Поташа

Поташа— ископани и произведени соли кои содржат калиум во форма растворлива во вода. Терминот ''поташа'' потекнува од ''пепел'' од растенија или дрва што се натопувала во вода во сад, што било основно средство за производство на поташ пред индустрискиот период; зборот ''калиум'' потекнува од терминот ''поташ''.
Во 2021 година, светското производство на поташа надминало 71,9 милиони тони (~45,4 милиони тони еквивалент на K<sub>2</sub>O), а Канада е најголемиот производител на поташа како ѓубриво. Калиумот за прв пат е добиен во 1807 година со електролиза на каустична поташа (калиум хидроксид).
1 Терминологија
Терминот ''поташа'' се однесува на соединенија на калиум и на материјали кои содржат калиум, обично калиум карбонат. Употребата на терминот ''поташ''а датира од 1477 година и потекнува од среднохоландскиот збор dum, што означува пепел во тенџере. Стариот метод за производство на калиум карбонат било или со собирање или со производство на дрвен пепел (занимање на пепелникот), хемиско испирање на пепелта, а потоа испарување на добиениот раствор во големи железни садови, што давало бел остаток именуван како „пепел од тенџере“; приближно 10% од тежината на обичниот дрвен пепел може да се обнови како поташа.
Терминот ''поташа'' подоцна ги распознал минералите кои содржелеа калиумови соли и вештачкиот комерцијален производ добиен од солите.. Табелата распознава осум (8) калиумови соединенија со терминот ''поташа'' во нивните традиционални имиња:
Вообичаено име, Хемиско име (формула)
Калиумско ѓубриво, До почетокот на 20 век: калиум карбонат (K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>); од крајот на 19 век: едно или повеќе соединенија на калиум хлорид (KCl), калиум сулфат (K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>) или калиум нитрат (KNO<sub>3</sub>). ''Не'' содржи калиум оксид (K<sub>2</sub>O), кој растенијата не го апсорбираат;количината на калиум е наведена како еквивалент на K<sub>2</sub>O (т.е. ако е во форма на K<sub>2</sub>O), за да се овозможи директна споредба помеѓу различни ѓубрива што користат различни видови поташа.
Каустична поташа, калиум хидроксид (KOH)
Калиум карбонат, соли на забен камен, или бисерна пепел, калиум карбонат (<sub>K</sub>2<sub>CO</sub>3<sub>)</sub>
Хлорат на калиум, калиум хлорат ( KClO<sub>3</sub>)
хлорид на поташа (MOP), калиум хлорид (KCl: или повисоко)
Нитрат од поташа, калиум нитрат (KNO<sub>3</sub>)
Поташа сулфат (SOP), калиум сулфат ( K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub><sub>)</sub>
Перманганат од поташа, калиум перманганат (KMnO<sub>4</sub>)
2 Историја
2.1 Потекло на рудата
Поголемиот дел од светските резерви на калиум (K) биле депонирани како морска вода во античките внатрешни океани. Откако водата испарила, калиумовите соли кристализирале во слоеви од поташа. Ова се местата каде што денес се вади поташа. Наслагите се природна мешавина од калиум хлорид (KCl; минерално име силвит) и натриум хлорид (NaCl; минерално име халит), попознат како кујнска сол. Со текот на времето, како што се менувала површината на земјата, овие наслаги биле покриени со илјадници стапки земја.
2.2 Бронзено време
Калиумот (особено калиум карбонатот) се употребува во белење на текстил, производство на стакло, керамика и производство на сапун, уште од бронзеното време. Калиумот главно се добивал со чистење на пепелта од дрво согорувано за греење и готвење.
2.3 14–17 век
2.3.1 Рударство
Почнувајќи од 14 век, поташата започнала да се ископува во Етиопија. Едно од најголемите наоѓалишта во светот, 140 до 150 милиони тони, се наоѓа во областа Далол во регионот Афар.
2.3.2 Поташа добиена од дрво
Калиумот бил еден од најважните индустриски хемикалии. Се рафинирал од пепелта на листопадни дрвја и се произведувал првенствено во шумските области на Европа, Русија и Северна Америка. Иако методите за производство на вештачки алкалии биле измислени кон крајот на 18 век, тие не станале економични сè до крајот на 19 век и затоа зависноста од органски извори на поташа останала.
Поташата станала важна меѓународна трговска стока во Европа барем од почетокот на 14 век. Се проценува дека европскиот увоз на поташа барал 6 или повеќе милиони кубни метри секоја година од почетокот на 17 век. Помеѓу 1420 и 1620 година, главните извозни градови за поташа добиена од дрво биле Гдањск, Кенигсберг и Рига. Кон крајот на 15 век, Лондон станал водечки увозник поради својата местоположба како центар за производство на мек сапун, додека Холанѓаните доминирале како добавувачи и потрошувачи во 16 век. Од 1640-тите, геополитичките нарушувања (т.е. Руско-полската војна (1654–1667)) значеле дека центрите на извоз се преселиле од Балтикот во Архангелск, Русија. Во 1700 година, руската пепел станала доминантна, иако Гдањск останал познат по квалитетот на својот поташ.
2.4 18 век
2.4.1 Пепел од алги
На Оркниските Острови, пепелта од алги обезбедувала поташа и сода, а производството започнало „веројатно уште во 1719 година“ и траело еден век. Производите биле „во голема мера барани од индустриите за стакло и сапун од тоа време“.
2.4.2 Северна Америка
До 18 век, американската поташа со повисок квалитет сè повеќе се извезувала во Британија. Кон крајот на 18 и почетокот на 19 век, производството на поташа им обезбедувало на доселениците во Северна Америка на кои им биле многу потребни пари и кредити, бидејќи тие расчистувале пошумено земјиште за земјоделски култури. За целосно да ја искористат својата земја, доселениците требало да се ослободат од вишокот дрво. Најлесниот начин да го постигнат ова бил да го согорат секое дрво кое не било потребно за гориво или градежништво. Пепелта од листопадните дрвја потоа можела да се употреби за производство на луга, која можела да се користи за производство на сапун или да се свари за да се произведе вредна поташа. Тврдото дрво можело да генерира пепел со брзина од 60 до 100 бушели на акр (500 до 900 м<sup>3</sup>/км<sup>2</sup>). Во 1790 година, продажбата на пепел можела да генерира од 3,25 до 6,25 долари по акр (800 до 1.500 долари км<sup>2</sup>) во руралната држава Њујорк - речиси иста стапка како и ангажирањето работник за расчистување на истата област. Производството на поташа станало голема индустрија во британска Северна Америка. Велика Британија отсекогаш била најважниот пазар. Американската индустрија за поташа ја следела низ целата земја.
2.4.3 Прв американски патент
Првиот американски патент од каков било вид бил издаден во 1790 година на Семјуел Хопкинс за подобрување „во производството на пепел од тенџере и бисерна пепел со нов апарат и процес“.''Бисерната пепел'' била почист квалитет направен со калцинација на поташа во реверберативна печка или печка. Поашните јами некогаш се користеле во Англија за производство на поташа што се користел во производството на сапун за подготовка на волна за производство на предиво.
2.5 19 век
По околу 1820 година, Њујорк ја заменил Нова Англија како најважен извор; до 1840 година центарот се наоѓал во Охајо. Производството на поташа отсекогаш било индустрија за нуспроизводи, што произлегло од потребата да се расчисти земјиштето за земјоделство.
2.5.1 Канада
Од 1767 година, поташа од дрвена пепел се извезувала од Канада. До 1811 година, 70% од вкупниот увоз на поташа од 19,6 милиони фунти во Велика Британија доаѓал од Канада. Извозот на поташа и бисерен пепел достигнал 43.958 барели во 1865 година. Во 1871 година работеле 519 пепелници.
2.6 Индустријализација на 20 век
Индустријата за дрвен пепел опаднала кон крајот на 19 век, кога во Германија било воспоставено големо производство на поташа од минерални соли. На почетокот на 20 век, индустријата за поташа станала доминирана од картел во кој Германија имала доминантна улога. Првата светска војна доживеала кратко оживување на американските пепелници, чиј производ обично се состоел од 66% хидроксид, 17% карбонат, 16% сулфат и други нечистотии. Подоцна во векот, картелот завршил со појавата на нови производители на поташа во СССР и Канада.
Во 1943 година, поташа била откриена во Саскачеван, Канада, за време на дупчење на нафта. Активното истражување започнало во 1951 година. Во 1958 година, компанијата „Поташ Компани оф Америка“ станала првиот производител на поташа во Канада со пуштање во употреба на подземен рудник за поташа во езерото Пацијанс. Како што се развиваале бројни производители на поташа во Канада, владата на Саскачеван се повеќе се вклучувала во индустријата, што довело до создавање на „Канпотекс“ во 1970-тите.
Во 1964 година, канадската компанија „Калиум Хемикалс“ го основала првиот рудник за поташа употребувајќи го процесот на раствор. Откритието било направено за време на истражување на нафтени резерви. Рудникот бил развиен во близина на Реџина, Саскачеван. Рудникот достигнал длабочина поголема од 1500 метри. Денес единицата „Бел Плејн“ е дел на корпорацијата „Мозаик“.
Производството на поташа во СССР во голема мера било за домашна употреба и за употреба во земјите од Советот за меѓусебна економска помош. По распадот на СССР, руските и белоруските производители на поташа за прв пат влегле во директна конкуренција со производители од други места во светот.
На почетокот на 20 век, наслаги од калиум биле пронајдени во депресијата Далол во локалитетите Мусели и Кресент во близина на етиопско-еритрејската граница. Проценетите резерви во Мусели и Кресент се 173 и 12 милиони тони соодветно. Вториот е особено погоден за површинско рударство. Бил истражуван во 1960-тите, но работите престанале поради поплави во 1967 година. Обидите за продолжување на рударството во 1990-тите биле прекинати од Еритрејско-етиопската војна и не се обновени од 2009 година.
3 Рударство
3.1 Јамско рударство
Сите комерцијални наоѓалишта на калиум потекнуваат од наоѓалишта на евапорити и често се закопани длабоко под површината на земјата. Рудите на калиум обично се богати со калиум хлорид (KCl), натриум хлорид (NaCl) и други соли и глини, и обично се добиваат со конвенционално јамско рударство, при што извлечената руда е мелена во прав. Повеќето рудници за калиум денес се длабоки јамски рудници, дури до 1400 метри под земја. Други се минираат како ленти, поставени во хоризонтални слоеви како седиментна карпа. Во надземните постројки за преработка, KCl се одвојува од смесата за да се произведе високо-анализа на калиумово ѓубриво. Другите калиумови соли можат да се одвојат со различни постапки, што резултира со калиум сулфат и калиум-магнезиум сулфат. Саскачеван е најголемиот производител на калиум во светот.
3.2 Методи на растворање и испарување
Други методи вклучуваат растворно рударство и методи на испарување. Во методот на испарување, топла вода се вбризгува во поташата, која се раствора, а потоа се пумпа на површината каде што се концентрира со испарување предизвикано од сончева светлина. Потоа, аминските реагенси се додаваат или во ископаните или во испарените раствори. Аминот го обложува KCl, но не и NaCl. Воздушните меурчиња се лепат за аминот +KCl и го пуштаат на површината, додека NaCl и глината тонат на дното. Површината се обезмасте за аминот +KCl, кој потоа се суши и се пакува за употреба како ѓубриво богато со калиум -KCl лесно се раствора во вода и е брзо достапен за исхрана на растенијата.
Во Индија е проучено добивањето на калиумови соли од ѓубрива од морска вода. За време на извлекувањето на сол од морската вода преку испарување, калиумовите соли се концентрираат во битерн, отпадна вода од индустријата за сол.
4 Производство
Наслагите од поташа се нерамномерно распределени низ целиот свет. Од 2015 година, наоѓалишта се ископуваат во Канада, Русија, Кина, Белорусија, Израел, Германија, Чиле, САД, Јордан, Шпанија, Обединетото Кралство, Узбекистан и Бразил, со најзначајни наоѓалишта присутни под големите длабочини на формацијата Прери Евапорити во Саскачеван, Канада. Канада и Русија се земјите каде што се произведува најголемиот дел од поташата; Белорусија исто така претставува голем производител.
Наоѓалиштето во Пермскиот басен ги вклучува главните рудници надвор од Карлсбад, Ново Мексико, до најчистото наоѓалиште на поташа во светот во округот Ли, Ново Мексико (во близина на наоѓалиштата Карлсбад), за кое се верува дека е чисто околу 80%. (Округот Осеола, Мичиген, има наоѓалишта чисти над 90%; сепак, единствениот рудник таму бил претворен за производство на сол.) Канада е најголемиот производител, по што следат Русија и Белорусија. Најзначајните резерви на канадска поташа се наоѓаат во покраината Саскачеван и се ископуваат од компанијата Мозаик, Нутриен и К+С.
Во Кина, поголемиот број наоѓалишта на калиум се наоѓаат во пустините и солените рамнини на ендорејските басени на нејзините западни провинции, особено Чингхај. Геолошките експедиции ги откриле резервите во 1950-тите, но комерцијалното искористување заостанувало сè до Политиката за реформи и отворање на Денг Сјаопинг во 1980-тите. Отворањето на фабриката за ѓубрива од калиум Чингхај во оддалечената област Кархан Плаја во 1989 година го зголемило производството на калиум хлорид во Кина шест пати, од помалку од 40,000 тони годишно во Хаикси и Тангу до нешто помалку од 240,000 тони годишно.
Во 2013 година, речиси 70% од производството на поташа било контролирано од „Канпотекс“, фирма за извоз и маркетинг, и „Белоруската компанија за поташа“. Втората била заедничко вложување помеѓу „Белорускали“ и „Уралкали“, но на 30 јули 2013 година, „Уралкали“ објавила дека го прекинало вложувањето.
Калиумот е растворлив во вода и неговиот пренос бара посебна инфраструктура.
+Список на земји според производство на поташа, Место, Земја, Екстракција во метрички тони K2O еквивалент
2016, 2017, 2018, 2019, 2020
1, 10,789,662, 12,562,695, 14,023,931, 12,643,318, 13,881,665
2, 6,480,000, 7,300,000, 7,055,000, 7,368,000, 8,167,300
3, 6,180,100, 7,101,800, 7,346,096, 7,348,293, 7,562,153
4, 5,783,000, 5,534,000, 5,452,000, 5,902,000, 5,530,000
5, 2,750,841, 2,963,561, 2,754,085, 2,615,284, 2,874,026
6, 2,093,100, 2,126,700, 2,149,300, 2,043,500, 2,415,600
7, 1,222,140, 1,415,260, 1,485,960, 1,516,460, 1,598,200
8, 1,303,840, 1,238,630, 991,180, 683,540, 966,680
9, 510,000, 480,000, 520,000, 510,000, 460,000
10, 672,246, 557,468, 635,490, 547,100, 455,000
11, 198,600, 307,600, 343,500, 286,900, 442,500
12, 316,429, 306,296, 201,181, 269,300, 276,600
13, 83,000, 114,900, 176,900, 198,400, 210,000
14, 482,800, 297,400, 291,100, 84,000, 99,260
15, 10,500, 15,300, 32,900, 37,200, 37,000
16, 0, 0, 15,200, 11,100, 16,000
17, 0, 0, 1,700, 17,800, 4,400
, Вкупно, 38,876,258, 42,321,610, 43,475,523, 42,082,195, 44,996,384
5 Професионални опасности
Прекумерните респираторни заболувања предизвикани од еколошки опасности, како што се радонот и азбестот, претставувале грижа за рударите на поташа низ историјата. Рударите на поташа се склони кон развој на силикоза . Врз основа на истражување спроведено помеѓу 1977 и 1987 година за кардиоваскуларни заболувања кај работниците со поташа, вкупната стапка на смртност била ниска, но била забележана разлика кај работниците над земја.
6 Употреба
+Производство на поташа и резерви во некои тековни рудници (кои се <2% од глобалните резерви) (и двете во K2O еквивалентно) (2021, во милиони тони) , Земја, Производство, Резерви
Канада, 14,2 (28,57%), 1.100 (33,33%)
Русија, 9,1 (17,14%), 400 (12,12%)
Белорусија, 7,6 (16,48%), 750 (22,73%)
Кина, 6,0 (14,76%), 170 (5,15%)
Германија, 2,8 (6,90%), 150 (4,55%)
Израел, 2,4 (5,14%), Голем (?%)
Јордан, 1,6 (3,37%), Голем (?%)
Чиле, 0,9 (1,85%), 100 (3,03%)
Соединетите Американски Држави, 0,5 (1,04%), 220 (6,67%)
Шпанија, 0,4 (0,79%), 68 (2,06%)
Бразил, 0,3 (0,58%), 2,3 (0,01%)
Други земји, 0,4 (0,76%), 300 (9,09%)
Вкупно во светот, 46,3 (100,00%), >3.300 (100,00%)
6.1 Ѓубрива
Калиумот е третата главна хранлива материја за растенијата и културите по азотот и фосфорот. Се употребува уште од античко време како ѓубриво за почвата (околу 90% од тековната употреба). Употребата на ѓубрива е главниот двигател на потрошувачката на поташа, особено за неговата употреба во ѓубрењето на културите што придонесуваат за диети со висока содржина на протеини.
Елементарниот калиум не се појавува во природата бидејќи реагира бурно со вода. Како дел од различни соединенија, калиумот сочинува околу 2,6% од Земјината кора по маса и е седмиот најзастапен елемент, сличен по изобилство на натриумот со приближно 1,8% од кората. Калиумот е важен за земјоделството бидејќи го подобрува задржувањето на водата, приносот, хранливата вредност, вкусот, бојата, текстурата  и отпорност на болести кај прехранбените култури. Има широка примена кај овошјето и зеленчукот, ориз, пченица и други житарки, шеќер, пченка, соја, палмино масло и памук, од кои сите имаат корист од својствата на хранливите материи за подобрување на квалитетот. <
Побарувачката за храна и добиточна храна е во пораст од 2000 година. Службата за економски истражувања на Министерството за земјоделство на Соединетите Американски Држави го припишува трендот на просечното годишно зголемување на населението од 75 милиони луѓе низ целиот свет. Географски, економскиот раст во Азија и Латинска Америка во голема мера придонело за зголемената употреба на ѓубрива на база на поташа. Зголемените приходи во земјите во развој, исто така, станале фактор за зголемената употреба на поташа и ѓубрива. Со повеќе пари во домашниот буџет, потрошувачите додале повеќе месо и млечни производи во својата исхрана. Оваа промена во начинот на исхрана барала садење повеќе хектари, примена на повеќе ѓубрива и хранење на повеќе животни - на сите им било потребно повеќе поташа.
По години на пораст, употребата на ѓубрива се забавило во 2008 година. Светскиот економски пад е главната причина за намалената употреба на ѓубрива, падот на цените и зголемувањето на залихите.
Најголеми потрошувачи на поташа во светот се Кина, САД, Бразил и Индија. Бразил увезува 90% од потребниот поташа. Се очекува потрошувачката на поташа за ѓубрива да се зголеми на околу 37,8 милиони тони до 2022 година.
Увозот и извозот на калиум често се пријавува во ''еквивалент на'' K<sub>2</sub>O, иако ѓубривото никогаш не содржи калиум оксид, само по себе, бидејќи калиум оксидот е каустичен и хигроскопски.
6.2 Цени
На почетокот на 2008 година, цените на поташата започнале да се зголемуваат од помалку од 200 американски долари за тон до максимум од 875 американски долари во февруари 2009 година. . Овие последователно драматично паднале на најниско ниво од април 2010 година од 310 американски долари, пред да се опорават во 2011-12 година и повторно да се вратат во 2013 година. За споредба, цените во ноември 2011 година изнесувале околу 470 американски долари за тон, но од мај 2013 година останале стабилни на 393 американски долари. По изненадувачкиот распад на најголемиот картел за поташа во светот на крајот на јули 2013 година, цените на поташата биле на пат да паднат за околу 20%. На крајот на декември 2015 година, поташата се тргувала за 295 американски долари за тон. Во април 2016 година нејзината цена била 269 американски долари.Во мај 2017 година, цените се стабилизирале на околу 216 американски долари за тон, што е намалување од 18% во однос на претходната година. До јануари 2018 година, цените се опоравувале на околу 225 американски долари за тон.Светската побарувачка за поташа има склонетост да биде ценовна нееластична на краток рок, па дури и на долг рок.
6.3 Други употреби
Покрај употребата како ѓубриво, калиум хлоридот е важен во многу индустријализирани економии, каде што се користи во алуминиумско рециклирање, во индустријата за хлоралкалии за производство на калиум хидроксид, во галванизација на метали, течност за дупчење на нафтени бунари, топење на снег и мраз, топлинска обработка на челик, во медицината како третман за хипокалемија и омекнување на вода. Калиум хидроксидот се употребува за третман на индустриска вода и е претходник на калиум карбонат, неколку форми на калиум фосфат, многу други калиумови хемикалии и производство на сапун. Калиум карбонатот се употребува за производство на додатоци во храната за животни, цемент, противпожарни апарати, прехранбени производи, фотографски хемикалии и текстил. Исто така се употребува во производство на пиво, фармацевтски препарати и како катализатор за производство на синтетичка гума. Исто така, се комбинира со силициумов песок за производство на калиум силикат, понекогаш познат како водено стакло, за употреба во бои и електроди за лачно заварување. Овие употреби без ѓубрива сочинуваат околу 15% од годишната потрошувачка на поташа во Соединетите Американски Држави.
6.4 Замени
Не постојат замени за калиумот како основна хранлива материја за растенијата и како основен нутритивен услов за животните и луѓето.  Ѓубривото и глауконитот (зелен песок) се извори со ниска содржина на калиум кои можат профитабилно да се пренесат единствено само на кратки растојанија до полињата со култури..