Патент на изобретение №2282606

Published by on

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ

(19)

(11)

2282606

(13)

(51) МПК

C05F11/02 (2006.01)
C05G1/00 (2006.01)
B04C7/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 28.12.2010 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2004123715/12, 02.08.2004

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

02.08.2004

(43) Дата публикации заявки: 10.02.2006

(46) Опубликовано: 27.08.2006

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2008302 C1, 28.02.1994. SU 565904 А, 25.07.1977. RU 2034819 C1, 10.05.1995. SU 1666194 A1, 30.07.1991. JP 2-022379 А, 25.01.1990. JP 2002/193696 А, 10.07.2002.

Адрес для переписки:

400074, ГСП, г.Волгоград, ул. Рабоче-Крестьянская, 51, кв.31, А.К. Елисееву

(72) Автор(ы):

Салдаев Александр Макарович (RU),
Елисеев Афанасий Кузьмич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное учреждение культуры “Волгоградский музейно-выставочный центр” (ГУК “ВМВЦ”) (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛИОРАНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВ И АППАРАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу 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. Способ включает обработку твердых компонентов при последующем перемешивании с жидкими компонентами. Предварительно подготавливают раствор из отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и электролитов гальванических производств в соотношении 1:1. Раствор 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. В первом случае смесь нагревают до температуры 120-160°С в течение 0,75-1,25 часа, во втором случае – до температуры 95-120°С в течение 30-45 минут при непрерывном перемешивании до получения гомогенной массы. Затем готовят третью смесь из измельченных фосфоритов, которую смешивают с рассолом природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂О при соотношении Т:Ж=1:4. Смешивание ведут при температуре 80-90°С в течение 1-2 часов. Полученную пульпу из бишофита и фосфоритов смешивают с гомогенной массой из шлаков металлургического производства с травильными растворами и фосфоритов с травильными растворами в соотношении 1:1:1 в течение 1 часа при температуре 45-70°С до получения пастообразной смеси. Описан также аппарат для получения мелиоранта. Изобретение позволяет повысить качество мелиоранта, снизить энергозатраты при производстве и себестоимость продукта. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 16 табл.

Изобретение относится к способу получения мелиоранта для обработки солонцовых почв.

Известен способ получения суперфосфата, в котором фосфатное сырье разлагают кислым гудроном, полученным в результате очистки нефтепродуктов (SU, авторское свидетельство №62192. А1. МПК⁷ С 05 В 11/08, С 05 D 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 относится высокая себестоимость продукта, низкое содержание усвояемого суперфосфата (P₂O₅) и неприемлемость в качестве химического мелиоранта. Только в Волгоградской области в настоящее время более 600 тысяч гектаров солонцовых земель выведены из хозяйственного оборота из-за низкой урожайности как зерновых, так и кормовых культур. Трехъярусная обработка солонцовых почв с использованием агробиологического метода рассолонцевания не оправдала себя.

К недостаткам описанного способа, несмотря на то, что используются отходы металлургического производства, относятся высокая себестоимость продукта, многостадийность процесса обработки, большая трудоемкость, низкая эффективность для мелиорации солонцовых почв и комплексов.

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, %:

H₂MoO₄	32
HNO₃	20
H₂SO₄	25
H₂O	Остальное

(SU, авторское свидетельство №793962 А1, М.кл.³

К недостаткам описанного способа, несмотря на применение отработанных молибденсодержащих растворов электролампового производства, относится низкая эффективность продукта как химмелиоранта. Компоненты полученного удобрения не способствуют рассолонцеванию почвенных карбонатных и солевых горизонтов.

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 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

К недостаткам данного способа относятся многостадийность процесса обработки, необходимость грануляции полученного микроудобрения, шлак не содержит органических веществ, потребность в сушке, а также недостаточное количество микроэлементов для питания сельскохозяйственных растений.

Известен способ получения комплексного микроудобрения, 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 соотношении 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, МПК⁶С 05 D 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, цикличность технологического процесса малопроизводителен, энергоемок, и требует дорогостоящего специального технологического оборудования.

Кроме описанных продуктов известен состав для мелиоризации кислых почв на основе известьсодержащих отходов промышленности, в котором, с целью уменьшения вымывания оснований с осадками, увеличения пролонгированного действия мелиоранта и его сыпучести в качестве известьсодержащих отходов он содержит шлак шлифовки бетонных мозаичных плит и дополнительно содержит перлитовый песок и масло, состоящее из смеси циклогексалиденциклогексанона и циклических эфиров адипиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.% на сухое вещество: шлам шлифовки – 59,0-80,0; перлитовый песок – 19,5-40,0; масло – 0,5-1,0 (авторское свидетельство, SU №1691359 A1, М.кл.⁵

К недостаткам описанного удобрения-мелиоранта относятся ограниченная область применения и низкая заменяющая способность в солонцовых комплексах.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится способ получения мелиоранта для солонцовых почв на основе землистого бурого угля, включающий его обработку модифицирующей добавкой с последующей сушкой, в котором в качестве модифицирующей добавки используют отработанный травильный раствор (ОТР), содержащий 15 мас.% серной кислоты, 10 мас.% соляной кислоты, 4 мас.% уротропина, остальное вода, в массовом соотношении уголь : ОТР=1:5 и полученную смесь перемешивают в течение 1 ч (RU, патент №: 2008302 С1, МПК⁵ С 05 F 11/02, С 05 G 1/00. Способ получения мелиоранта для солонцовых почв. / В.В.Денисов, К.Е.Ковалев, Г.В.Камнева и др. (RU). – Заявка №5008857/26; Заявлено 03.07.1991; Опубл. 28.02.1994).

К недостаткам описанного способа получения мелиоранта для солонцовых почв, принятого нами в качестве наиближайшего аналога в части способа, относится низкая эффективность рассолонцевания, большая доза внесения (не менее 5 т/га), высокая себестоимость, отсутствие большого количества необходимых микроэлементов для питания и эффективного развития с.-х. растений, высокая себестоимость, сложность внесения химмелиоранта на необработанную поверхность почвы.

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.

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

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, – расширение функциональных возможностей, насыщение мелиоранта микроэлементами и необходимыми макроудобрениями.

Технический результат – повышение качества мелиоранта, снижение энергозатрат при производстве и себестоимости продукта.

Указанный технический результат в части технологического процесса достигается тем, что в известном способе 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, включающем обработку твердых компонентов при последующем перемешивании с жидкими компонентами, согласно изобретению 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 Т:Ж=1:6 (где Т – твердая фаза, Ж – жидкая фаза) и на обработку измельченных фосфоритов при соотношении твердой и жидкой фаз Т:Ж=1:7, при этом первом случае при обработке указанных раствором измельченного металлургического шлака осуществляют нагрев смеси до температуры 120-160°С в течение 0,75-1,25 часа, во втором случае при обработке измельченных 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 формулы MgCl₂·6Н₂О при соотношении Т:Ж=1:4, смешивание ведут при температуре 80-90°С в течение 1-2 часов, полученную пульпу из бишофита и фосфоритов смешивают с гомогенной массой из шлаков металлургического производства с травильными растворами и фосфоритов с травильными растворами в соотношении 1:1:1 в течение 1 часа при температуре 45-70°С до получения нейтральной пастообразной однородной смеси.

Указанный технический результат в части устройства достигается тем, что в известном аппарате для получения мелиоранта, содержащем циклонную камеру, патрубки для тангенциального ввода компонентов и вывода готового продукта и перегретого пара, согласно изобретению он снабжен дополнительными циклонными камерами, 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 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 камерой и кинематически посредством транспортирования соединена с мельницей для размола фосфоритов на муку с размерами фракций 0,3-1,2 мм, четвертая циклонная камера гидравлически связана с емкостью для рассола природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂О и кинематически посредством транспортирования через делитель потоков соединена с мельницей для размола фосфоритов на муку с размерами фракций 0,3-1,2 мм, пятая циклонная камера гидравлически связана со второй, третьей и четвертой циклонными камерами и снабжена пластинчатым насосом-дозатором для выдачи готовой продукции в виде пасты, при этом каждая из циклонных камер гидравлически связана с котельной установкой для подачи перегретого пара или горячей воды и снабжена винтовой мешалкой с дозатором.

Описанная совокупность технологического оборудования обеспечивает непрерывное производство мелиоранта для обработки солонцовых почв в виде пасты, пригодной для транспортировки в емкостях и бочкотаре.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично представлен аппарат по производству мелиоранта для коренного улучшения солонцовых комплексов и почв.

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

Способ получения мелиоранта для обработки солонцовых почв на основе рассола природного минерала бишофит, фосфоритов, отходов металлургического производства в виде шлаков, отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и отработанных электролитов гальванических производств включает обработку твердых компонентов при последующем перемешивании с жидкими компонентами.

Состав проб рассола выщелачивания минерала бишофит (bishofit), добытого в месторождениях Волгоградской области в солевой форме, приведен в таблице 1. Анализ проб рассолов выщелачивания бишофита с уровнем минерализации от 280 до 340 г/л показан в таблице 2. Содержание макро- и микроэлементов в рассоле минерала бишофит приведено в таблице 3. Состав рассола минерала бишофит, добытого в черте г. Волгограда, представлен в таблице 4. Приведенные данные свидетельствуют о том, что в компонентах получаемого мелиоранта будут уничтожены не только патогенные микроорганизмы, но и насыщение его микроэлементами.

При этом последние находятся в усвояемой форме для всех видов растений. Шестиводный хлористый магний MgCl₂·6Н₂О обеспечивает нейтрализацию смеси до рН 6,2-6,6 и способствует сохранению всех органических соединений, являющихся носителями азота в мелиоранте.

Разведанные запасы минерала бишофит в Волгоградской области насчитывают миллиарды тонн и обеспечат его добычу более 100 лет.

Запасы фосфоритов в Волгоградской области геологами оцениваются также миллиардами тонн. Наибольшие запасы фосфоритов расположены вблизи г.Камышин и р.п.Иловля в Иловлинском районе. Химический состав фосфоритов, добытых в Трехостровском месторождении, приведен в таблице 5. Содержание двойного суперфосфата (P₂O₅) колеблется от 7,40 до 11,70%. В таблице 6 для сравнения приведены данные вносимых элементов питания в почву с 10 т органического удобрения на солонцовый комплекс в качестве базы сравнения при агробиологическом методе мелиорации солончаков и солонцовых комплексов.

Для получения мелиоранта использован металлургический шлак следующего состава, мас.%:

SiO₂	31,74-35,1
Al₂O₃	13,30-6,0
FeO	0,81-2,06
MnO	14,36-23,44
MgO	14,4-25,3
CaO	24,0-7,98
Р₂O₅	Следы

Шлак серовато-желтоватого 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	1,0

Жидким компонентом при производстве мелиоранта являются растворы. Состав правильных 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 г/л; цинк (Zn) – 5,3 мг/л; марганец (Mn) – 18,6 мг/л; молибден (Mo) – следы. Это темно-зеленая жидкость. Плотность – 1,15-1,18 т/м³, рН – 1,1-1,5. Все элементы в травильном растворе в виде сульфатов.

Состав электролитов гальванического производства приведен в таблице 7.

Предварительно подготовленный раствор в соотношении 1:1 из отработанных травильных растворов сернокислотного траления черных металлов и электролитов гальванических производств раздельно подают на обработку измельченного металлургического шлака при соотношении твердой (Т) и жидкой (Ж) фракций Т:Ж=1:(6…8) и измельченных фосфоритов при соотношении Т:Ж=1:(7…10). В качестве твердой фазы используют такие 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
P₂O₅	0,156
Cr	0,234
Ni	0,141
Wa	следы

Металлургический шлак измельчают до величины частиц 0,10-0,15 мм в шаровых мельницах. При соотношении компонентов Т:Ж=1:(6…8) металлургического шлака и равновесной жидкой фазы из отработанных травильных растворов и элементов гальванического производства и их интенсивном смешивании в течение 0,75-1,25 часа с поддержанием 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
Са	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
P	0,25-0,37
Mo	Следы

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

СаО+Н₂SO₄=CaSO₄+Н₂O+Q (777 МДж);

MgO+H₂SO₄=MgSO₄+Н₂О+Q (672 МДж);

MgO+Н₂SO₄=MgSO₄+Н₂О+Q (678 МДж);

Al₂O_з+3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3Н₂O+Q (2155 МДж);

FeO+H₂SO₄=FeSO₄+Н₂O+Q (182 МДж).

Процесс взаимодействия шлака и травильного раствора экзотермичен. Минеорологический состав гомогенной смеси из шлаков и пыли металлургического производства равновесной жидкой фазы из травильных растворов и электролитов гальваники: сульфата кальция CaSO₄·2₂O; FeSO₄·H₂O; FeSO₄·4Н₂O, гидрилгилит Al(ОН)₃· – Fe₂O₃, а также могут быть CaSO₄, FeSO₄·4Н₂O, MgCl₂, CaCl₂, каолинит, гидрослюда, пирита NaCl, аллофон.

Таким образом шлаки переходят из твердой фазы в растворимые соли: сульфаты, хлориды, нитраты, фосфаты, фториды.

Фосфаты, добытые в карьерах Волгоградской области, также подвергают размолу. Помолом фосфатного сырья размер твердой фракции доводят до частиц с диаметром 0,5-1,0 мм, но не выше. Размолотые и отсепарировнные фосфориты (муку) смешивают с вышеописанным равновесным отработанным раствором в течение 0,5-0,75 часа с поддержанием температурного режима 95-120°С. При непрерывном перемешивании получают гомогенную массу. Высокая температура обеспечивает бурную реакцию компонентов смеси.

Для получения составляющей мелиоранта могут быть использованы фосфориты Егорьевского месторождения (Волгоградская область). Его состав, мас.%:

P₂O₅	18,0
СаО	34,40
P₂O₃	10,30
F	1,70
SiO₂	34,0
Н₂O	1,60

При взаимодействии фосфатного сырья и увлажнения раствором 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 95-120°С при соотношении Т:Ж=1:(7…10). Это обеспечивает текучую форму пульпы, а также повышенный выход усвояемого фосфора.

При увеличении продолжительности взаимодействия фаз содержание свободной кислоты в жидкой фазе уменьшается. рН гомогенной тестообразной массы не превышает 7,6-8,2.

Таким образом в массе образуются безвредные растворимые соли, приемлемые для восстановления почвы и изменения ее структуры.

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

P₂O₅	10,20
Са	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	21,0

Химический анализ полученной массы показал, что она на 55,2% находится в водорастворимой форме; на 56,9% растворимо в уксусно-кислом аммонии; на 61,1% – в лимонной кислоте; на 65,2% – в серной кислоте; на 68,2% в соляной кислоте. Таким образом гомогенная смесь из фосфоритов находится на 68,2% в кислотно-растворимой форме. В составе пастообразной массы преобладают апатит, сульфат кальция, полугидрат CaSO₄·0,5Н₂О, гидрат кальция CaSO₄·2H₂O, гематит Fe₂O₃, байерит -Al(ОН)₃.

Измельченные фосфориты, как основной компонент мелиоранта, смешивают с рассолом природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂O при соотношении фаз Т:Ж=1:(4…6). Смешивание ведут при температуре 80-90°С в течение 1-2 часов.

Эту операцию выполняют для пополнения мелиоранта биостимулирующим и росторегулирующим средствами. Основу природного нетоксичного минерала бишофит составляет MgCl₂·6Н₂О – 87-99 мас.%. В состав примесей входят, мас.%: KCl·MgCl₂·6Н₂О – 0,01-6,5; MgSO₄·4Н₂O – 0,1-2,5; MgBr₂ – 0,45-0,95; CaSO₄ – 0,1-0,7; NaCl – 0,1-0,4. Бишофит содержит жизненно необходимые для сельскохозяйственных растений следующие микроэлементы:

В	0,002-0,8
Са	0,003-0,005
Bi	0,0005-0,0010
Mg	0,0005-0,0010
Fe	0,003-0,030
Al	0,001-0,020
Ti	0,005-0,010
Cu	0,0001-0,003
Si	0,02-0,20
Ва	0,0001-0,0006
Sr	0,0001-0,0200
Rb	0,0001-0,0010
Cs	0,0001-0,0010
Li	0,0001-0,00030

В ионный состав гомогенной смеси фосфориты + бишофит входят катионы и анионы.

Катионы:

Mg²⁺	1,293 г/л
Са²⁺	0,0253 г/л
К⁺	0,028 г/л
Na⁺	0,021 г/л

Анионы:

Cl^–	3,8133 г/л
Br^–	0,085 г/л
SO₄^2-	0,0072 г/л
НСО₃^–	0,0033 г/л

Введение в состав мелиоранта рассола бишофита придает ему инсектофунгицидные свойства.

Полученную пульпу из бишофита и фосфоритов смешивают с гомогенной массой из шлаков металлургического производства с травильными растворами и фосфоритов с травильными растворами в соотношении фаз 1:1:1 в течение 1 часа при температуре 45-70°С до получения пастообразной смеси.

Пастообразная смесь обеспечивает то, что полезные соли, которые образовались в процессе нейтрализации шлаков и шламов, находятся в растворимой форме. Сушка и пережог для получения сухого вещества или гранул последних повторно приводит их в нерастворимые оксиды. Для сушки и грануляции требуется в 8-12 раз больше энергии, чем на получение мелиоранта в виде растворимой в воде пасты.

Полученный описанным способом мелиорант способствует повышению содержания в почве и растениях аскорбиновой кислоты, микроэлементов, свободно усвояемых ими на всех стадиях органогенеза. При обработке саланцовых комплексов для поглощения избыточного количества катионов натрия и магния полученным мелиорантом за счет обменной емкости оказывается стимулирующее воздействие как на почву, так и на сельскохозяйственные растения.

Описанный способ получения мелиоранта для обработки солонцовых почв реализуют аппаратом для его осуществления (см. чертеж). Аппарат для получения мелиоранта состоит из циклонной камеры 1, патрубков 2 и 3 для тангенциального ввода компонентов и патрубка 4 для вывода готового продукта, патрубка 5 для вывода перегретого пара, патрубка 6 для ввода пара или воды.

Аппарат снабжен дополнительными циклонами камерами 7, 8, 9, 10.

Первая циклонная камера 1 гидравлически связана с емкостями 11 и 12 для отработанных травильных растворов сернокислотного травления черных металлов и электролитов гальванических производств для получения равновесного раствора. Патрубки 2 и 3 с циклонной камерой 1 соединены тангенционально для ввода травильного раствора и электролитов. Кроме этого, циклонная камера 1 снабжена винтовой мешалкой 13 и дозатором 14 с задвижкой. Емкости 11 и 12 снабжены задвижками 15 и 16 и трубопроводами 17 и 18 соединены с патрубками 2 и 3 циклонной камерой 1.

Дополнительная циклонная камера 7 также снабжена винтовой мешалкой 13 и дозатором 14 с задвижкой. Патрубок 2 трубопроводом 19 через задвижку 20 соединен с дозатором 14 циклонной камерой 1. Циклонная камера 7 кинематически посредством средств транспортирования 21 связана с мельницей 22 для размола в порошок отходов металлургического производства в виде шлаков. Шаровая мельница 22 посредством шнекового транспортера 23 связана со складом 24 для резервирования шлаков металлургического производства.

Циклонная камера 8 гидравлически связана с камерой 1 посредством трубопровода 25 и задвижки 26. Циклонная камера 8 кинематически посредством средств транспортирования 27 соединена с мельницей 28 для размола фосфоритов на муку с размерами фракций 0,3-1,2 мм. Мельница 28 посредством шнекового транспортера 29 связана со складом 30 для резервирования фосфатного сырья. Полученная масса имеет пастообразную консистенцию влажностью 50…60%.

Циклонная камера 9 гидравлически связана посредством трубопровода 31 и задвижки 32 с емкостью 33 для рассола природного минерала бишофит. Средствами транспортирования 34 через делитель 35 потоков сырья соединена мельница 28 для размола фосфатного сырья на муку с размерами фракций 0,3-1,2 мм с полостью циклонной камеры 9.

Циклонная камера 10 гидравлически связана с циклонными камерами 7, 8 и 9 через дозаторы 14. Камера 10 имеет пластинчатый насос-дозатор 36 для выдачи готовой продукции в виде пасты.

Аппарат устанавливают в здании арочного типа с приточно-вытяжной вентиляцией, освещением, электросиловой подстанцией и коммуникациями. В здании установлена автономная котельная установка 37 для подачи перегретого пара в циклонные камеры 7 и 8 и горячей воды – в циклонные камеры 9 и 10. Процесс автоматизирован. Горячая вода и отработанный пар имеют замкнутый цикл. Технологический процесс производства мелиоранта контролируется датчиками температуры, емкостными и индуктивными датчиками перемещений, весовыми индикаторами и выполнен в виде панели на пульте управления.

Аппарат для получения мелиоранта работает следующим образом.

Из емкостей 11 и 12 отработанные травильные растворы поступают по патрубкам 2 и 3 в циклонную камеру 1, где винтовым механизмом 13 подвергается интенсивному смешиванию. Раствор приводится в равновесное состояние. Задвижками 15 и 16 обеспечивают равное соотношение (1:1) отработанного травильного раствора сернокислотного травления черных металлов из емкости 11 и электролитов гальванического производства из емкости 12. Полученный раствор насосом-дозатором 14 через задвижки 20 и 26 и трубопроводов 19 и 25 передается в патрубки 2 циклонных камер 7 и 8.

В циклонную камеру 7 транспортирующими средствами 21 передают отсортированный от металлических примесей и размолотый до размеров 0,1-0,5 мм шлак металлургического или сталеплавильного производства или их смесь. При передаче размолотого шлака в раствор из циклонной камеры 1 и при интенсивном перемешивании в камере 7 происходит реакция взаимодействия шлаков с раствором с выделением тепла. Молотый шлак и раствор превращаются в текущую пульпу при температуре до 80°С. Для увеличения интенсивности протекания процесса в рубашку циклонных камеры 7 подают перегретый пар и температуру смеси доводят до 120-160°С. Это позволяет при соотношении фаз Т:Ж=1:6 получить текучую пастообразную пасту без ее схватывания и отвердения.

В циклонную камеру 8 транспортирующими устройствами 27 подают размолотые фосфориты из полости шаровой мельницы 28. Размер частиц фосфатного сырья – 0,3-1,2 мм. При взаимодействии фосфатного сырья с отходами сернокислотного травления и кислотами в электролитах гальванического производства происходит автотермический процесс с образованием усвояемого суперфосфата. Подача отработанного пара из циклонной камеры 7 в циклонную камеру 8 ускоряет процесс получения готового продукта. Благодаря интенсивному перемешиванию винтовой мешалкой 13 в циклонной камере 8 происходят процессы тепло-массообмена, диспергирования кислот из состава равновесного раствора до размера молекул, что резко увеличивает поверхность контактирования с фосфатной массой и способствует увеличению степени получения как суперфосфата, так и кальцийсодержащих растворяемых солей в качестве химмелиоранта солонцовых почв. Пар при температуре 95-125°С, поданный в рубашку циклонной камеры 8, поддерживает устойчивое протекание химических реакций и получение гомогенной смеси для постоянной выдачи насосом-дозатором 14 из полости камеры 8.

Подача делителем 35 потока части размолотых фосфоритов в циклонную камеру 9 и жидкого компонента – рассола природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂O – из емкости 33 в соотношении фаз Т:Ж=1:4 и смешивание винтовой мешалкой 13 при температуре 80-90°С в течение 1-2 часов позволяет, во-первых, парофиносодержащие материалы привести в растворимые формы, а во-вторых, микроэлементы из рассола равномерно разместить на макроструктурах фосфатного сырья.

Далее насосами-дозаторами 14 циклонных камер 7, 8 и 9 смеси в равных массовых долях (1:1:1) подают в полость циклонной камеры 10 и подвергают интенсивному перемешиванию в течение 1 часа при температуре 45-70°С до получения пастообразной смеси со средней влажностью 28-32%.

Пластинчатым насосом 36 пастообразную массу мелиоранта из циклонной камеры 10 выгружают в бочкотару или другую емкость с большим объемом, пригодную для транспортировки по шоссейным дорогам и по рельсовому пути.

Переработка описанных отходов производства и наличие большого объема естественной сырьевой базы с отлаженной добычей позволяет расширить функциональные возможности мелиоранта, т.к. содержит основные питательные элементы NPK и микроэлементы в широком диапазоне их присутствия и более высокой концентрации, чем в известных микроудобрениях при узкопрофилированном производстве. Расширенная сырьевая база исключает вывоз на свалки отходов производства. Это является немаловажным фактором в деле охраны окружающей среды. Исключение из технологического цикла операций сушки и грануляции существенно сокращает энергетические и трудовые затраты на дополнительный подогрев, перемешивание и транспортировку.

Все элементы мелиоранта находятся в виде сульфатов, хлоридов, нитратов и оксидов в водоцитратно- и лимоннорастворимых формах.

С предложенным мелиорантом в солонцовую почву из фосфатного сырья и рассола минерала бишофит поставляются микроэлементы, необходимые для роста и развития растений. Содержание питательных веществ в полученном мелиоранте представлено в таблице 8. Для сравнения в таблице 9 представлены кларковые значения элементов в почве.

Описанный мелиорант испытывался в период 1999-2004 годы на солончаках, солонцовых комплексах и старопахотных солонцовых почвах в условиях Волгоградской области в зернопроизводящих коллективных и фермерских хозяйствах, как в южных районах, так и в северной зоне.

В таблице 10 представлены данные продуктивности ярового ячменя сорта Донецкий 8 по данным исследований 2003 и 2004 годов в хозяйствах Котельниковкого района Волгоградской области на старопахотных солонцовых почвах. Мелиорант внесли в 2002 году после уборки предшественника жижеразбрасывателем нормой 3 т/га. Далее поле подвергли дискованию и отвальной вспашке на глубину 0,25-0,27 м.

В таблице 11 приведен структурный анализ действия мелиоранта на развитие раннего срока созревания ячменя сорта Донецкий 8 и величину урожая по зерну.

В таблице 12 даны результаты хозяйственной урожайности ярового ячменя сорта Донецкий 8 в Городищенском районе Волгоградской области.

В таблице 13 приведена хозяйственная урожайность ярового ячменя сорта Донецкий 8 при внесении 3 тонн мелиоранта в 2002 году и его воздействие против болезней зерновых колосовых.

Эффективность вносимого мелиоранта дозами 1 и 3 т/га подтверждается также на посевах яровой и озимой пшениц районированных сортов (см. данные таблиц 14, 15 и 16).

Полученный мелиорант обладает пролонгированным действием. Попадая в пахотный слой почвы, мелиорант 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.

Расчетной дозы 3 т/га достаточно для рассолонцевания 50% солонцовых комплексов в течение одного года.

Описанный мелиорант положительно влияет на рост и развитие растений зерновых, формирование и налив зерна и защиту растений от болезней.

Описанный способ получения мелиоранта на базе отходов металлургического производства из фосфатного сырья и рассола бишофита позволяет снизить энергозатраты для получения сложного минерального удобрения с микроэлементами, получать мелиорант на базе серийно выпускаемого промышленностью технологического оборудования, приводов и аппаратов, контрольно-измерительных приборов по общепринятым технологическим схемам, использовать накопившиеся десятилетиями отходы металлургического производства, увеличить степень разложения отходов, повысить качество и количество питательных веществ, гербецидных функций и свойств в мелиоранте, сократить время технологического цикла и обеспечить непрерывность технологического процесса при получении пастообразного сырья.

Представленные в таблицах 9-16 сведения свидетельствуют о пролонгированных действиях мелиоранта на 3 и 4 годы после внесения и расширения ассортимента мелиоративных средств.

Описанный мелиорант на основе фосфатного сырья, солей и рассола природного минерала бишофит и отходов металлургического производства и гальваники способен улучшить физические и физико-химические свойства солонцовых комплексов. Кроме этого, мелиорант содержит до 13% фосфора, являющегося одним из важнейших элементов питания растений, в т.ч. зерновых колосовых.

Таблица 1 Состав проб рассола выщелачивания бишофита (bishofit), добытого в месторождениях Волгоградской области в солевой форме, г/кг
Наименование компонента	Химическая формула	Месторождение
		Наримановское	Городищенское
		Наримановское	Скважина №2-I	Скважина №4-II
Бикарбонат кальция	Са(НСО₃)₂	0,65	0,15	0,15
Сульфат кальция (кальций сернокислый)	CaSO₄	0,80	1,20	0,80
Сульфат магния (сернокислый магний)	MgSO₄	1,10	–	–
Кальций хлористый	CaCl₂	–	0,40	0,25
Бромид магния	MgBr₂	3,50	4,10	4,00
Калий хлористый	KCl	1,10	2,75	3,40
Натрий хлористый	NaCl₂	7,00	–	–
Магний хлористый	MgCl₂	267,20	325,30	315,00
Итого:	–	281,35	333,90	324,20

Таблица 2 Анализ проб рассолов выщелачивания бишофита, добытого в месторождениях Волгоградской области, г/кг
Наименование компонента	Химическая формула	Месторождение
		Наримановское	Городищенское
		Наримановское	Скважина №2-I	Скважина №4-II
Хлор	Cl	203,70	242,00	233,60
Сульфаты	SO₄	1,50	0,85	0,60
Гидрокарбонаты	HCO₃	0,50	0,10	0,10
Кальций	Са	0,40	0,50	0,40
Магий	Mg	68,90	83,60	81,10
Калий	К	0,60	1,40	1,80
Натрий	Na	2,70	–	–
Бор	В	0,06	–	–
Стронций	Sr	0,0036	0,0019	0,0015
Бром	Br	3,05	3,50	3,40
Плотность, т/м³	–	1,2444	1,3051	1,2948
Минерализация раствора, г/л	–	281,35	331,95	321,00

Таблица 3 Анализ проб рассола выщелачивания бишофита и содержание в них макро- и микроэлементов (рапа добыта в скважине №4 Гордищенского месторождения Волгоградской области), г/кг
Наименование	Химический элемент	Содержание
Наименование	Химический элемент	от	до
Бор	В	0,0020	0,0080
Кальций	Ca	0,0030	0,0050
Висмут	Bi	0,0005	0,0010
Молибден	Мо	0,0005	0,0010
Железо	Fe	0,0030	0,0300
Алюминий	Al	0,0010	0,0200
Титан	Ti	0,0005	0,0010
Медь	Cu	0,0001	0,0030
Кремний	Si	0,0020	0,2000
Барий	Ва	0,0001	0,0006
Стронций	Sr	0,0010	0,0200
Рений	Re	0,0001	0,0020
Цезий	Cs	0,0001	0,0010
Литий	Li	0,0001	0,0003

Таблица 4 Состав рассола бишофита^, добытого в черте г.Волгограда^*
Наименование	Химический элемент	Содержание
Наименование	Химический элемент	г/л	%
Магний	Mg	76,0-80,0	25,805-25,682
Кальций	Ca	0,4-0,6	0,1358-0,1926
Калий	К	4,0-5,0	1,0358-1,605
Натрий	Na	0,1-0,2	0,033-0,064
Хлор	Cl	210,0-220,0	71,303-70,626
Азот	N	1,6-1,8	0,543-0,5778
Сера	S	1,2-1,5	0,407-0,4815
Фосфор	P	0,1-0,2	0,034-0,0642
Углекислота	Co₂	0,1-0,2	0,034-0,0642
Бром	Br	0,3-0,5	0,102-0,1605
Бор	В	0,05-0,08	0,017-0,02568
Марганец	Mn	0,02-0,03	0,0068-0,0096
Кремний	Si	0,5-1,0	0,1698-0,321
Алюминий	Al	0,01-0,05	0,0034-0,01605
Железо	Fe	0,05-0,10	0,017-0,0321
Стронций	Sr	0,01-0,10	0,0034-0,0321
Кадмий	Cd	0,03-0,04	0,0017-0,00256
Висмут	Bi	0,005-0,008	0,0017-0,00256
Молибден	Mo	0,02-0,03	0,0068-0,0096
Медь	Cu	0,001-0,004	0,00034-0,00128
Барий	Ba	0,001-0,004	0,00034-0,00128
Рубидий	Rb	0,001-0,002	0,00034-0,00064
Литий	Li	0,005-0,008	0,0017-0,00256
Титан	Ti	0,001-0,005	0,00034-0,001605
Цезий	Cs	0,001-0,005	0,00034-0,001605
Другие микроэлементы	–	0,006-0,008	0,00204-0,00256
Итого:	–	294,515-311,477	–
^* – Масса воды в 1 литре рассола 900-920 г. ^** – Плотность рассола 1,25 г/см³.

Таблица 5 Содержание и химический состав фосфоритов, добытых В Трехостровском месторождении (Волгоградская область, 2004 год)
Химический состав	Содержание, %
Кремнезем	47,33
Оксид алюминия	5,44
Оксид железа	6,55
Оксид кальция	17,40
Оксид магния	1,43
Оксид серы	0,63
Двойной суперфосфат (P₂O₅)	9,03 (7,40-11,70)
Нерастворимый остаток	50,85 (46,67-61,84)
Влажность	1,95

Таблица 6 Вносимые элементы питания в почву с 10 т органического удобрения
Показатель	Сухое вещество, %	Фактическое количество, кг/га
Органическое вещество	38,01	3725
Азот общий (N)	2,8	216
Фосфор общий (P₂O₅)	3,1	304
Калий общий (K₂O)	1,8	176
Хром (Cr)	4,5^*	0,044
Цинк (Zn)	268,8	2,0634
Медь(Cu)	46,8	0,459
Никель(Ni)	6,0	0,058
Свинец(Pb)	6,8	0,067
Марганец (Mn)	331,0^*	3,24
^* – мг/кг.

Таблица 7 Состав электролитов гальванического производства
Технологический процесс	Состав шлаков, г/л	Количество, мг/л
1.	2.	3.
Цинкование	ZnO – 20…25 NH₄Cl – 250…260	9000
Меднение	CuSO₄ – 200…250 H₂SO₄ – 60…75	1280
Никелирование	NiSO₄ – 200…240 Н₃BO₂ – 25…30	4500
Осветление	HNO₃ – 250…300	63000
Травление	H₂SO₄ – 100…120	4500
Декапирование	HCl – 4…5%	12000
Травление стальных труб	HCl – 20…25%	48000
Фосфатирование	Н₃PO₄ – 8…10%	44400
Пассивация труб	NaNo₂ – 80…100	18000
Флюсование	ZnCl₂ – 200…220 NH₄Cl – 120…140	24000
Глубокое анодирование	H₂SO₄ – 200	1500
Электрохимическое полирование	Н₃PO₄ – 1370…1490 H₂SO₄ – 330…360	18000

Таблица 8 Количественный химический анализ мелиоранта, 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, 29.06.1994 г., протокол №48).
№ п/п	Наименование ингридиентов	Диапазон измерения	Концентрация ± погрешность измерения	Нормы СанПиН 2.1.7.573-96
№ п/п	Наименование ингридиентов	Характеристика, погрешность, ±%	Концентрация ± погрешность измерения	Нормы СанПиН 2.1.7.573-96
1	2	3	4	5
1	Кислотность рН-солевая (KCl) ГОСТ 26483-85. потенциометрический		8,79±0,1	5,5-8,5
2	Влага, % ГОСТ 26713-91. гравиметрический		60,4±0,8	Не более 82%
3	Органическое вещество, % на сухое вещество ГОСТ 26213-91. фотометрический		64,61±6,46	Не менее 20%
4	Прокаленный остаток, % «Лабораторно-практические занятия по почвоведению», Л.Н.Александрова, О.А.Найденова, с.58.		3,62±2,12	–
5	Азот общий (N), % ГОСТ 26715-85. титреметрический		2,3±0,2	Не менее 0,6%^*
6	Фосфор общий (P₂O₅), % ГОСТ 27617-85. фотометрический		12,22±0,1	Не менее 1,5%^*
7	Калий общий (К₂О), % ГОСТ 26718-85. Пламенно-фотометрический		2,35±0,2	Не менее 0,15%
8	Фториды водорастворимые, мг/кг
	М7-ОО Св. об аттестации МВИ №03.10.205/2000 от 18.10.2000. фотометрический		37,5±10	–
9	Бор, мг/кг ГОСТ Р 50688-94. фотометрический		31,0±9,3	–
10	Хром, мг/кг валовая форма М2-99 Св. об аттестации МВИ №В51199 от 28.04.1999. атомно-абсорбционный		93,8±16,9	1200 500^*
11	Железо общее, мг/кг валовая форма М2-99 Св. об аттестации МВИ №В51/99 от 28.04.1999. атомно-абсорбционный		87,50±163	–
12	Цинк, мг/кг валовая форма РД 52.18.191-89. атомно-абсорбционный		613±147	4000 1750^*
13	Медь, мг/кг валовая форма РД 52.18.191-89. атомно-абсорбционный		78,8±15,0	1500 750^*
14	Никель, мг/кг валовая форма РД 52.18.191-89. атомно-абсорбционный		55,4±15,0	400 200^*
15	Кадмий, мг/кг валовая форма РД 52.18.191089. атомно-абсорбционный		1,6±0,7	30 15^*
16	Марганец, мг/кг валовая форма М2-99. Св. об аттестации МВИ №В51199 от 28.04.1999. атомно-абсорбционный		1370,0±369,0	2000
17	Свинец, мг/кг валовая форма РД 52.18.191089. атомно-абсорбционный		142,3±45,5	1000 250^*
18	Кобальт, мг/кг валовая форма РД 52.18.191089. атомно-абсорбционный		7,8±4,6	–
19	Ртуть, мг/кг СанПиН 42-128-4433-87. атомно-абсорбционный		0,086±0,02	15 75^*
20	Кальций, мг/кг водорастворимая форма ГОСТ 26428-85. комплексонометрический		2000±100,0	–
21	Кальций обменный, мг/кг Подвижная форма ГОСТ 26487-85. комплексонометрический		5500±412,5	–
22	Магний, мг/кг водорастворимая форма ГОСТ 26428/85. комплексонометрический		1320±132,0	–
23	Магний обменный, мг/кг Подвижная форма ГОСТ 26487-85. комплексонометрический		2700±202,5	–
24	Мышьяк, мг/кг «Методические указания по пределению мышьяка в почвах фотометрическим методом», М., ЦИНАО, 1993. фотометрический		Не обнаружено	20 10^*
25	Фтор подвижный, мг/кг «Методические указания по определению подвижного фтора в почвах ионометрическим методом», М., ЦИНАО, 1993. фотометрический		37,8±3,8	–
26	Молибден, мг/кг валовая форма «Практикум по агрохимии» под ред. В.Г.Минеева, М,: 1989. фотометрический		0,35±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 на 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 9 Сравнительные кларковые значения химических элементов в сырье и рассоле бишофита
Элемент		Фосфориты Егорьевского месторождения	Рассол бишофита из Наримановской скважины	Базовые кларковые значения химических элементов в почвах, %
Марганец	Mn	0,0287	0,0096	0,0850
Никель	Ni	0,0043	–	0,0040
Кобальт	Со	0,0018	–	0,0008
Титан	Ti	0,4732	0,0010	0,4600
Ванадий	V	0,0086	–	0,0100
Хром	Cr	0,0153	–	0,0200
Молибден	Мо	0,0006	0,0010	0,0003
Вольфрам	W	–	–	0,0300
Цирконий	Zr	0,0159	–	–
Гафний	Hf	–	–	–
Тантал	Та	–	–	0,0020
Медь	Cu	0,0103	0,0030	0,0010
Свинец	Pb	0,0028	–	–
Серебро	Ag	–	–	–
Сурьма	Sb	–	–	–
Висмут	Bi	–	0,0010	0,0005
Мышьяк	As	–	–	0,0050
Цинк	Zn	0,0153	–	0,00005
Кадмий	Cd	–	0,01284	0,0010
Олово	Sn	0,0008	–	‘
Германий	Ge	0,0036	–	0,0001
Иридий	Ir	–	–	–
Бериллий	Be	0,00008	–	0,0001
Скандий	Sc	–	–	–
Уран	U	–	–	0,0001
Торий	Th	–	–	0,0006
Литий	Li	0,0027	0,00064	0,0030
Стронций	Sr	0,0136	0,0200	0,0300
Барий	Ba	0,0432	0,0006	0,0506
Теллур	Те	–	–	–

Таблица 10 Показатели продуктивности ярового ячменя сорта Донецкий 8 (по данным исследований в 2003 и 2004 годах)
Наименование показателей	Ед. изм.	Количественная характеристика
		2003 г.		2004 г.
		Посев на поле без внесения мелиоранта	Посев на поле с внесением мелиоранта	Посев на поле без внесения мелиоранта	Посев на поле с внесением мелиоранта
Количество стеблей продуктивных,	шт./м²	356,4	568,7	382,6	598,8
всего	шт./м²	437,6	686,3	462,9	692,4
Длина колоса	мм	69,7	78,2	67,5	78,2
Масса зерен со 100 колосков	г	650	762	859	968
Количество зерен в колосе	шт.	14,8	16,4	13,8	18,1
Масса незерновой части	г/м²	178,0	364,5	207,6	394,8
Масса зерна	г/м²	219,0	381,8	426,5	698,5
Соотношение зерна к соломе	–	0,79	1,07	0,51	0,58
Урожайность	т/га	1,37	2,25	3,406	5,844
Прибавка урожая	%	–	64,23	–	7157

Таблица 11 Структурный анализ посевов сорта Донецкий 8 на полях СПК «Родина» Даниловского района Волгоградской области в сезон 2004 г.
№ п/п	Площадь поля и вид вносимого удобрения	Высота растения, м	Длина колоса, м	Количество колосков на стебле, шт.	Количество зерен в колосе, шт.	Количество недоразвитых колосков, шт.	Поражаемость растений, %		Урожайность, т/га
№ п/п	Площадь поля и вид вносимого удобрения	Высота растения, м	Длина колоса, м	Количество колосков на стебле, шт.	Количество зерен в колосе, шт.	Количество недоразвитых колосков, шт.	головней	тлей	Урожайность, т/га
1.	326 га, 1,5 т/га мелиоранта	0,672	0,077	21,4	19,2	2,3	0,14	20	2,67
2.	198 га, 1,5 т/га мелиоранта	0,710	0,081	22,0	18,0	3,0	0,17	18	2,83
3.	148 га, 1,5 т/га мелиоранта	0,601	0,085	26,2	21,0	2,2	0,21	19,6	2,97
4.	150 га, 1,5 т/га мелиоранта	0,694	0,081	21,8	23,7	2,1	0,09	16,6	3,46
5.	124 га, контроль(без мелиоранта)	0,541	0,069	17,3	12,9	4,4	0,15	35,1	1,61

Таблица 12 Сравнительная хозяйственная урожайность ярового ячменя сорта Донецкий 8, полученная на поле площадью 210 га в ДП ЗАО «Корма» Городищенского района Волгоградской области в 2004 г.
Наименование показателей	Норма внесения мелиоранта 1,2 т/га на площади 96 га	Контроль (на площади 114 га мелиорант не вносился)
Количество стеблей, всего, шт./м²	927	446
В т.ч. продуктивных	746	384
Высота растений, м	0,914	0,736
Длина колоса, м	0,196	0,179
Вес 100 колосков, г	115	89
Количество зерен в колосе, шт.	18,2	15,5
Масса 1000 зерен, г	51,3	47,1
Масса незерновой части, г/м²	464,3	212,5
Масса зерна, г/м²	483,6	269,1
Соотношение зерна к соломе	1,05	1,27
Урожайность зерна, т/га	3,87	1,41

Таблица 13 Хозяйственная урожайность ярового ячменя сорта Донецкий 8 в 2003 году при внесении под основную обработку почвы предложенного мелиоранта (Волгоградская область, Даниловский район, СПК «Родина»).
Размер и номер поля	Высота растения, м	Длина колоса, мм	Количество колосков на 1-м стебле, шт.	Количество зерен в колосе, шт.	Количество недоразвитых колосков, шт.	Урожайность, т/га	Повреждаемость колоса сельскохозяйственными вредителями (наименование, %)
Поле 1.1.196 га. Севооборот 1.2	0,672	78	21,4	19,2	2,3	3,87	Тля, 20%
Поле 1.2.147 га. Севооборот 3.1.	0,401	84	24,2	21,0	3,0	3,15	Тля, 23%
Поле 1.3.149 га. Севооборот 2.3	0,710	86	21,8	20,6	1,0	3,28	Тля, 19%
Средние показатели по полям 1.1-1.3	0,694	84	26,0	19,8	2,1	3,78	Тля, 20,6%
Контроль: Поле 1.4.320 га. Севооборот 2.2 (мелиорант на поле не вносился)	0,541	69	17,3	12,9	4,4	1,94	Головня, 0,05% Тля, 25%

Таблица 14 Повреждаемость мягкой озимой пшеницы Triticum aestivim L. Emend. Fiori et Paol. сорта Дон 93 хлебным пильщиком в зависимости от дозы вносимого мелиоранта под основную обработку почвы
№ п/п	Вариант опыта	Площадь поля, га	Количество стеблей, шт./м²	Заселенность черепашкой, экз./м²	Повреждено пильщиком, шт./м²	Потери зерна, т/га	Повреждение, %	Урожайность по зерну, т/га
1.	Мелиорант, 3 т/га	152	429	3,0	20	0,085	4,72	4,86
2.	Мелиорант, 1 т/га	242	456	2,0	21	00,75	5,03	4,48
3.	Контроль (без мелиоранта)	186	282	6,0	50	0,130	19,85	3,89

Таблица 15. Эффективность использования мелиоранта при возделывании зерновых колосовых (по данным урожайности 2004 г.)
Культура и сорт	Высота растения, м	Длина колоса, мм	Количество колосков на стебле, шт.	Количество недоразвитых колосков, шт.	Поражено растений болезнями, %				Урожайность по зерну, т/га
Культура и сорт	Высота растения, м	Длина колоса, мм	Количество колосков на стебле, шт.	Количество недоразвитых колосков, шт.	Мучнистая роса	Бурая ржавчина	Корневая гниль, (балл)	Пыльная головня	Урожайность по зерну, т/га
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Пшеница мягкая озимая Triticum aestivim L. Emend. Fiori et Paol.: Донская безостая
Контроль (без мелиоранта)	0,877	64	18	2	10,0	10,0	1	0,012	3,336
Прикумская Контроль (без	0,809	55	15	4	–	25,0	1	0,097	2,323
мелиоранта)	0,978	83	22	4	12,0	5,8	1	0,011	2,556
	0,834	71	19	2	16,7	18,1	2	0,137	1,647
Ячмень озимый Hordeum vulgare L. Sensu lato: Михаило
Контроль (без мелиоранта)	0,523	55	–	–	0,7	45,0	1	0,016	2,506
	0,438	46	–	–	0,4	63,3	2	0,026	1,509

Таблица 16 Влияние предлагаемого мелиоранта на урожайность, качество зерна и поражаемость озимой пшеницы Triticum aestivim L. Emend. Fiori et Paol. (по данным продуктивности сезона уборки 2002 г.)
Сорт мягкой озимой пшеницы	Вариант опыта	Урожайность, т/га	Натура, г/л	Содержание клейковины, %	Поражение болезнями, %		Пыльная головня, %	Фенелогические наблюдения
Сорт мягкой озимой пшеницы	Вариант опыта	Урожайность, т/га	Натура, г/л	Содержание клейковины, %	Мучнистая роса	Септориоз	Пыльная головня, %	Всходы		Кущение	Восковая спелость
1	2	3	4	5	6	7	8	9		10	11
Победа 50	1 2 3	5,44 5,49 5,60	897 810 809	25,0 23,2 24,5	6,4 4,6 2,4	12,0 11,0 10,0	0,00 0,00 0,00	12,10 10,10 8,10		25,10 24,10 22,10	21,06 21,06 20,06
Дон 95	1 2 3	4,89 5,11 5,32	823 826 826	24,5 24,5 23,5	21,2 20,4 21,1	12,5 12,4 11,6	0,01 0,04 0,02	16,10 14,10 9,10		25,20 25,10 25,40	21,06 21,08 20,09
Дон 93	1 2 3	5,19 4,76 5,08	805 803 808	20,9 24,5 21,2	3,5 4,2 3,2	9,6 10,8 8,9	0,11 0,12 0,09	0,91 0,10 0,19		24,10 24,10 23,10	21,06 21,12 22,16
Виктория Одесская	1 2 3	5,15 5,40 5,59	799 796 794	20,7 23,2 24,2	5,0 5,1 6,4	14,4 9,0 8,2	0,13 0,12 0,09	12,10 11,10 10,10		26,10 26,10 25,10	27,06 27,06 26,06
Прикумская 115	1 2 3	4,75 4,69 4,73	794 794 794	20,7 23,2 24,2	5,0 5,1 6,4	14,4 9,0 8,2	0,13 0,12 0,09	12,10 11,10 10,10		27,10 27,10 26,12	28,06 27,96 27,06
Прикумская 124	1	5,22	795	16,0	7,4	4,0	0,03	14,10		28,10	28,26
	2 3	5,14 5,02	795 795	22,0 23,3	7,6 7,1	2,7 2,1	0,01 0,05	14,10 14,0	27,10 26,95		28,10 27,06
Прикумская 126	1 2 3	5,15 5,27 5,36	812 814 817	18,5 18,0 20,7	23,2 17,7 17,2	9,7 7,8 6,2	0,10 0,12 0,03	10,16 8,10 9,20	23,12 23,18 23,16		22,14 21,86 20,06
1 вариант – внесено 3,0 тонны на 1 га мелиоранта. 2 вариант – внесено 0,5 тонны на 1 га мелиоранта. 3 вариант – внесено 1,5 тонны на 1 га мелиоранта.

Формула изобретения

1. 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, отличающийся тем, что 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 мин при непрерывном перемешивании до получения гомогенной массы, причем измельченные фосфориты смешивают с рассолом природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6H₂O 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 и фосфоритов с травильными растворами в соотношении 1:1:1 в течение 1 ч при температуре 45-70°С до получения пастообразной смеси.

2. Аппарат для получения мелиоранта, содержащий циклонную камеру, патрубки для тангенциального ввода компонентов и вывода готового продукта и перегретого пара, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными циклонными камерами, 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 камерой и кинематически средствами транспортирования соединена с мельницей для размола фосфоритов на муку с размерами фракций 0,3-1,2 мм, четвертая циклонная камера гидравлически связана с емкостью для рассола природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂О и кинематически посредством средств транспортирования через делитель потоков соединена с мельницей для размола фосфоритов на муку с размерами фракций 0,3-1,2 мм, пятая циклонная камера гидравлически связана со второй, третьей и четвертой циклонными камерами и снабжена пластинчатым насосом-дозатором для выдачи готовой продукции в виде пасты, при этом каждая из циклонных камер гидравлически связана с котельной установкой для подачи перегретого пара или горячей воды и снабжена винтовой мешалкой с дозатором.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.08.2006

Извещение опубликовано: 10.04.2008 БИ: 10/2008