Способ получения структурированного торфо-сапропелевого концентрата


 


Владельцы патента RU 2514715:

Чиргин Сергей Георгиевич (RU)
Кропотов Олег Алексеевич (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения структурированного торфо-сапропелевого концентрата включает кавитационное диспергирование гуматосодержащего вещества при использовании раствора щелочи едкого калия, при этом в движущийся поток воды подают торфяную крошку с размером частиц не более 5 мм, сапропель, едкий калий, белый шлам. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Полученный раствор подвергают кавитационному диспергированию до температуры 90°С. Изобретение позволяет упростить способ получения высококачественного органоминерального комплексного удобрения, снизить энергоемкость процесса при повышении его экологичности.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для получения концентрата на основе смеси торфа и сапропеля как готового продукта, применяемого для удобрения почв.

Использование гуминовых веществ - торфа и сапропеля для стимулирования почв известно. Как торф, так и сапропель известны как наполнители минерально-биоорганической добавки для роста и развития растений (RU, 2205816, опубл. 10.06.2003 г.) [2]. Добавка содержит ассоциацию микроорганизмов Syncephalastrum racemosum, Arthrobacter simplex, Erwinia species, макро- и микроэлементы минерального питания растений и от 60% наполнителя в пересчете на сухую биомассу. Причем в качестве наполнителя известной добавки, помимо торфа и сапропеля, используют растворимые минеральные соли, переспевший навоз, фосфоритовую или доломитовую муку. Добавка способствует достижению сбалансированного питания растений, эффективному усвоению растениями питательных веществ и соответственно повышению урожайности.

Известен продукт для улучшения свойств почвы (RU, 2407724, публ. 27.12.2010 г.) [1], содержащий измельченный сухой торф и свежий, только что вынутый из сапропелевой залежи сапропель, представляющий собой устойчивый коллоид в виде геля, частицы которого имеют размер менее 1 микрона. За счет малости размера частиц сапропель обладает большой адсорбционной способностью. Активная поверхность частиц 1 см3 сапропеля может составлять до 600 м2, поэтому они сильно взаимодействуют с молекулами воды. Торф для получения продукта [1] измельчают до 250 мк, что в несколько десятков раз увеличивает его суммарную поверхность. Продукт получают в виде гранул, каждая из которых содержит 40-70 мас.% торфа и 30-60 мас.% сапропеля. Гранулы получают следующим образом. На движущийся на транспортере сухой измельченный торф из насадок дозированно подают по капле сапропель естественной влажности. Торфяная крошка окружает каплю сапропеля, впитывая влагу, образуя гранулу, ядро которой выполнено из сапропеля, а внешняя оболочка - из торфа. Для изготовления гранул с ядром из торфа на транспортер тонким слоем подают влажный сапропель, а из насадок дозированно-торфяную крошку. При попадании торфяной крошки в сапропель торф впитывает влагу сапропеля, а частицы глины и песка, имеющиеся в сапропеле естественной влажности, обволакивают торфяную крошку, образуя гранулу с ядром из торфа и внешней оболочкой из частиц песка и глины сапропеля. Однако, во-первых, измельченный до 250 мкм торф представляет собой взрывоопасную пыль, во-вторых, получение гранул заявленным способом вряд ли возможно осуществить на практике, т.к. вместо обволакивания сапропелем торфяной крошки будет происходить прилипание части торфа к каплям сапропеля.

Известна торфо-сапропелевая смесь для стимулирования образования почвы (RU, 2408562, опубл. 10.01.2011 г.) [3]. Смесь содержит 42% сапропеля, 31% торфа, а также 22% глауконита и 5% - диатомита в качестве добавок. В известной смеси сапропель обеспечивает формируемую почву органическими гуминовыми соединениями за счет устойчивого роста природных бактерий, торф же обеспечивает рыхлость формируемого грунта и вводит в почву природную органику в качестве питательной среды для растений. Глауконит служит природным калийным удобрением и влагоудерживающим веществом, диатомит является связывающим материалом, предотвращающим рассыпание почвы и вынос ее выветриванием. Однако для того, чтобы эта смесь начала работать, необходимо создать следующие условия: глауконит необходимо активировать, а торф - раскислить. При высыхании эту смесь очень трудно растворить, а внесение сухой смеси желаемого эффекта не даст.

Известен способ получения активированных органоминеральных удобрений из торфа, бурого угля и подобных растительных отложений, включая сапропель (RU 2350587, опубл. 27.03.2009 г.) [4]. Способ основан на кавитационном диспергировании гуматосодержащих веществ с последующим дополнительным введением микроэлементов и заключается в том, что предварительно приготавливают смесь раствора щелочи с рН не менее 12 с гуматосодержащим веществом, после чего производят кавитационное диспергирование воздействием ультразвуковым излучением из расчета удельной мощности 1-4 Вт на 1 см3 зоны обработки смеси в течение 5-15 мин. Затем добавляют в эту смесь фосфорную кислоту в количестве, обеспечивающем снижение рН до 2-1, обрабатывают этот раствор ультразвуковым излучением тех же параметров в течение того же диапазона времени. После этого полученный раствор смешивают со щелочью в количестве, обеспечивающем нейтрализацию раствора до рН 7-7,5, и вводят в полученное жидкое гуминовое удобрение питательные микроэлементы. Для более эффективного выделения гуминовых веществ из органического сырья используют едкий калий (КОН) и ортофосфорную кислоту (H3PO4). Едкий калий, введенный в торф или сапропель с рН раствора не менее 12, обеспечивает калийную составляющую известного удобрения. Кавитационное диспергирование воздействием ультразвуковым излучением производится в два приема: сначала щелочного и гуматосодержащего вещества, а затем щелочного раствора гуматосодержащих вещества и фосфорной кислоты в режиме, обеспечивающем нагрев смеси до температуры не более 60-70°С.

Известный способ характеризуется сложностью, многостадийностью, энергоемкостью, кроме того, он неэкологичен. Использование раствора щелочи с рН не менее 12, введение фосфорной кислоты до снижения рН до 2-1, повторное введение раствора щелочи после первичной кавитационной обработки смеси гуматосодержащего вещества с щелочным раствором, для нейтрализации смеси до рН 7,0-7,5 относится к сложным технологическим процессам, а также требует коррозионностойкого оборудования и защиту персонала от вредного воздействия агрессивных веществ. Двойное кавитационное диспергирование: сначала щелочного и гуматосодержащего вещества, а затем - щелочного раствора гуматосодержащего вещества и фосфорной кислоты не только усложняет процесс получения удобрения, но и повышает его энергоемкость. Кроме того, в продукт, полученный после вторичного кавитационного диспергирования, вводят питательные микроэлементы.

Задачей заявляемого способа является упрощение способа получения высококачественного органоминерального комплексного удобрения, снижение энергоемкости процесса при повышении его экологичности.

Для решения поставленной задачи способ получения структурированного торфо-сапропелевого концентрата включает кавитационное диспергирование гуматосодержащего вещества при использовании раствора щелочи едкого калия, при этом в движущийся поток воды подают торфяную крошку с размером частиц не более 5 мм, сапропель, едкий калий, белый шлам при соотношении в мас.%: торфяная крошка (14-16), сапропель (1,2-1,5), едкий калий (0,5-0,6), белый шлам (0,1-0,15), вода - остальное, полученный раствор подвергают кавитационному диспергированию до температуры 90°С.

В заявленном способе гуматосодержащим веществом является торфяная крошка с размером частиц не более 5 мм в сочетании с небольшим количеством сапропеля. Торф при этом предпочтителен низинный, с высокой степенью разложения. Едкий калий в заявленном количестве вводится в водный раствор смеси торфа и сапропеля для обеспечения рН 7 раствора. Количество воды обусловлено должным истечением по трубопроводу торфо-сапропелевой пасты, необходимым для ее эффективного растворения и сокращения времени нагрева. Белый шлам, химический состав которого содержит оксиды алюминия, кремния, натрия, железа титана, магния, серы, марганца и в минимальном количестве других компонентов, известен, как кормовая добавка в рацион крупного рогатого скота. В заявленном способе этот компонент, проявляя адсорбционные и ионообменные свойства, выполняет функцию катализатора физико-химических процессов. Процесс идет в одном аппарате при одностадийном кавитационном воздействии. Температура процесса выбрана из условий максимального выхода растворенных гуматов без применения специального, работающего под давлением оборудования, которое потребовалось бы для работы при температуре свыше 90°С. В результате получают готовый структурированный концентрат, не требующий введения дополнительных питательных микроэлементов, который за счет действия гуминосодержащих веществ - торфа и сапропеля, а также микроэлементов белого шлама оказывает ростостимулирующее действие на растения, не стимулируя при этом развитие патогенной инфекции в период роста растений.

Для реализации заявленного способа используют:

- Торф с торфяного месторождения Замараевское II №744 по справочнику и карте административной единицы г. В-Пышма Свердловской области;

- Сапропель (озеро Березовское), содержащий 85% органических веществ, 15% - минеральных веществ;

- Белый шлам Богословского алюминиевого завода (АО «БАЗ»), имеющий химический состав: Al2O3 - 28-30%; SiO2 - 22-25%; Na2O - 16-18%; Fe2O3 - 5÷6%; TiO2 - 0,7; MgO - 0,1÷0,2; S - 0,2-0,4%; MnO - 0,04%, а также никель, свинец, цинк, медь, кобальт, молибден, хром, кадмий - менее 0,04%;

- Едкий калий.

Способ осуществляли в кавитационном аппарате, представляющем собой пульсационный насос, рабочее колесо которого имеет внутреннюю полость, снабженную лопатками, и каналами, соединяющими полость с внешней боковой поверхностью колеса. На внешней боковой поверхности колеса имеется вихревой излучатель, в качестве которого на внешней боковой поверхности колеса выполнены тангенциальные, сужающиеся в направлении выхода жидкости, щелевидные каналы, которые относительно направления вращения ротора имеют передние и задние стенки, при этом на передних стенках со стороны выхода жидкости выполнена фаска.

Для приготовления 1 тонны концентрата использовали 820 л воды, 159 кг торфяной крошки с размером частиц 5 мм, 15 кг сапропеля, 5 кг. едкого калия, 1 кг белого шлама. Торфяную крошку готовили с использованием вибросита с ячейкой 5 мм. В бак-мешалку при комнатной температуре заливали воду и включали двигатель пульсационного насоса. В движущийся поток воды порциями подавали торфяную крошку. Через 10 минут после полной загрузки загружали сапропель. После 5 минут обработки смеси при скорости потока 12 м/с вводили едкий калий и далее, через 5-6 минут - белый шлам. Такая последовательность введения компонентов в воду предпочтительна, интервалы времени подбираются экспериментально. Смесь торфа, сапропеля и белого шлама подвергали кавитационной обработке до температуры 90°С. При вращении рабочего колеса обрабатываемая жидкотекучая среда поступает во внутреннюю полость колеса, где, взаимодействуя с рабочими лопатками, получает вращательное движение. Под действием центробежных сил поток среды получает значительное приращение радиальной скорости, зависящее от частоты вращения колеса и его диаметра. При движении по щелевидным каналам жидкотекучая среда получает дополнительное приращение скорости как за счет действия центробежных сил, так и за счет сужения поперечного сечения каналов. При выходе из каналов жидкотекучая среда за счет фаски направляет поток в сторону заданного вращением колеса движения.

Дальнейшая трансформация исходных компонентов происходила за счет кавитационного воздействия в водно-щелочной среде, при гидромодуле 1:4 1:4,5. Последующий процесс брожения, дегазации, катализа и остывания до комнатной температуры проходил в промежуточной емкости в течение суток. Полученный структурированный торфо-сапропелевый концентрат является удобрением, готовым к использованию. Продукт испытан на посевах пшеницы сотра Ирень на площади 33 га, на посевах пшеницы сорта Горноуральская на площади 126 га, на посевах ячменя Сонет на плащади 84 га, овса сорта Памяти Балавина на площади 56 га и рапса сорта Липецкий на площади 60 га. При экстремальных погодных условиях отмечено, что на всех посевах не отмечалось визуальной задержки роста культурных растений, то есть достигнуто антистрессовое действие препарата. Отмечено хорошее развитие листового аппарата растений при низком поражении грибными инфекциями. Не отмечено удлинение вегетационного периода возделываемых сортов. Отмечена наибольшая эффективность на ячмене и рапсе. При этом способ изготовления продукта экологичен, практически одностадиен, осуществляется в одном аппарате, что положительно сказывается на его энергоемкости.

Способ получения структурированного торфо-сапропелевого концентрата, включающий кавитационное диспергирование гуматосодержащего вещества при использовании раствора щелочи едкого калия, отличающийся тем, что в движущийся поток воды подают торфяную крошку с размером частиц не более 5 мм, сапропель, едкий калий, белый шлам при соотношении в мас.% торфяная крошка 14-16, сапропель 1,2-1,5, едкий калий 0,5-0,6, белый шлам 0,1-0,15, вода - остальное, полученный раствор подвергают кавитационному диспергированию до температуры 90°С.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к области производства углегуминовых препаратов, мелиорантов, сорбентов, удобрений, а также гумино-минеральных соединений с ионообменными, хелатообразующими, комплексообразующими, биологически активными, стимулирующими гумусообразование свойствами.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к области рекультивации земель. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Кремнийсодержащее хелатное микроудобрение для внекорневой обработки растений, получаемое смешиванием и разбавлением в водопроводной воде в заданном соотношении двух маточных компонентных водных растворов: маточного раствора микроэлементов и маточного раствора, содержащего кремний, в котором маточный раствор микроэлементов содержит железо сернокислое, борную кислоту, марганец сернокислый, медь сернокислую, кобальт хлористый, цинк сернокислый, аммоний молибденовокислый и комплексообразователь в количестве, дающем pH раствора микроэлементов 2,5-3, причем маточный раствор микроэлементов содержит в качестве комплексообразователя гумусовые кислоты. Все компоненты взяты при определенном соотношении. В качестве маточного раствора, содержащего кремний, использован однопроцентный раствор силиката калия или натрия, а рабочий раствор кремнийсодержащего хелатного микроудобрения получен разбавлением и смешением маточных растворов в водопроводной воде. Все компоненты взяты при определенном соотношении. При этом pH рабочего раствора становится равным 5,5-6,0. Изобретение позволяет создать кремнийсодержащее хелатное микроудобрение с повышенными фитопротекторными и адаптогенными свойствами, увеличить срок хранения маточных растворов. 2 н.п. ф-лы, 11 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Состав включает инсектициды Актеллик и Моспилан, фунгицид Инфинито, прилипатель МиБАС, комплекс микроэлементов Аквамикс, имммуномодулятор Силк, стимулятор роста растений Гумат калия при следующих соотношениях компонентов, масс.%: Актеллик 33,90-36,23; Моспилан 6,78-7,25; Инфинито 16,95-17,30; МиБАС 28,98-33,90; Силк 3,39-4,35; Аквамикс 1,45-1,69; Гумат калия 3, 39-4,35. Используют состав в дозе 6,9 л/т семян. Изобретение позволяет защитить всходы льна масличного от его вредителей и болезней, в частности от крестоцветных блошек и фузариоза, и повысить его урожайность. 2 н.п. ф-лы, 5 табл., 2 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения жидкого гуминового удобрения включает перемешивание гуминосодержащего материала с 1,5-2,0%-ным водным раствором едкого калия, отстаивание суспензии и отделение жидкой фракции, причем перемешивание гуминосодержащего материала с 1,5-2,0%-ным водным раствором едкого калия и отстаивание суспензии осуществляют неоднократно, в качестве гуминосодержащего материала используют отход производства жидкофазного биосредства для растениеводства и земледелия, действующим началом которого является углерод органического вещества Cорг - 30,0-40,0, масс.%, включающий макроэлементы: азот Nобщ. - 1,15-1,80, масс.%; фосфор P2O5 - 1,4-2,2, масс.%; калий K2O - 1,0-2,3, масс.%; кальций CaO - 1,1-1,6, масс.%; магний MgO - 0,2-0,8, масс.% и микроэлементы, по меньшей мере, бор, медь, кобальт, марганец, селен, кремний, при этом перемешивание гуминосодержащего материала с 1,5-2,0%-ным водным раствором едкого калия производят трижды, каждый раз в соотношении 1:10 со скоростью 20 об/мин, при температуре 60°С не менее 1 часа, а отстаивание - после каждого перемешивания при температуре 60°С в течение 2 часов с последующим отделением и объединением надосадочной жидкости. Изобретение позволяет расширить ассортимент жидких гуминовых удобрений, улучшить рост и развитие растений, активировать почвенно-микробиологические процессы. 1 ил., 4 табл., 2 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству для переработки отходов животноводства, птицеводства и других пастообразных материалов. Способ приготовления компоста включает укладку навоза, помета в ферментер с последующей подачей кислорода воздуха внутрь ее. Исходная масса с нативной влажностью 76-78% укладывается в ферментер без предварительной подготовки и смешивания на слой органического углеродосодержащего компонента ферментации в количестве, обеспечивающим C:N=25:1, или без этого компонента, если масса навоза, помета за счет присутствия остатков корма и подстилки содержит вышеуказанное соотношение C:N. В качестве органического углеродосодержащего компонента ферментации используют солому, торф, опилки, измельченные растительные остатки. Способ позволяет снизить расход влагопоглощающих органических компонентов в процессе аэробной ферментации.

Изобретение относится к области экологии и природовосстановления, в частности к препаратам гуминовых веществ из природных органических субстратов, их получению и использованию для очистки загрязненных грунтов. Гуминово-минеральный реагент получают смешиванием гумифицированного органического сырья с раствором гидроксида щелочных или щелочно-земельных металлов с последующей экстракцией. Экстракцию гуминовых веществ проводят при 165-220°C и давлении 1,8-2,5 МПа с одновременной подачей воздуха с расходом не более 5 литров в минуту на 10 кг сырья в течение не более 3 часов. Полученный реагент содержит гуминовые кислоты и/или их соли, смесь минеральных компонентов, включающую оксид железа, оксид натрия, оксид магния, оксид алюминия, оксид кальция, и менее 1,5 мас.% примесей. Изобретение позволяет получить новый экологически и экономически эффективный гуминово-минерального реагент с высоким выходом из органических отходов, использование которого обеспечивает эффективную очистку загрязненных грунтов, и ускорить процессы рекультивации. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области природоохранных технологий, передовых аграрных технологий и химии кремнийорганических соединений и может быть использовано для восстановления структуры нарушенных почв путем стабилизации водопрочных агрегатов. В частности, предлагаемое изобретение использует водорастворимые гуминовые силанольные производные, которые были специальным образом модифицированы, чтобы придать им способность необратимо сорбироваться на поверхностях минеральных частиц и других гидроксилсодержащих носителей. Способ применения в агротехнологиях заключается в использовании гуминовых производных в качестве структурообразователей (мелиорантов почв) путем их закрепления на поверхностях почвенных агрегатов с целью придания последним водопрочных свойств. Вносят гуминовые производные в деградированные почвы в виде водных растворов. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил., 8 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения стимулятора роста растений из низинного торфа заключается в щелочном гидролизе низинного торфа водным раствором аммиака в присутствии перекиси водорода при нагревании и с последующим отделением жидкой фазы, причем низинный торф с зольностью 40-60% и содержанием гуминовых кислот 14-19% смешивают с водой в соотношении 1:(6-8), а затем смешивают с водным аммиаком в дозе 15-19% и перекисью водорода в дозе 15-19% на абсолютно сухое вещество торфа. Изобретение позволяет получить стимулятор роста растений из низинного торфа с высокой зольностью и низким содержанием гуминовых кислот. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 7 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения гумусовых кислот с заданным групповым соотношением гуминовых и фульвокислот из каустобиолитов угольного ряда методом щелочной экстракции, причем каустобиолит предварительно измельчают и просеивают через сито с ячейками 214×214 мкм, параллельно проводят электрохимическую активацию воды с разделением ее на католит и анолит, экстракцию гуминовых и фульвокислот проводят в два этапа, при этом первый этап экстракции проводят в аппарате с мешалкой в щелочной среде, созданной путем добавления католита к каустобиолиту заданного гранулометрического состава, при pH>10 и температуре не выше 20°C, а второй этап - при циркуляции получившегося на первом этапе гидрогеля через проточный гидродинамический кавитатор, генерирующий акустическое поле с интенсивностью до 3,5 Вт/см2 и частотой до 40 кГц при температуре не выше 74°C, после чего смесь экстрагированных гуминовых кислот и фульвокислот разделяют анолитом при pH<2 в сепараторе и смешивают их в пропорции, обеспечивающей заданное соотношение гуминовых кислот и фульвокислот в конечном продукте. Изобретение позволяет обеспечить заданное соотношение групп гуминовых кислот и фульвокислот в составе полученного продукта. 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к биотехнологии и к сельскохозяйственной микробиологии. Предложен способ получения биоудобрения. Измельчают куриный помет и торф, взятые в соотношении 50:50, до гранулометрического состава не более 10 мм. Перемешивают измельченные компоненты и ощелачивают 0,5%-ным водным раствором едкого калия в количестве 1,5 л на 1 кг смеси при 20-22°C в течение 24 часов. Вводят в полученное первичное биоудобрение пшеничные отруби в количестве 3 мас.% и перемешивают. Проводят первую стадию биоконверсии смеси 36-39°C в течение 96 часов. Затем проводят вторую стадию биоконверсии 55-60°C в течение 24 часов. При этом через каждые 24 часа смесь продувают воздухом в продольном и поперечном направлениях в течение 30 минут. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 2 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании различных сельскохозяйственных культур, в частности пшеницы. Стимулятор роста пшеницы, обогащенный микроэлементами с повышенной биологической активностью, содержит (г/л): гуминовые кислоты 0.005-0.05, сульфат кобальта 0.2-1.5, сульфат меди 0.05-0.5, сульфат марганца 1.0-2.0, аммоний молибденовокислый 0.5-1.5, сульфат цинка 0.5-1.5 и борную кислоту 0.1-1.0. В качестве гуминовых кислот используют гумостим - гуминовое удобрение из торфа. Целесообразно сначала приготовить водный раствор гумостима и водный раствор смесей солей микроэлементов с борной кислотой, а затем смешать упомянутые водные растворы в соотношении 1:1. Предлагаемый стимулятор роста пшеницы может быть использован для предпосевной обработки семян пшеницы, для некорневой подкормки пшеницы и для корневой подкормки пшеницы. 5 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.
Наверх