Способ получения гумата калия и установка



Способ получения гумата калия и установка
Способ получения гумата калия и установка

 


Владельцы патента RU 2579201:

Шикуло Михаил Александрович (RU)
Предтеченский Андрей Рудольфович (RU)

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения гуматов калия включает измельчение бурого угля, смешивание его с гидроксидом калия с получением рабочей смеси, перемешивание рабочей смеси и разделение ее на твердую и жидкую фазы путем отстаивания, причем бурый уголь измельчают до размера не более 200 мкм в присутствии воды с получением угольно-водной пульпы, которую смешивают с гидроксидом калия. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Установка для получения гуматов калия включает последовательно установленные молотковую мельницу со средством подачи в нее бурого угля и шаровую мельницу для получения водно-угольной пульпы со средством подачи в нее предварительно измельченного бурого угля и средством подачи в нее воды, реактор для получения рабочей смеси со средством подачи в него водно-угольной пульпы, снабженный мешалкой, средством поступления в него гидроксида калия, а также осадительную ванну со средством поступления в нее рабочей смеси и средством удаления раствора гуматов калия. Изобретения позволяют создать способ получения гуматов калия, простой при реализации и с более низкими затратами энергии. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к технологиям и устройствам для производства органических удобрений и регуляторов роста растений и может быть использовано, преимущественно, в химической промышлености и сельском хозяйстве.

Гуматы наряду с гуминовыми кислотами составляют химическую основу гумуса почв, при том, что гумус - это основа активности и стабильности большинства биохимических почвенных процессов.

Обнаружено, что гуматы обеспечивают поставку питательных элементов, стимуляцию роста растений, защиту их от тяжелых металлов и ядовитых веществ и др.

Известен способ получения гуматов щелочных металлов сверхтонким диспергированием углей, содержащих гуминовые кислоты, в присутствии химической присадки - сухих карбонатов натрия и/или калия [Патент РФ №2036190, МПК C05F 11/02]. Использование сухих карбонатов натрия и/или калия при диспергировании углей в высоконапряженных мельницах позволяет осуществлять твердофазную обменную реакцию, при которой катион водорода в содержащихся в исходных углях гуминовых кислотах заменяется катионом натрия и/или калия с образованием водорастворимых гуматов натрия и/или калия.

Известен также способ переработки угля, включающий измельчение природно- окисленного угля и обработку его раствором щелочи, причем перед выщелачиванием уголь перемешивают с опилками в соотношении 1,5-2,5:1, а из полученной смеси формируют штабель и обрабатывают его щелочью путем орошения [Патент РФ №2193547, МПК C05F 11/02].

Известен способ получения гуминовых удобрений из угля, согласно которому уголь подвергают сверхтонкому измельчению в смеси с химическими присадками, в качестве которых используют гидроксиды щелочных металлов и/или карбамид, при этом исходную смесь перед измельчением кондиционируют по влажности до содержания влаги 6-12 мас. % [Патент РФ №2104988, МПК C05F 11/02]. Этот способ позволяет получить порошкообразный продукт, содержащий до 80-83% гуматов в растворимой форме.

Недостатками данного способа являются ограничения по сырьевой базе содержанием в угле гуминовых кислот не менее 78% и наличие нерастворимого остатка в количестве от 15 до 20%, который при распылении раствора забивает форсунки.

Известен способ получения гуматов щелочных металлов, включающий сверхтонкое измельчение углей, содержащих гуминовые кислоты в смеси с химической присадкой, содержащей соединения щелочных металлов, при этом в смесь, поступающую на измельчение, дополнительно вводят окислитель в соотношении с углем, 0,04-0,05:1, а химическую присадку на технологический процесс подают в две стадии: на первой стадии - при измельчении с углем и окислителем, а на второй - при перемешивании до получения однородной массы с продуктом, полученным после измельчения, при этом в качестве химической присадки на стадии измельчения угля с окислителем используют карбонаты щелочных металлов, а на стадии перемешивания используют гидроксиды щелочных металлов, затем полученную однородную массу обрабатывают под давлением 3·105-4·105 Па раствором пластификатора и смачивателя [Патент РФ №2275348, МПК C05G 1/00, C05F 11/02]. В качестве окислителя используют перманганат калия, или перекись водорода, или перекись калия, или перекись кальция, или надперекись натрия. В качестве химической присадки на стадии сверхтонкого измельчения используют карбонаты калия и/или натрия в соотношении с углем (0,01-0,1):1. В качестве химической присадки на стадии перемешивания используют гидроксиды калия и/или натрия в соотношении с углем 0,13-0,1. В качестве пластификатора используют 30%-ный раствор карбамида, который в соотношении с углем составляет 0,003-0,03. В качестве смачивателя используют 0,001%-ный раствор ПАВ, который в соотношении с углем составляет 0,0001-0,00015:1.

Известен способ получения гумата калия, в соответствии с которым бурый уголь сушат на воздухе и измельчают до 8 мм и добавляют к нему раствор гидроксида калия от 1 до 5% по весу и перемешивают до получения однородной суспензии, которую нагревают до температуры от 60 до 100°C и поддерживают эту температуру в течение 2-8 часов в реакционном сосуде для растворения гуминовых кислот, и pH раствора поддерживают непрерывно на уровне 8 до 12, после чего помещают суспензию в отстойник и после отстаивания прозрачную жидкость отделяют и высушивают с получением твердого материала [Патент Индии №201577, МПК B01J 20/24].

Этот способ получения гуматов калия является ближайшим к предлагаемому способу и принят за прототип изобретения. Недостатком прототипа является сложность технологии получения гуматов калия и высокие энергетические затраты, в частности, идущие на высушивание конечного продукта до твердого состояния.

Изобретение решает задачу создания способа получения гуматов калия, простого при реализации и с более низкими затратами энергии.

Поставленная задача решается тем, что предлагается способ получения гумата калия, включающий измельчение бурого угля, смешивание его и гидроксида калия с получением рабочей смеси, перемешивание рабочей смеси и разделение ее на твердую и жидкую фазы путем отстаивания, в котором бурый уголь измельчают до размера не более 200 мкм в присутствии воды с получением угольно-водной пульпы, которую перемешивают с гидроксидом калия таким образом, что рабочая смесь содержит, масс. %:

Уголь 3.00-15.00
Вода 80.00-95.00
Гидроксид калия 1.00-5.00

Бурый уголь преимущественно измельчают в две стадии: на первой стадии - до размера не более 5 мм, а на второй стадии - до размера не более 200 мкм и в присутствии воды.

Перемешивание рабочей смеси проводят при температуре не более 70°C.

Бурый уголь в присутствии воды измельчают на шаровой мельнице.

Бурый уголь предварительно измельчают на молотковой мельнице.

Поставленная задача решается также тем, что предлагается установка для получения гуматов калия, реализующая описанный выше способ, включающая последовательно установленные молотковую мельницу со средством подачи в нее бурого угля, и шаровую мельницу со средством подачи в нее предварительно измельченного бурого угля и средством подачи в нее воды, реактор со средством подачи в него водно-угольной пульпы, снабженный мешалкой, и средством поступления в него гидроксида калия, а также осадительную ванну со средством поступления в нее рабочей смеси и средством удаления раствора гуматов калия.

На фиг. 1 приведена схема проведения процесса и реализующей его установки, где 1 - молотковая мельница, 2 - шаровая мельница, 3 - вода, 4 - реактор, 5 - гидроксид калия, 6 - осадительная ванна, 7 - мешалка, 8 - гумат калия.

Гуматы калия получают следующим образом.

Заранее очищенный от примесей бурый уголь подвергают предварительному измельчению, например, на молотковой мельнице 1, до размера фракции не более 5 мм при естественной влажности без дополнительной сушки.

Далее проводят тонкое измельчение угля до размера фракции не более 200 мкм. Так как экстракция производится из водно-щелочного раствора, то тонкое измельчение проводят в присутствии воды 3. Для этого используют мельницу шаровую мокрого помола 2. Для достижения необходимого качества измельчения угля важными являются следующие показатели: соотношение массы воды и угля, длительность помола, степень заполнения рабочего объема мельницы. Оптимальные условия обеспечиваются, если соотношение вода: уголь не менее 1:1. Объем заполнения мельницы водоугольной пульпой и мелящими телами не должно превышать 30%. При этом требуемый размер фракции угля не более 200 мкм достигается при времени помола не менее 70 минут.

В химически стойкий реактор 4, снабженный мешалкой, заливают необходимое количество раствора гидроксида калия 5 при температуре не более 70°C, и включают режим перемешивания. В реактор загружается необходимое количество водо-угольной пульпы при постоянном перемешивании полученной смеси мешалкой 7. Полученная в результате смешивания названных ингредиентов рабочая смесь должна иметь состав (масс. %):

Уголь 3.00-15.00
Вода 80.00-95.00
Гидроксид калия 1.00-5.00

Рабочую смесь приведенного выше состава переливают в емкость для отстаивания - осадительную ванну 6. Емкость для отстаивания закрывают и выдерживают в ней рабочую смесь в течение 20 дней. За это время под действием силы тяжести происходит ее расслоение. При этом на дно в осадке выпадает зольная часть и непрореагировавшие частицы угля и органики. В верхнем слое остаются растворимые калиевые гуматы и соли фульвокислот. По истечении срока отстаивания верхний слой 8 отделяют от осадка.

В результате получают гумат калия 8 с характеристиками, соответствующими требованиям, предъявляемым к нему. Он содержится в растворе, что облегчает его применение - для получения требуемой концентрации его просто следует разбавить водой.

Этот способ получения гуматов калия состоит из небольшого количества стадий, менее энергозатратен, чем прототип, при этом позволяет получать целевой продукт, готовый к применению.

Пример 1

Очищенный от примесей бурый уголь подвергают предварительному измельчению, на молотковой мельнице до размера фракции 5 мм при естественной влажности.

Далее проводят тонкое измельчение угля в течение 1 часа до размера фракции 200 мкм и меньше в мельнице шаровой мокрого помола.

В химический реактор, снабженный мешалкой, заливают раствор гидроксида калия при температуре 30°C, и включают режим перемешивания. Далее в реактор загружают водо-угольную пульпу при постоянном перемешивании. Полученная в результате смешивания названных ингредиентов рабочая смесь имеет состав (масс. %):

Уголь 15.00
Вода 80.00
Гидроксид калия 5.00

После завершения подачи всего объема пероксида водорода в рабочую смесь перемешивание рабочей смеси прекращают. Рабочую смесь приведенного выше состава переливают в емкость для отстаивания. Емкость для отстаивания закрывают и выдерживают в ней рабочую смесь в течение 20 дней. За это время под действием силы тяжести происходит ее расслоение. При этом на дно в осадке выпадает зольная часть и непрореагировавшие частицы угля и органики. В верхнем слое остаются растворимые калиевые гуматы и соли фульвокислот. По истечении срока отстаивания верхний слой отделяют от осадка.

Пример 2

То же, что в Примере 1, но рабочая смесь имеет состав (масс. %):

Уголь 3.00
Вода 95.00
Гидроксид калия 2.00
Уголь 14.00
Вода 75.00
Гидроксид калия 1.00

1. Способ получения гуматов калия, включающий измельчение бурого угля, смешивание его с гидроксидом калия с получением рабочей смеси, перемешивание рабочей смеси и разделение ее на твердую и жидкую фазы путем отстаивания, отличающийся тем, что бурый уголь измельчают до размера не более 200 мкм в присутствии воды с получением угольно-водной пульпы, которую смешивают с гидроксидом калия таким образом, что рабочая смесь содержит, масс. %:

Уголь 3.00-15.00
Вода 80.00-95.00
Гидроксид калия 1.00-5.00

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что бурый уголь предварительно измельчают до размера не более 5 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размешивание рабочей смеси проводят при температуре не более 70°C.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что бурый уголь в присутствии воды измельчают на шаровой мельнице.

5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что бурый уголь предварительно измельчают на молотковой мельнице.

6. Установка для получения гуматов калия, включающая последовательно установленные молотковую мельницу со средством подачи в нее бурого угля и шаровую мельницу для получения водно-угольной пульпы со средством подачи в нее предварительно измельченного бурого угля и средством подачи в нее воды, реактор для получения рабочей смеси со средством подачи в него водно-угольной пульпы, снабженный мешалкой, средством поступления в него гидроксида калия, а также осадительную ванну со средством поступления в нее рабочей смеси и средством удаления раствора гуматов калия.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения гуминовых стимуляторов роста включает измельчение природного гумифицированного материала, обработку щелочью в присутствии мочевины и экологически безопасного комплексона - иминодиянтарной кислоты в соотношении 1:1-5:0,1-2,5, выдерживание в течение 6-12 часов при нормальных условиях и отделение раствора, содержащего гуминовые вещества от осадка.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Жидкий водный агрохимикат имеет в качестве активного компонента калиевые и/или натриевые соли гуминовых кислот, причем агрохимикат содержит не более 16% по массе калиевых и/или натриевых солей гуминовых кислот, не более 1,0% по массе нерастворимых в воде механических примесей, имеет pH 9,0-10,5, исключается загеливание продукта при хранении в течение не менее 2-х лет, агрохимикат имеет следующий элементный состав в расчете на беззольную пробу, % по массе: С - 57,46; Н - 4,72; N - 2,97; О - 34,85.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Технологическая линия по производству твердых и жидких гуминовых препаратов с содержанием солей гуминовых кислот до 95% включает узел дробления и рассева бурого угля, узел твердофазной конверсии бурого угля, узел получения жидкого гуминового препарата, узел сушки, при этом узел дробления и рассева бурого угля имеет две последовательно соединенные дробилки грубого и мелкого помола, узел сушки оснащен центробежным циклоном для улавливания инертных частиц, а узел получения жидкого гуминового препарата дополнительно содержит шнековую центрифугу.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения гуминового препарата включает предварительную гидродинамическую обработку воды, измельчение торфа и приготовление водно-торфяной суспензии, озонирование водно-торфяной суспензии, воздействие щелочным реагентом, кавитацию, гидратацию и отделение жидкой фракции, причем количество щелочного реагента, необходимого для обработки торфо-водяной суспензии, определяется реакцией нейтрализации водной суспензии торфа (в пропорции 1:3) калийной щелочью до pH 6,5-7,5.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения гуминового препарата включает измельчение торфа, смешивание его с водой и обработку водно-торфяной смеси ультразвуком, причем торф, измельченный до фракции 200-250 мкм, смешивают с водой в соотношении торф/вода от 1/6 до 1/10 мас.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения жидкого торфо-гуминового удобрения включает приготовление смеси раствора с высоким рН с гуматосодержащим веществом, последующее кавитационное диспергирование гуматосодержащих веществ из расчета удельной мощности 1-4 Вт/см3 зоны обработки смеси в течение 5-10 мин, причем в процессе приготовления смеси раствора с гуматосодержащим веществом воду предварительно обрабатывают посредством электролиза, полученную таким образом воду с высоким рН смешивают с торфяной суспензией влажностью 75-85%, приготовленной на активированной воде, перемешивают и затем смесь активированной посредством электролиза воды и торфяной суспензии подвергают кавитационной обработке в ультразвуковом поле.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ борьбы с эрозией почв содержит этапы, на которых заранее получают биогель, представляющий собой водоторфяной гель с размерами частиц торфа не более 40-60 нм, диспергированного с помощью ультразвуковой кавитации в водной среде при высоком статическом давлении, опрыскивают поверхность почвы после ее сельскохозяйственной обработки 10-30%-ным раствором полученного биогеля из расчета от 50 до 200 кг биогеля на один гектар.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ некорневой подкормки зерновых культур включает обработку вегетирующих растений раствором органо-минерального удобрения, которое представляет собой смесь гумата калия с борной кислотой в соотношении 1:1, причем подкормка проводится совместно с химической прополкой гербицидами.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального удобрения включает обработку угля путем химического воздействия и смешивания его с питательными компонентами, причем сажистый уголь берут фракцией 1,1-7,8 мм и при температуре окружающей среды смешивают с питательными компонентами в виде монтмориллонитовой и фосфатной глин фракцией 1,1-7,8 мм каждая и в массовом соотношении 2:0,5:1, в смесь вводят 12-15% раствор сульфата аммония, затем смесь обрабатывают кавитационным диспергированием при температуре 10-55°C в течение 10-20 минут, полученную суспензию помещают в закрытую емкость на 14-30 суток для завершения химического взаимодействия.

Изобретение относится к области получения удобрений на основе отходов переработки растительного сырья. Предложен способ биоконверсии отходов промышленного производства сапонинов из корня Saponaria Officinalis.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения комплексного биопрепарата из гумусосодержащих веществ путем щелочной экстракции, отделением щелочного экстракта и его нейтрализацией, причем их подвергают щелочной экстракции 0,1 М раствором пирофосфата калия в 0,1 н. растворе КОН или в 0,1 М раствором пирофосфата натрия в 0,1 н. растворе KOH или 0,1 М раствором пирофосфата натрия в 0,1 н. растворе NaOH при температуре 80°C, а затем после отделения щелочного экстракта нейтрализуют его азотной кислотой HNO3 до значений pH 7,0-8,0, перемешивают, отстаивают и получают жидкий целевой продукт. Изобретение позволяет увеличить в конечном целевом продукте содержание гуминовых веществ, регулировать количество и соотношение в конечном продукте натрия и калия, а также калиевых и натриевых солей гуминовых веществ, повысить содержание в конечном целевом продукте за счет введения в экстрагент пирофосфата натрия общего фосфора, а при использовании пирофосфата калия и общего фосфора, и общего калия. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ гумификации растительного сырья заключается в том, что навеску исходного растительного сырья - кору сосны обыкновенной - подвергают механохимической обработке в водном растворе гидроксида калия концентрацией 0,5 моль/л в роторном кавитационном аппарате с частотой вращения ротора 3000 об/мин, где производят гидродинамическое воздействие на смесь в течение 25 минут при температуре 60°С и гидромодуле 1:50, затем отделяют жидкую фазу центрифугированием и выделяют гуминовые кислоты из жидкой фазы при подкислении минеральной кислотой до рН 2. Изобретение позволяет получить качественный продукт. 3 табл., 21 пр.
Наверх