СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВЫХ УДОБРЕНИЙ Российский патент 1998 года по МПК C05F11/02 

Изобретение относится к производству органических удобрений из твердых горючих ископаемых растительных отложений и может быть использовано при получении гуматов аммония и щелочных металлов.

Известен способ получения гуминовых удобрений на основе гумата натрия и аммония путем обработки твердого горючего ископаемого аммиаком, в котором горючее ископаемое предварительно обрабатывают раствором щелочи с последующим окислением при температуре 100^oC [1].

Известен способ получения гуматов путем диспергирования углей, содержащих гуминовые кислоты, в присутствии гидроксида натрия в энергонапряженных аппаратах с последующим выщелачиванием гуматов и выпариванием их водных растворов [2].

К недостаткам известных способов относятся высокий расход реагентов и низкий выход готового продукта, а также высокая энергоемкость и многостадийность процесса.

Наиболее близким к предлагаемому является принятый за прототип способ получения гуматов щелочных металлов сверхтонким диспергированием углей, содержащих гуминовые кислоты, в смеси с химической присадкой, содержащей щелочные металлы, в котором в качестве химической присадки используют сухие карбонаты натрия и/или калия [3].

В известном способе благодаря сверхтонкому диспергированию смеси в режиме механохимической активации обеспечивается возможность твердофазовой реакции превращения гуминовых кислот угля в водорастворимые гуматы щелочных металлов.

Однако при диспергировании смеси влажностью 25 - 30%, обусловленной естественной влажностью угля и сорбционной влажностью гигроскопичных карбонатов щелочных металлов, избыток влаги, являющийся катализатором реакции, резко увеличивает количество выделяющегося тепла. При этом из-за повышения температуры реакционной массы происходит осмоление угля, что приводит к слипанию угольной массы и, как следствие, закупорке диспергирующего аппарата и остановке процесса.

Это в свою очередь приводит к снижению выхода товарного продукта.

Кроме того, к недостаткам прототипа относится то, что использование в качестве химической присадки карбонатов щелочных металлов приводит к увеличению расхода реагентов и сверхнормативному повышению pH водных растворов гуматов у потребителя.

Задачей изобретения является обеспечение возможности стабилизации течения твердофазовой реакции превращения гуминовых кислот угля в гуматы, а также повышение степени превращения и снижения расхода реагентов.

Это достигается тем, что в способе получения гуминовых удобрений, включающем сверхтонкое измельчение углей, содержащих гуминовые кислоты, в смеси с химической присадкой, согласно изобретению смесь предварительно кондиционируют по влажности до содержания влаги 6 - 12%.

При этом в качестве химической присадки используют сухие карбамид и/или гидроксиды щелочных металлов, взятые при массовом соотношении с углем, равным 0,20 - 0,35 : 1.

Преимущество заявляемого способа заключается в том, что благодаря кондиционированию по влажности смеси угля с карбамидом и/или гидроксидами щелочных металлов с начальной влажностью 25 - 30% до содержания влаги 6 - 12% достигается сверхтонкое измельчение смеси в сухой твердофазовой системе. Причем снижение влаги смеси до заявленных пределов, замедляя скорость твердофазовой экзотермической реакции превращения гуминовых кислот в гуматы, приводит к уменьшению количества выделяющегося тепла и снижению температуры реакционной массы, что способствует стабилизации реакции и, как следствие, более полному поглощению гуминовых кислот угля в водорастворимые гуматы и, следовательно, повышению выхода товарного продукта.

При этом необходимость ограничения нижнего предела влажности смеси связана с тем, что при влажности менее 6% не достигается необходимая глубина реакции, и степень превращения гуминовых кислот угля в гуматы составляет не более 50%.

Кроме того, благодаря использованию в смеси в качестве химической присадки карбамида и/или гидроксидов щелочных металлов, взятых при массовом соотношении с углем, равном 0,2 - 0,35 : 1, достигается снижение расхода реагентов при достаточно высокой степени превращения гуминовых кислот угля в гуматы аммония и/или щелочных металлов.

Осуществление способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (по прототипу).

Навеску угля массой 5 кг смешивали с карбонатом калия, взятом в количестве 4 кг.

Полученную шихту подвергали сверхтонкому измельчению при начальной влажности 27% до крупности 40 мкм в режиме механохимической активации в течение 4 мин.

Полученный желеобразный продукт анализировали на содержание нерастворимого осадка. Выход гумата калия составил 81,2%.

Пример 2.

Навеску угля массой 10 кг смешивали с 3,5 кг карбамида ((NH₂)₂CO).

Полученную смесь (шихту) кондиционировали по влажности в потоке горячего воздуха до содержания влаги 12% и затем подвергали сверхтонкому измельчению в режиме механохимической активации до крупности 10 мкм в течение 12 мин.

Полученный порошкообразный продукт анализировали. Выход гумата аммония составил 87,1%.

Пример 3.

Навеску угля массой 10 кг смешивали с 1,5 кг карбамида и 1,5 кг гидроксида калия.

Полученную смесь аналогично примеру 2 кондиционировали по влажности до содержания влаги 10% и подвергали сверхтонкому измельчению до крупности 10 мкм.

Готовый порошкообразный продукт анализировали. Степень перехода гуминовых кислот в гуматы составила 85,5%.

Пример 4.

Навеску угля массой 10 кг смешивали с 2,0 кг гидроксида натрия.

Приготовленную смесь аналогично примеру 2 кондиционировали по влажности до содержания влаги 6% и измельчали до крупности 10 мкм.

Полученный порошкообразный продукт анализировали. Степень перехода гуминовых кислот в гумат натрия составила 81,1%.

Экспериментально установлено, что наиболее полное превращение органической массы в водорастворимые гуматы происходит при соотношении в смеси угля к карбамиду и/или гидроксидам щелочных металлов, равном 1 : 0,20 - 0,35, и влажности смеси не менее 6% и не более 12%.

Увеличение влажности смеси выше 12% вызывает нарушения процесса сверхтонкого измельчения в режиме механохимической активации из-за окомковывания угольной массы.

Снижение влажности смеси менее 6% уменьшает степень перехода гуминовых кислот угля в гуматы ниже 50%.

Увеличение верхнего предела соотношения угля к карбамиду и/или гидроксидам щелочных металлов в смеси более 0,35 повышает расход реагентов, приводит к повышению влажности смеси и увеличению pH водных растворов гуматов.

Уменьшение нижнего предела соотношения менее 0,20 нецелесообразно, т.к. снижается степень перехода гуминовых кислот угля в гуматы ниже 70%.

Таким образом, предлагаемый способ при использовании обеспечивает устойчивое течение твердофазовой реакции превращения гуминовых кислот угля в гуматы аммония и/или щелочных металлов с достаточно высокой степенью превращения, а также способствует снижению расхода реагентов.

Источники информации
1. А.с. N 220278, кл. C 05 F 11/02, 1968.

2. Журнал "Химия твердого топлива" N 6, 1985, с. 59 - 65.

3. Патент РФ N 2036190, C 05 F 11/02, 08.12.95 (прототип).

Использование: в производстве органических удобрений из твердых горючих ископаемых, в частности гуматов аммония и/или щелочных металлов. Сущность изобретения: в способе получения гуминовых удобрений, включающем сверхтонкое измельчение углей, содержащих гуминовые кислоты, в смеси с химической присадкой, исходную смесь предварительно кондиционируют по влажности до содержания влаги 6 - 12 мас.%: при этом в качестве химической присадки используют сухие карбамид и/или гидроксиды щелочных металлов, а соотношение углей к карбамиду и/или гидроксидам щелочных металлов в смеси поддерживают равным 1 : 0,2 - 0,35. 1 з. п. ф-лы.

1. Способ получения гуминовых удобрений, включающий сверхтонкое измельчение углей, содержащих гуминовые кислоты, в смеси с химической присадкой, отличающийся тем, что исходную смесь предварительно кондиционируют по влажности до содержания влаги 6 12 мас. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве химической присадки используют сухие карбамид и/или гидроксиды щелочных металлов, а соотношение углей и карбамида и/или гидроксидов щелочных металлов в смеси поддерживают равным 1 0,2 0,35.