Способ получения органо-минерального полимера на основе сапропеля



Способ получения органо-минерального полимера на основе сапропеля
Способ получения органо-минерального полимера на основе сапропеля
Способ получения органо-минерального полимера на основе сапропеля

 


Владельцы патента RU 2611816:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органо-минерального полимера из сапропеля включает измельчение сапропеля естественной влажности до гомогенного состояния, определение его влажности и показателя pH, механохимическую активацию полученной смеси при помощи добавления к полученной смеси щелочи и интенсивного механического воздействия, причем сапропель природной влажности загружают в приемную емкость, предварительно отделяя крупные твердые включения, где измельчают до однородного состояния, порционно подают в устройство для механического обезвоживания, контролируя остаточное количество несвязанной влаги, после чего перегружают в механический дезинтегратор, где смешивают со щелочным раствором и доводят полученную смесь до гомогенного состояния, после чего полученную смесь посредством шнекового питателя непрерывно направляют в промежуточную емкость, где удаляют излишки влаги и пылеватые частицы, продувая ее сжатым воздухом, при этом выгрузка готового органо-минерального полимера в накопительную емкость происходит под действием сил гравитации. Изобретение позволяет получить органо-минеральный полимер, который мало слеживается при хранении и транспортировке, не боится перепадов температур и не теряет своих свойств при замораживании. 1 ил., 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области переработки органо-минерального сырья, а именно сапропелей, и получению на его основе продукта, являющегося природным полимером, пригодным к использованию в качестве исходного сырья для приготовления буровых растворов, растворов для рекультивации земель, очистки почв и сточных вод от тяжелых металлов, основы для производства удобрений и органо-минеральных подкормок скота и птицы в сельском хозяйстве, а также исходного сырья для фармацевтической промышленности.

Полученный на основе сапропеля природной влажности органо-минеральный полимер, который при соединении с водой в различных пропорциях может быть использован в различных целях, а именно для приготовления реагентов для очистки сточных вод и почвы, основы для производства удобрений и для приготовления буровых растворов, при этом был удобен для транспортирования и хранения, был не горюч и не терял своих свойств при замораживании.

Основным действующим компонентом данного органо-минерального полимера являются гуминовые кислоты. Наиболее распространено использование гумусовых кислот в качестве сорбентов, для чего практикуется их выделение из различных природных материалов различной степени метаморфизации от торфа до окисленного каменного угля. Применение в качестве исходного сырья сапропеля позволяет получать более универсальные продукты, в том числе буровые растворы, удобрения, подкормки для скота и птицы, а также сырье для производства косметических средств.

Получаемый согласно предлагаемому способу органо-минеральный полимер представляет собой крошку нерегулярного гранулометрического состава, которая при соединении с водой образует коллоидный раствор устойчивой гомогенной структуры. Данное соединение не горючее, выдерживает отрицательные температуры (до -50°С), мало слеживается и имеет длительный срок хранения. При этом оно содержит высокомолекулярные гуминовые кислоты от 25 до 35%, минеральные вещества 5-40% (на сухой сапропель), липидный комплекс в естественно-концентрированной форме, питательные водно-растворимые соединения, высокомолекулярные жирные кислоты, фитостерины, хлорофилл, каротин, ферменты типа каталаза, пероксидаза, редуктаза, протеаза.

Известен способ выделения гумусовых кислот (гуминовых и фульвокислот) из гуматосодержащих веществ (торфа, сапропеля) их обработкой щелочью в водной среде при соотношении гуматосодержащего вещества и водной среды 1:0,5-2,0 и рН не более 10 с одновременной гомогенизацией полученной суспензии и с последующим отделением жидкой фракции (патент РФ №2049084, кл. C05F 11/05, опубликовано 20.06.2000 г., Бюл. №17).

Также известен способ выделения гумусовых кислот (гуминовых и фульвокислот) из измельченных гуматосодержащих веществ (торфа, сапропеля, бурого угля) их обработкой щелочными растворами КОН, и/или NaOH, и/или NH4OH, и/или поташом с последующим выделением жидкой, суспендированной или кашеобразной фракции (патент РФ №2007376, кл. С05Р 11/02, 1994 г, опубликовано 10.10.2000 г., Бюл. №28).

Данные способы ведут к перерасходу щелочи, полученные продукты трудно транспортировать и они плохо переносят отрицательные температуры.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения реагента для очистки промышленных вод на основе торфа (патент РФ 2509060, C02F 1/62, опубликовано 10.11.2013 г.) в котором предлагается использовать сырье природной влажности из местных месторождений гуммитов и каустобиолитов, объединение (совмещение) стадий механической активации и щелочной экстракции при производстве реагента, использования в качестве подкисляющего агента щавелевой кислоты, образующей с нежелательными металлами, содержащимися в используемом природном ископаемом материале, нерастворимые в воде соли и смещающей равновесие реакции нейтрализации гуматов в сторону образования гуминовых кислот, использования всего объема гуминосодержащего сырья без выделения активной составляющей.

Полученный по данному способу реагент также трудно транспортировать, он не универсален, а применение кислот разрушает биологически активные вещества. Кроме того, влажность добытого сапропеля может меняться в широком диапазоне (от 20 до 80%), что требует постоянных корректировок количества реагентов, применяемых в производстве. Известно также, что в результате обработки щелочью раздробленная масса плохо поддается разделению на жидкую и твердую фракции.

Технический результат достигается за счет того, что сапропель природной влажности загружают в приемную емкость, где определяют его влажность и показатель рН, после чего его перемалывают и направляют в центрифугу, где отделяют большую часть несвязанной влаги и выгружают в дезинтегратор, где осуществляют его механохимическую активацию щелочным раствором и доводят до гомогенного состояния, после чего полученную смесь посредством шнекового питателя направляют в промежуточную емкость, где продувают ее сжатым воздухом, после чего полученная смесь поступает в накопительную емкость. При этом дно промежуточной емкости наклонено в сторону накопительной емкости, а количество сжатого воздуха определяется в зависимости от вязкости полученной смеси.

Предлагаемый способ получения органо-минерального полимера может быть осуществлен следующим образом (см. чертеж). Природное ископаемое соединение сапропель естественной влажности (1) загружают в приемную емкость (2), где механически перемешивают для получения однородной массы, производят определение влажности и показателя рН смеси. Конструкция измельчителя (3) значения не имеет.

Предварительно возможно отделение крупных твердых включений путем установки гравитационного грохота (4). После чего смесь перегружается в центрифугу (5), где производится ее обезвоживание путем удаления несвязанной влаги (6). Загрузка производится порционно, а центрифугирование осуществляется до того момента, пока из загруженной массы не выйдет расчетное количество влаги (6). Для этого приемная емкость (2) оборудуется в нижней части механическим затвором (7) и питателем (8), снабженным весами (не показаны). При этом сапропель не подвергается термической обработке.

По достижению заданной влажности частично обезвоженная масса сапропеля (9) перегружается в дезинтегратор (10), где соединяется с раствором щелочи (11) до получения необходимого показателя рН и где происходит ее механохимическая активация и доведение до гомогенного состояния.

Полученная смесь непрерывно выгружается в промежуточную емкость (12) при помощи шнекового питателя (13). Дно промежуточной емкости наклонено в сторону выгрузки смеси и имеет отверстия, через которые подается сжатый воздух, поступающий по трубопроводу (14) от компрессора (не показан). Количество сжатого воздуха подбирается исходя из свойств смеси, которая под действием силы тяжести перемещается в накопительную емкость (15). Пылеватые частицы и излишки влаги удаляются из промежуточной емкости вместе с воздухом и улавливаются фильтрами типа циклон (16).

Готовая смесь в виде крошки нерегулярного гранулометрического состава скапливается в накопительной емкости (15), которая так же, как и приемная емкость, снабжена в нижней части механическим затвором (7). Готовый продукт может быть сразу отгружен потребителям или затарен и отправлен на склад.

Для получения готового продукта полученный согласно предлагаемому способу органо-минеральный полимер разводится в необходимом количестве воды непосредственно перед использованием. Возможно также добавление в раствор различных добавок.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Получение бурового раствора на основе органо-минерального полимера на основе сапропеля.

Известное количество органо-минерального полимера, полученного согласно способу, было разведено водой до 6% концентрации и испытано в качестве бурового раствора. Полученный раствор был испытан с применением стандартных методов, результаты которых позволяют оценить его свойства в качестве комплексной буровой системы. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Пример 2. Использование органо-минерального полимера для снижения содержания ионов тяжелых металлов в водных растворах.

Расчетное количество органо-минерального полимера в виде крошки добавили к известному объему модельных растворов ионов кадмия Cd2+ и стронция Sr2+, выдержали в течение суток, а затем в растворах определяли содержание ионов.

В таблице представлены полученные результаты.

Исходя из приведенных примеров видно, что использование предлагаемого органо-минерального полимера просто, безопасно и экологично. Он дешев и прост в производстве, мало слеживается при хранении и транспортировке, не боится перепадов температур и не теряет своих свойств при замораживании. Таким образом, заявляемый технический результат достигнут, а все признаки, характеризующие способ, необходимы и достаточны для его осуществления.

Способ получения органо-минерального полимера из сапропеля, включающий измельчение сапропеля естественной влажности до гомогенного состояния, определение его влажности и показателя pH, механохимическую активацию полученной смеси при помощи добавления к полученной смеси щелочи и интенсивного механического воздействия, отличающийся тем, что сапропель природной влажности загружают в приемную емкость, предварительно отделяя крупные твердые включения, где измельчают до однородного состояния, порционно подают в устройство для механического обезвоживания, контролируя остаточное количество несвязанной влаги, после чего перегружают в механический дезинтегратор, где смешивают со щелочным раствором и доводят полученную смесь до гомогенного состояния, после чего полученную смесь посредством шнекового питателя непрерывно направляют в промежуточную емкость, где удаляют излишки влаги и пылеватые частицы, продувая ее сжатым воздухом, при этом выгрузка готового органо-минерального полимера в накопительную емкость происходит под действием сил гравитации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области экологии и почвоведения. Способ включает последовательное внесение местного торфа и водного раствора полученного из него гумата калия в количествах, зависящих от гранулометрического состава почв, а также посев и выращивание смеси травяно-злаковых растений.

Изобретение относится к области экологии и почвоведения. Технический результат - получение химически чистых гуминовых кислот, достижение максимального соответствия природной среде при рекультивации нарушенных тундровых почв.

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 жидкого гуминового препарата включает смешивание исходного сырья с раствором соли аммония на первой стадии, причем на первой стадии осуществляют декальцинирование компоста путем его обработки раствором щавелевокислого аммония, на второй стадии добавляют в суспензию щелочь, затем отделяют твердый осадок, получая жидкий целевой препарат. Изобретение позволяет получить высококачественный целевой продукт. 2 табл., 3 пр.
Наверх