Состав для рекультивации почвы Советский патент 1992 года по МПК C09K17/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности ксредствам мелиорации почв.

Известно использование шлам-лигнина в качестве структурообразователя.

Недостатками этогоструктурообразо вателя являются значительный расход электроэнергии и использование дорогостоящего оборудования для диспергирования.

Известно также использование щелочных растворов шлам-лигнина от процесса очистки сточных вод сульфатно-щелочного производства0

Недостатками этого структурообразователя являются невысокие структурирующие и удобрительные свойства.

Цель изобретения - повышение эффективности состава за счет улучшения его структурирующих и удобрительных свойств.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве лигнинового компонента он содержит гидролизный лигнин, а в качестве щелочных вод - щелочные

воды ректификации бензола и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидролизный лигнин21,,20.

Щелочные воды ректификации бензола2,80-5,2 Вода Остальное Состав пригоден для использования через 1 сут после его приготовления. Гидролизный лигнин является крупнотоннажным отходом гидролизно-дрож- жевого производства, который не находит применения в промышленности„ Его получают в виде осадка при гидролизе древесины слабым раствором серной кис- лоты при 180-185°С в течение з ч. Он вырабатывается в Виде коричневой рассыпчатой массы с размером отдельных зерен до 30 мм и более с влажностью 67%.

Плотность лигнина состаляет 1,2- 1,3 г/см3, температура воспламенения 180-UO°C..

Лигнин - природный полимер, нерастворимый в органических растворителях

S 1

&

и в воде, а при нагревании до высоких температур способен распадаться с образованием смолы, лигнинового угля, жидких и газообразных продуктов, т.е, гидролизный лигнин это комплекс веществ, различных по своему химическому составу. В него входят измененный полимеризованный собственно лигнин, полисахариды, минеральные и органические кислоты, смолы, воски, жиры, азотистые соединения, зольные элемен ты и др. вещества о

Технический лигнин на заводах вырабатывается из различного сырья - древесины хвойных деревьев, лиственных пород и камыша,а также отходов сельскохозяйственных растений (подсолнечника и кукурузы).

В настоящее время накопились громадные запасы гидролизного лигнина, утилизация которого до сих пор не решена, так как только 35% его используется рационально. Ежегодно при химической переработке растительного сырья методом гидролиза на предприятиях страны выбрасываются на свалку выше УОО тыс. т гидролизного лигнина. За счет этого и происходит накопление , лигнина на свалках.. Гидролизный лигни является малотоксичным, продуктом.

Щелочные воды ректификации бензола (ЩВРБ) - отход производства бензола, образующийся при мойке бензола-толуола-ксилола щелочью в цехах ректификации бензола на коксохимических завода и является крупнотоннажным отходом.

По результатам химанализов и анали зов лабораторий некоторых коксохимза- водов состав ЩВРБ характеризуется следующими физико-химическими свойствами (в состав ЩВРБ входят сульфосоли, соли кислых эфиров, сульфат натрия, едкий натр,вода, а«также макро- и микроэлементы): поверхностное натяжение на границе раздела вода - воздух 26, 40,95-ИГ3Дж/м2; плотность 1,12-1,2 г/см2-; содержание компоненто мэс.%: общее содержание сухого остатка 17,7-25,1; едкий натр 0,7-6,8; сульфат натрия 4,44-11,6; сумма солей кислых эфиров и сульфосолей 5,64-14,2 вода 74,9-82,3.

Исследование ЦВРБ различных КХЗ показали, что их состав практически оди н ковый, так как технология получения фракции бензол-толуолксилол, в результате которой получается отход ЩВРБ, н всех коксохимзаводах идентичная. Входящие в состав ЩВРБ сульфосоли обла

s

o

5

0

5

35

дают поверхностно-активными свойствами, что видно из данных по поверхностному натяжению. Кальциевые и магниевые сульфосоли хорошо растворимы в воде и сохраняют поверхностно-активные свойства В то же время большинство натриевых солей, обладающих поверхностно-активными свойствами,, при взаима- действии с ионами кальция и магния, имеющимися в почве, превращаются в нерастворимые в„воде соли, выпадают в осадок и теряют свои свойства. Поэтому такие поверхностно-активные вещества нельзя использовать в средах, где имеются соли, содержащие ионы кальция и магния, а ЩВРБ как ПАВ можно использовать в таких средах (в почве).

В состав {ЦВРБ входят следующие макро- и микроэлементы, мг/л: железо 350; кальций 1002; магний 334:, медь 13,3; марганец 2,3; алюминий 8.5; цинк И,7; калий 6200.

Внесение з почву небольших доз таких микроэлементов как медь, марганец и др., а также макроэлементов как калий и железо способствует повышению плодородия почвы, т„е повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

Проведенные токсикологические исследования ВНИИгигиены и токсикбло- гии пестицидов полимерных и пластических масс (показали, что щелочные воды ректификации бензола являются малотоксичным продуктом ( 2000 мг/кг живого веса белых крыс) и имеют токсичность, которая ниже широко используемых в народном хозяйст- ве Нефтепродуктов, таких, например, как бензин, дизтопливо и др.

0

Состав готовят следующим образом. Гидролизный лигнин смешивают в мешалке в течение 2 мин с .водным раствором ЩВРБ з следующем соотношении, мае Д:

Гидролизный лигнин 21,74-23,20 ЩВРБ2,80-5,24

ВодаОстальное

Состав рекомендуется использовать не ранее чем через 1 сут после его приготовления путем заделки в пахотный слой почзы на глубину не менее 20 см в дозах 13,5-26,5 т/га таким же способом как компосты и навоз с помощью разбрасывателя минеральных удобрений).

51744090

Гидролизный лигнин является нёраст- (почвы без внесения составов) до 333.76% (почти в 3,34 раза), внесении известного состава в по различных свойств - до 259% (в 2 по сравнению с контролем. Следов но, применение предлагаемого сос Дозволяет увеличить содержание в фочных агрегатов на 7,76% по с нию с известным составом.

воримым в воде продуктом, но в ре- зультате химической обработки%водным раствором Щ.ВРБ, содержащим в своем Составе щелочь, в цепи макромолекул лигнина возникают активные функциональные группы по отношению к минералам, в результате этого лигнин приоб- ретает способность частично растворяться в воде и набухать. При этом растворенная в воде часть лигнина со держит питательные вещества, т.е. становится пригодной для мелиоративных работ и может благоприятно влиять на свойства почвы Этому же способствует наличие входящих в состав ЩВРБ, макро и микроэлементов, что повышает ценность приготовленного состава,

О влиянии обработки гидролизного лигнина водным раствором ЩВРБ на его растворимость можно судить по данным, приведенным в табл„ 1 „

Из приведенных в табл., 1 данных можно сделать вывод о том, что при обработке гидролизного лигнина ЩВРБ действительно происходит растворимост лигнина от 4,86 до 24,84%, а в воде растворение лигнина не наблюдается.

Пример 1. В бетономешалке го- товят состав путем растворения 2,8% ЩВРБ (в пересчете на сухой остаток) в 75,4Ь% воды с последующим доба вле- нием 21, гидролизного лигнина и дополнительным перемешиванием в течение 2 мин до однородной массы Полученный состав не ранее чем через 1 сут вносят в почву в дозе 13,5 - 26,5 т/га с помощью разбрасывателя минеральных удобрений с последующим перемешиванием с верхним слоем почвы на глубину 20 см.

Пример2. В бетономешалке готовят состав путем растворения 3,6$% ЩВРБ (в пересчете на сухой остаток) в 73,91% воды с последующим добавлением 22,40% гидролизного лигнина и дополнительным перемешиванием до однородной массы,

В табл. 2 приведены сравнительные данные предлагаемого способа и известного.

В табл. 2 указано, что по предлагаемому способу дозы состава, рекомендуемые для внесения в почву, более высокие, чем дозы известного состава.

Что же касается содержания водопрочных агрегатов, то оно значительно возрастает по сравнению с контролем

(почвы без внесения составов) 10

15

0

5

0

5

5

5

до 333.76% (почти в 3,34 раза), а при внесении известного состава в почвы различных свойств - до 259% (в 2,59%) по сравнению с контролем. Следовательно, применение предлагаемого состава Дозволяет увеличить содержание водо- фочных агрегатов на 7,76% по сравнению с известным составом.

Сравнение содержания водопрочных агрегатов почвы - серозема засоленного, то для определения преимущества, по этому показателю предлагаемого состава по сравнению с известным требуется иметь серозем засоленный, обладающий конкретными составом и свойствами.

В табл. 3 приводятся сравнительные данные влияния препаратов на начальный период роста и развития предлагаемого и известного состава-прототипа.

Приведенные данные в табл. 3 позволяют сделать вывод, что уже в начальный период роста и развития растений сорго влияние предлагаемого состава по сравнению с известным-прототипом наблюдается более положительное (влияние на плодородие почвы).

Через 15 дней высота растений сорго в вегетационных опытах составляла от 51,2 до 73,S3 мм при внесении в почву известного состава, а при внесении предлагаемого состава высота растений сорго через 15 дней составила от 122,04 до 125,89 мм, что более чем в 1,7-2,35 раза больше; значительно больше вес зеленой массы : от 251,4 до 456,77V по предлагаемому, от 80,43 до 136,23% по известному; вес воздушно-сухой массы: от 258,33 до 450% по предлагаемому и от 75 до 131,25% по известному; содержание хлорофилла от 136,70 до 146,79% по предлагаемому и от 80 до 113,3% по известному содержание золы в воздушно- сухой массе от 113,89 по предлагаемому до 123,85% по известному.

Эти данные свидетельствуют также о существенном преимуществе предлагаемого состава по сравнению с известным.

Об эффективности предлагаемого состава свидетельствует полученный в 1990 г. а полевых условиях (Урожай сорго на зерно, который составил 19,8%.

Формула изобретения

Состав- для рекультивации почвы, содержащий лигниновый компонент и

щелочные воды, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эф- f фективности состава за счет улучшения его структурирующих и удобрительных свойств, в качестве лигнинового комлочные воды ректификации бензола и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидролизный лигнин 21,,20

Щелочные воды ректи- ,

Примечание. Высота растений, вес зеленой и воздушно -сухой массы взяты в пересчете на 0 шт. растений,

В известном составе использовали дозы препарата, рекомендуемые в способе-прототипе (0,5-1,5 от массы почвы) и максимальная доза, рекомендуемая в предлагаемом составе (,56% от массы почвы или 26,5 т/га) для сравнения.

Использование: сель ское хозяйство. Сущность изобретения: состав содержит, масД: гидролизный лигнин 21,74-23,20; щелочные воды ректификации бензола 2,80-5, вода остальное. 3 табл.