способ получения гуминосодержащего органо-минерального удобрения

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОСОДЕРЖАЩЕГО ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ, включающий измельчение бурого угля, обработку его водным раствором КОН при непрерывном перемешивании и последующее смешение с минеральным удобрением, отличающийся тем, что измельчение бурого угля ведут до достижения размеров частиц менее 100 мкм, для его обработки используют 2 - 10%-ный водный раствор КОН, а в качестве минерального удобрения используют измельченное фосфорсодержащее удобрение, после смешения с которым в реакционную массу добавляют продукт, полученный путем обработки измельченного до достижения размеров частиц менее 100 мкм бурого угля 2 - 10%-ным водным раствором Ca(OH)₂ и последующего смешения с измельченными известняком и глауконитовым песком, а также пластификатор, компоненты перемешивают, смесь формуют в гранулы, выдерживают при температуре 35 - 45^oС в течение 1 - 3 ч и сушат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измельчение фосфорсодержащего удобрения ведут до достижения размеров частиц менее 100 мкм.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего удобрения используют фосфориты и/или двойной суперфосфат и/или аммофос.

4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что для обработки угля водным раствором КОН используют раствор с концентрацией 4 - 5%.

5. Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что для обработки угля водным раствором Ca(OH)₂ используют раствор с концентрацией 4 - 6%.

6. Способ по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют 2 - 5%-ный раствор мочевины.

7. Способ по пп. 1 - 6, отличающийся тем, что сушку гранул ведут при температуре 85 - 95^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения гуминовых препаратов, широко используемых в сельском хозяйстве в качестве органо-минеральных удобрений, почвоулучшающих средств, стимуляторов роста сельскохозяйственных растений.

Последнее время все большее значение для сельского хозяйства приобретают удобрения, содержащие кроме основных элементов питания растений и микроэлементов гуминовые вещества. Известно, что гуминовые соединения оказывают эффективное влияние на ускорение роста и развития растений, активизируют обмен веществ и поступление в растения минеральных солей из почвы, стимулируют жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, что также способствует улучшению минерального питания растений. Совместное внесение в почву минеральных солей и гуминовых веществ позволяет снизить нормы внесения минеральных удобpений. Такие удобрения, особенно при систематическом внесении, улучшают физико-химические свойства почв, способствуют накоплению содержания в них гумуса, а следовательно, повышают плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных растений.

Известен способ получения органо-минерального удобрения путем смешения каустоболитов с минеральными солями. В качестве каустоболитов торф или окисленный бурый уголь, а в качестве минеральных солей двух- или трехкомпонентные минеральные удобрения. Смешение компонентов ведут при увлажнении с последующей грануляцией и сушкой.

(Авторское свидетельство СССРN 1129195, С 05 F 11/02, 1984).

К недостаткам способа относятся жесткие ограничения по качеству используемых каустоболитов, в частности по содержанию в них гуминовых кислот, что существенно ограничивает сырьевую базу, а также невысокая агрохимическая эффективность получаемого удобрения, обусловленная низкой активностью гуминовой составляющей и несбалансированностью органической и минеральной частей удобрения.

Известен способ получения органо-минерального удобрения из торфа, бурого или окисленного каменного углей путем обработки их безводным аммиаком или аммиачной водой с добалением фосфорно-калийных удобрений при одновременном перемешивании. Данный способ предусматривает регулировку растворимости гуминовых кислот в конечном продукте до оптимальной для стимулирующего действия на растения и микрофлору концентрации, а также pH водной вытяжки готового продукта в пределах 6,8-7,6. Обработку сырья осуществляют в буртах с шириной основания 10 м и высотой 7-10 м с помощью дооборудованы окараванивающей и торфоуборочной машин.

(Авторское свидетельство СССР N 143034, С 05 F 11/02, 1961).

К недостаткам способа следует отнести большие потери азота в процессе обработки сырья, жесткие требования к качеству сырья по влажности, зольности и содержанию гуминовых кислот и низкую эффективность получаемого удобрения, обусловленную технологическими режимами обработки сырья и несбалансированностью по содержанию основных элементов питания растений и активных гуминовых соединений. При условии обработки больших объемов исходного сырья в буртах не обеспечивается необходимое качество перемешивания реагентов, в результате чего получают удобрение неоднородное по содержанию и качественным показателям.

Известен способ получения гуминосодержащего органо-минерального удобрения путем измельчения бурого угля, обработки его водным раствором КОН при непрерывном перемешивании и последующего добавления в полученную массу при продолжающемся перемешивании водного раствора аммиака. Данный способ, принятый за прототип, позволяет получить удобрение с повышенным содержанием водорастворимых гуматов калия и аммония из угля различного качества, в том числе и из низкосортного.

(Авторское свидетельство СССР N 1763437, С 05 F 11/02, 1992).

Способ прост при осуществлении, однако требует большого расхода щелочных реагентов для обеспечения возможно максимального перевода гуминовых веществ угля в водорастворимые гуматы. Высокое содержание гуматов в получаемом удобрении приводит к тому, что для обеспечения их ростостимулирующего действия на растения удобрения следует вносить в почву в малых дозах, что вызывает необходимость внесения дополнительно практически полной нормы минеральных удобрений. В связи с необходимостью таким образом регламентировать норму, удобрение при внесении в почву оказывает на растения одностороннее ростостимулирующее действие, практически не влияет на физико-химические свойства почв и не проявляет удобрительного действия.

Целью изобретения является повышение агрохимической эффективности удобрения за счет оптимизации его состава таким образом, чтобы при внесении в почву под сельскохозяйственные культуры оно оказывало комплексное воздействие и на растение и на почву.

Поставленная цель достигается тем, что исходный бурый уголь подвергают тонкому измельчению до достижения размеров частиц менее 100 мкм, для обработки его используют 2-10-ный водный раствор КОН, а в качестве минерального удобетения используют измельченное фосфорсодержащее удобрение, после смешения с которым в реакционную массу добавляют продукт, полученный путем обработки измельченного до достижения размеров частиц менее 100 мкм бурого угля 2-10% -ным водным раствором Ca(OH)₂ и последующего смешения с измельченными известняком и глауконитовым песком, а также пластификатор, компоненты перемешивают, смесь формуют в гранулы, выдерживают при температуре 35-45^оС в течение 1-3 и сушат. При этом рекомендуется в качестве фосфорсодержащего удобрения использовать фосфориты и/или двойной суперфосфат и/или аммофос, а измельчение его вести до получения реакции менее 100 мкм. Для обработки угля щелочными растворами предпочтительно использовать 4-5%-ный водный раствор КОН и 4-6% -ный водный раствор Ca(OH)₂. В качестве пластификатора возможно использование 2-5%-ного раствора мочевины. Получение гранулы удобрения рекомендуется сушить при температуре 85-95^оС.

Предлагаемый способ позволяет получить удобрение широкого спектра действия, высокая агрохимическая эффективность, которого обусловлена тем, что в нем, помимо основных элементов питания растений и микроэлементов, содержатся стимулятор роста и развития растений гумат калия и структурообразователь почвы гумат кальция в оптимальном по отношению к минеральной части количестве. Необходимое соотношение гуматов калия, гуматов кальция и минеральной части обеспечивается предлагаемыми режимами обработки угля щелочными реагентами. Высокая степень измельчения угля обеспечивает быстрое взаимодействие его органической части с щелочными реагентами, что позволяет в свою очередь снизить расход щелочи и провести реакцию получения гуматов в необходимом количестве при нормальных температурных условиях в течение 30-60 мин. Дополнительные минеральные компоненты обогащают удобрение элементами питания растений и улучшают его структурообразующие свойства.

При внесении такого удобрения в почву под сельскохозяйственные культуры создаются наиболее благоприятные условия для роста и развития растений. Удобрение способствует улучшению агрофизикохимических свойств, микробиологической и биохимической деятельности почв, что положительно сказывается на накоплении питательных элементов и гумуса в почве и улучшении режима питания растений. Таким образом, удобрение более эффективно повышает плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных растений.

П р и м е р. В качестве исходного сырья для получения гуминосодержащего органо-минерального удобрения использовали бурый уголь Подмосковного бассейна, содержащий 30-45% органического вещества, предварительно окисленного в мягких условиях кислородом воздуха. Для приготовления удобрения возможно использование практически любого угля, но в случае слишком низкого содержания в нем окисленных органических веществ целесообразно предварительно подвергнуть такой уголь окислению в мягких условиях до образования в нем не менее 25% гуминовых кислот.

Измельченный уголь фракции менее 100 мкм загружают в смеситель 1 в количестве 500 кг и в смеситель 2 в том же количестве. Затем в первый смеситель подают порциями при перемешивании 4-5%-ный водный раствор КОН в количестве 170 л, а во второй смеситель также порциями при перемешивании 4-6%-ный водный раствор Сa(OH)₂ в количестве 170 л. Обработку щелочными реагентами в обоих смесителях продолжают при перемешивании в течение 30-60 мин. По окончании реакции взаимодействия реагентов в первый смеситель добавляют измельченное фосфорсодержащее удобрение, количество которого зависит от конкретно используемого вещества. В качестве фосфорсодержащего удобрения добавляют 150 кг фосфоритов или 40 кг двойного суперфосфата или 20 кг аммофоса. Предварительное измельчение фосфорсодержащего удобрения вели до получения фракции с размером частиц менее 100 мкм. Параллельно во второй смеситель добавляют измельченные до получения фракции с размером частиц менее 100 мкм известняк в количестве 300 кг и глауконитовый песок (калийсодержащий минерал) в количестве 100 кг. Перемешивание компонентов и в том и в другом смесителях продолжают в течение 30-60 мин.

Далее из смесителя 1 масса подается в смеситель 2 и туда же порциями при перемешивании подают 2%-ный раствор мочевины в качестве пластификатора в количестве 500 л. Компоненты перемешивают в течение 30-60 мин до получения однородной массы. При необходимости в смеситель добавляют до 200 кг балластной добавки.

Полученную массу формируют в гранулы, провяливают выдерживанием при температуре 35-45^оС в течение 2 ч и высушивают при температуре 85-95^оС в течение 4 ч. Готовую продукцию затаривают в различную тару.

Полученный предложенным способом продукт представляет собой зерна неправильной формы от коричневого до черного цвета влажностью не более 25% Удобрение содержит около 55 гумата кальция и столько же гумата калия в пересчете на сухое вещество угольной массы. Кроме того, оно содержит порядка 0,5-1,2% азота, 3-4,5% фосфора, 1,5-2,6% калия и ряд микроэлементов. Насыпная плотность удобрения 800-950 кг/м³. Оно не токсично, обладает длительным периодом действия, и последействия, хорошо сохраняется при длительном хранении и особенно эффективно на тяжелых суглинистых почвах. Применение такого удобрения позволяет уменьшить нормы внесения минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры без снижения их эффективности.

Предлагаемый способ базируется на использовании доступного сырья, экологически безопасен, легко осуществим на любом, даже простейшем, оборудовании.