СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВОГО УДОБРЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК C05F11/02 

Изобретение относится к промышленности по производству гуминовых удобрений и способов их получения и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Известен способ получения гуминового удобрения пролонгированного действия со стимулирующими свойствами, получаемое путем смешивания равного количества бурого угля и карбамида, выдерживания смеси в течение суток в наполнительном бункере, а затем в реакционной камере при постоянном перемешивании и температуре 60-75^oС в течение 5-10 мин (1).

Однако данный способ имеет следующие недостатки:
меньшая щелочность (рН 8),
меньшая скорость и полнота превращения гуминовых кислот, входящих в состав бурого угля, в гуматы аммония,
большой расход карбамида 1:1 по отношению к бурому углю,
большое время выдержки (одни сутки) и дополнительная обработка в реакционной камере,
необходимость подогрева смеси в реакторе до 60-75^oС.

Наиболее близким способом получения гуминового удобрения (прототипом) является способ получения гуминового удобрения, включающий измельчение бурого угля и обработку его водным раствором щелочи (2).

Однако данный способ имеет меньшую скорость и полноту превращения гуминовых кислот, входящих в состав бурого угля, в гуматы.

Поиск способов получения гуминовых удобрений, способных полно и быстро растворяться и позволяющих упростить и улучшить технологию производства, является актуальной задачей.

Задачей изобретения является создание способа получения пролонгированного, экологически чистого, быстро и полнорастворимого гуминового удобрения, обладающего более высокой биологической активностью со стимулирующими свойствами, позволяющего увеличить урожайность растений и снизить материальные затраты.

Поставленная задача решается путем получения гуминового удобрения по следующему способу: бурый уголь, измельченный до 0,5-1200 мкм, помещают в металлическую емкость и добавляют туда щелочь (NaОН или КОН), сахара (глюкоза, или фруктоза, или сахароза, или лактоза, или мальтоза), поверхностно-активные вещества (ПАВ) (олеат натрия, или миристат калия, или олеиновая кислота) и воду при следующем соотношении компонентов, %: бурый уголь - 67-88, сахара - 0,4-0,3, щелочь - 7,0-22, ПАВ - 0,05-0,3. В полученную смесь добавляют воду при следующем соотношении компонентов (мас. ч.) 1:5-10 соответственно. Затем выдерживают ее при постоянном перемешивании в течение 1 ч, после чего производят скоростную распылительную сушку в сушильной камере, имеющей на входе температуру 200^oС и на выходе 400^oС в течение 2,5-3,00 с.

Способ получения гуминового удобрения может с успехом использоваться в сельском хозяйстве.

Конкретные примеры выполнения способа:
Пример 1
Известным способом измельчают 100 кг бурого угля до дисперсности 20 мкм. Измельченный бурый уголь помещают в металлическую емкость и добавляют 18 кг NaOH, 2,0 кг лактозы, 0,2 кг ПАВ олеата натрия и воду в количестве 700 кг перемешивают и выдерживают полученную смесь в течение 1 ч при постоянном перемешивании. После этого полученную смесь подвергают распылительной сушке в сушильной камере при температуре на входе камеры 200^oС, а на выходе 400^oС. Высушенную таким образом смесь собирают в емкость и фасуют.

Пример 2
Измельчают 100 кг бурого угля до дисперсности 1200 мкм, помещают его в металлическую емкость и добавляют туда 17 кг щелочи КОН, 1,3 кг глюкозы, 0,22 кг олеиновой кислоты и 1000 кг воды. Полученную смесь выдерживают при постоянном помешивании в течение 1 ч и затем помещают в сушильную камеру, которая имеет температуру на входе 200^oС, а на выходе 400^oС. Сушку производят в течение 2,5-3,0 с. На выходе из сушильной камеры сухой порошок собирают в накопительный бункер и расфасовывают.

Гуминовое удобрение, полученное таким образом, содержит: высушенную щелочную вытяжку NaOH или КОН из измельченного бурого угля, сахаров (глюкозы, или сахарозы, или фруктозы, или лактозы, или мальтозы) и поверхностно-активных добавок (олеата натрия, или миристата калия, или олеиновую кислоту) при следующем соотношении компонентов, %: бурый уголь 67-88, щелочь 7,0-22, сахара 0,4-3,0, поверхностно-активные добавки 0,05-0,3, причем в качестве щелочи используют NaOH или КОН, в качестве сахаров глюкозу, фруктозу, сахарозу, лактозу, мальтозу и в качестве ПАВ олеат натрия, миристат калия, олеиновую кислоту. Это порошок бурого цвета, без запаха, быстро и полно растворим в воде.

Измельчение бурого угля менее 0,5 мкм и более 1200 мкм не целесообразно. Измельчение менее 0,5 мкм приводит к дополнительным энергозатратам, а более 1200 мкм приводит к тому, что скорость взаимодействия угля со щелочью при больших размерах частиц бурого угля растет не пропорционально концентрации раствора, что увеличивает технологический цикл. Поверхностно-активные вещества являются стабилизаторами эмульсий. Повышение устойчивости эмульсий происходит по трем основным направлениям: это седиментацияя - всплывание или оседание частиц дисперсной фазы, коалесценция - слипание мелких частиц в крупные с образованием слоевых систем (расслоение жидких и дисперсных многофазных систем). Введение в состав смеси гуминового удобрения ПАВ позволяет сократить время процесса обработки порошка бурого угля щелочью и увеличить выход целевого продукта (гумата натрия, калия). Концентрация вводимого ПАВ обусловлена по нижней границе 0,05% тем, что данная концентрация является предельной для устойчивости получаемой эмульсии в растворе щелочи. При меньшей концентрации ПАВ происходит оседание частиц дисперсной фазы и уменьшается выход целевого продукта (гумата). Верхняя граница 0,3% связана с тем, что экспериментально определена устойчивость эмульсии с более крупными частицами порошка (до 0,3-0,4 мм) бурого угля. Т.е. в течение обусловленного технологическим процессом времени (1 ч) оседание (седиментация) более крупных частиц (0,3-1,2 мм) не происходит, что позволяет получать максимальный выход гуматов. Концентрационные пределы вводимой в смесь щелочи (7,0-22 вес. %) обусловлены тем, что 7,0 вес.% - это предельная концентрация для "бедных" гуминовыми кислотами бурых углей, а верхняя для "богатых" до 90% гуминовыми кислотами бурых углей. Выбор нижнего предела введения сахаров (глюкозы, лактозы, сахарозы, фруктозы, мальтозы) - 0,4 вес.% обусловлен тем, что такие культуры, как огурец, чеснок, лук, лимонник китайский, декоративные кустарники и злаковые культуры дают максимальное увеличение урожайности уже при малом содержании сахаров в гуминовом удобрении. А томаты, яблони, груши, вишня и ягодные культуры в эксперименте дали максимальное повышение урожайности при введении сахаров по верхнему пределу (3%). Выбранные соотношения компонентов позволяют получить экологически чистое гуминовое удобрение, содержащее в своем составе гумат калия и натрия и практически весь набор микро- и макроэлементов, необходимых для растений, почвы и животных. Режим двухуровневой сушки позволяет добиться быстрого и полного (без остатка) растворения гуминового удобрения.

В отличие от известных гуминовых удобрений полученное по предлагаемому способу удобрение содержит в своем составе, кроме гуматов калия и натрия и гуминовых кислот, практически весь набор микроэлементов в необходимом для растений соотношении. Эффективность удобрения обеспечивается наличием в его составе широкого спектра веществ, являющихся природными стимуляторами роста и корнеобразования.

Полученное предлагаемым способом гуминовое удобрение прошло экспериментальные исследования во ВНИПТТИХИМ и оно рекомендовано к широкому использованию в сельском хозяйстве. Как показали исследования, удобрение обладает более высоким положительным эффектом, чем гуминовые удобрения, полученные известными способами. Воздействие гуминового удобрения проявляется мгновенно. Так при замачивании в их растворе значительно увеличивается всхожесть семян и клубней растений. При посадке рассады в грунт гуминовые удобрения проявляют себя как хорошие укоренители, улучшая приживаемость рассады и образование мощной корневой системы, что позволяет обеспечить растения полноценным минеральным питанием. В последующем растения быстрее идут в рост, раньше зацветают, имеют яркую окраску стеблей и листьев. При этом урожайность возрастает в среднем на 20-50%, а сроки созревания урожая сокращаются на 20-25 дней. На применение данного гуминового удобрения отзывчивы почти все культуры. Самая высокая прибавка урожайности наблюдается у томатов, капусты, сахарной, столовой и кормовой свеклы, моркови, садовой земляники. Помимо прибавки урожая, повышения товарности плодов и ускорения сроков созревания, заметно улучшается качество продукции: повышается содержание сахара, витаминов, снижается содержание нитратов и остаточного количества пестицидов. Попадая в почву при поливе или опрыскивании растений, гуминовое удобрение побуждает жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, в результате чего ускоряется разложение химических средств защиты растений и, как следствие, получается экологически чистая продукция. При этом улучшается структура почвы, ускоряется обогащение ее гумусом, снижается ее засоленность и кислотность. Следует также отметить, что гуминовое удобрение обладает хорошей смачиваемостью и пленкообразующим эффектом. После опрыскивания на поверхности листа растения образуется тонкая пленка удобрения, которая поглощается растением в течение нескольких дней. Пленкообразующие свойства удобрения могут с успехом использоваться также для борьбы с заболеваниями, такими как мучнистая роста, фитофтороз, корневые гнили и др. При возникновении на листьях или стеблях растений очагов заболеваний, тщательная обработка стеблей и листьев предлагаемым удобрением обеспечивает фиксацию грибковых спор, блокируя распространение заболевания. Это особенно эффективно на огурцах, томатах и картофеле.

Большой интерес представляет использование полученного предлагаемым способом гуминового удобрения при освоении новых садовых и приусадебных участков, так как традиционно для них выделяются не лучшие по качеству земли, часто с насыпным грунтом. Таким образом, использование полученного гуминового удобрения обеспечит прибавку урожая плодово-ягодных культур на 50-80%, овощных культур на 53-50%, картофеля на 35-40%, зерновых культур на 25-35 и ускорит созревание на 15-20 дней. Гуминовое удобрение может использоваться для удобрения щелочных и засоленных почв в сельском хозяйстве, на поливных и орошаемых землях для повышения плодородия бедных почв, предотвращения засоления, как экологически чистый, мягко действующий удобрительный тук с летним периодом после действия, для восстановления засушливых деградированных, техногенных и результивируемых земель, сенокосов и пастбищ как в виде компостов и смесей, гранулированного и в порошкообразном виде, так и в семя гранул. Получаемое удобрение является обогащенным гуминовым стимулятором роста растений и обладает повышенной биологической активностью.

Источник информации
Авторское свидетельство СССР 1763437 A1, С 05 F 11/02, 23.09.1992.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в производстве органоминеральных удобрений. Бурый уголь измельчают до дисперсности 0,5-1200 мкм, добавляют в него щелочь и дополнительно сахара и поверхностно-активные вещества при следующем соотношении компонентов, маc.%: бурый уголь 67-88, щелочь 7,0-22, сахара 0,4-3,0, поверхностно-активные вещества 0,05-0,3. Полученную смесь разбавляют водой в соотношении, мас.ч. 1: 5-10 соответственно и выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 ч. Затем производят распылительную сушку при температуре от 200 до 400^oС в течение 2,5-3,0 с. Изобретение позволяет получить экологически чистое гуминовое удобрение с более высокой биологической активностью со стимулирующими свойствами. 3 з.п.ф-лы.

1. Способ получения гуминового удобрения, включающий измельчение бурого угля и обработку его водным раствором щелочи, отличающийся тем, что измельчение бурого угля осуществляют до дисперсности 0,5-1200 мкм, добавляют в него щелочь и дополнительно сахара и поверхностно-активные вещества при следующем соотношении компонентов, маc. %: бурый уголь 67-88, щелочь 7,0-22, сахара 0,4-3,0, поверхностно-активные вещества 0,05-0,3, разбавляют полученную смесь водой в соотношении, мас. ч. 1: 5-10 соответственно, выдерживают полученную смесь при постоянном перемешивании в течение 1 ч и производят распылительную сушку при температуре от 200 до 400^oС в течение 2,5-3,0 с. 2. Способ получения гуминового удобрения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочи используют NaOH или КОН. 3. Способ получения гуминового удобрения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сахаров используют глюкозу или сахарозу, или лактозу, или мальтозу, или фруктозу. 4. Способ получения гуминового удобрения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активных веществ используют олеат натрия, или миристат калия, или олеиновую кислоту.