Патент на изобретение №2378235

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ГУМИНОВОГО УДОБРЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к получению комплексного гуминового удобрения из твердых горючих ископаемых. Способ включает использование измельченных до порошковидного состояния углей, содержащих гуминовые кислоты, с твердой и жидкой добавками, содержащими соединения щелочных металлов, при этом твердую добавку вносят в измельченный уголь и перемешивают, а жидкую добавку подают при перемешивании равномерным разбрызгиванием, причем в качестве жидкой добавки используют водный раствор ортофосфатов натрия и/или калия, и/или пирофосфатов натрия и/или калия, а в качестве твердой добавки используют ортофосфаты натрия и/или калия или пирофосфаты натрия и/или калия. Компоненты, входящие в состав твердой добавки, вносят в соотношении их весовых частей к углю, равном 0,3-1:1. В твердую добавку возможно дополнительно вводить гидроксид натрия и/или калия при их соотношении весовых частей к ортофосфатам и/или пирофосфатам и углю соответственно, равном 0,05-0,1:0,2-0,3:1. В виде жидкой добавки используют 10-30% водный раствор ортофосфатов натрия и/или калия, и/или пирофосфатов натрия и/или калия в массовом отношении к углю, равном 0,1-0,2:1. В состав жидкой добавки возможно дополнительно вводить одну или несколько из солей микроэлементов Сu, Zn, Mo, Мn, Со, В, в количестве 0,1-1% от массы добавки. Способ позволяет сократить энергозатраты для производства гуминового удобрения, повысить потребительские качества и свойства указанного продукта. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии получения комплексных удобрений на основе гуматов из твердых горючих ископаемых.

Известен способ получения гуматов щелочных металлов, при котором осуществляют сверхтонкое диспергирование углей, содержащих гуминовые кислоты, в присутствии химической присадки, содержащей сухие карбонаты натрия и/или калия. Диспергирование ведут до изменения цвета шихты до коричневого [патент РФ 2036190, МПК⁶ C05F 11/02. Способ получения гуматов щелочных металлов. Бацуев А.А. и др.; Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов. – 92011339/26; заявл. 08.12.1992; опубл. 27.05.1995] [1].

Недостатками этого способа является техническая сложность обеспечения технологического процесса, низкая производительность измельчающего аппарата, высокий расход реагентов и получение пылящего неудобного в обращении продукта.

Известен способ получения гуминового удобрения, включающий сверхтонкое измельчение углей, содержащих гуминовые кислоты с химической добавкой в виде карбамида и/или гидроксидов щелочных металлов с предварительным увлажнением исходной смеси до влажности 6-12% [патент РФ 2104988, МПК⁶ C05F 11/02. Способ получения гуминовых удобрений. / Семенов В.Я. и др. – 96107158/13; заявл. 09.04.1996; опубл. 20.02.1998].

Недостатками этого способа является повышенная энергоемкость и экологическая небезопасность осуществления технологического процесса, низкая производительность и высокий расход добавляемых реагентов.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения гуматов щелочных металлов, включающий сверхтонкое измельчение углей, содержащих гуминовые кислоты в смеси с химическими присадками, содержащими соединения щелочных металлов, вводимые в две стадии [патент РФ 2275348, МПК C05G 1/00 (2006.01), C05F 11/02 (2006.01). Способ получения гуматов щелочных металлов. / Бутаков Ю.В. и др.; ООО «Гумат». – 2004112108/15; заявл. 20.04.2004; опубл. 27.04.2006].

Известные способы обладают рядом недостатков, связанных прежде всего с особенностями технологического процесса, при котором измельчение исходного сырья, в частности, угля проводят в присутствии присадок (добавок). Процесс измельчения компонентов, имеющих разную твердость, структурное строение, обладающих разными параметрами измельчения (интенсивностью, временем измельчения) в конечном итоге трудно прогнозировать. Присадки затрудняют процесс измельчения исходного сырья, происходит изменение структуры добавок и их свойств. Технологический процесс является достаточно энергозатратным, что влияет на стоимость получаемого продукта. Известные способы не обеспечивают равномерного распределения добавляемых микрокомпонентов в массе продукта и достижения необходимого уровня содержания высокомолекулярных растворимых гуматов из-за химической деструкции гуминовых кислот при использовании известных добавок. Применение известных присадок вводит в состав готового продукта значительное количество малоценных в биологическом отношении карбонат-ионов.

Изобретение направлено на решение задачи создания эффективного гуминового удобрения, использование небольших доз которого обеспечивает растения необходимыми для развития веществами.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение стоимости гуминового удобрения, сокращение энергозатрат для его производства, улучшение потребительских качеств и свойств указанного продукта.

Технический результат достигается тем, что в способе получения гуминового удобрения, включающем использование измельченных до порошковидного состояния углей, содержащих гуминовые кислоты, их перемешивание с твердой и жидкой добавками, содержащими соединения щелочных металлов. Твердую добавку вносят в измельченный уголь и перемешивают, а жидкую добавку подают равномерным разбрызгиванием при перемешивании. В качестве жидкой добавки используют водный раствор ортофосфатов натрия и/или калия, и/или пирофосфатов натрия и/или калия. В качестве твердой добавки используют ортофосфаты натрия и/или калия или пирофосфаты натрия и/или калия.

Ортофосфаты натрия и/или калия или пирофосфаты натрия и/или калия, входящие в состав твердой добавки, вносят в соотношении их весовых частей к углю, равном 0,3-1:1.

В твердую добавку дополнительно вводят гидроксид натрия и/или калия при соотношении весовых частей гидроксид натрия и/или калия: ортофосфат или пирофосфат натрия и/или калия: уголь, соответственно равном 0,05-0,1:0,2-0,3:1.

В качестве жидкой добавки используют 10-30%-ный водный раствор ортофосфатов натрия и/или калия, и/или пирофосфатов натрия и/или калия в массовом соотношении к углю, равном 0,1-0,2:1.

В состав жидкой добавки, содержащей ортофосфаты натрия и/или калия, и/или пирофосфаты натрия и/или калия, при необходимости дополнительно вводят водорастворимые соединения, содержащие одну или несколько солей микроэлементов Сu, Zn, Mo, Мn, Со, В, весь комплекс или любое их сочетание. Общее содержание микроэлементов в жидкой добавке составляет 0,1-1% от количества используемой жидкой добавки.

При совместном использовании в составе твердой и жидкой добавок ортофосфатов натрия и калия или пирофосфатов натрия и калия, их количественное соотношение между собой и друг с другом может быть любым в зависимости от заданного качества и назначения удобрения.

Техническое решение, излагаемое в заявке предлагает использовать в качестве твердой добавки соли сильных оснований и слабых кислот, например ортофосфаты и пирофосфаты щелочных металлов, которые подщелачивают водные растворы и способствуют растворению гуминовых веществ при использовании удобрения. Гидроксиды натрия и/или калия вводят в состав твердой добавки для усиления действия вышеперечисленных солей. Равномерная подача жидкой добавки в смеситель путем ее разбрызгивания обеспечивает усиление взаимодействия реагентов при перемешивании и получение непылящего, окомкованного и хорошо смачиваемого при растворении продукта. В случае введения солей микроэлементов в состав жидкой добавки получают их равномерное распределение в конечной массе продукта.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известными является использование для приготовления гуминового удобрения предварительно измельченной шихты бурого угля без добавок до тонкости помола, обеспечивающей в исходном сырье максимальный размер частиц 0,05-0,1 мм. Измельчение шихты угля можно проводить на стандартном оборудовании для помола подобных материалов. Перемешивание исходного измельченного сырья с вводимыми добавками осуществляют в смесительных аппаратах роторного, барабанного или иного типа. Перемешивание измельченного основного сырья с указанными выше добавками обеспечивает минимальную деструкцию молекул гуминовых кислот в технологическом процессе и максимальный выход высокомолекулярных растворимых гуматов, наиболее активных в биологическом отношении. Подача жидкой добавки способствует более равномерному распределению веществ, содержащихся в добавках, в массе продукта. Кроме того, орто- и пирофосфаты калия дополнительно обогащают конечный продукт необходимыми для питания растений элементами и повышают его эффективность.

Осуществление способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

100 кг измельченного в порошок бурого угля с тонкостью помола, обеспечивающей максимальный размер частиц 0,05-0,1 мм, с влажностью до 15%, 25 кг ортофосфата натрия и 25 кг ортофосфата калия загружают в роторный смеситель последовательно или одновременно. Смеситель снабжен системой опрыскивания перемешиваемой массы. Компоненты перемешивают в течение 15 минут при равномерной подаче 15 л 20%-ного водного раствора ортофосфата калия при помощи системы опрыскивания. После прекращения подачи раствора смесь перемешивают еще в течение 15 минут. Готовый продукт представляет собой окомкованный, непылящий порошок темно-бурого цвета с влажностью 18%, содержащий 85% водорастворимых соединений, в том числе 76% гуматов.

Пример 2.

К 100 кг тонко измельченного в порошок бурого угля с размерами частиц не более 0,05-0,1 мм и влажностью 15% добавляют 25 кг пирофосфата натрия и 10 кг пирофосфата калия. Исходные компоненты помещают в смеситель, снабженный системой опрыскивания перемешиваемой массы. Перемешивание ведут в течение 20 минут при равномерной подаче 15 л, содержащего 20%-ный водный раствор пирофосфата калия. После прекращения подачи раствора пирофосфата калия смесь перемешивают в течение еще 20 минут. Готовый продукт представляет собой окомкованный, непылящий порошок темно-бурого цвета с влажностью 18%, содержащий 90% водорастворимых соединений, в том числе 80% гуматов.

Пример 3.

100 кг измельченного в порошок бурого угля с размерами частиц не более 0,05-0,1 мм, с влажностью 15%, 25 кг ортофосфата натрия и 5 кг гидроксида натрия помещают в смеситель, снабженный системой опрыскивания перемешиваемой массы. Компоненты перемешивают в течение 18 минут при равномерной подаче 15 л водного раствора, содержащего 3,75 кг ортофосфата калия (25%-ный раствор). После прекращения подачи раствора смесь перемешивают в течение еще 20 минут. Готовый продукт представляет собой окомкованный, непылящий порошок темно-бурого цвета с влажностью 18%, содержащий 88% водорастворимых соединений, в том числе 82% гуматов.

Пример 4.

100 кг измельченного аналогично указанному в примерах 1 и 2 бурого угля с влажностью 15%, 20 кг ортофосфата натрия, 5 кг ортофосфата калия и 5 кг гидроксида натрия помещают в смеситель, снабженный системой опрыскивания перемешиваемой массы. Компоненты перемешивают в течение 20 минут при равномерной подаче 15 л водного раствора, содержащего 2,5 кг ортофосфата калия и дополнительно 30 г СuSO₄·5Н₂О, 30 г ZnSO₄·7H₂O, 5 г (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O, 30 г MnSO₄·5H₂O, 5 г CoSO₄·7H₂O, 50 г Н₃ВО₃. После прекращения подачи раствора смесь перемешивают в течение еще 15 минут. Готовый продукт представляет собой окомкованный, непылящий порошок темно-бурого цвета с влажностью 18%, содержащий 90% водорастворимых соединений, в том числе 82% гуматов и, на основании атомно-абсорбционного анализа, до 84% внесенных в состав смеси микроэлементов.

Пример 5.

100 кг измельченного в порошок до размера частиц не более 0,05 мм бурого угля с влажностью 15%, 15 кг пирофосфата натрия, 5 кг ортофосфата калия и 5 кг гидроксида калия помещают в смеситель, снабженный системой опрыскивания перемешиваемой массы. Компоненты перемешивают в течение 15-20 минут при равномерной подаче 15 л водного раствора, содержащего 1,5 кг пирофосфата калия и дополнительно 20 г CuSO₄·5H₂O, 20 г ZnSO₄·7H₂O, 5 г (NH₄)₆Мо₇O₂₄·4Н₂O, 35 г MnSO₄·5H₂O, 5 г CoSO₄·7H₂O, 75 г Н₃ВО₃.

В результате осуществления способа получают целевой продукт в виде не пылящего порошка темно-бурого цвета с влажностью не более 18%, содержащего водорастворимые соединения с содержанием гуматов 76-82%, при необходимости обогащенный микроэлементами в доступной для усвоения растениями форме. Вводимый в гуминовое удобрение состав микроэлементов в виде сернокислой меди, сернокислого цинка, аммония молибдата, сернокислых марганца и кобальта, борной кислоты в сочетании с ростактивными веществами, присущими гуминовому удобрению, обеспечивает растение необходимыми элементами для его развития и способствует получению урожая высокого качества.

Продукт, полученный в результате осуществления способа, имеет невысокую стоимость при хорошем качестве. Сокращение энергозатрат при производстве целевого продукта обеспечивает прежде всего раздельный помол шихты бурого угля, без веществ, используемых в качестве добавок. Использование удобрения улучшает структуру почвы. Применение его для подкормок овощных культур, картофеля, цветов, растений открытого и закрытого грунта, комнатных растений оказывает видимое положительное комплексное действие на рост и развитие растений.

Способ обеспечивает равномерное распределение питательных элементов в конечной массе продукта, получение не пылящего, окомкованного и удобного в расфасовке и обращении продукта с повышенным содержанием растворимых высокомолекулярных гуминовых веществ и необходимых питательных элементов.

Источники информации

1. Патент РФ 2036190, МПК⁶ C05F 11/02. Способ получения гуматов щелочных металлов./Бацуев А.А. и др.; Иркутский государственный научно-исследовательский институт редких и цветных металлов. – 92011339/26; заявл. 08.12.1992; опубл. 27.05.1995.

2. Патент РФ 2104988, МПК⁶ C05F 11/02. Способ получения гуминовых удобрений./Семенов В.Я. и др. – 96107158/13; заявл. 09.04.1996; опубл. 20.02.1998.

3. Патент РФ 2275348, МПК C05G 1/00 (2006.01), C05F 11/02 (2006.01). Способ получения гуматов щелочных металлов./Бутаков Ю.В. и др.; ООО «Гумат». – 2004112108/15; заявл. 20.04.2004; опубл. 27.04.2006.

Формула изобретения

1. Способ получения комплексного гуминового удобрения, включающий использование измельченных до порошковидного состояния углей, содержащих гуминовые кислоты, с твердой и жидкой добавками, содержащими соединения щелочных металлов, отличающийся тем, что твердую добавку вносят в измельченный уголь и перемешивают, а жидкую добавку подают при перемешивании равномерным разбрызгиванием, причем в качестве жидкой добавки используют водный раствор ортофосфатов натрия и/или калия и/или пирофосфатов натрия и/или калия, а в качестве твердой добавки используют ортофосфаты натрия и/или калия или пирофосфаты натрия и/или калия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ортофосфаты натрия и/или калия или пирофосфаты натрия и/или калия, входящие в состав твердой добавки, вносят в соотношении их весовых частей к углю, равном 0,3-1:1.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в твердую добавку дополнительно вводят гидроксид натрия и/или калия при соотношении весовых частей гидроксид натрия и/или калия: ортофосфат или пирофосфат натрия и/или калия: уголь, соответственно, равном 0,05-0,1:0,2-0,3:1.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в виде жидкой добавки используют 10-30%-ный водный раствор ортофосфатов натрия и/или калия и/или пирофосфатов натрия и/или калия в массовом отношении к углю, равном 0,1-0,2:1.

5. Способ по любому из пп.1 или 4, отличающийся тем, что в состав жидкой добавки дополнительно вводят водорастворимые соединения, содержащие одну или несколько из солей микроэлементов Сu, Zn, Mo, Мn, Со, В, в количестве 0,1-1% от массы добавки.