Taka za molibdenamu kwa ajili ya utengenezaji wa mbolea ya madini yenye vipengele vingi

Teknolojia ya kuzalisha mbolea ya madini yenye vipengele vingi kutoka kwa mabaki ya uchujaji wa molybdenum ni teknolojia mpya inayounganisha matibabu kamili ya mabaki ya mgodi na uzalishaji safi, ikionyesha mwelekeo wa maendeleo katika sayansi ya mazingira ya China. Kupitia mchakato rahisi unaofanana na utengenezaji wa saruji, mabaki ya molybdenamu husindikwa kuwa mbolea ya madini yenye vipengele vingi inayojumuisha potasiamu, silika, na vipengele vingine muhimu kwa ukuaji wa mazao. Mbolea hii sio tu inatoa kiasi kikubwa cha potasiamu pamoja na virutubisho vya pili kama vile silikoni, kalisiamu, magnesiamu, na salfa kwa udongo, bali pia huongeza kwa ufanisi virutubisho vidogo muhimu kwa mazao, vikiwemo shaba, chuma, zinki, manganisi, na molibdenamu. Zaidi ya hayo, mbolea hii ya madini huwezesha ufyonzwaji wa mbolea za nitrojeni, fosforasi, na potasiamu, huongeza ufanisi wa matumizi ya mbolea, huimarisha uwezo wa mazao kustahimili msongo, huboresha ubora wa mazao, hurudisha rutuba ya udongo, na hudumisha na kuongeza tija endelevu ya ardhi.

Mchakato wa uzalishaji wa mbolea ya madini yenye vipengele vingi kutokana na mabaki ya molibdeni ni kama ifuatavyo: kwa kutumia mabaki ya molibdeni na dolomaiti au mawe ya chokaa yenye magnesiamu nyingi kama malighafi, kuchomwa hufanywa kwenye tanuru ya shimo au tanuru inayozunguka. Njia maalum ya uzalishaji ni:

• Bainisha na kuhesabu jumla ya kiasi sawa cha oksidi za asidi na oksidi za msingi katika mabaki ya molybdenamu, dolomaiti au mawe ya chokaa yenye magnesiamu nyingi, na antratsaiti au makaa meupe.
• Kokotoa kiasi cha mchanganyiko wa makaa ya mawe kinachohitajika kufikia joto la tanuru zaidi ya 1200 °C kulingana na mbinu ya mchanganyiko wa joto ya saruji ya tanuru ya shaft.
• Kulingana na uwiano wa oksidi ya asidi na oksidi ya msingi wa takriban 1.1–1.2, hesabu uwiano wa malisho ya mabaki ya molybdenamu na dolomaiti au mawe ya chokaa yenye magnesiamu nyingi, kisha changanya na makaa ya mawe ili kupata mchanganyiko wa malisho ghafi. Kwa kuchomwa kwenye tanuru inayozunguka, hakuna makaa ya mawe yaliyopondwa yaliyoongezwa.
• Ongeza kisaidia cha kuchoma kwa ioni za metali za alkali, ambapo ioni hizo zinachangia 0.2%–1% ya jumla ya mchanganyiko.
• Ponda mchanganyiko hadi kuwa unga laini wa mesh 80 au zaidi, kisha upitishe kwenye tanuru inayozunguka na uchome kwa joto la 1200–1350 °C ili kuzalisha klinka ya mbolea ya siliketi. Vinginevyo, nyenzo iliyosagwa inaweza kuingizwa kwenye pelletizer, kuundwa kuwa peleti kwa kutumia maji, kisha kuchomwa kwenye tanuru ya shaft kwa joto zaidi ya 1200 °C ili kuzalisha klinka.
• Baada ya kuzimwa (ugranulishaji kwa maji baridi), klinka inasagwa hadi kuwa unga ili kupata mbolea ya silikoni yenye vipengele vingi.

Teknolojia hii inategemea kanuni za uzalishaji safi, ikichanganya matibabu ya “takataka tatu” za uchimbaji madini na usindikaji wa madini (gesi taka, maji taka, taka ngumu) na urejeshaji wa rutuba ya udongo wa kilimo. Inaunda teknolojia na mchakato bunifu wa kuzalisha mbolea za madini zenye virutubisho vingi vya kati na vidogo kutoka kwa mabaki ya molybdenum. Kwa kutumia calcination, inazuia matumizi makubwa ya nishati, gharama kubwa, na uchafuzi mkubwa unaohusiana na michakato ya uchimbaji kemikali, hivyo kufanikisha uzalishaji safi bila “uchafu tatu.”

Mnamo mwaka 2007, Kampuni ya Uchimbaji ya Laiyuan ya Kundi la Shenhong ilikamilisha jaribio la viwandani la tani 1,000 la mbolea ya madini (mbola ya silikoni yenye vipengele vingi) kwa kutumia mabaki ya molibdeni ya Dawan kama malighafi kuu. Bidhaa hiyo ilikuwa na kalsiamu, magnesiamu, na silikoni, huku pia ikiwa na potasiamu na vipengele vidogo kama chuma, shaba, zinki, na molibdenamu. Ilipata usajili wa mbolea kwa ajili ya “mbolea ya silikoni yenye vipengele vingi” katika Mkoa wa Heilongjiang. Majaribio shambani kwenye mpunga, mahindi, ngano ya baridi, miti ya matunda, mboga za chumba cha kukuza, soya, na karanga katika mikoa ya Heilongjiang, Jilin, Liaoning, Hebei, na Henan yalionyesha matokeo ya ongezeko la mavuno, ustahimilivu wa msongo, ustahimilivu dhidi ya wadudu na magonjwa, na ubora ulioboreshwa. Mnamo mwaka wa 2008, teknolojia hiyo ilipitishwa katika tathmini ya kiufundi na Chama cha Sayansi ya Mazingira cha Uchina, na ilitangazwa na Chama cha Sayansi na Teknolojia cha Uchina kama teknolojia mpya kwa ajili ya kukuza kitaifa mnamo 2009. Baada ya takriban miaka mitatu ya majaribio shambani kwa mazao mbalimbali katika maeneo zaidi ya 300, matokeo yalithibitisha kuwa mbolea hiyo ina faida nzuri za kilimo, ikiwemo ongezeko la mavuno, ubora ulioboreshwa, na uwezo wa kustahimili wadudu, magonjwa, ukame, maji mengi, na hali ya hewa ya baridi. Kwa sasa, mbolea inayotengenezwa kwa kutumia teknolojia hii pia imepata idhini ya uzalishaji, uendelezaji, na uuzaji katika Mkoa wa Heilongjiang. Kulingana na watengenezaji, kulingana na hesabu za gharama za uzalishaji wa majaribio, kwa ajili ya biashara inayotiririsha tani 300,000 za mabaki ya molybdenum kila mwaka, kuvishindanisha kuwa mbolea ya madini yenye vipengele vingi ya tani 500,000 kunaweza kuleta faida ya kila mwaka ya yuan milioni 50, huku pia kikiwa na uokoaji wa yuan milioni 5 kwa mwaka katika gharama za ujenzi, matengenezo, na urejeshaji wa mimea kwa bwawa la mabaki. Faida hii inalingana na faida ya uchimbaji na uchakataji wa madini ya molibdenamu wakati bei za molibdenamu ziko katika kiwango cha kati; hivyo basi, kubadilisha mabaki ya molibdenamu kuwa mbolea ni sawa na kuanzisha mgodi mwingine wa molibdenamu.

Mnamo Machi 26–27, 2012, Wizara ya Viwanda na Teknolojia ya Habari na Chuo cha Uhandisi cha China kwa pamoja waliandaa “Semina kuhusu Matumizi Salama ya Kilimo ya Mabaki ya Madini” huko Kaifeng, Henan. Ripoti ya Teknolojia ya Usindikaji kuhusu Mradi wa Viwanda wa Matumizi Salama ya Kilimo ya Matope ya Molybdenum ya Nan-ni-hu, iliyokamilishwa kwa pamoja na Kikundi cha Viwanda vya Kemikali vya Makaa ya Mawe cha Henan Co., Ltd. na Kampuni ya Teknolojia ya Matumizi ya Rasilimali za Matope ya Beijing Haidahua Co., Ltd., ilipitishwa na mapitio ya wataalamu. Wataalamu walieleza kuwa matumizi salama ya kilimo ya mabaki ya madini yanahusu utumiaji wa teknolojia na vifaa muhimu husika kushughulikia mabaki ya madini kwa njia isiyo na madhara (kwa kurejesha vipengele au vijenzi vya thamani kupitia mkusanyiko upya; kuondoa metali nzito zenye sumu na hatari na viongezeo vya uchimbaji; na kuondoa chumvi za sodiamu zinazoyeyuka kwenye maji), huku zikichochea virutubisho vya kati na vidogo, ili mabaki hayo yawe malighafi za ubora wa juu kwa ajili ya mazao makuu ya kilimo. Hivi vinaweza kutumika kutengeneza mbolea zinazotoa virutubisho taratibu, viboresha udongo, mchanganyiko wa mimea, na bidhaa nyingine mpya za kilimo, ambazo huboresha sifa za kimwili na kemikali za udongo, huongeza ubora wa udongo na daraja la ardhi ya kilimo, hukidhi mahitaji ya lishe ya mazao, na kuhakikisha usalama wa chakula. Mradi wa “Matumizi Salama ya Kilimo ya Matope ya Molybdenum” ni sehemu muhimu ya ujenzi wa Kundi la Viwanda vya Kemikali vya Makaa ya Mawe la Henan wa msingi wa kwanza wa viwanda wa China wa kiwango kikubwa wa “uchumi mzunguko wa madini yasiyo ya chuma (molybdenum).” Uwekezaji kwa ajili ya mradi wa matumizi salama ya kilimo ya mabaki ya molibdeni na miundombinu yake ya kuunga mkono unifikia yuan bilioni 9.15. Baada ya kukamilika kikamilifu, mradi unatarajiwa kutumia na kutumia kikamilifu tani milioni 20 za mabaki ya molybdenum kwa mwaka, kuzalisha mapato ya mauzo ya zaidi ya yuan bilioni 25 kwa mwaka, kupata faida na kodi za mwaka za zaidi ya yuan bilioni 8.5, na kutoa ajira kwa takriban watu 5,500.

Matope yanayotumika kwa mbolea mchanganyiko zilizovutwa na sumaku

Wakati wa Kipindi cha Mpango wa Tano wa Miaka Saba (1986–1990), Taasisi ya Utafiti wa Madini ya Ma'anshan ilianzisha utafiti nchini China juu ya matumizi ya mabaki ya chuma yaliyovutwa na sumaku kama virutubisho vya udongo. Kuanzia mwaka 1984, waliandaa mbolea zilizovutwa na sumaku kwa kutumia mabaki yaliyotengwa kwa kutenganisha kwa sumaku kutoka Mgodi wa Chuma wa Nanshan. Tailings hizo zilipatiwa sumaku kwa kutumia mashine maalum ya kuweka sumaku, na kisha zilitumika kwenye udongo. Utafiti ulionyesha kuwa baada ya matumizi, tailings zilizopatiwa sumaku ziliongeza sumaku ya udongo, zilibadilisha muundo wa makundi ya sumaku katika udongo, na hasa ziliamsha vitu vyenye sumaku ya chuma katika udongo, hivyo kuboresha muundo wa udongo, uwazi, na upitishaji hewa. Kuanzia mwaka 1985 na kuendelea, Taasisi ilishirikiana mfululizo na Kampuni ya Mgodi na Kampuni ya Matumizi Jumuishi ya Kampuni ya Chuma na Chuma ya Ma'anshan ili kuendeleza utafiti wa majaribio kuhusu matumizi ya kilimo ya mbolea zilizovutwa kwa sumaku. Majaribio yaliyotumia mabaki ya chuma yaliyovutwa sumaku kutoka Mgodi wa Chuma wa Nanshan kama kiboresha udongo yalijumuisha majaribio ya vyungu, majaribio ya mashamba, na majaribio makubwa ya maonyesho kwa mazao mbalimbali na aina tofauti za udongo. Matokeo yalionyesha kuwa matumizi ya mabaki yaliyovutwa kwa sumaku kwenye udongo yaliongeza kwa kiasi kikubwa mavuno ya mazao: ongezeko la wastani lilikuwa 12.63% kwa mchele wa mapema, 11.06% kwa mchele wa msimu wa kati, na 15.5% kwa soya. Wakati wa kipindi cha Mpango wa Tano wa Miaka wa Nane (1991–1995), Taasisi ilichanganya mabaki ya madini ya chuma kutoka kwa kiwanda cha utenganishaji wa sumaku na mbolea za kemikali za kilimo kwa uwiano fulani, na baada ya hatua za kumagnetisha, kugranula, na nyinginezo, ilitengeneza mbolea mchanganyiko zilizomagnetishwa. Kiwanda chenye uwezo wa uzalishaji wa tani 10,000 za mbolea mchanganyiko iliyovutwa na sumaku kwa mwaka kilijengwa katika Kijiji cha Ikolojia cha Taicang, Kaunti ya Dangtu. Kutumia mabaki yaliyovutwa na sumaku badala ya bentonite kama kiunganishi cha mbolea mchanganyiko sio tu kulipunguza gharama bali pia kuongeza ufanisi wa mbolea, na ilipokelewa vyema na wakulima wa eneo hilo.

Taka za madini zinatumika kama virutubisho vya udongo

Tailings mara nyingi huwa na virutubisho vidogo muhimu kwa ukuaji na maendeleo ya mimea, kama vile Zn, Mn, Cu, Mo, V, B, na P, na kwa hivyo zinaweza kutumika kama mbolea za virutubisho vidogo au viongezeo vya udongo. Kwa mfano, mabaki yenye kalsiamu yanaweza kutumika kwenye udongo wenye asidi ili kupunguza asidi na kuboresha ubora wa udongo. Tailings zenye oksidi za kalsiamu, magnesiamu, na silikoni zinaweza kutumika kama mbolea za kilimo kwa ajili ya tiba ya kuongeza kalsiamu na kusawazisha asidi katika udongo. Kwa sasa, madini au miamba kuu inayotumika kama viambatanisho vya mbolea ni pamoja na bentonite, zeolite, diatomite, serpentinite, perlite, na vingine.

Baada ya zaidi ya miaka kumi ya utafiti, wanasayansi kutoka Taasisi ya Jiolojia na Jiofizikia, Chuo cha Sayansi cha China, wamebuni kwa kujitegemea aina mpya ya mbolea ya madini yenye mikunjo midogo ambayo inaweza kuboresha kwa ufanisi rutuba ya udongo kwa ujumla. Uwezo wake wa kutumika kila mahali na gharama yake ya chini vinawezesha kuboresha rutuba ya udongo katika maeneo makubwa nchini China. Shao Yucui na wenzake walitumia madini kumi tofauti ya asili kama virutubisho vya udongo ili kupima athari zao kwenye udongo ulioirishwa kwa maji yenye chumvi kidogo (chumvi 4–5 g/L). Matokeo yalionyesha kuwa Kirekebisho cha 1 (bentonite 100%) kilichotumika kwa kilo 2,500/hm² kilipunguza msongamano wa jumla wa udongo kwa 12.23% na kuongeza rutuba ya udongo kwa 12.28%. Viboresha vyote vilivyojaribiwa vilipunguza jumla ya kiwango cha chumvi katika tabaka la udongo la 0–5 cm, kwa upungufu wa juu zaidi wa 72.5%, na pia ilipunguza ioni za CO₃²⁻ na HCO₃⁻ katika tabaka la udongo la 0–40 cm, kwa upungufu wa juu zaidi wa 100%. Kirekebisho cha 4 (fosfogipsamu 100%) kilichotumika kwa kilo 2,250/hm² kiliongeza ioni za Ca²⁺ na Mg²⁺ katika udongo huku kikipunguza ioni za K⁺ na Na⁺.

Mnamo 2010, Kikundi cha Guangdong Wanfang kilikamilisha jaribio la viwandani la kiwango cha tani 500 kwa kutumia mabaki ya molybdenum ya Baishizhang kama malighafi kuu, na kufanikiwa kutengeneza kirekebishaji cha udongo kwa ajili ya udongo mwekundu wenye asidi. Ilionyesha athari kwa mpunga, mboga, matunda ya kitropiki, tumbaku, na mazao mengine, ikiwa ni pamoja na ongezeko la mavuno, ubora ulioboreshwa, na uboreshaji wa udongo. Kutokana na hili, walishirikiana na Chuo Kikuu cha Kilimo cha Kusini mwa Uchina, Taasisi ya Udongo na Mbolea ya Chuo cha Sayansi ya Kilimo cha Guangdong, na taasisi nyingine ili kuendeleza zaidi mbolea maalum zinazofaa kwa mazao mbalimbali katika maeneo ya kusini yenye udongo mwekundu wa asidi.

Mnamo 2011, Kampuni ya Beijing Haidahua na Kundi la Viwanda vya Kemikali za Makaa ya Mawe la Henan zilitekeleza mradi wa viwandani wa matumizi tena salama ya kilimo kwa mabaki ya molybdenum, kwa kutumia mabaki ya molybdenum ya Nan-ni-hu kuendeleza mbolea za kutolewa taratibu zenye thamani kamili na kirekebishaji cha udongo wa mchanga. Jaribio la shambani kwenye ngano katika Chuo Kikuu cha Kilimo cha Shandong na majaribio ya upangaji katika mabonde yenye mavuno ya wastani na ya chini katika Taasisi ya Lishe ya Mimea na Rasilimali na Mazingira, Chuo cha Sayansi ya Kilimo cha Henan, yalionyesha ongezeko la mavuno la 271% na 411%, mtawalia, na athari kubwa.

Katika Kituo cha Kuzidisha Mkusanyiko cha Anhui Aoshan, pamoja na kuzidisha mkusanyiko wa mabaki ili kupata tena vipengele vya thamani kama vile salfa na fosforasi, mabaki ya utenganishaji wa sumaku yasiyofosforasi pia yalijaribiwa kwa ajili ya kuboresha udongo. Majaribio yalionyesha kuwa udongo ulioboreshwa kwa mabaki ya uchujaji wa sumaku yasiyopunguzwa fosforasi uliongeza kwa kiasi kikubwa mavuno ya mazao, kwa ongezeko la 10%–15% kwa mpunga, takriban 5% kwa rapeseed, na ukuaji ulioboreshwa kwa ngano, maharage ya soya, na mazao mengine.