Уже более месяца длится конфликт крупнейших в Евразии производителей калийных солей – российского «Уралкалия» и белорусского «Беларуськалия», который очень быстро приобрел политическую окраску и вызвал недоумение у наблюдателей. Однако за всеми этими политическими и экономическими разборками, собственно говоря, как-то забылся сам продукт раздора – калийные соли.

Это сырье – главное полезное ископаемое Белоруссии – мало известно в России, где на троне восседают Их Величества Газ и Нефть. Однако если без газа и нефти человечество еще как-то перебьется (жили же еще 150 лет назад, и кое-кто – счастливо), то без калийных солей сделать это будет гораздо сложнее.

Причина проста – калийные соли сильвин и карналлит являются основными источниками химического элемента калия для сельскохозяйственных растений. Не может без калия существовать и человеческий организм – наше сердце просто остановится без него. Это, думается, достаточное основание, чтобы познакомиться с калийными соединениями поближе.

Кровь Буратино

Само название – «калий» – пришло из арабского «аль-кали», то есть зола из растений. Так это слово мигрировало в язык науки – латынь, потом в немецкий, а затем и в русский и многие другие языки (даже в японский). Однако сама по себе зола была ценным сырьем для получения карбоната калия, или поташа. Слово это, скорее всего, немецкого происхождения и означает золу в кувшине. Так появилось другое название калия – potassium – и его варианты, распространенные в англоязычном и испаноязычном мире.

Сам по себе калий – это достаточно легкий, мягкий (режется ножом), серебристо-серый металл, который легко вступает в различные соединения, поэтому мы не находим его в самородном виде. Но роль его в жизни на планете поистине огромна – вместе с азотом и фосфором он образует тройку важнейших элементов для развития растений. Этот основной клеточный катион (то есть положительно заряженный ион) необходим для сохранения структуры мембран растительных клеток, участвующих в фотосинтезе – процессе образования органических веществ из воды и углекислого газа под действием света.

Когда калия становится мало – начинается отмирание листьев – они желтеют, и растение может погибнуть. Падает урожайность, устойчивость к вредителям. В дикой природе умирающие растения остаются на месте, и калий возвращается в биологический круговорот. Но мы убираем урожай, съедаем его, и калий уносится навсегда (в масштабах даже нашей геологической эпохи) в Мировой океан. Выброшенная на помойку или в реку зола сожженных дров – это тоже пропавший калий. И именно поэтому его надо регулярно вносить в почву, чтобы избежать голода. А для этого нужны как раз калийные соли.

Небольшое отступление

Чтобы читатель не запутался, важно объяснить терминологическую путаницу с соединениями калия, натрия и другими солями. Тут ситуация посложнее, чем с терминами «калий» и potassium. Химики соединение натрия (Na) и хлора (Cl) называют хлористым натрием (NaCl). А соединение калия с хлором – хлористым калием (KСl). В своем химически чистом виде это либо прозрачные красивые кристаллы, либо белые порошки (любой кристалл можно растереть в порошок). Минералоги и геологи назовут хлористый натрий галитом, а хлористый калий – сильвином. Это уже не химические соединения, а минералы. И, как все минералы, они имеют определенные свойства, не только химические – а, например, физические (твердость), оптические и объемные (форма кристалла).

Слева – кристаллы чистого сильвина (минерала), справа – блок белорусского сильвинита (горной породы)

В природе же встречается смесь галита, сильвина и примесей глины, гипса, гематита, которая носит название сильвинита. Эта порода имеет весьма разный окрас, от светло-серого до синего и ярко-кирпичного, в зависимости от примесей. Обычно характерен полосчатый окрас, соответствующий годовым циклам накопления солей.
Так что сильвинит, сильвин и хлористый калий – суть одно, разница лишь в степени чистоты продукта. Независимо от очистки, калийная соль радиоактивна из-за изотопа калий-40. Чем больше калия в продуктах, тем больше радиоактивность. В пиве всего 390 пикокюри на 1кг продукта. А в картошке и морковке – 3400 пикокюри/кг. Еще больше – в бананах: 3520 пикокюри/кг. Ну а поскольку корова ест траву, которая так же накапливает калий, – в говядине радиоактивность составляет 3500 пикокюри/кг. Именно поэтому радиометры на границе иногда срабатывают даже на бананы. Да что там говорить – мы сами радиоактивны по калию больше, чем корова. И... ничего. Привыкли за миллионы лет.

Следы древних морей

В течение геологической истории Земли менялась и химия ее океанов и морей. Существует гипотеза, что на заре биологической эволюции в Мировом океане преобладали соли магния и калия, а хлорид натрия (пищевая соль) был на вторых ролях. Этим объясняется тот факт, что именно магний является главной молекулой хлорофилла, а калий нужен для функционирования мембран.

Все сходятся на том, что затем начался процесс натриезации вод Мирового океана, и связан он был с грандиозными изменениями рельефа планеты и химическими свойствами солей натрия, калия и магния. На мелководных закрытых участках происходило интенсивное испарение и выпадение в осадок солей – и в зависимости от температуры в осадок выпадало более хлорида калия или хлорида натрия – потому что растворимость поваренной соли не меняется от температуры, а растворимость хлористого калия меняется очень сильно (примерно до предела температуры 25°С – быстрее в осадок выпадет хлорид калия, а вот при более высокой температуре – уже хлорид натрия).

В частности, около 290 млн лет назад на территории нынешнего Северного Поволжья плескалось так называемое Пермское море. Название не столько географическое, сколь геологическое: происходило это в так называемый пермский период, начавшийся примерно 292 млн лет назад. Это был период наибольшего расцвета пустынь, они покрывали значительную территорию Сибири. Постепенно в результате поднятий море стало мелеть, затем превратилось в закрытый бассейн и высохло около 250 млн лет назад.

Так выглядела Земля в пермском периоде. В красном кружке синим цветом выделено Пермское море и Уральские горы, которые тогда были значительно выше 2 тысяч метров.

А вот белорусские сильвинитовые отложения образовались гораздо раньше, примерно на 100 миллионов лет, в верхнем девоне. Это было тоже весьма засушливое время. Самые большие в мире залежи в канадском Саскачеване еще старше, хотя и ненамного – каких-то пару десятков миллионов лет, они относятся к среднему девону. Таким образом, месторождения калийных солей образовывались в самое разное время истории Земли, в разных частях планеты у них свой возраст, но основные залежи – в порядке убывания их величины – в Канаде (Саскачеванское месторождение), России (Верхнекамское) и Белоруссии (Старобинское).

Соль земли

Хотя соли калия могут применяться в самых разных областях индустрии, подавляющая масса их идет на нужды сельского хозяйства. Производители (как «Уралкалий», так и «Беларуськалий») предлагают потребителям хлористый калий разной степени очистки и грянулят на его основе. Гранулят удобнее вносить в почву, поскольку он растворяется медленнее.

Хлористый калий растворяют в воде и вносят в почву – обычно с осени, чтобы вещество распалось: хлор уходит, а калий готов к поглощению растениями. Норма внесения хлористого калия составляет от 50 до 80 граммов на квадратный метр поля – если использовать простую калийную соль, то взять надо в полтора раза больше – до 120 граммов на кв. метр. 

Очень отзывчивы на внесения калия корнеплоды, картофель, тыквенные (огурцы, кабачки и пр.), луковичные культуры, плодовые деревья и кустарники. Естественно, что плоды этих растений содержат калий, суточная рекомендуемая доза которого для взрослого человека колеблется от 1,8 до 5 граммов. При его недостатке возникают нарушения работы сердечной мускулатуры, а так же судороги скелетных мышц. Не случайно врачи выписывают специальные препараты калия и рекомендуют есть соответствующие продукты. Нет калия – нет жизни.

Мировой добычи калийных солей в пределах 45–52 млн тонн в год при расходе 100 граммов на 1 кв. метр должно хватать на удобрение примерно 50 млн гектар (га), при том, что общая площадь пашни и многолетних насаждений на планете около 1,5 млрд га. Одни поля картофеля в мире располагаются на территории около 20 млн га, 23 млн га занимают посевы подсолнечника. Крупнейший производитель овощей в мире – Китай – занимает под них более 17 млн га.

Калийные соли, таким образом, – это превосходный ресурс, потребление которого не прекратится в результате новых открытий в области энергетики. Плодородие почв истощается, и они все более зависят от подкормки. Совершенно очевидно, что многие землевладельцы в мире не в состоянии приобретать калийные удобрения в нужном объеме, так что этот рынок имеет огромные перспективы. Если считать, что мировые запасы калийных удобрений составляют около 40 млрд тонн, а добываем мы одну тысячную этих запасов, – у нас есть еще время для этого бизнеса.