Микроудобрения – это особая группа удобрений, в состав которых входят так называемые микроэлементы (бор, медь, марганец, цинк, кобальт и др.). Микроудобрения необходимы растениям в малых дозах для повышения их урожайности, повышения стойкости к окружающей среде, предохранения растений от заболеваний.
      Роль микроудобрений заключается в повышении активности ферментов, катализирующих биохимические процессы в организме растений, они способствуют активации синтеза сахаров, крахмала, белков, нуклеиновых кислот, витаминов. Микроудобрения оказывают положительное действие на фотосинтез, ускоряют развитие и созревание семян.
      Из зарубежных стран микроудобрения в широких масштабах используются в США, Великобритании, Франции, Швеции, Германии, Польше, Болгарии, Италии, Японии. В СССР микроудобрения применяли в ограниченных количествах, в основном из-за слаборазвитого их производства.
      Потребность в микроудобрениях для сельскохозяйственных культур определяется их биологическими особенностями и колеблется от 0,5 до 5 кг/га в пересчете на микроэлемент.
      Потребность в цинксодержащих микроудобрениях наблюдается на песчаных, супесчаных, гравийных и карбонатных почвах. Цинковое голодание чаще всего наблюдается у плодовых и цитрусовых деревьев, кукурузы, бобовых, сахарной свеклы, льна, овса и др.
      Изучение эффективности различных форм цинка показало, что в качестве цинкового удобрения может применяться сульфат цинка, ряд других солей этого элемента, цинксодержащие отходы промышленности, а также и специальные цинковые удобрения.
      Цинковые удобрения применяют как при допосевном внесении их в почву, так и при предпосевной обработке семян и внекорневой подкормке растений путем их опрыскивания. Имеются указания о высокой эффективности рядкового внесения цинковых удобрений.
      При допосевном внесении в почву цинковые удобрения применяются обычно в дозе 3 - 5 кг цинка на 1 га. При низкой эффективности допосевного внесения цинка в почву и при цинковой недостаточности применяется опрыскивание 0,05 - 0,1 %-ым раствором сульфата цинка. При опрыскивании растений в период покоя (в безлиственном состоянии) концентрацию раствора увеличивают до 2 - 5 %.
      Для предпосевной обработки семян применяют метод опудривания либо смачивают семена путем их опрыскивания 0,1 % раствором сульфата цинка. Той же концентрации раствор можно использовать и для опрыскивания растений раствором соли цинка совместно с инсектицидами и гербицидами. Опудривание семян соединениями цинка рекомендуется совмещать с их протравливанием.
      В условиях орошения широкое распространение получило применение микроудобрений вместе с поливной водой. Оно возможно как до посева, так и в течение вегетации растений путем проведения подкормок.
      В настоящее время современная промышленность сориентирована на выпуск комплексных удобрений (суперфосфаты, нитрофоски и нитроаммофоски, обогащенные микроэлементами). В перспективе эти удобрения составят 70 - 80 % от общего производства микроудобрений. Эффективность применения таких удобрений бесспорна.
      Цинксодержащие комплексные удобрения рекомендуют для использования под все культуры, нуждающиеся в цинке, как при основном, так и при локальном внесении.
      Внесение этих комплексных удобрений только благодаря цинку обеспечивает увеличение урожая сельскохозяйственных культур, нуждающихся в цинке: кукурузы, выращиваемой на известкованной дерно-подзолистой супесчаной почве – на 24 %; семян люцерны, возделываемой на сероземе – на 30…54 %.
      Проведенные нами совместно с институтом «Мелиорации и экологии» трехлетние испытания цинкосодержащих удобрений показали прирост урожайности по всем видам овощным культурам и кормовым травам.
      Реализация настоящего проекта позволит ликвидировать в черте города Красноярска многотоннажное хранилище цинксодержащих шламов, отрицательно влияющих на окружающую среду (пыление в жаркое время, проникновение щелочных вод в грунтовые воды и др.).
      Переработка цинксодержащих шламов бывшего предприятия «Сивинит» имеет коммерческую привлекательность, поскольку затраты на получение удобрений обогащенных микроэлементами из техногенных продуктов, значительно ниже их товарной стоимости.

2.1. Сырьевая база

      В г. Красноярске до недавнего времени функционировало предприятие по производству искусственного волокна «Сивинит». В процессе производства имело место образование жидких отходов, содержащих до 9 г на 1 кг иона Zn.
      Влажность жидких отходов в среднем 95,3 %. Пройдя через ряд очистительных аппаратов, отходы накапливали в шламовом отстойнике, где в результате естественной фильтрации и испарения воды сформировали твердый остаток, являющийся цинксодержащим шламом.
      Шлам, взятый в разных местах шламонакопителя, характеризуется влажностью, лежащей в пределах 15 … 17 %, и состоящий из сульфата кальция 22,3 … 27,5 %, гидроксида кальция – 31,2 … 33,0 %, гидроксида цинка Zn(ОН)2 – 9,0 … 10,3 %, органических включений – 16,4 … 17,4 %.
      В настоящее время в шламонакопителе предприятия «Сивинит» хранится более 600 тысяч тонн (в пересчете на абсолютно сухой продукт) потенциального сырья для производства цинксодержащих удобрений.

2.2. Исходный продукт для производства удобрений

      Усредненная проба шлама в твердой его основе состоит из следующих продуктов (% по сухой массе):

     В результате обработки исходной пробы шлама щелочью КОН гидроксид цинка переходит в раствор в виде цинката калия К2ZnО2. Водный раствор этого соединения устойчив при рН больше 10,5.
      Оставшаяся твердая часть состоит из (% по массе):

     Жидкая составляющая обработки шлама КОН и является исходным продуктом для получения удобрения.

2.3. Номенклатура цинксодержащих удобрений

2.3.1. Жидкие удобрения

  - однозамещенный фосфат калия, КН2РО4,содержание питательных веществ: К2О – 33,3 %, Р2О5 – 64,1 %, всего – 97,4 %;
  - нитрат калия, КNО3, содержание питательных веществ: К2О – 38,6 %, N – 13,9 %, всего – 52,5%;
  - сульфат калия, К2SO4, содержание питательных веществ: К2О – 31,6 %, всего – 31,6 %;
  - хлорид калия, КCl, содержание питательных веществ: К2О – 73 %, всего – 73%.

2.3.2. Твердые цинксодержащие удобрения

  - однозамещенный фосфат цинка Zn(Н2РО4)2, содержание питательных веществ: Р2О5 – 73,3 %, микроэлемента Zn – 25 %;
  - нитрат цинка, Zn(NО3)2, содержание питательных веществ: N – 14,8 %, микроэлемента Zn – 34,4 %;
  - сульфат цинка, ZnSO4, питательных веществ нет, содержание микроэлемента Zn – 40,3 %.

2.3.3. Твердые органоминеральные удобрения

      Пропитка гидролизного лигнина или сухого торфа жидкими удобрениями с последующей сушкой. Содержание органической части определяется Заказчиком.

2.3.4. Твердые органоминеральные удобрения, обогащенные цинком

      Пропитка гидролизного лигнина или сухого торфа растворами Zn(Н2РО4)2, Zn(NО3)2, ZnSO4.

2.3.5. Порошки для известкования и гипсования (раскисления) кислых почв

      Сухой твердый остаток после извлечения Zn(ОН)2.

2.4. Краткое описание технологического процесса получения удобрений из шлама «Сивинит»

      Независимо от разновидности производимого удобрения (см. п.2.3.) используется один набор технологического оборудования.
      Описание технологического процесса покажем на примере получения трех видов удобрений: органоминеральных, содержащих лигнин и KNO3; жидких, содержащих KNO3; твердых, цинксодержащих Zn(NО3)2, и порошка для раскисления почв.
      Мощность предприятия по переработке шламов 20 тыс. тонн в год из расчета выработки отстойника за 30 лет.
      Режим работы предприятия – 300 рабочих дней в году, в 2 смены. Сушильные участки функционируют в 3 смены.
      Годовой фонд рабочего времени при двухсменной работе – 4800 часов, то же при трехсменной работе – 7200 часов.
      Технологический процесс начинается со смешивания шлама влажностью 15…20 % с раствором КОН концентрацией 10 % при соотношении: шлам 4,2 т/ч, раствор 5,4 т/ч (5000 л/ч). В результате выщелачивания в жидкой фазе образуется цинкат калия К2ZnО2, который сливается в реактор. Твердый остаток 3,7 т/ч, состоящий из смеси СаSO4, Са(ОН)2 и органики выгружается и подвергается сушке. В результате сушки образуется порошок, предназначенный для раскисления почв.
      В реактор к 5,9 т/ч раствора цинката калия примешивается азотная кислота с концентрацией 55…58 %. В результате реакции нейтрализации Zn(ОН)2 выпадает в осадок, а раствор КNO3 отводится из реактора. Концентрация раствора КNO3 приблизительно 15 %. Раствор выпаривается до концентрации 50 %, при этом удаляется до 22 м3/ч водяного пара с теплосодержанием около 15 Гкал/ч.
      В реакторе после слива раствора КNO3 остается 0,48 т/ч Zn(ОН)2. В реактор вновь подается азотная кислота 1,55 т/ч с концентрацией 55…58 %. В результате реакции образуется раствор азотнокислого цинка с концентрацией примерно 67 %. Раствор сливают в кристаллизатор, где получают 1,94 т/ч кристаллического Zn(NO3)2 x 3Н2О. Высушенный порошок является цинковым микроудобрением, содержащим азот.
      Слитый из выпарной колонны (1,95 т/ч) «упаренный» раствор КNO3 с концентрацией 50 % делится поровну. Половина раствора 0,97 т/ч затаривается в емкости и используется как жидкое азотно-калиевое удобрение. Вторая половина смешивается с равным количеством обезвоженного гидролизного лигнина и высушивается. В результате получается 1,96 т/ч органоминерального азотно-калиевого удобрения.
      Для обеспечения энергией используется гидролизный лигнин, сжигание которого дает продукты сгорания; тепло продуктов сгорания утилизируют в котле-утилизаторе, а полученный при этом пар используется в турбоэлектрогенераторе для получения электрической энергии.
      Таким образом, одновременно утилизируются шламы предприятия «Сивинит» и гидролизный шлам «Биохимзавода».

2.5. Основное технологическое оборудование

2.5.1. Помещение для хранения сухого КОН и мокрого шлама

      Площадь помещения 12 х 24 м с высотой до низа балок – 6 м. Строительный объем помещения – 2300 м3. Помещение оборудовано кран-балкой г.п. 1 т.
      В этом же помещении установлен реактор для приготовления раствора КОН требуемой концентрации. Раствор в расходный бак перекачивается насосом Х 50-32-125и.
      Мокрый шлам хранится в ванне емкостью 280 м3.
      Установленная мощность токоприемников – 18 кВт.
      Обслуживающий персонал в смену – 2 человека.

2.5.2. Участок выщелачивания шлама

      Состоит из емкости с трехчасовым запасом раствора КОН, реактора выщелачивания, промежуточной емкости для раствора цинката калия, сушилки для сушки твердого остатка, затарочной установки.
      Участок размещен в помещении 12 х 12 х 6 м, строительный объем 1150 м3. Участок оборудован кран-балкой г.п. 1 т. Раствор К2ZnО2 из промежуточной емкости в реактор нейтрализации перекачивается насосом Х 50-32-125и.
      Установленная мощность токоприемников на участке – 26 кВт.
      Обслуживающий персонал – 3 человека в смену.

2.5.3. Участок приготовления микроудобрений

      Состоит из 3-х реакторов нейтрализации, расходной емкости азотной кислоты, 2-х кристаллизаторов, сушильной камеры и затарочной установки.
      Участок располагается в помещении 12 х 12 х 6 м. Строительный объем – 1150 м3. Участок оборудован кран-балкой г.п. 1 т и тремя насосами Х50-32-125 и.
      Установленная мощность токоприемников – 45 кВт.
      Обслуживающий персонал в смену – 3 человека.

2.5.4. Участок приготовления азотно-калиевых удобрений

      Состоит из расходной емкости раствора КNO3, выпарной колонны, сушилки лигнина, смесителя лигнина с «упаренным» раствором КNO3, сушилки органоминерального удобрения, затарочной установки, разливочно-затарочной установки.
      Участок располагается в помещении 12 х 24 х 6 м. Строительный объем – 2300 м3. Участок оборудован кран-балкой г.п. 1 т, двумя насосами Х 50-32-125 и.
      Установленная мощность токоприемников – 66 кВт.
      Обслуживающий персонал в смену – 4 человека.

2.5.5. Энергоучасток

      Установленная мощность токоприемников на предприятии – 380 кВт.
      Годовой расход электроэнергии – 1,64 млн. кВт.ч.
      Для обеспечения электрической энергией применяется блок, состоящий из котла-утилизатора Г-145 Б и блочного электротурбогенератора ТГ-500 М. При расходе на сжигание 0,85 т/ч лигнина получают 4 т/ч пара и далее 500 кВт.ч электрической энергии.
      Установленная мощность токоприемников на участке – 28 кВт.
      Участок расположен в помещении 12 х 24 х 6 м, строительный объем 2300 м3, оборудован одной кран-балкой г.п. 1 т.
      Для лигнина предусмотрен крытый склад, рассчитанный на трехсуточный запас емкостью 200 м3.
      Обслуживающий персонал участка – 3 человека в смену.

2.6. Основные технико-технологические показатели

  - Количество перерабатываемого шлама (сухого), т/год 20 000
  - Потребность в КОН, т/год 2 160
  - Потребность в азотной кислоте (К – 57 %), т/год 10 250
  - Потребность в гидролизном лигнине (сухом), т/год 8 400
  в т.ч. на производство пара и электроэнергии, т/год 6 000
  - Выпуск товарной продукции:
     = азотно-цинковые микроудобрения, т/год 5 600
     = жидкие азотно-калиевые удобрения, т/год 4 680
     = органоминеральные азотно-калиевые удобрения, т/год 4 600
     = порошок для раскисления почв, т/год 17 700
  - Установленная мощность токоприемников, кВт 380
  - Количество основных рабочих, чел. 33

3.1. Размеры инвестиций

3.1.1. Стоимость серийного оборудования

     Стоимость оборудования принята по прайс-листам заводов-изготовителей:

3.1.2. Стоимость нестандартизированного оборудования

      Стоимость изготовления нестандартизированного оборудования рассчитана, исходя из средней стоимости 112 тыс. руб/т. При ориентировочной массе нестандартизированного оборудования 35 т цена изготовления составит 3,92 млн. рублей.
      Стоимость всего оборудования технологической линии 12,26 млн. руб.
      Стоимость монтажа технологического оборудования принята в количестве 77 % от стоимости оборудования, т.е. 9,44 млн. руб.
      Таким образом, общая стоимость технологического оборудования вместе с монтажом – 21,7 млн. руб.

3.1.3. Стоимость строительной части

      Ориентировочная стоимость строительства рассчитана, исходя из среднего удельного показателя 1 м3 строительного объема – 1100 руб. Общий строительный объем предприятия, включая ремонтный блок и административно-бытовой корпус равен 10100 м3, следовательно, ориентировочная стоимость строительной части составит 11,11 млн. руб.

3.1.4. Прочие расходы

      Прочие расходы включают разработку технологической, проектно-сметной, конструкторской документации, авторский надзор, участие в пуско-наладочных работах, обучение производственного персонала и составляют 12,5 % в общей стоимости инвестиций, т.е. 5,19 млн. руб.

3.2. Структура инвестиций

_____________________
Итого: 38,0 млн. руб.

3.3. Производственные затраты

_____________________
Итого: 207,291 млн.руб.

      Неучтенные затраты (10 %) 20,729 млн.руб.

Всего: 228,02 млн. руб.

3.4. Реализация товарной продукции

      Отпускная цена на товарную продукцию уменьшена на 30…50 % в сравнении с рыночной.
      Выручка от реализации азотно-цинковых микроудобрений (35 руб/кг) – 196,0 млн. руб.
      Выручка от реализации жидких азотно-калийных удобрений (13 руб/л, 10 руб/кг) – 46,8 млн. руб.
      Выручка от реализации органоминеральных удобрений (8 руб/кг) – 36,9 млн. руб.
      Выручка от реализации порошков раскисления почв (1,5 руб/кг) – 26,5 млн. руб.
      Всего – 306,2 млн. руб. в год.

3.5. Оценка эффективности инвестиций

      Оценка инвестиций выполнена исходя из следующих условий:

• стоимость технологической линии – 38,0 млн. руб.;
• срок эксплуатации до полной амортизации – 10 лет;
• выручка от реализации продукции по годам: первый 60 % мощности – 184 млн. руб., второй год 90 % мощности – 275 млн. руб., третий и последующие годы 100 % мощности – 306,2 млн. руб.;
• текущие расходы – 228,02 млн. руб. в год;
• ставка налога на прибыль – 25 %;
• цена авансированного капитала – 19 %

  Примечание.
       Учитывая, что в связи с инфляцией текущие расходы будут увеличиваться, полагали, что пропорционально этому будет возрастать отпускная цена на товарную продукцию, поэтому при расчете эффективности инвестиций указанные показатели рассматриваются как постоянные, равные первому году эксплуатации.

        В результате выполненных расчетов установлено:

• чистый приведенный эффект при i = 19 %, NPV = + 170 млн. руб.
• индекс рентабельности PI = 170 = 4.47
                                                     38
• норма рентабельности IRR = 72.0 %
• окупаемость проекта РР = 1,5 года
• коэффициент эффективности проекта ARR = 279,0 %

4.1. Трудовые ресурсы

      На предприятии предполагается использовать 33 человека основных рабочих, 5 человек – вспомогательных рабочих, 6 человек административно-управленческого аппарата. Всего – 44 человека.
      Рабочих и служащих предполагается набирать из местного нетрудоустроенного населения г. Красноярска, в первую очередь с ликвидированного предприятия «Сивинит».
      Обучение персонала предусмотрено за счет средств, заложенных в «прочих» расходах инвестиций.

4.2. Сырьевые ресурсы

      Химические продукты (КОН, НNO3) поступают с предприятий химической промышленности, например, ОАО «Химический завод им. Л.Я. Карпова, город Менделеевск; ООО «Технохимгрупп г. Казань; ЗАО «СП Химпром» г. Самара и др.
      Шлам цинксодержащий отбирается в хранилище предприятия «Сивинит». Количество шлама в хранилище в пересчете на сухое вещество более 600 тыс. т.
      Гидролизный лигнин – отход производства предприятия «Биохимзавод» находится в отвалах, где накоплено приблизительно 5 млн. м3 этого техногенного продукта. В пересчете на абсолютно сухой лигнин запасы составляют примерно 500 тыс. тонн.

4.3. Энергообеспечение

      Тепловая и электрическая энергия для технологических нужд вырабатывается внутри предприятия за счет собственных ресурсов. Потребление энергии извне не планируется.

4.4. Обеспечение водой, слив отработанного конденсата

     Потребление воды предусмотрено энергоучастком для питания котла-утилизатора в количестве: часовой расход воды подпитки котла не более 0,5 м3/ч. Техногенных стоков не имеется, т.к. вся жидкость используется для многоразовой рециркуляции в процессе. В городскую канализацию предполагается направлять единственно бытовые стоки.