Способ получения удобрения с микроэлементами

 

Использование: технология получения биологически активного удобрения. Сущность изобретения: в способе, предусматривающем смешивание отходов кремнийорганического производства и наполнителя и термообработку смеси, предлагается в качестве отходов кремнийорганического производства использовать нейтрализованные шламы и отработанные контактные массы производств этилхлорсиланов (ЭХС) и/ или метилхлорсиланов (МХС), и/ или хлорсиланов (ХС), в качестве наполнителя - доломитовую или диатомитовую муку при соотношении компонентов, мас. %; нейтрализованные шламы 30 - 45; нейтрализованные отработанные контактные массы 10 - 35; доломитовая или диатомитовая мука - остальное, а термообработку смеси вести при 100 - 300^oC при механическом перемешивании до содержания влаги менее 10%. 5 табл.

Изобретение относится к химии и технологии получения биологически активного удобрения, которое может быть использовано для выращивания различных сельскохозяйственных культур, а также для моди- фикации или получения комплексного удобрения. Целью изобретения является повышение агрохимической эффективности удобрения. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения удобрения с микроэлементами, включающем смешение отходов кремнийорганического производства и наполнителя и термообработку смеси, в качестве отходов кремнийорганического производства используют нейтрализованные шламы и отработанные контактные массы производства этилхлорсиланов (ЭХС) и/или метилхлорсиланов (МХС), и/или хлорсиланов (ХС), в качестве наполнителя используют доломитовую или диатомитовую муку при соотношении компонентов, мас. Нейтрализованные шламы производств ЭХС и/или МХС, и/или ХС 30-45 Нейтрализованные отрабо- танные контактные массы производства ЭХС и/или МХС, и/или ХС 10-35 Доломитовая или диатомитовая мука Остальное а термообработку смеси ведут при 100-300^оС при механическом перемешивании до содержания влаги и хлора менее 10% Для смешения используют нейтрализованный шлам производства ЭХС или нейтрализованнные шламы производства ЭХС и МХС в соотношении до 1:1, или нейтрализованные шламы производства ЭХС, МХС и ХС в соотношении до 1:1:1. Для смешения используют нейтрализованную отработанную контактную массу производства ЭХС или нейтрализованные отработанные контактные массы производств ЭХС и МХС в соотношении до 1:1, или нейтрализованные отработанные контактные массы производства ЭХС, МХС и ХС в соотношении 1:1:1. Для более полного удаления хлора термообработку проводят при 100-300^оС. Более низкая температура недостаточна, так как не обеспечивает удаление влаги и хлора до содержания менее 10% что приводит к токсичности удобрения и снижению сыпучести, более высокая приводит к разрушению полимерной пленки и снижению гидрофобности, неслеживаемости удобрения. В производстве ЭХС шламы насыщены высококипящими продуктами структуры [(C₂H₅)Cl₂Si]₂; [(C₂H₅)₂ClSiCH₂]₂; [(C₂H₅)Cl₂SiCH₂]₂. В производстве МХС шламы насыщены высококипящими продуктами структуры [CH₃)_nSiCl_3-n]₂O; [(CH₃)_nSi_3-n]₂CH₂;
[(CH₃)_nSiCl_3-n]₂, где n=1,2. В производстве ХС шламы насыщены выкококипящими продуктами структуры
(SinCl_2n+2) и (SinCl_2n+2)O, где n=2-4. Отработанная контактная масса (ОКМ) от синтезов ЭХС, МХС и ХС состоит из полезных для роста растений элементов. Содержание элементов в отходах производства ЭХС, МХС и ХС до нейтрализации приведено в табл. 1, после нейтрализации в табл. 2. Наполнитель доломит содержит в виде карбонатов и окислов элементы в следующих качествах, мас. Cu 0,005-0,05; Fе 0,1-1; Аl 0,1-1; Ca 10-20; Мg 1-5; Na 0,2-2; K 0,1-1; Zn 0,001-0,01; Mn 0,005-0,05. Диатомит содержит элементы в виде окислов в количествах, мас. Si 36-40; Al 1-3; Fe 1-3; Ca 0,2-1; Mg 0,5-1; Na 0,5-7; K 0,5-1. Предложенный способ получения удобрения осуществляют следующим образом. В связи с тем, что как известно, отходы производства ЭХС, МХС и ХС токсичны и пожароопасны (при контакте с влагой выделяют хлористый водород, ОКМ возгорается при температуре около 100^оС), отходы прямого синтеза органохлорсиланов перед отправкой в отвал нейтрализуют. Нейтрализацию проводят водой, раствором извести или поверхностно-активного вещества (ПАВ). Нейтрализация отходов производства кремнийорганических мономеров может быть территориально отделена от производства удобрений. В таком случае для производства удобрений берут нейтрализованные отходы. В случае совмещения указанных производств перед смешением компонентов проводят нейтрализацию отходов производств кремнийорганических мономеров. Нейтрализованные отходы освобождают от избытка жидкости, затем смешивают с наполнителем в аппарате с механическим перемешиванием любой конструкции. Термообработку проводят в проточной системе для выноса влаги и хлора (образуемого с влагой хлористого водорода). В зависимости от способа использования предлагаемого удобрения (введением в почву или для обработки посевного материала) можно проводить гранулирование или размол известными способами. После проведения термообработки освобождения от избытка влаги и хлора (не более 10%) получают продукт, готовый к употреблению. Количество компонентов удобрения шламов и ОКМ ограничивается свойствами получаемого удобрения (см. табл. 3). Наполнитель, как правило, составляет остальную часть удобрения. П р и м е р 1. В 2-литровый вращающийся обогреваемый аппарат, снабженный вводом и выводом газа-носителя, загружают 0,45 кг (45%) нейтрализованного шлама синтеза в ректификации ЭХС, 0,10 кг (10%) нейтрализованной ОКМ производства ЭХС и 0,45 кг (45%) доломитовой муки. В аппарат вводят 100 г металлических шаров диаметром 12 мм, герметично закрывают загрузочное отверстие, включают обогрев, подачу газа-носителя (азот) со скоростью 0,1 л/мин и вращение аппарата со скоростью 20 об/мин. Термообработку проводят при 100-130^оС в течение 3 ч. После выгрузки получено 0,665 кг готового продукта с содержанием 6,9% связанного хлора, 6,8% влаги и количеством питательных веществ в виде металлов, солей, окислов, мас. (по металлу): Сu 0,9; Fe 1,67; Al 0,69; Ca 18,2; Mg 3,47; Mn 0,03; K 1,47; Na 1,14; P 0,01; Si 21,0. В удобрении содержится 10,1% свободного и связанного углерода и 0,002% связанного водорода. Пороговая токсичность полученного удобрения более 2000 мг/кг. Температура самовоспламенения 640^оС. П р и м е р 2. В условиях примера 1 загружают 0,40 кг (40%) нейтрализованного шлама производства ЭХС и МХС (1:1), 0,30 кг (30%) нейтрализованной ОКМ синтеза ЭХС и МХС (1:1) и 0,30 кг (30%) доломитовой муки. Термообработку проводят при 200-210^оС в течение 2 ч. Получено 0,650 кг готового продукта с содержанием 6,1% связанного хлора, 6,0% влаги и количеством питательных веществ в виде металлов, солей, окислов, мас. (по металлу): Cu 1,6; Fe 1,5; Al 1,6; Ca 8,9; Zn 0,03; Mg 2,6; Mn 0,01; Si 19,7. В удобрении содержится 11,3% связанного и свободного углерода. Пороговая токсичность удобрения более 2000 мг/кг. Температура самовоспламенения 610^оС. П р и м е р 3. В условиях примера 1 загружают 0,35 кг (35%) нейтрализованных шламов ЭХС и МХС (1:1) 0,35 кг (35%) нейтрализованной ОКМ синтеза ЭХС и МХС и 0,3 кг (30%) диатомитовой муки. Термообработку проводят при 280-300^оС в течение 1,5 ч. Получено 0,69 кг готового продукта с содержанием 5,1% связанного хлора, 4,7% влаги и количеством питательных веществ в виде металлов, солей или окислов, мас. (по металлу): Cu 1,68; Fe 0,9; Al 1,6; Ca 10,8; Zn 0,02; Mg 2,1; Mn 0,02; K 0,69; Na 0,63; P 0,01. В удобрении содержится 11,7% связанного и свободного углерода. Пороговая токсичность удобрения более 2000 мг/кг. Температура самовоспламенения 590^оС. П р и м е р 4. В условиях примера 1 загружают 0,30 кг (30%) нейтрализованных шламов синтезов ЭХС, МХС и ХС (1:1:1), 0,30 кг (30%) нейтрализованной ОКМ синтезов ЭХС, МХС и ХС (1:1:1) и 0,4 кг (40%) доломитовой муки. Термообработку проводят при 180-200^оС в течение 2 ч. Получено 0,68 кг готового продукта с содержанием 3,9% связанного хлора, 4,9% влаги и количеством питательных веществ в виде металлов, солей или окислов, мас. (по металлу): Cu 0,81; Fe 2,5; Al 2,4; Ca 12,3; Zn 0,02; Mg 6,7; K 0,7; Na 0,6; B 0,009. В удобрении содержится 12,7% связанного и свободного углерода. Пороговая токсичность удобрения более 2000 мг/кг. Температура самовоспламенения 490^оС. Исследования ростовых свойств предлагаемого удобрения проводили Запорожской и Долгопрудненской опытными станциями, Мытищинским научно-исследовательским институтом овощного хозяйства (НИИОХ) и Украинской сельскохозяйственной академией (УСХА) в лабораторных и микрополевых условиях обработкой посевного материала 0,6-1% -ным раствором внесением в ряды растений или почву. Микрополевые опыты с яровой пшеницей проведены при обработке семян 1%-ным раствором удобрения (в пяти повторностях). В период кущения проведен анализ зеленой массы, после созревания учет и анализ качества зерна. Полученные результаты представлены в табл. 4. Эффективность удобрения при выращивании картофеля проведена при обработке 0,5% -ным раствором посевного материала. Результаты представлены в табл. 5. Результаты проверки предложенного удобрения на основе отходов кремнийорганических производств с включением отходов производства ЭХС показали повышение качества получаемого зерна. Увеличивается содержание белка на 4-11% и клейковины на 4-12% что позволяет с помощью обработки посевного материала предложенным удобрением переводить обычную пшеницу в ценную и сильную пшеницу. На отдельных вариантах удобрения показана возможность значительного снижения содержания нитратов (на 21-56%) по сравнению с контролем. Эффективность удобрения на овощах также значительна. Например, обработка клубней картофеля или внесение в почву позволили увеличить урожайность на 7-13%
Кроме того, предложенное удобрение позволяет снизить накопление радионуклидов в 2-4 раза в сельскохозяйственной продукции, выращенной в загрязненной зоне. Полученные результаты свидетельствуют о росте агрохимических свойств удобрений за счет обогащения питательными веществами в активной форме и, как следствие и повышении его эффективности. Обработка удобрения при повышенных температурах позволила получать малотоксичный продукт, который относится к IV группе. Предложенный способ обеспечивает расшиpение сырьевой базы микроэлементного сырья. Использование отходов кремнийорганических производств, которые в настоящее время выбрасываются в отвал, позволит увеличить производство удобрения с микроэлементами, медленно действующего неслеживающегося, удобного в хранении и транспортировке при удешевлении способа и защите окружающей среды. Также осуществление способа в промышленных масштабах позволяет создать малоотходное производство кремнийорганических мономеров. Предложенное решение позволяет упростить способ получения удобрения с повышенным содержанием полезных элементов (Cu, Fe, Zn, Mn, Mg, Ca и др.) за счет использования многотоннажных отходов производств кремнийорганических мономеров. Авторам неизвестно использование твердых отходов кремнийорганических мономеров в качестве исходного сырья в производстве удобрений. Поэтому описанный положительный эффект является неожиданным, а предложенное решение удовлетворяющим критерию "существенные отличия".

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЯ С МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ, включающий смешивание отходов кремнийорганического производства и наполнителя и термообработку смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения агрохимической эффективности удобрения, в качестве отходов кремнийорганического производства используют нейтрализованные шламы и отработанные контактные массы производств этилхлорсиланов (ЭХС), и/или метилхлорсиланов (МХС), и/или хлорсиланов (ХС), в качестве наполнителя используют доломитовую или диатомитовую муку при соотношении компонентов, мас.%:
Нейтрализованные шламы производства ЭХС, и/или МХС, и/или ХС - 30 - 45
Нейтрализованные отработанные контактные массы производств ЭХС, и/или МХС, и/или ХС - 10 - 35
Доломитовая или диатомитовая мука - Остальное
а термообработку смеси ведут при 100 - 300^oС при механическом перемешивании до содержания влаги менее 10%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для смешения используют нейтрализованный шлам производства ЭХС или смесь равных количеств нейтрализованных шламов производств ЭХС и МХС, или смесь равных количеств нейтрализованных шламов производств ЭХС, МХС и ХС. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для смешения используют нейтрализованную отработанную контактную массу производства ЭХС, или смесь равных количеств нейтрализованных отработанных контактных масс производств ЭХС и МХС, или смесь равных количеств нейтрализованных отработанных контактных масс производств ЭХС, МХС и ХС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

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

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---