СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНО-МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК C05G1/00 C05F11/02 C05D9/00 

Описание патента на изобретение RU2181349C1

Изобретение относится к технологии получения гумино-минеральных удобрений, используемых в сельском хозяйстве не только как удобрения, но и как мелиорант.

Наиболее близким к предлагаемому является известный способ получения органо-минерального удобрения, включающий окисление каустобиолита кислородосодержащим агентом, последующее взаимодействие его с водным раствором едкой щелочи и смешение полученного продукта с минеральными компонентами. В качестве каустобиолита берут подмосковный бурый уголь, тонко его измельчают, затем окисляют воздухом. Окисленный бурый уголь обрабатывают 5%-ным водным раствором едкой щелочи и добавляют раствор Са(ОН)2 и тонкоизмельченный известняк. В качестве пластификатора вводят мочевину (Патент РФ 2051884, 1992 г.)
Полученное удобрение содержит гуминовые соединения, в основном, в виде нерастворимых гуматов кальция, что значительно снижает его качество, и полученный продукт не обладает мелиорирующим действием, а следовательно, область применения таких удобрений ограничена.

Нами была поставлена задача получить высокоактивные гумино-минеральные удобрения широкого ассортимента, обладающие мелиорирующим действием.

Поставленная задача решена в способе получения гумино-минеральных удобрений, включающем взаимодействие каустобиолита с водным раствором едкой щелочи и смешение полученного продукта с минеральными компонентами, в котором в качестве каустобиолита используют торф. Торф смешивают с водным раствором едкой щелочи, полученную смесь нагревают до 80-130oС, а затем делят на больший и меньший потоки. Больший поток разделенной смеси смешивают с гашенной известью, минеральной кислотой и соединениями цинка, причем гашенную известь и минеральную кислоту берут в стехиометрическом соотношении и добавляют их в количествах, необходимых до достижения рН, равного 6,5-7,5. После всего смешивают с меньшим потоком разделенной смеси.

Целесообразно потоки делить в соотношении: больший 60-90% от общей массы; меньший 10-40% соответственно.

Для получения широкого ассортимента удобрений в большой поток дополнительно вводят NPK-удобрения и/или карбамид до смешения его с меньшим разделенным потоком.

В качестве соединений цинка берут окись цинка или сернокислый цинк, а в качестве минеральной кислоты - серную или фосфорную кислоты.

Сущность способа заключается в следующем. В качестве каустобиолита используют торф. Торф - наиболее доступное и дешевое сырье, которое содержит достаточно большое количество свободных гуминовых кислот (в зависимости от марки - 7-15% в отличие от подмосковного бурого угля, содержание гуминовых кислот в нем 2-3%).

Гуминовые соединения в торфе находятся в водонерастворимой форме и, следовательно, недоступны для питания. Для перевода их в водорастворимые соединения торф обрабатывают водным раствором едкой щелочи, а затем смесь необходимо нагреть до температуры 80-130oС. Такой режим поволит не только перевести гуминовые соединения в водорастворимые, но и разложить клетчатку, что значительно повысит мелиорирующие свойства продукта. При этом количество и концентрация щелочи обусловлены получением пастообразной, легко транспортируемой смеси.

Снижение температуры процесса ниже 80oС не позволит разложить клетчатку и снизит мелиорирующие действия продукта, повышение ее выше 130oС экономически нецелесообразно. После разделения смеси больший поток смешивают с гашеной известью, минеральной кислотой и цинком.

Смешение большего разделенного потока с гашенной известью позволяет, в основном, использовать продукт как мелиорант, а с другой стороны Са является удобрительным компонентом минеральных удобрений. Минеральная кислота уравновешивает полученный продукт по рН. Нейтральность удобрения (рН-6,5-7,5) определена требованиями ТУ и ГОСТов на удобрения.

Количество введенных солей цинка обусловлено получением требуемых марок. Для получения широкого ассортимента удобрений в большой поток дополнительно вводят NPK-удобрения и/или карбамид. В качестве NPK-удобрений берут, например, нитроаммофоску, нитрофоску, диаммофоску. Затем в больший поток вводят меньший. При добавлении меньшего потока получают удобрение, содержащее гуматы в водорастворимой форме, кальций и другие полезные компоненты. При необходимости подсушки продукта сушат меньший поток. Это удобрение обладает повышенным мелиорирующим действием. Добавление NPK-удобрений и карбамида позволяет получить широкий спектр удобрений. Способ проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1. Предварительно просеянный через барабанное сито с размером ячейки 5 мм торф в количестве 100 кг/ч из расходного бункера питателя подается в реакционный аппарат 1 ступени. Реакционный аппарат представляет смеситель непрерывного действия V=200 л, снабженный рубашкой для обогрева и змеевиком для подачи острого пара. Одновременно в реактор подается 1,5%-ный раствор щелочи в количестве 70 л/ч. Разогрев поступающей смеси осуществляется острым паром, подаваемым под слой реакционной массы, а дальнейшее поддержание температуры на уровне 80oС обеспечивается рекуперативным нагревом за счет подачи пара в рубашку смесителя.

В процессе такой температурной обработки в щелочной среде клетчатка (ректиновые вещества) органической составляющей торфа частично разлагаются и, кроме того, большая часть гуминовых кислот переходит в виде солей в водорастворимое состояние. Время обработки 30-60 мин варьируется в зависимости от количества исходного торфа. В итоге из реактора 1-ой ступени выгружается однородная пастообразная масса, являющаяся полупродуктом, но обладающая рядом ценных агрономических свойств: выраженной склеивающей способностью, обеспечивающейся присутствием разложившейся клетчатки и наличием солей гуминовых кислот, которые также обеспечивают биологическую активность получаемому препарату. Эти свойства делают возможным использование такого состава в качестве мелиоранта. Стабильность внесенного в почву мелиоранта придает присутствие в его составе иона Са. Поэтому следующим этапом является обработка полупродукта гашенной известью. Для этого полученный на первой стадии продукт делят на два потока в соотношении 60% и 40%. Большой поток подвергается обработке 20%-ным (в пересчете на СаО) известковым молоком в количестве 20 л/ч. Процесс проводится в смесителе II-ой стадии - аппарате непрерывного действия, аналогичном смесителю I-ой стадии. Температура поддерживается на уровне 50oС подачей пара в рубашку аппарата. На этой же стадии добавляется сернокислая соль цинка в количестве 0,3 кг/час.

Полученный состав имеет щелочную реакцию, равную рН 11. Конечный продукт должен иметь рН в интервале 6,5-7,5. Уровень рН снижается серной кислотой, которая дозируется в смеситель II-ой стадии в виде раствора =1,6 г/см3 в количестве 6 л/ч.

Введение солей Са приводит к частичному снижению растворимости солей гуминовых кислот. Для придания составу стимулирубщих свойств меньший поток без изменения состава подсушивается в вакуум-сушилке до влажности 20% и смешивается с основным потоком в смесителе II-ой ступени.

Конечным продуктом является гумино-минеральное удобрение с выраженным мелиорирующим эффектом, получаемое в количестве 180 кг/ч и содержащее питательные элементы: Са - 4,5%, а К2О - 1,5%, гуминовые кислоты и их соли - 15%. Влажность не более 40%.

Пример 2. Измельченный и просеянный торф в количестве 100 кг/ч загружается в реактор-смеситель, обогреваемый паром, подаваемым в рубашку. Процесс ведут, как описано в примере 1, подавая раствор 1,5%-ной щелочи в количестве 75 л/ч в реактор-смеситель. Обработанный щелочью торф нагревают до 100oС. Время пребывания реакционной массы в аппарате - 30-60 мин. За это время гуминовые кислоты торфа переходят в растворимое состояние, а органическая часть претерпевает деструктивное разложение. Полученный в реакторе I-ой ступени полупродукт делится на два потока. Больший в количестве 75% от общего направляется на дальнейшую переработку в реактор-смеситель II-ой ступени. Температура процесса на II-ой ступени поддерживается 50oС подачей пара в рубашку реактора. Вначале полупродукт обрабатывается 20%-ным известковым молоком в количестве 30 л/ч, затем производится добавка сернокислого цинка - 0,3 кг/ч и вводятся минеральные компоненты в виде нитрофоски и карбамида для придания конечному продукту более ценных удобрительных свойств. Нитрофоска добавляется в количестве 40 кг/ч, а карбамид - 15 кг/ч. Конечный продукт имеет щелочную среду, рН 11, что отрицательно сказывается на развитии растений в случае обработки земли таким составом. Доведение рН до уровня >7,2 производится фосфорной кислотой, 30%-ный раствор которой вводится в смеситель II-ой ступени в количестве 12 л/ч.

Меньший поток после реактора I-ой ступени в количестве 25% без изменения состава подсушивается до влажности 20% и смешивается с основным потоком в реакторе-смесителе II-ой ступени.

В итоге полученное комплексное органо-минеральное удобрение в количестве 210 кг/ч имеет в своем составе: N - 8%, Р2О5 - 5%, К2О - 4,5%, СаО - 4%, гуминовые кислоты и их соли - 20%.

Влажность не более 40%.

Полученное удобрение обладает мелиоративными свойствами. При внесении его в почву наблюдается улучшение ее структуры, усиливается действие микрофлоры.

Пример 3. В реактор-смеситель I-ой ступени подается размельченный просеянный торф в количестве 100 кг/ч. Торф обрабатывают раствором едкой щелочи 1,5%-ной концентрации. Расход раствора щелочи 70 л/ч. Температура составляет 130oС и обеспечивается подачей острого пара и рекуперативным нагревом. Температурная обработка в щелочной среде приводит к переводу свободных гуминовых кислот в растворимое состояние в виде их солей и разложению клетчатки органической части торфа. Получаемый при этом продукт обладает мелиоративными свойствами.

Большую часть потока - 90% от общего подвергают обработке 20%-ным известковым молоком в количестве 40 л/ч. При этом большая часть растворимых солей гуминовых кислот переходит в связаное состояние. Обработка известковым молоком ведется в реакторе-смесителе II-ой ступени при температуре 50oС. Добавка окиси цинка в количестве 0,3 кг/ч производится в реактор II-ой ступени. Для получения удобрения заданного состава в массу продукта вводится: нитроаммофоска в количестве 50 кг/ч и карбамид в количестве 25 кг/ч. pH получаемого полупродукта составляет 11. Снижение рН до 7,5 осуществляется введением серной кислоты плотностью 1,6 г/см3 в количестве 7 л/ч. Кислота дозируется в реактор II-ой ступени.

Меньший поток подсушиватся без изменения состава в вакуумной сушилке до влажности 20% и добавляется в смеситель II-ой ступени. При этом получаемому гумино-минеральному удобрению придаются биологически активные свойства.

Похожие патенты RU2181349C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНО-МИНЕРАЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА 2004
  • Ломовцев Владимир Ипполитович
RU2319683C2
ГУМИНО-МИНЕРАЛЬНЫЙ РЕАГЕНТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ, СПОСОБ САНАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ, СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ОТХОДОВ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И РЕКУЛЬТИВАЦИИ ОТВАЛОВ ГОРНЫХ ПОРОД И ХВОСТХРАНИЛИЩ, СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКОВ 2002
  • Шульгин А.И.
  • Шульгин А.А.
RU2233293C1
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР-РЕАКТОР УСТРОЙСТВА ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОСОДЕРЖАЩЕГО ПРОДУКТА 2009
  • Алейников Андрей Анатольевич
RU2413797C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ С ЗАДАННЫМ ГРУППОВЫМ СООТНОШЕНИЕМ ГУМИНОВЫХ И ФУЛЬВОКИСЛОТ ИЗ КАУСТОБИОЛИТОВ УГОЛЬНОГО РЯДА 2013
  • Щучкин Александр Сергеевич
  • Исаев Александр Васильевич
  • Исаева Нина Александровна
  • Клюг Ральф Хейни
  • Линдблад Ирина
RU2536444C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИМУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ 1993
  • Ассаул Виктор Владимирович
  • Михеев Владимир Александрович
  • Путилин Вячеслав Николаевич
  • Ушаков Владимир Юлианович
RU2071459C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО ГУМАТА 2005
  • Апканеев Александр Васильевич
  • Дегтярёв Владислав Васильевич
  • Чумаков Александр Николаевич
RU2286970C1
Способ производства органоминеральных, комплексных удобрений и технологическая линия для его осуществления 2019
  • Тетерин Владимир Сергеевич
  • Панфенов Николай Сергеевич
  • Гайбарян Михаил Арутюнович
  • Гапеева Наталья Николаевна
  • Митрофанов Сергей Владимирович
  • Мельничук Дмитрий Сергеевич
  • Новиков Николай Николаевич
  • Сидоркин Владимир Иванович
  • Сорокин Николай Тимофеевич
  • Белых Сергей Анемподистович
RU2727193C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ ИЗ ХИТОЗАНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ 2003
  • Верещагин А.Л.
  • Прищенко Ю.Е.
  • Антонова О.И.
  • Шикера В.В.
  • Егорова Е.Ю.
  • Кузьменко И.А.
  • Кузьменко С.И.
  • Брегвадзе Н.Г.
RU2255924C1
Способ получения гумино-минерального удобрения 2022
  • Русинов Павел Геннадьевич
  • Балашов Алексей Владимирович
  • Баламыгин Дмитрий Иванович
  • Лукьяшин Константин Егорович
RU2791306C1
СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ МЕХАНОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И РЕАКТОР ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА 2009
  • Ольховский Эдуард Васильевич
  • Гришин Виктор Владимирович
RU2426722C1

Реферат патента 2002 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНО-МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ

Изобретение относится к технологии получения гумино-минеральных удобрений, используемых в сельском хозяйстве не только как удобрения, но и как мелиорант. По этому изобретению смесь торфа и водного раствора едкой щелочи нагревают до температуры 80-130oС, полученную смесь делят на два потока: больший - 60-90% от общей массы и меньший - 10-40% соответственно, в больший поток вводят гашеную известь, серную или фосфорную кислоты и соединения цинка. pН смеси доводят до 6,5-7,5, а затем смешивают с меньшим потоком. Возможно в больший поток дополнительно вводить NPK-удобрения и/или карбамид. Способ позволяет получать гумино-минеральные удобрения широкого ассортимента, обладающие мелиорирующим действием. 2 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 181 349 C1

1. Способ получения гумино-минерального удобрения, включающий взаимодействие каустобиолита с водным раствором едкой щелочи и смешение полученного продукта с минеральными компонентами, отличающийся тем, что в качестве каустобиолита используют торф, продукт взаимодействия его с водным раствором едкой щелочи нагревают до 80-130oС, полученную смесь делят на больший и меньший потоки, в больший поток вводят гашеную известь, минеральную кислоту и соединения цинка, причем известь и кислоту берут в стехиометрическом соотношении и добавляют их в количестве, необходимом до доведения рН в смеси 6,5-7,5, а затем полученную массу смешивают с меньшим потоком. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смесь торфа и водного раствора едкой щелочи разделяют в соотношении 60-90% от общей массы - больший поток, 10-40% - меньший поток и в больший поток дополнительно вводят NPK-удобрения и/или карбамид. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве соединений цинка берут окись цинка или сернокислый цинк, а в качестве минеральной кислоты - серную или фосфорную кислоты.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2181349C1

RU 2051884 C1, 10.01.1996
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТОРФА 1996
  • Горячев В.И.
  • Стрелец Е.В.
  • Базыкин А.В.
RU2102363C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ 1999
  • Новиков П.Н.
  • Уманский Р.И.
  • Одерберг А.С.
  • Овчинникова К.Н.
RU2139270C1
DE 1592787 A, 21.12.1972.

RU 2 181 349 C1

Авторы

Кулаков В.Н.

Кулаков В.В.

Щепотин Э.С.

Андреев В.В.

Даты

2002-04-20Публикация

2001-04-11Подача