ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ Российский патент 1997 года по МПК C05F11/02 

Изобретение относится к химической промышленности по производству органоминеральных удобрений и может быть применимо в сельском хозяйстве для повышения плодородия и улучшения структуры почв.

Известен состав для улучшения почвы из промытых и гранулированных угольных отходов. В него могут входить органическое добавки, костная мука, сульфаты калия и аммония. Количество угольных отходов в составе 60 80% [1] Однако такие удобрения не являются экологически чистыми, не способны восстанавливать плодородие почвы и содержание в ней гумуса.

Известно также удобрение на основе бурого угля, содержание которого в смеси составляет 5 50% и удобрительных добавок с содержанием до 20% в качестве которых применяются суперфосфаты, фосфаты кальция, костяная мука, недоразложившийся фосфорит, карбамид, сульфат или нитрат аммония, хлорид калия, сульфат или нитрат калия, кальциевые соли, кроме того в удобрение входят микроэлементы Cu, Zn, Mn, Fe, Mo, B [2]
Это удобрение также не обладает экологической чистотой, не восстанавливает почву по содержанию гумуса и микроэлементов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является органоминеральное удобрение, содержащее, мас. 35 50 бурого угля; 46 62 полужидкого навоза; 1.7 2,4 фосфатных солей; 0,8 1,2 калийных солей и 0,2 0,4 гербицида [3]
Недостатком этого удобрения является отсутствие экологической чистоты, низкое содержание микроэлементов (как по ассортименту не более 14, так и по количеству не более 0,02 мас.), не позволяющее восстанавливать их содержание в почве. Недостаточное содержание основных элементов в данном удобрении и особенно наиболее ценных из них гуминовых кислот, калия, фосфора, кальция, магния, отрицательно сказывается на способности удобрения восстанавливать содержание гумуса в почве, ее плодородие и структуру.

Целью изобретения является создание экологически чистого органо-минерального удобрения пролонгированного действия, обладающего способностью восстанавливать почву по содержанию гумуса и микроэлементов.

Цель достигается предлагаемым органоминеральным удобрением, включающем бурый уголь и минеральные вещества, причем в качестве минеральных веществ оно содержит природные фосфоритные руды состава, мас.

SiO₂ 25,0 35,0
Al₂O₃ 7,0 11,0
Fe₂O₃ 4,0 6,0
CaO 20,0 40,0
MgO 0,5 2,5
P₂O₅ 6,0 18,0
K₂O 0,6 1,8
Микроэлементы 1,2 1,4
и кварц-глауконитовые руды состава, мас.

SiO₂ 50,0 60,0
Al₂O₃ 1,0 3,0
Fe₂O₃ 3,0 9,0
CaO 10,0 30,0
MgO 0,2 0,8
P₂O₅ 0,4 1,6
K₂O 3,0 7,0
Микроэлементы 1,0 1,1
при следующем соотношении компонентов, мас.

Бурый уголь 30,0 70,0
Фосфоритные руды 20,0 40,0
Кварц-глауконитовые руды 10,0 30,0
Использование природных фосфоритных и кварц-глауконитовых руд в указанных соотношениях позволяет получить удобрение по сравнению с известным с повышенной концентрацией наиболее важных компонентов и микроэлементов. Кроме того, общее количество микроэлементов медь, цинк, марганец, титан, ванадий, бериллий, барий, стронций, германий, бор, цирконий, никель, хром, молибден, церий, лантан и др. составляет до 32 наименований.

Повышенное и сбалансированное содержание органического вещества (гуминовых кислот) и неорганических полезных кальция и магния и питательных фосфора и калия позволяет заявляемому виду удобрения оказывать многофункциональное полезное воздействие на почву и растения и создавать благоприятные условия для деятельности микроорганизмов по переработке растительных остатков в гумусе и полноценному питанию корней растений.

Природное происхождение составных компонентов данных удобрений не вызывает сомнений в их экологической чистоте, а также в низкой растворимости или почти в отсутствии таковой как у основных элементов, так и у микроэлементов. Однако последнее обстоятельство не означает их индифферентность в почвенном балансе элементов, так как наличие гуминовых кислот и кальция и магния способствует образованию нерастворимых гуматов последних, которые за счет катионного обмена дают растворимые в почвенной влаге гуматы щелочных металлов и аммония. Последние, в свою очередь, за счет высокой активности функциональных групп гумат-ионов постепенно переводят нерастворимые элементы (в первую очередь фосфор) и микроэлементы в освояемые формы и питают ими микроорганизмы и растения. Каждый микроэлемент входит в состав какого-либо фермента, с помощью которых микроорганизмы перерабатывают растительные остатки в гумус, поддерживая свою жизнь, и происходит превращение органических соединений в поставляемые корням неорганические питательные вещества.

Все указанные процессы медленно протекают на поверхности контактов мельчайших частиц (ниже 70 μкм) природных составляющих удобрений с участием почвенной влаги длительное время в течение 2 4 лет, чем обеспечивается пролонгированность действия удобрений и тонкая естественная дозировка их составных элементов.

Описанные процессы не могут происходить при использовании в качестве минеральной составляющей в известном органоминеральном удобрении химических минеральных солей, так как они быстро растворяются в почвенной влаге и не участвуют в дальнейших процессах восстановления гумуса и микроэлементов в почве.

Кроме того, в известном удобрении в почвенных условиях образуется незначительное количество гуматов кальция и магния из-за низкого содержания последних.

Соотношения исходных компонентов в предлагаемом изобретении подобраны с целью обеспечения в удобрении сбалансированного содержания основных компонентов и микроэлементов, необходимого для осуществления процессов восстановления почвы по содержанию гумуса и микроэлементов.

В конечном итоге постоянное применение данных удобрений позволяет не только восстановить в почве содержание гумуса и микроэлементов, но и, например, за 3 4 года повысить содержание гумуса даже в черноземных землях на 0,3 0,5 мас.

Кроме того, за счет образования гумата кальция происходит комкование почвы и существенное улучшение ее структуры и физико-механических свойств.

Пример 1. Удобрение, включающее 70 мас. подмосковного бурого угля, содержащего в среднем, мас. золы 40, гуминовых кислот 21, углерода 39 и золы 40, в том числе SiO₂ 18, Al₂O₃ 12, Fe₂O₃ 6, CaO 4;
20 мас. фосфоритной руды, содержащей, мас. 7 Al₂O₃; 35 SiO₂; 6 Fe₂O₃; 30 CaO; 2,5 MgO; 12 P₂О₅; 1,8 K₂O и 1,4 32 микроэлемента и 10 мас. кварц-глауконитовой руды, содержащей, мас. 60 SiO₂; 1 Al₂O₃; 9 Fe₂O₃; 20 CaO; 0,5 MgO; 1 P₂O₅; 5 K₂O и 1,1 27 микроэлементов.

Данное удобрение получают следующим образом.

После сушки и измельчения до размера частиц 70 μкм смешивают в сухом виде 700 кг бурого угля, 200 кг фосфоритной руды и 100 кг кварц-глауконитовой руды до получения однородной смеси, которую далее увлажняют до влажности 28% пластифицируют и гранулируют. Полученные гранулы сушат при температуре не выше 80^oC до остаточной влажности 14% Получают 1163 кг готового продукта состава, указанного в табл. 1.

Пример 2. Удобрение, включающее 30 мас. бурого угля, 40 мас. фосфоритной руды, содержащей мас. 30 SiO₂; 11 Al₂O₃; 5 Fe₂O₃; 20 CaO; 1,5 MgO; 18 P₂O₅; 1,2 K₂O и 1,2 32 микроэлементов и 30 мас. кварц-глауконитовой руды, содержащей, мас. 55 SiO₂; 2 Al₂O₃; 6 Fe₂O₃; 10 CaO; 0,8 MgO; 1,6 P₂O₅; 7 K₂O и 1,0 27 микроэлементов, получают по примеру 1 при использовании соответствующих количеств сырья 300, 400 и 300 кг. Состав готового продукта приведен в табл. 1.

Пример 3. Удобрение, включающее 50 мас. угля, 30 мас. фосфоритной руды, содержащей мас. 25 SiO₂; 9 Al₂O₃; 4 Fe₂O₃; 40 CaO; 0,5 MgO; 6 P₂O₅; 0,6 K₂O; и 1,3 32 микроэлементов и 20 мас. кварц-глауконитовой руды, содержащей, мас. 50 SiO₂; 3 Al₂O₃; 3 Fe₂O₃; 30 CaO; 0,2 MgO; 0,4 P₂O₅; 3 K₂O и 1,1 27 микроэлементов, получают по примеру 1 при использовании соответствующих количеств сырья 500, 300 и 200 кг.

Состав готового продукта представлен в табл. 1.

Пример 4. Удобрение, включающее 30 мас. угля, 40 мас. фосфоритной руды состава по примеру 1 и 30 мас. кварц-глауконитовой руды состава по примеру 1, получают по примеру 1 при использовании соответствующих количеств сырья 300, 400 и 300 кг. Состав удобрения представлен в табл. 1.

Пример 5. Удобрение, включающее 50 мас. угля, 30 мас. фосфоритной руды и 20 мас. кварц-глауконитовой руд составов по примеру 2, получают по примеру 1 при использовании соответствующих количеств сырья 500, 300 и 200 кг. Состав удобрения представлен в табл. 1.

Пример 6. Удобрение, включающее 70 мас. угля, 20 мас. фосфоритной и 10 мас. кварц-глауконитовой руд составов, указанных в примере 3, получают по примеру 1 при использовании соответствующих количеств сырья 700, 200 и 100 кг. Состав продукта представлен в табл. 1.

Пример 7. Удобрение, включающее 50 мас. угля, 30 мас. фосфоритной и 20 мас. кварц-глауконитовой руд составов, указанных в примере 2, получают по примеру 1 при использовании соответствующих количеств сырья 500, 300 и 200 кг.

Состав продукта представлен в табл. 1.

Пример 8. Удобрение, включающее 70 мас. угля, 20 мас. фосфоритной и 10 мас. кварц-глауконитовой руд составов, указанных в примере 3, получают по примеру 1 при использовании соответствующих количеств сырья 700, 200 и 100 кг. Состав удобрения представлен в табл. 1.

Пример 9. Удобрение, включающее 30 мас. угля, 40 мас. фосфоритной и 30 мас. кварц-глауконитовой руд составов, указанных в примере 3, получают по примеру 1 при использовании соответствующих количеств сырья 300, 400 и 300 кг. Состав удобрения представлен в табл. 1.

В табл. 2 представлены сравнительные характеристики известного и заявляемого органоминеральных удобрений, откуда видны преимущества заявляемого органоминерального удобрения за счет использования природных руд в указанных соотношениях по экологической чистоте, способности восстанавливать в почве содержание гумуса и микроэлементов.

Литература
1. Заявка Великобритании N 2135064, C 05 F 11/02 опубл. 05.09.84.

2. Патент Австралии N 621944, C 05 F 11/02, опубл. 26.03.92.

3. Авторское свидетельство СССР N 1542944, C 05 F 11/02, опубл. 15.02.90.

Использование: химическая промышленность по производству органоминеральных удобрений и сельское хозяйство. Сущность изобретения: экологически чистое органоминеральное удобрение пролонгированного действия на основе бурого угля и минеральных веществ содержит в качестве последних природные фосфоритные руды состава, мас. %: SiO₂ 25,0 - 35,0; Al₂O₃ 7,0 - 11,0; Fe₂O₃ 4,0 - 6,0; CaO 20,0 - 40,0; MgO 0,5 - 2,5; P₂O₅ 6,0 - 18,0; K₂O 0,6 - 1,8; микроэлементы 1,2 - 1,4 и кварц-глауконитовые руды состава, мас.%: SiO₂ 50,0 - 60,0; Al₂O₃ 1,0 - 3,0; Fe₂O₃ 3,0 - 9,0; CaO 10,0 - 30,0; MgO 0,2 - 0,8; P₂O₅ 0,4 - 1,6; K₂O 3,0 - 7,0; микроэлементы 1,0 - 1,1, при следующем соотношении компонентов, мас. %: бурый уголь 30,0 - 70,0; фосфоритные руды 20,0 - 40,0; кварц-глауконитовые руды 10,0 - 30,0. 2 табл.

Органоминеральное удобрение, включающее бурый уголь и минеральные вещества, отличающееся тем, что в качестве минеральных веществ оно содержит природные фосфоритные руды состава, мас.

SiO₂ 25,0 35,0
Al₂O₃ 7,0 11,0
Fe₂O₃ 4,0 6,0
CaO 20,0 40,0
MgO 0,5 2,5
P₂O₅ 6,0 18,0
K₂O 0,6 1,8
Микроэлементы 1,2 1,4
и кварц-глауконитовые руды состава, мас.

SiO₂ 50,0 60,0
Al₂O₃ 1,0 3,0
Fe₂O₃ 3,0 9,0
CaO 10,0 30,0
MgO 0,2 0,8
P₂O₅ 0,4 1,6
K₂O 3,0 7,0
Микроэлементы 1,0 1,1
при следующем соотношении компонентов, мас.

Бурый уголь 30 70
Фосфоритные руды 20 40
Кварц-глауконитовые руды 10 30н