Способ получения гумата калия из местных торфов ямало-ненецкого автономного округа


 


Владельцы патента RU 2610956:

Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" (RU)
Государственное автономное учреждение Ямало-Ненецкого автономного округа "Окружной технологический парк "Ямал" (RU)

Изобретение относится к области экологии и почвоведения. Технический результат - получение химически чистых гуминовых кислот, достижение максимального соответствия природной среде при рекультивации нарушенных тундровых почв. Способ получения гумата калия из местных торфов Ямало-Ненецкого автономного округа для рекультивации нарушенных и загрязненных тундровых почв включает: на первом этапе - декальцинирование торфа 0,1 н раствором серной кислоты при соотношении 1:20 и его осаждение, на втором этапе - экстракцию гуминовых кислот из полученного осадка 0,1 н раствором гидроксида натрия при соотношении 1:15, на третьем этапе - осаждение гуминовых кислот 10%-ным раствором соляной кислоты при соотношении 50:1, на четвертом этапе - очищение полученного осадка гуминовых кислот путем растворения в 0,1 н растворе гидрооксида натрия, добавления сульфата натрия и 0,1 н раствора соляной кислоты, промывания дистиллированной водой и высушивания. На пятом этапе, реализуемом один раз, методом ядерно-магнитно-резонансной 13С-спектроскопии проводят анализ содержания алифатического, полисахаридного, ароматического и карбоксильного углерода в гуминовых кислотах, по которым определяют региональную специфичность конкретного месторождения торфа, и, используя полученные данные, в последующем готовят 2,5%-ный раствор гумата калия с рН 7 посредством добавления дистиллированной воды и 0,1 н. раствора гидрооксида калия и на основе лабораторных экспресс-исследований выдают рекомендации по его оптимальному применению, в том числе вместе с торфом для рекультивации конкретных участков нарушенных тундровых земель вблизи района месторождения торфа. 1 табл.

 

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано при рекультивации нарушенных и пустынных тундровых почв (т.е. с отсутствием верхнего плодородного слоя, вследствие проезда техники, связанного с проведением геологоразведки, бурением скважин и обустройством промыслов и др.), а также загрязненных почв, осуществляемой посредством внесения в них гумата калия, получаемого из торфов Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО).

Известны способы получения гумата из торфа (Патент РФ №2150484. Способ получения гумата натрия. Разумов В.И., Гусев К.К.; Патент РФ №2177021. Способ получения маточного раствора гумата натрия. Разумов В.И.; Патент РФ №2228921. Способ получения гуминового биостимулятора. Комиссаров И.Д., Грехова И.В., Михеев М.Ю., Гордеева А.И., Стрельцова И.Н., Уступал В.А.), связанные с приготовлением по определенной технологии гумата натрия.

Существенным недостатком данных способов является получение из торфа препарата в виде гумата натрия. Однако известно, что внесение в почву гумата натрия приводит к уменьшению поступления такого важного питательного элемента как калий в растения, выращиваемые при рекультивации нарушенных тундровых почв. Для нормализации физиологических процессов в растениях (образования углеводов и витаминов, активации работы ферментов и т.д.), повышения их морозоустойчивости в суровых климатических условиях Крайнего Севера и др. нужен калий. В результате гумат натрия не может быть использован для рекультивации нарушенных тундровых почв ЯНАО.

Известен способ получения гумата калия из торфа (Патент РФ №2286970. Способ получения водорастворимого гумата. Апканеев А.В., Чумаков А.Н.). Существенным недостатком данного способа является то, что получение гумата калия осуществляют напрямую, т.е. посредством обработки торфа водным раствором гидроксида калия, минуя стадии предварительного кислотного декальцинирования торфа, экстракции, осаждения и очищения гуминовых кислот, а также контроля реакции среды (рН), что в целом негативно отражается на химической чистоте получаемого препарата, а следовательно, на нормальном росте и развитии растений, используемых для рекультивации нарушенных тундровых почв.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения состава гуминовых кислот из местных торфов, например из Среднего Приобья (61° 00' с.ш.; 69° 00' в.д.; Ханты-Мансийский автономный округ, ХМАО), с использованием методов ядерно-магнитно-резонансной 13С-спектроскопии, позволяющей определить характеристики специфического распределения углерода по структурным фрагментам этих кислот, которое сформировано в условиях континентального климата данного региона (Сартаков М.П. Спектроскопия ЯМР 13С гуминовых кислот торфов Среднего Приобья // Химия растительного сырья. 2008. №3. С. 135-139).

Между тем экономически нецелесообразно и биологически не обосновано завозить гуминовые препараты в районы нефте- и газодобычи ЯНАО даже из соседнего ХМАО для рекультивации нарушенных и загрязненных тундровых почв.

Целью предлагаемого изобретения является решение технической задачи последовательного получения из местных торфов химически чистых гуминовых кислот и гумата калия, биологически соответствующих региону для рекультивации нарушенных и загрязненных тундровых почв, а также экспресс определения оптимальных доз его внесения, в том числе вместе с торфом для каждого конкретного участка рекультивации.

Данная техническая задача решена благодаря тому, что на первом этапе осуществляют декальцинирование торфа 0,1 н. раствором серной кислоты при соотношении 1:20. Полученную суспензию оставляют на 1 сутки и после ее отстаивания раствор от твердой фазы отделяют декантацией, т.е. путем сливания раствора с осадка.

На втором этапе проводят 4-5 кратную экстракцию (продолжительностью 20 часов) гуминовых кислот из полученного осадка 0,1 н. раствором гидроксида натрия при соотношении 1:15. Затем твердую фазу от щелочного раствора отделяют центрифугированием.

На третьем этапе из полученного щелочного раствора осаждают (в течение 1 суток) гуминовые кислоты 10% раствором соляной кислоты при соотношении 50:1 с последующим отделения осадка центрифугированием.

На четвертом этапе проводят очищение полученного осадка гуминовых кислот путем растворения в 0,5-1 л 0,1 н. раствора гидрооксида натрия, а также добавления сульфата натрия для коагуляции минеральных частиц и последующего центрифугирования щелочного раствора. Гуминовые кислоты осаждают добавлением 0,1 н. раствора соляной кислоты до установления рН 1-2. Затем осадок гуминовых кислот многократно промывают дистиллированной водой до установления рН 6 и высушивают в термостате при 50°С.

На пятом этапе, который проводят один раз для данного месторождения торфа, методом ядерно-магнитно-резонансной 13С-спектроскопии проводят анализ относительного содержания (%) алифатического (0-65 ppm), полисахаридного (65-90 ppm), ароматического (90-160 ppm) и карбоксильного (160-200 ppm) углерода в структурных фрагментах гуминовых кислот (Методику см. Калабин Г.А., Каницкая Л.В., Кушнарев Д.Ф. Количественная спектроскопия ЯМР природного органического сырья и продуктов его переработки. М., 2000. 407 с.).

Сравнительная оценка содержания атомов углерода в структурных фрагментах гуминовых кислот торфов ЯНАО и ХМАО показала следующие статистически значимые различия (см. Таблицу).

Сравнительная оценка содержания различных видов углерода (%) в структурных фрагментах гуминовых кислот торфов ЯНАО и ХМАО

Эти различия отмечаются в относительном содержании:

- алифатического углерода, тесно связанном с интенсивностью разложения органического вещества в торфах, а следовательно, с накоплением гумуса, обусловленного климатическими условиями гумусообразования в данном регионе;

- алифатического и ароматического углерода как наиболее значимом показателе структуры углеродного скелета гуминовых кислот; при этом между количествами алифатического и ароматического углерода установлена обратно пропорциональная зависимость, т.е. с возрастанием содержания алифатического углерода от 37,9 до 54,0%, содержание ароматического углерода уменьшается от 23,2 до 14,1%;

- полисахаридного углерода, специфического фактора формирования гуминовых кислот.

В результате установлены отличительные признаки гуминовых кислот торфов ЯНАО, характеризующие их специфические региональные показатели, которые служат достаточным основанием для получения только из них гумата калия для рекультивации нарушенных и загрязненных тундровых почв. Это, в частности, обусловлено повсеместным распространением на ненарушенных минеральных и на органогенных (торфяных) почвах ЯНАО такого многолетнего растения, как сфагновый мох (Sphagnum), оказывающего существенное влияние на физико-химические и биологические свойства этих почв. Так, сфагновый мох, накапливая поступающие с осадками минеральные вещества и разлагаясь по завершении жизненного цикла, отдает их подстилающей почве вместе со своей биомассой, а также является важным источником образования торфа.

На шестом этапе готовят 2,5% раствор гумата калия посредством добавления дистиллированной воды и 0,1 н. раствора гидрооксида калия с последующим доведением рН искомого раствора до 7.

Полученный гумат, торф и образцы грунта с участков, где планируется проведение рекультивации, испытывают в лабораторных условиях, например, по Способу контроля эффективности рекультивации нарушенных тундровых почв различного гранулометрического состава посредством анализа активности дегидрогеназы, патент РФ №2491137. По результатам экспресс-исследований выдают рекомендации по оптимальному применению полученного гумата, в том числе вместе с торфом, для рекультивации конкретных участков нарушенных тундровых земель вблизи района месторождения торфа.

Заявляемое техническое решение позволяет получить химически чистые гуминовые кислоты и гумат калия из местных торфов, экспресс методами в лабораторных условиях (зимой) определить его оптимальные дозы внесения, в том числе в смеси с торфом, для конкретных участков рекультивации с разработкой соответствующих рекомендаций. В результате повышается экономическая эффективность мероприятия и достигается максимальное соответствие природе ЯНАО при рекультивации нарушенных тундровых почв.

Способ получения гумата калия из местных торфов Ямало-Ненецкого автономного округа для рекультивации нарушенных и загрязненных тундровых почв, включающий на первом этапе декальцинирование торфа 0,1 н раствором серной кислоты при соотношении 1:20 и его осаждение, на втором этапе - экстракцию гуминовых кислот из полученного осадка 0,1 н. раствором гидроксида натрия при соотношении 1:15, на третьем этапе - осаждение гуминовых кислот 10%-ным раствором соляной кислоты при соотношении 50:1, на четвертом этапе - очищение полученного осадка гуминовых кислот путем растворения в 0,1 н растворе гидрооксида натрия, добавления сульфата натрия и 0,1 н раствора соляной кислоты, промывания дистиллированной водой и высушивания, отличающийся тем, что на пятом этапе, реализуемом один раз, методом ядерно-магнитно-резонансной 13С-спектроскопии проводят анализ содержания алифатического, полисахаридного, ароматического и карбоксильного углерода в гуминовых кислотах, по которым определяют региональную специфичность конкретного месторождения торфа, и, используя полученные данные, в последующем готовят 2,5%-ный раствор гумата калия с рН 7 посредством добавления дистиллированной воды и 0,1 н. раствора гидрооксида калия и на основе лабораторных экспресс-исследований выдают рекомендации по его оптимальному применению, в том числе вместе с торфом для рекультивации конкретных участков нарушенных тундровых земель вблизи района месторождения торфа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано в торфяной промышленности для добычи и переработки торфа и растительно-торфяных сплавин в акваториях водохранилищ, а также для добычи и переработки торфа на обводненных территориях.
Изобретение относится к технологии получения вяжущего вещества из сырья природного происхождения и может быть использовано при брикетировании материалов для изготовления топливных и технологических брикетов.

Изобретение относится к торфяной промышленности, в частности к способам переработки торфяного сырья и производства продукции на его основе. Техническим результатом является обеспечение возможности производства различной торфяной продукции из торфяного сырья любого вида и качества при обеспечении энергонезависимости производства.

Изобретение относится к способу получения продукции, тепла и электроэнергии из торфа для сельского хозяйства, коммунально-бытовых нужд и нужд промышленности. Способ включает экскавацию торфа из залежи, его обезвоживание, введение композитов, связующих модификаторов и минеральных удобрений, формирование гранул, или брикетов, с досушиванием, фасовку и пакетирование всей высушенной продукции, направление части торфа для пиролиза для получения тепловой и электрической энергии.

Изобретение относится к способу и устройству для производства твердого углеводородного топлива. .

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения гуминовых кислот из низкоминерализованных иловых сульфидных грязей. .

Изобретение относится к торфяной промышленности, в частности к способам добычи торфяного сырья и его переработки в окускованное коммунально-бытовое топливо, и может найти применение в малой энергетике при создании региональных энергетических кластеров.

Изобретение относится к технологии термо- и механохимической переработки торфа, а именно к получению из торфа органического гидрофобного компонента, содержащего твердую и жидкую фазы, используемого для гидрофобной обработки дисперсных материалов.

Изобретение относится к механической переработке углеродосодержащего сырья из группы: торф и бурый уголь для получения высококачественного экологически чистого активированного концентрата без каких-либо искусственных добавок, пригодного для применения в качестве лечебной грязи, кормовой добавки для животных и птиц, гуминового удобрения.
Изобретение относится к ацетилированнию производных торфа и может быть использовано в производстве пластических масс. .

Изобретения относятся к медицине и ветеринарии. Способ получения гуминовых кислот, повышающих продукцию оксида азота макрофагами in vitro, из торфа болот Томской области включает измельчение исходного сырья, обработку экстрагентом при механическом перемешивании в течение 8 часов, осаждение из раствора неорганической кислотой, разделение жидкой и твердой фаз и сушку последней, причем торф предварительно высушивают при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния, измельчают, просеивают через сито с диаметром отверстий 3 мм, далее экстрагируют при помощи пирофосфата натрия концентрации 2,0-4,0 мас.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ гранулирования формовочной массы активированных торфогуматов путем проведения механохимических реакций при сжатии, температуре, давлении и обработке исходного материала с помощью шнека, при этом предварительно смешивают сухой торф с влажностью 30-40% с гуминовой пастой 75-80% влажности при соотношении 1:10-1:20, уплотняют и экструдируют массу в пресс-шнеке с давлением 1,5-5 атмосферы и температурой 30-90°C, получают гранулы с помощью полуцилиндрической решетки с ячейками с использованием растительного вяжущего, при этом формование гранул по длине осуществляют вращающимися ножами, сушат гранулы сухим, с влажностью 4-6%, воздухом, при температуре 30-60°C с возможностью образования пленки, препятствующей дальнейшему испарению влаги из внутренней части гранул, и сохранением общей влажности гранул 18-22%.
Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве для улучшения структуры и состава почвы, повышения урожайности овощных, зерновых культур и многолетних трав и относится к технологии переработки торфа с целью получения микродисперсного органического удобрения из торфа.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Органоминеральное удобрение включает органическую составляющую бурый уголь, или торф, или гумат калия/натрия, минеральную составляющую, причем дополнительно содержит хелатирующий агент, при этом в качестве минеральной составляющей содержит соли щелочных и щелочноземельных элементов, а добавка содержит металлургический шлак.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Органоминеральное удобрение содержит торф, остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком, являющийся отходом производства стимулятора роста растений, мочевину, суперфосфат, калий сернокислый, причем оно дополнительно содержит природный цеолит.

Предложен способ получения удобрения, содержащего матрицу из активированного угля, импрегнированного солью неорганической кислоты. Способ предусматривает смешивание минеральной кислоты с углеродсодержащим веществом без дополнительного нагревания с получением высокопористой матрицы из активированного угля, импрегнированного неорганической кислотой.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам получения гуминовых препаратов из угля для применения их в качестве органо-минеральных удобрений.
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 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.

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.
Наверх