СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ И АППАРАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК C05D9/02 C05G3/04 C05F5/00 

Изобретение относится к технологиям и техническим средствам для получения комплексных удобрений на основе шлаков сталеплавильного производства, отработанных травильных растворов и растворов нейтрализации электролитов гальванического производства, отхода производства белково-витаминного концентрата, шламов нейтрализации и фосфоритов.

Известен способ получения суперфосфата, в котором фосфатное сырье разлагают кислым гудроном, полученным в результате очистки нефтепродуктов (SU, авторское свидетельство №62192 А1. МПК 7 С05В 11/08, С05D 9/02. Способ получения суперфосфата / Д.М.Гусейнов (СССР). - Заявка №31929; Заявлено 22.04.1940; Опубл. 10.01.1962).

К недостаткам описанного способа применительно к решаемой нами проблеме - получения комплексных минеральных удобрений - относится высокая себестоимость продукта, низкое содержание усвояемого суперфосфата (Р₂O₅) и неприемлемость в качестве средства для внекорневой подкормки растений.

Известен также способ переработки травильных растворов сернокислотного травления черных металлов, в котором с целью получения сложных удобрений с микроэлементами травильные растворы смешивают с мелкоизмельченным металлургическим шлаком с последующим нагреванием полученной пульпы при непрерывном перемешивании; металлургический шлак измельчают до размера частиц 0,3-1 мм, смешивание ведут в весовом соотношении фаз Т:Ж=10:4...10:3 и нагревание ведут до температуры 130-150°С в течение одного часа (SU, авторское свидетельство №333155 А1. М.Кл. С05D 9/02, С05D 3/04. Способ переработки травильных растворов / П.В.Дыбина и Т.Н.Елисеева (СССР). - Заявка №1439195/23-26; Заявлено 20.05.1970; Опубл. 21.03.1972, Бюл. №11 //Открытия. Изобретения. - 1972. - №11).

К недостаткам описанного способа, несмотря на то что используются отходы металлургического производства, относятся высокая себестоимость продукта, многостадийность процесса обработки, большая трудоемкость, низкая эффективность при подкормке с.-х. культур, так как удобрение практически не содержит основных элементов питания, таких как азот (N), фосфор (Р) и калий (К).

Известен также способ получения микроэлементного суперфосфата путем разложения фосфатного сырья отработанной серной кислотой, в котором с целью сокращения срока вызревания продукта при одновременном обогащении микроэлементами в отработанную серную кислоту вводят молибденсодержащий раствор в соотношении 1:4,5-5,5; в качестве молибденсодержащего раствора используют отходы электроламповых производств следующего состава, %:

Н₂MoO₄ - 32;

HNO₃ - 20;

Н₂SO₄ - 25;

Н₂О - остальное.

(SU, авторское свидетельство №793962 А1. М.Кл. 3 С05В 11/08. Способ получения микроэлементного суперфосфата / М.О.Гумбатов, А.В.Кононов, М.С.Алосманов и др. (СССР). - Заявка №2677554/23-26; Заявлено 25.10.1978; Опубл. 07.01.1981, Бюл. №1 // Открытия. Изобретения. - 1981. - №1).

К недостаткам описанного способа несмотря на применение отработанных молибденсодержащих растворов электролампового производства относятся низкая эффективность полученного продукта как удобрения. Компоненты удобрения не способствуют формированию урожая и налива зерна в них.

Известен способ получения комплексных микроудобрений, включающий обработку при перемешивании измельченного металлургического шлака отработанным раствором сернокислотного травления черных металлов, сушку и грануляцию готового продукта, в котором с целью улучшения качества удобрений и придания им гербицидных свойств, а также снижения энергозатрат отработанный раствор сернокислотного травления черных металлов смешивают с отработанными электролитами гальванических производств в массовом соотношении (3,3-3,4):1,0 и полученный смешанный раствор подают на обработку металлургического шлака при Т:Ж=1:5 (SU, авторское свидетельство №1488290 А1. М.Кл.4 С05D 9/02, 3/04. - Заявка №4261355/31-26; Заявлено 12.06.1987; Опубл. 23.06.1989, Бюл. №23 // Открытия. Изобретения. - 1989. - №23).

К недостаткам данного способа относятся многостадийность процесса обработки, необходимость грануляции полученного микроудобрения при высокой температуре, шлак не содержит органических веществ и основных элементов питания N, Р, К, потребность в сушке, а также в недостаточном количестве микроэлементов для роста и питания сельскохозяйственных растений.

Известен способ получения комплексных микроудобрений, включающий обработку измельченного основного металлургического шлака, содержащего оксид кремния, отработанными растворами травления черных металлов при перемешивании с последующей сушкой и грануляцией готового продукта, в котором обработку основного металлургического шлака осуществляют отработанными растворами травления черных металлов, содержащих плавиковую кислоту при массовом отношении оксида кремния к плавиковой кислоте 1:(0,3-0,4) и Т:Ж=1:3, а сушку реакционной массы ведут при 180-200°С (RU, патент №2034819 С1. МПК 6 С05D 9/02, 3/04. Способ получения комплексного микроудобрения / Т.Н.Елисеева, В.А.Елисеева (RU). - Заявка №5040753/26; Заявлено 29.04.1992; Опубл. 10.05.1995, Бюл. №13).

Описанный способ имеет ограниченные функциональные возможности, малопроизводителен, энергоемок, цикличность технологического процесса и требует дорогостоящего специального оборудования. Все это приводит к высокой себестоимости описанного комплексного удобрения.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту в части технологии получения комплексного удобрения является способ получения мелиоранта для обработки солонцовых почв на основе природного минерала бишофит, фосфоритов, отходов металлургического производства в виде шлаков, отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и отработанных электролитов гальванических производств, включающий обработку твердых компонентов при последующем перемешивании с жидкими компонентами, в котором предварительно подготовленный раствор из отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и электролитов гальванических производств в соотношении 1:1 раздельно подают на обработку измельченного металлургического шлака при соотношении твердой (Т) и жидкой (Ж) фаз Т:Ж=1:6 и на обработку измельченных фосфоритов при соотношении Т:Ж=1:7, при этом в первом случае при обработке указанным раствором измельченного металлургического шлака осуществляют нагрев смеси до температуры 120-160°С в течение 0,75-1,25 ч, во втором случае при обработке фосфоритов - до температуры 95-120°С в течение 30-45 минут при непрерывном перемешивании до получения гомогенной массы, причем измельченные фосфориты смешивают с рассолом природного минерала бишофит формул MgCl₂·6Н₂О при соотношении Т:Ж=1:4, смешивание ведут при температуре 80-90°С в течение 1-2 ч, полученную пульпу из бишофита и фосфоритов смешивают с гомогенной массой из шлаков металлургического производства с травильными растворами в соотношении 1:1:1 в течение 1 часа при температуре 45-70°С до получения пастообразной смеси (RU, опубликованная заявка №2004123715/12. МПК С05F 11/02, С05G 1/00, В04С 7/00 (01.2006.). Способ получения мелиоранта для обработки солонцовых почв и аппарат для его осуществления / А.М.Салдаев (RU), А.К.Елисеев (RU). - Заявлено 02.08.2004, Опубл. 10.02.2006, Бюл. №4 // Изобретения. Полезные модели. 2006. - №4).

К недостаткам описанного способа применительно к решаемой проблеме в описанном мелиоранте недостаточное количество питательных элементов азота, фосфора, калия.

Известен способ получения сложных удобрений путем нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в поле центробежных сил, в котором с целью сокращения потерь аммиака его подают со скоростью 100-300 м/сек, а фосфорную кислоту - со скоростью 0,5-2 м/сек.

Аппарат для осуществления способа по указанной технологии состоит из циклонной камеры, патрубков для тангенциального ввода аммиака и кислоты и также сопла для вывода готового продукта и перегретого пара, в котором патрубки для тангенциального ввода аммиака и кислоты расположены коаксиально при соотношении их диаметров d:D=1,0:(1,5-3,0), а ввод кислоты в патрубок для ее подачи в циклонную камеру расположен на расстоянии (5-8)d от конца патрубка для ввода аммиака и (10-13)d от оси циклонной камеры (SU, авторское свидетельство №565904. М.кл. С05В 7/00. Способ получения сложных удобрений и аппарат для его осуществления / В.М.Борисов, А.А.Бродский, Н.С.Ларин и др. (СССР). - Заявка №2149719/26; Заявлено 30.06.1975; Опубл. 25.07.1977, Бюл. №27 // Открытия. Изобретения. - 1977. - №27).

Описанный аппарат нами принят в качестве наиближайшего аналога в части устройства в заявленном объекте. К недостаткам описанного аппарата относится низкая смешивающая способность вязкотекучих и пастообразных материалов.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - создание экологически безопасного комплексного удобрения на основе шлаков металлургического производства, отработанных травильных растворов и электролитов гальванического производства, отхода белково-витаминного концентрата и фосфоритов, добытых в месторождениях Волгоградской области.

Технический результат - повышение урожайности сельскохозяйственных культур за счет полноценного минерального питания (NPK) и обеспечения их жизненно важными микроэлементами в широком ассортименте в каждом грануле удобрения.

Указанный технический результат в части технологии производства комплексного удобрения достигается тем, что в известном способе получения комплексного удобрения на основе фосфоритов, отходов металлургического производства в виде шлаков, отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и отработанных электролитов гальванических производств, включающем обработку твердых компонентов при последующем перемешивании с жидкими компонентами: предварительно подготовленный равновесный раствор из отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и электролитов гальванических производств в соотношении 1:1 раздельно подают на обработку измельченного металлургического шлака при соотношении твердой (Т) и жидкой (Ж) фаз Т:Ж=1:6 и на обработку измельченных фосфоритов при соотношении Т:Ж=1:7, нагрев смесей измельченного металлургического шлака и подготовленного равновесного раствора до температуры 120-160°С в течение 0,75-1,25 часа и измельченного фосфорита и подготовленного равновесного раствора до температуры 105-125°С в течение 30-45 минут при непрерывном перемешивании до получения гомогенной массы, согласно изобретению полученную гомогенную массу из шлаков металлургического производства с отработанными травильными растворами и электролитами и пульпу из фосфоритов с отработанными травильными растворами и электролитами смешивают с отходами производства белково-витаминного концентрата в соотношении фаз 1:1:1, смешивание ведут в течение 1 часа при температуре 45-70°С до получения пастообразной смеси, смесь гранулируют, досушивают и подают на упаковку.

Указанный технический результат в части технического средства достигается тем, что известный аппарат для получения комплексного удобрения, содержащий циклонную камеру, патрубки для тангенциального ввода компонентов и вывода готового продукта и перегретого пара, согласно изобретению снабжен дополнительными циклонными камерами, гранулятором и барабанной сушилкой, при этом первая циклонная камера гидравлически связана с емкостями для отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и электролитов гальванических производств для получения равновесного раствора, вторая циклонная камера гидравлически связана с первой циклонной камерой и кинематически посредством средств транспортирования соединена с мельницей для размола отходов металлургического производства в виде шлаков на фракции с размерами 0,1-0,5 мм, третья циклонная камера гидравлически связана с первой циклонной камерой и кинематически посредством средств транспортирования соединена с мельницей для размола фосфоритов на муку с размерами фракций 0,3-1,2 мм, четвертая циклонная камера гидравлически связана со второй и третьей циклонными камерами и кинематически посредством средств транспортирования с резервной емкостью для отхода производства белково-витаминного концентрата и снабжена пластинчатым насосом-дозатором для выдачи пастообразной смеси в гранулятор и барабанную сушилку, при этом каждая из циклонных камер гидравлически связана с котельной установкой для подачи перегретого пара или горячей воды и снабжена винтовой мешалкой.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично представлен аппарат для получения гранулированного комплексного удобрения с использованием отхода производства белково-витаминного концентрата, фосфоритов, шлаков электросталеплавильных печей и отработанных травильных растворов и электролитов гальванического производства.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Способ получения комплексного удобрения на основе отхода производства белково-витаминного концентрата (БВК), фосфоритов, отходов металлургического производства в виде шлаков, отработанных травильных растворов (ОТР) сернокислотного травления черных металлов и отработанных электролитов гальванических производств (ОЭГП) включает обработку твердых компонентов при последующем перемешивании с жидкими компонентами.

Одним из отходов производства микробного белка из углеводов нефти является минеральный шлам, полученный на стадии приготовления растворов питательных солей. Образование минерального шлама на Светлоярском заводе БВК (Волгоградская область) составляет более 5000 тонн в год. С 1990 года в терриконах накопилось более 750000 тонн отхода производства БВК. Пылеватая фракция минерального шлама наносит ощутимый вред экологии нескольким прилегающим сельским районам и г.Волгограду. Содержание химических элементов в минеральном сухом шламе отхода производства БВК показано в таблице 1. Физико-химические и теплофизические показатели минерального шлама-сырца и высушенного отхода производства БВК представлены в таблице 2. Описанный шлам содержит достаточное количество макроэлементов N, Р, К.

Вторым компонентом разрабатываемого комплексного удобрения являются фосфориты из месторождений в Волгоградской области. Сравнительные данные по содержанию общего фосфора в Трехостровном, Камышинском и Егорьевском месторождениях описаны в таблице 3. Химический состав проб фосфоритов, добытых в Камышинском месторождении Волгоградской области, приведены в таблице 4. Представленные данные свидетельствуют о большом содержании усвояемого фосфора (Р₂O₅) в сырье. Разработанные запасы фосфоритов в Волгоградской области составляют более 1 млрд. тонн.

Третьим компонентом для насыщения предлагаемого комплексного удобрения являются шлаки производства стали и чугуна в ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь» (г.Волгоград). Химический анализ шлаков при производстве стали в ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь» представлен в таблице 5. Химический анализ шлака, используемого для производства комплексного минерального удобрения, и их класс опасности в отходах производства стали описаны таблице 6. Химический состав твердого шлама мокрых газоочисток электросталеплавильного цеха ЭСПЦ-1 и ЭСПЦ-2 ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь» приведен в таблице 7. Химический состав твердого шлама из пыли сухой газоочистки электросталеплавильного цеха ЭСПЦ-1 ЗАО ВМЗ «Красный Октябрь» приведен в таблице 8. Химический состав твердого шлама - кек электросталеплавильного цеха №1 ЗАО ВМЗ «Красный Октябрь» показан в таблице 9.

За 2004 год объем производства на ЗАО ВМЗ «Красный Октябрь» составил 679334 тонны стали. Общее количество отходов составило 313128 тонн. Из них отходы сталеплавильного и прокатного производства составляют 115487 тонн, т.е. при выплавке и прокате образуется 30% промышленных отходов.

В связи с планируемым увеличением объема производства до 1000000 тонн стали на предприятии ЗАО ВМЗ «Красный Октябрь» увеличится количество отходов до 460900 тонн. К этому надо прибавить ранее накопленные отходы в шлаковнях и могильниках предприятия, которые составляют 98452 тонны. Содержание отходов в натуральной величине при объеме выпуска стали 1 млн тонн в год составит 560 тыс. тонн (см. таблицу 10).

Описанные источники сырья территориально удалены не более чем на 70 км и соединены железнодорожным и шоссейным транспортными магистралями в направлении «север-юг».

Для получения комплексного удобрения предварительно подготовленный раствор из отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и электролитов гальванических производств в соотношении ОТР:ОЭГПИ=1:1 раздельно подают на обработку измельченного металлургического шлака при соотношении твердой (Т) и жидкой (Ж) фаз Т:Ж=1:6 и на обработку измельченных фосфоритов при соотношении Т:Ж-1:7.

Для получения комплексного минерального удобрения КМУ использован металлургический шлак следующего состава, мас.%:

SiO₂ - 31,74-35,10;

Al₂О₃ - 13,30-6,00;

FeO - 0,81-2,06;

MnO - 14,36-23,44;

MgO - 14,40-25,30;

CaO - 7,98-24,00;

Р₂O₅ - Следы.

Шлак серовато-темного цвета в виде хрупких пористых кусков хорошо подвергается измельчению в шаровых мельницах. Все элементы находятся в виде оксидов, которые нерастворимы в воде. Измельченную массу до размера частиц 0,3-0,5 мм подвергают электромагнитной сепарации.

Используется также шлак электросталеплавильного производства следующего состава, мас.%:

FeO + MnO - 12,5;

MgO - 6,0;

CaO - 50,0;

SiO₂ - 20,0;

Al₂O₃ - 10,5;

P₂O₅ - Менее 1,0.

Жидким компонентом при производстве КМУ являются растворы OTP и ОЭГП. Состав травильных растворов сернокислотного травления: свободная серная кислота (H₂SO₄) - 9,58%; железо (Fe) - 40,64 г/л; медь (Cu) - 12,0-23,5 г/л; никель (Ni) - 525,9 мг/л; цинк (Zn) - 5,3 мг/л; марганец (Mn) - 18,6 мг/л; молибден (Мо) - следы. Описанный раствор - это темно-зеленая жидкость. Плотность - 1,15-1,18 т/м³. рН 1,1-1,5. Все элементы в травильном растворе представлены в виде сульфатов. Состав отработанных электролитов гальванического производства приведен в таблице 11.

Предварительно подготовленный раствор в соотношении 1:1 из отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и отработанных электролитов гальванических производств раздельно подают на обработку измельченного и просепарированного металлургического шлака при соотношении твердой (Т) и жидкой (Ж) фракций Т:Ж=1:6...1:8 и измельченных фосфоритов при соотношении Т:Ж=1:7...1:10. Указанные диапазоны указаны по той причине, что даже в смежных плавках стали шлаки имеют разный химический состав (см. таблицу 5), так же как и фосфориты, доставленные из разных месторождений (см. таблицу 3).

В качестве твердой фазы используют также пыль газоочистки, имеющий следующий состав, мас.%:

SiO₂ - 10,57;

Al₂O₃ - 23,00;

Fe₂O₃ - 30,94;

MnO - 28,60;

CaO - 1,40;

MgO - 2,57;

С - 2,40;

Р₂O₅ - 0,156;

Со - 0,234;

Ni - 0,141;

W - Следы.

Металлургический шлак измельчают до величины частиц 0,10-0,15 мм в шаровых мельницах. При соотношении компонентов Т:Ж=1:6...1:8 металлургического шлака и равновесной жидкой фазы и ОТР и ОЭГП и их интенсивном смешивании в течение 0,75-1,25 часа с поддержанием (нагревом) температурного режима в пределах 120-160°С получают гомогенную нейтральную смесь, мас.%:

твердая составляющая - 62-68;

жидкая составляющая - 30-38;

газообразная составляющая - 1,2-2,2.

За указанное время образуется подвижная (текучая) пульпа. Твердая составляющая имеет следующий состав, мас.%:

SiO₂ - 15,55-18,27;

Al - 1,1-2,6;

Mn - 8,9-9,2;

Mg - 12,1-13,6;

Ca - 3,9-4,2;

Fe - 2,7-3,6;

Zn - 1,36-1,48;

В - 0,05-0,09;

Cu - 0,25-0,38;

Ni - 0,375-0,468;

К - 1,2-2,3;

N - 4,5-6,2;

Р - 0,25-0,37;

Мо - Следы.

При взаимодействии шлака и травильного раствора свободная серная кислота, содержащаяся в последнем, реагирует с оксидами шлака по следующим реакция:

СаО+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O+Q (777 МДж);

MgO+Н₂SO₄-MgSO₄+Н₂О+Q (672 МДж);

MnO+H₂SO₄-MgSO₄+Н₂О+Q (678 МДж);

Al₂О₃+3Н₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3H₂O+Q (2155 МДж);

FeO+Н₂SO₄=FeSO₄+Н₂О+Q (182 МДж).

Процесс взаимодействия шлака и травильного раствора экзотермичен.

Минералогический состав гомогенной смеси из шлаков и пыли газоочисток металлургического производства равновесной жидкой фазы из травильных растворов и электролитов гальваники: сульфаты кальция CaSO₄·2H₂O; FeSO₄·H₂O; FeSO₄·4H₂O; гидрилгилит Al(ОН)₃·δ-FeSO₃, a также могут быть CaSO₄, FeSO₄·4Н₂О, MgCl₂, CaCl₂, каолинит, гидрослюда, пирит, NaCl, аллофон. Таким образом, шлаки переходят из твердой фазы в растворимые соли: сульфаты, хлориды, нитраты, фосфаты, фториды.

Фосфориты, добытые в карьерах Волгоградской области, также подвергают размолу в шаровых мельницах. Помолом фосфоритного сырья размер твердой фракции доводят до частиц с диаметром 0,5-1,0 мм, но не выше. Размолотые и отсепарированные фосфориты (муку) смешивают с вышеописанными равновесными отработанными растворами (ОТР + ОЭГП) в течение 30-45 минут с поддержанием температурного режима 105-125°С. При непрерывном перемешивании получают гомогенную массу.

Для получения фосфорной составляющей предлагаемого комплексного минерального удобрения могут быть использованы фосфориты как Камышинского, так и Трехостровского месторождений в Волгоградской области (см. таблицы 3). Усредненный состав фосфоритов:

Р₂O₅ - 18,0;

CaO - 34,40;

Р₂O₃ - 10,30;

F - 1,70;

SiO₂ - 34,0;

Н₂О - 1,60.

При взаимодействии фосфоритного сырья и увлажнения раствором (ОТР + ОЭГП), реакция происходит бурно, требуется интенсивное перемешивание, температура без подогрева повышается до 33°С. Для дальнейшего перевода компонентов фосфорита в доступные усвояемые формы солей, макро- и микроэлементов следует температуру повысить до 105-125°С при соотношении Т:Ж=1:7...1:10. Этим обеспечивают текучую форму пульпы, а также повышенный выход фосфора в усвояемой форме (Р₂O₅).

При увеличении продолжительности взаимодействия твердой (Т) и жидкой (Ж) фаз содержание свободной кислоты в жидкой фазе уменьшается. рН гомогенной листообразной массы не превышает 7,6-8,2. Таким образом, в массе образуются безвредные растворимые соли, приемлемые для восстановления почвы, подкормки с.-х. растений и повышения их урожайности.

В результате разложения (кинетики) фосфорита травильным раствором и электролитом (ОТР + ОЭГП), пастообразная масса в подвижной форме имеет следующий состав, мас.%:

Р₂O₅ - 10,20;

Ca - 11,20;

Mg - 0,70;

F - 1,10;

Fe - 11,60;

Al - 2,80;

Ni -, 0,25;

Cu - 0,025;

Zn - 0,025;

SiO₂ - 12,0;

SO₄ ^2- - 21,0.

Химический анализ полученной пульпы показал, что на 55,2% находится в водорастворимой форме; на 56,9% растворима в уксуснокислом аммонии; на 61,1% - в лимонной кислоте; на 65,2% - в серной кислоте; на 68,2% - в соляной кислоте. Таким образом, гомогенная смесь фосфоритов находится на 68,2% в кислотно-растворимой форме. В составе пастообразной массы преобладают апатит, сульфат кальция, полугидрат CaSO₄·2Н₂О, гидрат кальция CaSO₄·2Н₂О, гематит Fe₂О₃, байерит β-Al(ОН)₃.

Измельченные фосфориты как основной компонент КМУ смешивают с отработанными растворами сернокислотного травления черных металлов и отработанных электролитов гальванических производств и получают гомогенную массу в качестве второй составляющей заявленного сложного удобрения.

Для наполнения предложенного КМУ азотной и калийной составляющими в цикл производства вводят минеральный шлам отход производства БВК (см. таблицы 1 и 2).

Полученную гомогенную массу из шлаков металлургического производства с травильными растворами и пульпу из фосфоритов с травильными растворами смешивают с отходами производства белково-витаминного концентрата в соотношении текучих пастообразных фаз 1:1:1. Смешивание порошкообразной массы отхода производства БВК (паприна) с пастообразной массой ведут в течение 1 часа при температуре 45-70°С. Полученную таким образом пастообразную смесь подают в гранулятор для образования прессованием гранул диаметра 2-4 мм, досушивают и подают на упаковку.

Полученная таким образом пастообразная смесь существенно отличается от известных тем, что в ней полезные соли, которые образовались в процессе нейтрализации шлаков и шламов, находятся в растворимой и усвояемой формах. Удаление лишней влаги произошло как при смешивании с минеральным шламом отхода БВК, так и при грануляции. Для длительного хранения полученные гранулы сушат при температуре больше 105°С только лишь для удаления влаги. Пересушка и пережог гранул исключены. В полученных гранулах не происходит обратимых процессов - повторный переход оксидов в нерастворимые формы. Для сушки и грануляции КМ У требуется в 8-12 раз меньше энергии, чем в известных технологиях.

Полученные описанным способом КМУ способствует повышению в почве и растениях аскорбиновой кислоты, микроэлементов, свободно усвояемых растениями на всех стадиях органогенеза.

Аппарат для получения комплексного удобрения (см. технологическую схему) содержит циклонную камеру 1, патрубки 2 и 3 для тангенциального ввода компонентов, патрубки 4 и 5 для ввода и вывода перегретого пара и патрубок 6 для вывода готового продукта.

Аппарат снабжен дополнительными циклонными камерами 7, 8 и 9, гранулятором 10 и барабанной сушилкой 11.

Первая циклонная камера 1 гидравлически посредством трубопроводов 12 и 13 и задвижек 14 и 15 связана с емкостями 16 и 17 для отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и электролитов гальванических производств для получения равновесного раствора.

Вторая циклонная камера 7 гидравлически связана с первой циклонной камерой 1 посредством трубопровода 18 и вентиля 19 и кинематически посредством средств транспортирования 20 соединена с мельницей 21 для размола и сепарирования отходов металлургического производства в виде шлаков на фракции с размерами зерен 0,1-0,5 мм. Шаровая мельница 21 посредством шнекового транспортера 22 связана со складом 23 для резервирования шлаков металлургического производства.

Циклонные камеры 1, 7, 8, 9 снабжены винтовыми мешалками 24 и дозаторами 25 с задвижками.

Третья циклонная камера 8 гидравлически связана с первой камерой 1 посредством трубопровода 26 и задвижки 27 и кинематически посредством средств транспортирования 28 с мельницей 29 для размола фосфоритов на муку с размерами фракций 0,3-1,2 мм. Шаровая мельница 29 шнековым транспортером 30 связана со складом 31 для резервирования фосфоритного сырья.

Четвертая циклонная камера 9 гидравлически связана со второй циклонной камерой 7 через дозатор 25 и трубопровод 32 и с третьей циклонной камерой 8 через дозатор 25 и трубопровод 33. Четвертая циклонная камера 9 кинематически посредством средств транспортирования 34 и 35 связана с резервной емкостью 36 для отхода производства белково-витаминного концентрата. Четвертая циклонная камера 9 дополнительно снабжена пластинчатым насосом-дозатором 37 для выдачи тестообразной смеси в гранулятор 10 и барабанную сушилку 11.

Каждая из циклонных камер 1, 7, 8, 9 гидравлически связана с котельной установкой 38 для подачи перегретого пара или горячей воды.

Аппарат для получения комплексного удобрения устанавливают в здании арочного типа с приточно-вытяжной вентиляцией, освещением, электросиловой подстанцией и коммуникациями. В здании установлена автономная котельная установка 38 для подачи перегретого пара в циклонные камеры 7 и 8 и горячей воды в циклонную камеру 9. Процесс получения удобрений автоматизирован. Горячая вода и отработанный пар имеют замкнутый цикл. Технологический процесс производства комплексного удобрения контролируется датчиками температуры, емкостными и индукционными датчиками перемещений, весовыми индикаторами, световыми указателями и выполнен в виде панели на пульте управления.

Аппарат для получения комплексного удобрения работает следующим образом.

Из емкостей 16 и 17 через задвижки 14 и 15 по трубопроводам 12 и 13 отработанные травильные растворы и электролиты гальванического производства поступают по патрубкам 2 и 3 в циклонную камеру 1. Винтовой мешалкой 24 в емкости циклонной камеры 1 растворы и электролиты подвергают интенсивному перемешиванию. Раствор приводится в равновесное состояние. Задвижками 14 и 15 обеспечивают равное поступление в соотношении 1:1 отработанного травильного раствора сернокислотного травления черных металлов из емкости 16 и электролитов гальванического производства из емкости 17. Полученный равновесный раствор насосом-дозатором 25 через задвижки 19 и 27 на трубопроводах 18 и 26 подают в патрубки 2 циклонных камер 7 и 8.

В циклонную камеру 7 посредством средств транспортирования 20 перемещают отсортированный от металлических примесей и размолотый до размеров 0,1-0,5 мм шлак металлургического или электросталеплавильного производства или их смеси. При передаче размолотого шлака в раствор из циклонной камеры 1 и при интенсивном перемешивании в емкости циклонной камеры 7 происходит реакция замещения химических компонентов шлака с равновесным раствором при выделении тепла. Процесс изотермичен. Молотый шлак и раствор превращаются в текущую пульпу при температуре 80°С. Для увеличения интенсивности протекания процесса в рубашку циклонной камеры 7 подают перегретый пар и температуру смеси доводят до 120-160°С. Это позволяет при соотношении твердой (Т) к жидкой (Ж) фазе Т:Ж=1:6 получить текучую пастообразную массу без ее схватывания и отверждения. Смешивание измельченного шлака в равновесном растворе проводят в течение 0,75-1,25 часа.

В циклонную камеру 8 посредством средств транспортирования 28 подают размолотые фосфориты из полости шаровой мельницы 29. Размер фосфоритного сырья - 0,3-1,2 мм. При взаимодействии фосфоритного сырья с отходами сернокислотного травления и электролитами гальванического производства происходит автотермический процесс с образованием усвояемого суперфосфата (Р₂О₅). Подача отработанного пара из циклонной камеры 7 в циклонную камеру 8 ускоряет процесс получения готового продукта. Благодаря интенсивному перемешиванию винтовой мешалкой 24 в емкости циклонной камеры 8 происходят процессы тепломассообмена, диспергирования кислот из состава равновесного раствора до размера молекул, что резко увеличивает поверхность контактирования с фосфоритной массой и способствует увеличению степени получения суперфосфата, так и кальцийсодержащих растворимых в воде солей в качестве комплексного минерального удобрения. Пар при температуре 105-125°С, поданный в рубашку циклонной камеры 8, поддерживает устойчивое протекание химических реакций и получение гомогенной смеси для постоянной выдачи дозатором 25 из полости циклонной камеры 8. Обработку измельченных фосфоритов ведут равновесным раствором из циклонной камеры 1 при соотношении Т:Ж=1:7. Смешивание твердой компоненты - муки из фосфоритов - и жидкой фазы - смеси растворов - ведут при непрерывном перемешивании до получения гомогенной массы в течение 30-45 минут.

Далее насосами-дозаторами 25 циклонных камер 7 и 8 гомогенные смеси по трубопроводам 32 и 33 в равных массовых долях через патрубки 2 и 3 подают в полость циклонной камеры 9. Посредством средств транспортирования 34 и 35 из резервной емкости 36 подают отход производства белково-витаминного концентрата. Физико-механические свойства и химический состав отхода белково-витаминного концентрата приведены в таблицах 1 и 2.

При работе в теплое время года (при температуре более +10°С) отход БВК в циклонную камеру 9 в виде порошка подают при влажности 40-50%. При работе в зимнее время шлам-сырец отхода производства белково-витаминного концентрата сушат до влажности 5%, перемалывают и сепарируют, а далее подают в циклонную камеру 9. Массовое отношение пульпы из циклонных камер 7 и 8 и порошка из резервной емкости 36 - 1:1:1. Поданные в циклонную камеру 9 смеси подвергают интенсивному перемешиванию в течение 1 часа при температуре 45-70°С до получения пастообразной смеси при средней относительной влажности 28-32%. Пластинчатым насосом-дозатором 37 пастообразная смесь из циклонной камеры 9 равномерно подают в полость гранулятора 10 для образования гранул с размерами 2-4 мм. Влажность гранул составляет 10-18%. Из гранулятора 10 минеральные удобрения в виде гранул подают в барабанную сушилку 11 и при температуре агента 105-110°С подвергают сушке до снижения влажности не выше 5-6%. Высушенные гранулы пропускают в весовой дозатор и пакуют в мешкотару массой 50 кг для доставки потребителю.

Переработка описанных отходов производства и наличие большого объема естественной сырьевой базы с отлаженной добычей при минимальных транспортных переездах позволяет расширить функциональные возможности КМУ и объемы производства, т.к. оно содержит основные питательные и урожаеобразующие макроэлементы N, Р, К и микроэлементы в широком диапазоне их присутствия и более высокой и доступной растениям концентрации, чем в известных микроудобрениях при узкопрофильном производстве. Расширенная сырьевая база исключает вывоз на свалки отходов производства. Это является немаловажным фактором в деле охраны окружающей среды. Исключение из технологической операции сушки до грануляции существенно сокращает энергетические и трудовые затраты на дополнительный подогрев продукта, перемешивание. сушку и транспортировку. Все элементы питания КМУ находятся в виде сульфатов, хлоридов, нитратов и оксидов в водо-, нитратно- и лимонно-растворимых формах.

Предложенным комплексным удобрением в почву вносятся из фосфоритного сырья и отхода производства белково-витаминного концентрата основные элементы питания, а из нее - через корневую систему - растениям, необходимые макро- и микроэлементы для их роста и развития. Содержание питательных веществ в полученном КМУ представлено в таблице 12. Для сравнений в таблице 13 даны сведения о вносимых элементов питания в почву с 10 т органического удобрения.

Описанное удобрение испытывалось в фермерских хозяйствах Среднеахтубинского района Волгоградской области в 2004 по 2005 годах при возделывании гибридов кукурузы на зерно и зеленую массу. Эти сведения приведены в таблицах 14-17.

Исследования проводили на гибридах Мария СВ, Корн 280 СВ, Валентин MB, Эрик MB. Густота стояния гибридов Мария СВ - 75 тыс.шт/га. Корн 280 СВ - 65 тыс.шт/га, Валентин MB - 55 тыс.шт/га, Эрик MB - 50 тыс.шт/га. Сеяли кукурузу 6 мая. Урожай зерна убирали в сроки для гибрида Мария СВ - 24 сентября. Корн 280 СВ - 2 октября, Валентин MB - 13 октября, Эрик MB - 15 октября.

Влияние на урожайность кукурузы полученного удобрения (КМУ) изучали в опыте, состоящем из комплексного вариантов:

1 вариант: контроль (без удобрений);

N₆₀P₄₀;

КМУ₁₀₀.

2 вариант: контроль (без удобрений);

N₆₀P₄₀K₆₀;

КМУ₁₆₀.

3 вариант: контроль (без удобрений);

N₆₀P₄₀K₁₂₀;

КМУ₂₂₀.

4 вариант: контроль (без удобрений);

N₆₀;

КМУ₆₀.

5 вариант: контроль (без удобрений);

N₆₀P₆₀;

КМУ₁₂₀.

Количество действующих веществ в азотных (N), фосфорных (Р), калийных (К) и в комплексном минеральном удобрении (КМУ) примерно было выдержано равным.

В таблице 14 показано влияние комплексного минерального удобрения на урожай, зеленую массу и высоту растений гибрида кукурузы Мария СВ. Влияние КМУ на урожай зеленой массы и прирост абсолютно сухой массы гибрида кукурузы Корн 280 СВ приведено в таблице 15. Структура урожая растений кукурузы гибрида Валентин MB представлена в таблице 16.

Влияние комплексного минерального удобрения на урожай зерна гибрида Эрик MB и прибавка урожая в числовых данных в 2004 и 2005 годах описаны в таблице 17.

Полученное удобрение обладает пролонгированным действием. Попадая в пахотный слой почвы, удобрение подвергается дальнейшему взаимодействию с почвенными агрегатами и переходит в усвояемые формы как для растений, так и на замещение с катионами Na⁺ и Mg²⁺ почвенного раствора.

Описанное КМУ положительно влияет на рост растений - формирование урожая зерна (на примере гибридов кукурузы), а также способствует защите растений от болезней.

Описанный способ получения КМУ на базе отхода производства БВК, шлаков и шламов металлургического производства и фосфоритов из местных месторождений позволяет снизить как прямые затраты, связанные с транспортом, так и снизить энергозатраты на получение сложного минерального удобрения с микроэлементами. Описанная технология позволяет получать КМУ на базе серийно выпускаемого промышленностью технологического оборудования, приводов и аппаратов, контрольно-измерительных приборов по общепринятым технологическим схемам, использовать накопившиеся десятилетиями отходы металлургического производства и БВК, увеличить степень разложения отходов, повысить качество и количество питательных веществ, гербицидных функций, сократить время технологического цикла и обеспечить непрерывность технологического процесса при получении гранулированных удобрений.

Таблица 1Содержание химических элементов в минеральном сухом шламе отхода производства белково-витаминного концентрата№ п/пНаименование компонентаХимический символСодержание данного элемента в шламе, %Удельная теплоемкость при 298,15 К1АзотN4,9-13,30,24802ФосфорР8,0-12,40,46803КалийК1,6-4,20,17804МагнийMg0,4-3,10,23505ЖелезоFe2,4-3,70,18706КальцийCa2,5-15,00,15707МарганецMn0,17-0,260,11408МедьCu0,05-0,080,09169ЦинкZn0,01-0,180,090810Вода в сыром шламеН₂Одо 58%1,00111Вода в сухом шламеН₂Oне более 5%1,001

Таблица 2Физико-химические и теплофизические показатели минерального шлама отхода производства белково-витаминного концентрата№ п/пПоказателиЕд. изм.Минеральный
шлам-сырецВысушенный и измельченный минеральный шлам отхода производства БВК123451Агрегатное состояние-Комкообразная легкорассыпающаяся массаПорошок с размерами гранул менее 0,2 мм до 100   На сите ⊘5 мм - 15%;    ⊘2,5 мм - 15%;    ⊘1,25 мм - 12,5%; 2Размер гранул-0,63 мм - 25,0%;    0,315 мм - 25,0%;    0,14 мм - 6%;    менее 0,14 мм - 1,5%. 3Цвет-От розового до серогоОт розового до серого4Запах-Без запахаБез запаха5Влажность%45-58Не более 56Теплота фазовых переходов°C60-70-7ТеплоемкостьКал./г·градус0,643- Угол естественного откоса:град.  8статистическое состояниеград.20 при 40% влажности28 при 5% влажности динамическое состояниеград.43 при 40% влажности55 при 5% влажности9Способность к налипанию-НалипаетНет10Способность к комкованию-Комкуется, но легко рассыпаетсяНе комкуется11Слеживаемость-СлеживаетсяНе слеживается12Замерзаемость-Замерзает при -3°СНе замерзает13Гигроскопичность-Гигроскопичен. Гигроскопическая влажность 4,8%Гигроскопичен. Гигроскопическая влажность 4,8%14Абразивные свойства-Обладает слабыми абразивными свойствами за счет присутствия механических примесейНе обладает15КислотностьрН5-65-6 Насыпной вес:г/см³  16без уплотненияг/см³0,610 при влажности 58%0,433 при влажности 4,8% с уплотнениемг/см³0,754 при влажности 58%0,520 при влажности 4,8%

Таблица 3Сравнительное содержание общего фосфора (P₂O₅) и микроэлементов в фосфоритах различных месторождений№п/пНаименование месторожденияНомер участкаОбщее содержание. %Р₂O₅ ^*Mn^**Co^**1Трехостровское, Волгоградская обл.№115,200,0540,0035№314,500,0320,0018№416,50--№512,13--2Камышинское, Волгоградская обл.№115,04-17,340,0790,0068№217,360,0480,0037№316,790,0420,00931 из трех
№317,300,0660,01002 из трех
№417,30--3Егорьевское, Московская обл.№121,030,0790,0017^* Данные на основе химических анализов.^** Данные на основе спектральных анализов.

Таблица 4Химический состав фосфоритов, добытых в Камышинском месторождении Волгоградской области№ п/п пробыГигроскопическая влага, %Потери при прокаливании, %Химический состав фосфоритов, %ПримечаниеSiO₂Al₂О₃-TiO₂Fe₂O₃, FeOCaOMgOSO₃Р₂O₅ 11,096,3127,663,332,8332,860,510,6321,97 20,763,0428,060,601,9033,770,610,5420,28 31,325,7047,331,542,9821,820,661,0413,73 41,225,6136,721,732,1330,830,690,8018,75 51,666,5740,713,253,2626,260,591,1218,75 61,535,3130,681,282,6328,620,490,9619,64 

Таблица 6Химический анализ шлака, содержание компонентов и их класс опасности в отходах производства стали (ОПС) ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь» при выплавке стали и чугуна (шифр отхода 3120000001994, имеющий класс опасности 4, малоопасный)№ п/пНаименование компонентаХимическая формулаСодержание в отходахКласс опасности, Ki1КремнеземSiO₂24,619,789964482Алюминий оксид (корунд) - глиноземAl₂O₃7,728,818624223Марганец окисьMnO4,59,9148223684ЖелезоFe14,68,8997350195Кальций оксидCaO29,48,7789124146Железо оксид (красный железняк - гематит)Fe₂O₃11,715,206885697Титановые белилаTiO₂0,531,14185037758Сера природнаяS0,090,10493229619ФторидыF2,600011,98254061210Магний оксидMgO4,282,94704054811Показатель степени опасности отхода для ОПС-10098,58529663

Таблица 7Химический состав твердого шлама мокрых газоочисток электросталеплавильного цеха ЭСПЦ-1 и ЭСПЦ-2 ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь»№ п/пНаименованиеХимическая формулаЗначение, %1КремнеземSiO₂7,792ЖелезоFe общий0,0463ХромCr общий1,504Оксид алюминияAl₂О₃1,065Окись титанаTiO₂0,1226Окись марганцаMnO4,377Оксид кальцияCaO5,778Оксид магнияMgO8,639Оксид железа (II)FeO4,7710Оксид железа (III)Fe₂O₃56-61,711Фторид кальцияCaF₂4,5412Итого:-94,598-100,248%

Таблица 8Химический состав твердого шлама из пыли сухой газоочистки электросталеплавильного цеха ЭСПЦ-1 ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь»№ п/пНаименованиеХимическая формулаЗначение, %1КремнеземSiO₂7,762ФосфорР0,0412ХромCr общий1,04Оксид алюминияAl₂O₃0,935Титановые белилаTiO₂0,0996Окись марганцаMnO2,297Оксид кальцияCaO21,38Оксид магнияMgO24,59Оксид железа (II)FeO3,9110Оксид железа (III),Fe₂O₃32,0211Фторид кальцияCaF₂5,2612Оксид кальцияНедопал CaO18,0

Таблица 9Химический состав твердого шлама-кек электросталеплавильного цеха ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь»№ п/пНаименованиеХимическая формулаЗначение, %1КремнеземSiO₂0,82ХромCr общий0,23Оксид кальцияCaO36,04Оксид магнияMgO1,05Оксид железа (II)FeO0,96Оксид железа (III)Fe₂O₃2,667Итого:-41,56

Таблица 10Наличие промышленных отходов в ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь» в качестве сырья для комплексного минерального удобрения (КМУ)Наименование отходовЕд. изм.НакопленныеТекущиеШлам сухой газоочисткит-904Бой огнеупоровт-9725Отработанные маслат20185Травильные растворыт-15209Известь пушенкат9001152Шлак металлургическийт-140000- металлическая часть шлакат-28000- минеральная часть шлакат-112000Шлам-кект121952858Шлам станции нейтрализациит281281567Окалинат1580032000Шлам мокрой газоочисткит5140916132Наждачная пыльт-1382Прочие отходыт-239786Итого:т98452460900

Таблица 11Состав отработанных электролитов гальванического производстваТехнологический процессСостав шлаков, г/лКоличество, мг/лЦинкованиеZnO - 20...25
NH₄Cl - 250...2609000МеднениеCuSO₄ - 200...250
H₂SO₄ - 60...751280НикелированиеNiSO₄ - 200...240
Н₃BO₂ - 25...304500ОсветлениеHNO₃ - 250...30063000ТравлениеH₂SO₄ - 100...1204500ДекапированиеHCl - 4...5%12000Травление стальных трубHCl - 20...25%48000ФосфатированиеН₃PO₄ - 8...10%44400Пассивация трубNaNO₂ - 80...10018000ФлюсованиеZnCl₂ - 200...220
NH₄Cl - 120...14024000Глубокое анодированиеH₂SO₄ - 2001500Электрохимическое
полированиеН₃PO₄ - 1370...1490
H₂SO₄ - 330...36018000

Таблица 12Количественный химический анализ комплексного минерального удобрения, полученного по заявленному способу (анализы выполнены Специализированной инспекцией аналитического контроля в сфере природопользования и охраны окружающей среды при Федеральном государственном учреждении «Волгоградский территориальный фонд геологической информации», г.Волгоград, 29.06.1991 г., протокол №18)№ п/пНаименование ингредиентовДиапазон измерения характеристика, погрешность,±%Концентрация±погрешность измеренияНормы СанПиН 2.1.7.573-96123451Кислотность рН - солевая (KCl) ГОСТ 26483-85. потенциометрический1-14 ед. рН/0,1 ед. рН8,79±0,15,5-8,52Влага, % ГОСТ 26713-91. гравиметрический3-70/0,86,04±0,8Не более 8%3Органическое вещество % на сухое вещество ГОСТ 26213-91. фотометрическийСв. 15/104,61±6,46Не менее 20%4Прокаленный остаток, % «Лабораторно-практические занятия по почвоведению», Л.Н.Александрова, О.А.Найденова, с.58.0,1-0,3/58,83,62±2,12-5Азот общий (N), % ГОСТ 26715-85. титреметрический1-3/0,28,3±0,2Не менее 0,6%^*6Фосфор общий (P₂O₅), % ГОСТ 27617-85. фотометрический2-15/0,212,22±0,1Не менее 1,5%^*7Калий общий (K₂O), % ГОСТ 26718-85. пламенно-фотометрический1-3/0,16,35±0,2Не менее 0,15%8Фториды водорастворимые, мг/кг М7-ОО Св. об аттестации МВИ №03.10.205/2000 от 18.10.2000. фотометрический2-50/2637,5±10-9Бор, мг/кг ГОСТ Р 50688-94. фотометрическийСв. 5,0/3031,0±9,3-10Хром, мг/кг валовая форма М2-99 Св. об аттестации МВИ №В51199 от 28.04.1999. атомно-абсорбционный12.5-100/0.18X
Св. 100/0,18X93,8±16,91200
500^*11Железо общее, мг/кг валовая форма М2-99 Св. об аттестации МВИ №В51/99 от 28.04.1999. атомно-абсорбционный500-1500/059 X87,50±163-12Цинк, мг/кг валовая форма РД 52.18.191-89. атомно-абсорбционный1,255-150/24,0
Св. 150,0/24,0613±1474000
1750^*13Медь, мг/кг валовая форма, РД 52.18.191-89. атомно-абсорбционный5,0-125/19
Свыше 125/1978,8±15,01500
750^*14Никель, мг/кг валовая форма РД 52.18.191-89. атомно-абсорбционный7,5-125/2755,4±15,0400
200^*15Кадмий, мг/кг валовая форма РД 52.18.191089. атомно-абсорбционный1,25-50,0/40,01,6±0,730
15^*16Марганец, мг/кг валовая форма М2-99 Св. об аттестации МВИ №В51199 от 28.04.1999. атомно-абсорбционный100-2500/0,27X1370,0±369,0200017Свинец, мг/кг валовая форма РД 52.18.191089. атомно-абсорбционный25-250/32143,3±45,51000
250^*18Кобальт, мг/кг валовая форма РД 52.18.191089. атомно-абсорбционный0,2-50/58,87,8±4,6-19Ртуть, мг/кг СанПиН 42-128-4433-87. атомно-абсорбционный0,0060-6,0/250,086±0,0215
75^*20Кальций, мг/кг водорастворимая форма ГОСТ 26428-85. комплекснометрический1200-3000/5,02000±100,00-21Кальций обменный, мг/кг подвижная форма ГОСТ 26487-85. комплекснометрический240-720/10,0
Свыше 720/105500±412,5-22Магний, мг/кг водорастворимая форма ГОСТ 26428-85. комплекснометрический240-720/10,0
Свыше 720/10,01320±132,0-23Магний обменный, мг/кг подвижная форма ГОСТ 26487-85. комплекснометрический240-1440/7,5
Свыше 1440/7,52700±202,5-24Мышьяк, мг/кг «Методические указания по определению мышьяка в почвах фотометрическим методом», М., ЦИНАО, 1993. фотометрический1,05-5,0/25,5Не обнаружено20
10^*25Фтор подвижный мг/кг «Методические указания по определению фтора в почвах ионометрическим методом», М.: ЦИНАО, 1993. фотометрический9,5-90,0/1037,8±3,8-26Молибден, мг/кг валовая форма «Практикум по агрохимии» под ред. В.Г.Минеева, М., 1989. фотометрический0,5-0,6/58,80,35±0,21-Примечание:1. ^* - Нормы использованы из нормативного документа «Типовой технологический регламент использования осадков сточных вод в качестве органического удобрения», утвержденного зам. Министра сельского хозяйства и продовольствия РФ, 2000, с.12, табл.4.2.2. Норма К₂О использована на НД «Требования качеству сточных вод и их осадков, используемых для орошения и удобрения». Норматив подписан зам. Министра Минсельхозпрода РФ, 1995, прил.13, с.29.3. X - фактическая концентрация, мг/кг.

Таблица 13Вносимые элементы питания в почву с 10 т органического удобренияПоказателиСухое вещество, %Фактическое количество, кг/гаОрганическое вещество38,013725Азот общий (N)2,8216Фосфор общий (Р₂O₅)3,1304Калий общий (К₂О)1,8176Хром4,5^*0,044Цинк (Zn)268,82,0634Медь (Cu)46,80,459Никель (Ni)6,00,058Свинец (Pb)6,80,067Марганец (Mn)331,0^*3,24^* - мг/кг

Таблица 14Влияние комплексного минерального удобрения (КМУ) на урожай зеленой массы и высоту растений гибридов кукурузы Мария СВВариант опытаУрожай зеленой массы (молочно-восковая спелость), т/гаВысота растений (цветение), м2004 г.2005 г.2004 г.2005 г.Контроль(без удобрений)37,2718,492,161,84N₆₀P₄₀41,4220,552,402,05КМУ₁₀₀42,6621,162,472,11Контроль (без удобрений)36,9619,232,301,84N₆₀P₄₀K₆₀41,7221,372,562,05КМУ₁₆₀43,8022,432,652,15Контроль(без удобрений)41,1622,402,231,84N₆₀P₄₀K₁₂₀45,7424,892,482,05КМУ₂₂₀49,3926,882,672,21Контроль (без удобрений)31,8416,351,981,76N₆₀39,820,442,3402,080КМУ₆₀40,5920,842,382,12Контроль(без удобрений)39,7920,082,341,87N₆₀Р₆₀41,8921,142,4702,080КМУ₁₂₀43,5621,982,562,16

Таблица 15Влияние комплексного минерального удобрения (КМУ) на урожай зеленой и абсолютно сухой массы гибридов кукурузы Корн 280 СВ, т/гаВариант опытаФаза 5-6 листьевВысота растений (цветение), мЗеленая массаАбсолютно сухая массаЗеленая массаАбсолютно сухая массаКонтроль(без удобрений)0,5040,05522,040,232N₆₀P₄₀0,630,0692,550,29КМУ₁₀₀0,68040,07452,7540,3132Контроль (без удобрений)0,540,054752,160,2475N₆₀P₄₀K₆₀0,720,0732,880,33КМУ₁₆₀0,7920,08033,1680,363Контроль(без удобрений)0,6120,063752,3630,289N₆₀P₄₀K₁₂₀0,720,0752,780,34КМУ₂₂₀0,80640,0843,110,38Контроль(без удобрений)0,5250,04691,6940,196N₆₀0,750,0672,420,28КМУ₆₀0,81750,0732,630,30Контроль (без удобрений)0,4940,04682,15150,2665N₆₀Р₆₀0,760,0723,310,41КМУ₁₂₀0,840,07993,670,455

Таблица 16Влияние комплексного минерального удобрения (КМУ) на структуру урожая гибрида кукурузы Валентин MBВариант опытаКоличество початков на 100 растений, шт.Длина початка, мКоличество зерен в початке, шт.Масса, гПочаткаЗерна с початка1000 черенКонтроль (без удобрений)620,137328133,2102,3264,4N₆₀P₄₀740,162387156,7120,4311,1КМУ₁₀₀150,665394159,8122,8317,3Контроль (без удобрений)610,150348148,1111,1277,8N₆₀P₄₀K₆₀700,173400170,2127,7319,3КМУ₁₆₀720,178412175,3131,5328,8Контроль (без удобрений)640,153378150,1118,8282,1N₆₀P₄₀K₁₂₀720,170421166,8132,0313,5КМУ₂₂₀740,176437173,4137,3326,0Контроль (без удобрений)610,140338122,689,5219,5N₆₀740,169408147,7107,9264,5КМУ₆₀750,170412149,1108,9267,1Контроль (без удобрений)580,136352126,498,3226,0N₆₀P₆₀720,169435156,1121,4279,1КМУ₁₂₀740,174452162,3126,2290,2

Таблица 17Влияние комплексного минерального удобрения (КМУ) на урожай зерна кукурузы гибрида Эрик MBВариант опытаУрожай, т/гаПрибавка урожая2004 г.2005 г.2004 г.2005 гт/га%Контроль(без удобрений)4,444,60фонфон--N₆₀P₄₀5,565,761,121,1625,225,2КМУ₁₀₀5,675,871,231,2727,727,6Контроль (без удобрений)5,454,89фонфон--N₆₀P₄₀K₆₀6,425,760,970,8717,717,8КМУ₁₆₀6,615,931,161,0421,221,3Контроль (без удобрений)5,055,64фонфон--N₆₀P₄₀K₁₂₀5,626,270,570,6311,211,1КМУ₂₂₀5,846,520,790,8815,616,5Контроль(без удобрений)4,144,10фонфон--N₆₀4,994,990,850,8920,521,1КМУ₆₀5,035,080,890,9821,422,1Контроль (без удобрений)4,954,82фонфон--N₆₀P₆₀5,705,540,750,7215,114,9КМУ₁₂₀5,875,700,920,8818,518,2Ошибка опыта, %3,44,7Примечание: влажность зерна - 14%НСР_0,5, т/га0,560,81

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам получения комплексных удобрений с микроэлементами для подкормки и устойчивого развития сельскохозяйственных культур из отходов производства белково-витаминного концентрата, фосфоритов, металлургических шлаков, отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и отработанных электролитов гальванических производств. Предварительно подготовленный раствор из отработанных травильных растворов и электролитов гальванических производств (1:1) раздельно подают на обработку измельченного металлургического шлака (Т:Ж=1:6, при температуре 120-160°С в течение 0,75-1,25 часа) и измельченных фосфоритов (Т:Ж=1:7, при температуре 105-125°С в течение 30-45 минут) при непрерывном перемешивании до получения гомогенной массы. Полученную гомогенную массу из металлургических шлаков с отработанными травильными растворами и электролитами и пульпу из фосфоритов с отработанными травильными растворами и электролитами смешивают с отходами производства белково-витаминного концентрата (1:1:1, при температуре 45-70°С в течение 1 часа) до получения пастообразной смеси. Смесь гранулируют, досушивают и подают на упаковку. Аппарат для получения комплексного удобрения содержит циклонную камеру, патрубки для тангенциального ввода компонентов и вывода готового продукта и перегретого пара, а также снабжен дополнительными циклонными камерами, гранулятором и барабанной сушилкой. Первая циклонная камера гидравлически связана с емкостями для отработанных травильных растворов и электролитов гальванических производств для получения равновесного раствора. Вторая циклонная камера гидравлически связана с первой циклонной камерой и кинематически - с мельницей для размола отходов металлургического производства в виде шлаков на фракции с размерами 0,1-0,5 мм. Третья циклонная камера гидравлически связана с первой камерой и кинематически - с мельницей для размола фосфоритов на муку с размерами фракций 0,3-1,2 мм. Четвертая циклонная камера гидравлически связана со второй и третьей циклонными камерами и кинематически - с резервной емкостью для отхода производства белково-витаминного концентрата и снабжена пластинчатым насосом-дозатором для выдачи пастообразной смеси в гранулятор и барабанную сушилку. Каждая из циклонных камер гидравлически связана с котельной установкой для подачи перегретого пара или горячей воды и снабжена винтовой мешалкой. Способ обеспечит утилизацию промышленных отходов и получение равноценного комплексного удобрения, насыщенного необходимыми для сельскохозяйственных растений микроэлементами. Аппарат для производства комплексных удобрений при наименьших энергозатратах обеспечит высокую производительность. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 17 табл.

1. Способ получения комплексного удобрения на основе фосфоритов, отходов металлургического производства в виде шлаков, отработанных травильных растворов серно-кислотного травления черных металлов и отработанных электролитов гальванических производств, включающий обработку твердых компонентов при последующем перемешивании с жидкими компонентами: предварительно подготовленный равновесный раствор из отработанных травильных растворов серно-кислотного травления черных металлов и электролитов гальванических производств в соотношении 1:1 раздельно подают на обработку измельченного металлургического шлака при соотношении твердой (Т) и жидкой (Ж) фаз Т:Ж=1:6 и на обработку измельченных фосфоритов при соотношении Т:Ж=1:7, нагрев смесей измельченного металлургического шлака и подготовленного равновесного раствора до температуры 120-160°С в течение 0,75-1,25 ч и измельченного фосфорита и подготовленного равновесного раствора до температуры 105-125°С в течение 30-45 мин при непрерывном перемешивании до получения гомогенной массы, отличающийся тем, что полученную гомогенную массу из шлаков металлургического производства с отработанными травильными растворами и электролитами и пульпу из фосфоритов с отработанными травильными растворами и электролитами смешивают с отходами производства белково-витаминного концентрата в соотношении фаз 1:1:1, смешивание ведут в течение 1 ч при температуре 45-70°С до получения пастообразной смеси, смесь гранулируют, досушивают и подают на упаковку.2. Аппарат для получения комплексного удобрения, содержащий циклонную камеру, патрубки для тангенциального ввода компонентов и вывода готового продукта и перегретого пара, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными циклонными камерами, гранулятором и барабанной сушилкой, при этом первая циклонная камера гидравлически связана с емкостями для отработанных травильных растворов серно-кислотного травления черных металлов и электролитов гальванических производств для получения равновесного раствора, вторая циклонная камера гидравлически связана с первой циклонной камерой и кинематически посредством средств транспортирования соединена с мельницей для размола отходов металлургического производства в виде шлаков на фракции с размерами 0,1-0,5 мм, третья циклонная камера гидравлически связана с первой циклонной камерой и кинематически посредством средств транспортирования соединена с мельницей для размола фосфоритов на муку с размерами фракций 0,3-1,2 мм, четвертая циклонная камера гидравлически связана со второй и третьей циклонными камерами и кинематически посредством средств транспортирования с резервной емкостью для отхода производства белково-витаминного концентрата и снабжена пластинчатым насосом-дозатором для выдачи пастообразной смеси в гранулятор и барабанную сушилку, при этом каждая из циклонных камер гидравлически связана с котельной установкой для подачи перегретого пара или горячей воды и снабжена винтовой мешалкой.