تدریجی در آب حل شود و به تدریج در اختیار گیاه قرار گیرد، محصول گرانول ساینوتک پیشنهاد می‌شود.

شکل 1، (الف) سولفات پتاسیم گرانول و (ب) سولفات پتاسیم پودری

میزان انحلال سولفات پتاسیم در آب 120 گرم در یک لیتر آب در دمای 25 درجه سانتی‌گراد است. این میزان انحلال‌پذیری در مقایسه با کودهای دیگر مانند اوره (545 گرم بر لیتر) و سولفات آمونیوم (740 گرم بر لیتر) حلالیت پایینی محسوب می‌شود.

شکل کریستال سولفات پتاسیم ساینوتک از کریستالیزاسیون (تبخیر) محلول سولفات پتاسیم تولید می‌شود. سولفات پتاسیم پودری که از روش منهایم تولید شده است در دمای بالا در آب حل شده و در چند مرحله تبخیر انجام می‌شود (Multi Stage Evaporation) و در نهایت کریستال‌های آبدار سولفات پتاسیم که در اثر تبخیر تدریجی آب متبلور شده‌اند در سیستم جداکننده جامد – مایع فیلتر شده و در خشک کن رطوبت خود را از دست می‌دهند.

کریستال سولفات پتاسیم در مقایسه با شکل پودری و گرانول دارای ناخالصی‌های کمتری بوده و انحلال آن سریع‌تر است. بنابراین برای کاربردهای کشاورزی که هدف انحلال سریع سولفات پتاسیم است از شکل کریستال سولفات پتاسیم استفاده می‌شود. اندازه ذرات کریستال‌های سولفات پتاسیم در محدوده 1 – 2/0 میلی‌متر است و کریستال ریز محسوب می‌شود.

خلوص سولفات پتاسیم تولیدی به میزان خلوص مواد اولیه مورد استفاده در فرآیند وابسته است. در صورتی که از کلرید پتاسیم و اسید سولفوریک با خلوص بالا استفاده شود، محصول نهایی دارای خلوص بالایی خواهد بود.

سولفوریک اسید مورد استفاده در فرآیند باید دارای حداقل 96 درصد جرمی H₂SO₄، حداکثر 05/0 درصد مواد غیرفرار، حداکثر ppm 60 آهن و حداکثر ppm 40 آرسنیک باشد. همچنین کلرید پتاسیم مورد استفاده در این فرآیند باید دارای حداقل 60 درصد جرمی پتاسیم قابل حل در آب بر حسب K₂O، حداکثر 5/3 درصد جرمی سدیم به صورت NaCl، حداکثر 1 درصد جرمی منیزیم به صورت MgCl₂ و حداکثر نیم درصد رطوبت باشد.