способ получения безбалластных гуминовых стимуляторов роста растений

Формула изобретения

Способ получения безбалластных гуминовых стимуляторов роста растений путем сушки исходного бурого угля, смешения его с водным раствором щелочи, перемешивания полученной суспензии, разделения обработанной суспензии на водную фазу и твердый остаток, последующей сушки водной фазы с получением целевого продукта, отличающийся тем, что исходный бурый уголь сушат двухступенчато термообработки в вихревой камере в среде дымовых газов, содержащих 0,5 - 3,5 об.% кислорода при 200 - 250^oC и 350 - 420^oC соответственно, а полученную суспензию подвергают механообработке в диспергирующем устройстве циркуляционно по схеме мешалка - диспергатор - мешалка в течение 0,5 - 2 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения безбалластных гуминовых стимуляторов роста растений и может быть использовано для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Известен способ получения гуминовых стимуляторов роста растений путем обработки бурого угля водным раствором щелочи. Однако реализованная такая технология приводит к получению так называемых "балластных" гуматов натрия, т.е. гуматов, содержащих до 70% остаточного угля [1].

Недостатком способа является то, что при применении балластных гуматов создаются трудности, связанные с засорением почвы, особенно в условиях применения их в закрытых грунтах.

Наиболее близким к предложенному способу является способ получения безбалластных гуминовых стимуляторов роста растений путем сушки исходного бурого угля, смешения его с водным раствором щелочи, перемешивания полученной суспензии, разделения обработанной суспензии на водную фазу и твердый остаток и последующей сушки водной фазы с получением целевого продукта [2].

Недостатком данного способа является невысокий выход целевой продукции и его пониженная активность при повышении урожайности сельскохозяйственных культур.

Целью изобретения является увеличение выхода наиболее активной части гуминовых кислот, составляющих основу безбалластного стимулятора роста растений.

Цель достигается тем, что исходный бурый уголь подвергают двухступенчатой сушке в вихревой камере в среде дымовых газов, содержащих 0,5-3,5 об.% кислорода при температуре 200-250^oC и 350-420^oC соответственно, а полученную суспензию уголь+водный раствор щелочи подвергают механообработке по циркуляционной схеме мешалка-диспергатор-мешалка и обратно в течение 0,5-2 ч.

Механоактивацию можно осуществлять в кавитационных мельницах, роторно-пульсационных аппаратах, дезинтеграторах.

Соблюдение заданного интервала температур двухступенчатой сушки (200-250^oC и 350-420^oC в среде дымовых газов, содержащих 0,5-3,5 об.% кислорода, позволяет осуществить тепловой удар, увеличить количество активных зон и раскрыть поры высушенного угля при оптимальном доокислении органической массы угля кислородом, содержащимся в дымовых газах. Это позволяет активизировать скорость реакции получения гуматов натрия и увеличить степень извлечения гуминовых кислот. Выход за заявленный интервал температур сушки угля приводит либо к низкому раскрытию пор и отсутствию окисления органической массы угля (содержание кислорода менее 0,5 об.%), либо к переокислению органической массы угля (содержание кислорода в дымовых газах более 3,5 об.%), что ухудшает выход и качество гуматов натрия.

Механообработка в указанном интервале времени (0,5-2 ч) позволяет не только увеличить скорость реакции, но и осуществить механодеструкцию наиболее высокомолекулярной части гуминовых кислот. Это в свою очередь приводит к повышению агрохимической активности получаемых гуминовых стимуляторов роста растений.

Во избежание присутствия в стимуляторе роста растений несвязанной щелочи она вводится с небольшим недостатком (3-5 отн.%) по сравнению со стехиометрическим содержанием "свободных" гуминовых кислот в органической массе угля.

В результате сочетания приемов сушки угля и механоактивации при измельчении получается смесь гуминовых стимуляторов роста растений, обладающая повышенной активностью при повышении урожайности сельскохозяйственных культур.

Пример 1. Исходный бурый уголь Бородинского месторождения с влажностью 35% класса менее 3 мм подают на сушку в первую вихревую камеру в среде дымовых газов, содержащих 3,5 об.% кислорода, при температуре 230^oC. После первой ступени влажность угля составляет 12%. Затем уголь направляют во вторую камеру, где сушат дымовыми газами, содержащими 1,5 об.% кислорода, при 420^oC до влажности 1%. Высушенный уголь охлаждают до 70^oC и подают в бункер, где хранят в среде азота.

50,0 г высушенного бурого угля Бородинского месторождения Канско-Ачинского бассейна (зольность 4,33%, общее содержание кислорода 22,5%, количество "свободных" гуминовых кислот 34,3%) обрабатывали раствором 20,0 г едкого натра в 640 мл воды. Температуру реакции в течение 30 мин поднимали до 95-100^oC и перемешивали смесь при этой температуре 2 ч по схеме мешалка-роторно-пульсационный аппарат-мешалка. Раствор гуматов натрия отделяли от остаточного угля с помощью центрифугирования. Раствор упаривали при температуре 60-80^oC. Выход сухого безбалластного гумата натрия составил 16,7 г (33,0%). При сушке обычным методом и без механообработки выход безбалластного гумата натрия составил 15,7 г (31,4%).

Пример 2. Исходный бурый уголь Абанского месторождения с влажностью 31% класса менее 3 мм подают на сушку в первую вихревую камеру в среде дымовых газов, содержащих 3,0 об.% кислорода, при температуре 250^oC. После первой ступени влажность угля составила 10%. Затем этот уголь направляют во вторую камеру, где сушат дымовыми газами, содержащими 1,2 об.% кислорода, при 350^oC до влажности 3%. Высушенный уголь охлаждают до 70^oC и подают в накопительный бункер, где хранят в среде азота.

100,0 г угля Абанского месторождения Канско-Ачинского бассейна (зольность 12,9%, общее содержание кислорода 20,9%, количество "свободных" гуминовых кислот 25,2%) обрабатывали раствором 41,8 г едкого натра в 1490 мл воды. Температуру реакции выдерживали в условиях примера 1. Время перемешивания 1,5 ч по схеме мешалка-кавитационная мельница-мешалка. Проводили центрифугирование для отделения раствора гумата натрия, который затем высушивали так же, как указано в примере 1. Выход сухого безбалластного гумата натрия составил 24,4 г (24,4%). При сушке в обычных условиях без механообработки выход безбалластного гумата натрия составил 20,1 г (20,1%).

Пример 3. Исходный бурый уголь Тюльганского месторождения с влажностью 56% класса менее 3 мм подают на сушку в первую вихревую камеру в среде дымовых газов, содержащих 0,5 об.% кислорода, при температуре 200^oC. После первой ступени влажность угля составила 20%. Затем этот уголь направляют во вторую камеру, где сушат дымовыми газами, содержащими 2,0 об.% кислорода, при 400^oC до влажности 5%. Высушенный уголь хранят в накопительном бункере в среде азота.

50,0 г угля Тюльганского месторождения (зольность 12,8%, общее содержание кислорода 26,0, количество "свободных" гуминовых кислот 39,5%) обрабатывали 25 г едкого натра в 760 мл воды. Температуру реакции выдерживали в условиях примера 1. Время перемешивания 0,5 ч по схеме мешалка-дезинтегратор-мешалка. Отделение кислот и их выделение осуществляли как в примере 1. Выход сухого безбалластного гумата натрия составил 19,3 г (38,6%). При сушке в обычных условиях без механообработки выход безбалластного гумата натрия составил 15,3 г (30,6%).

В таблице представлены сравнительные испытания как стимуляторов роста гуматов натрия, полученных по предложенному способу и известному, из одной и той же партии угля, представленного в примере 1.

Как следует из представленных данных, очевиден больший эффект как стимуляторов роста растений гуматов натрия, получаемых по предложенному способу.

Источники информации

1. Драгунов С.С. Органоминеральные удобрения и химические характеристики гуминовых кислот /Сб. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. Изд. Харьковского университета, 1957, с. 55-71.

2. Кричко А.А., Родэ В.В., Рыжков О.Г. Промышленная технология получения безбалластных гуминовых стимуляторов роста растений из буры углей. - Уголь. - М.: Недра, 1992, N 2, с. 6-8.