Способ получения гуматов щелочных металлов

 

Изобретение относится к производству удобрений из твердых горючих ископаемых и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ позволяет получать гуматы повышенного качества за одну стадию с высокой степенью извлечения гуминовых кислот из углей. Это достигается тем, что гуматы получают сверхтонким диспергированием углей , содержащих гумановые кислоты, в присутствии химической присадки, в качестве которой используют карбонаты натрия и/или калия. Химическую присадку вводят в шихту при массовом соотношении с углем, равном (0,8-1,2):1, а диспергирование ведут до изменения цвета шихты из черного и темно-серого до коричневого. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству удобрений из твердых горючих ископаемых и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Известен способ получения гуминовых удобрений путем обработки твердого горючего ископаемого аммиаком, при этом предварительно горючее ископаемое обрабатывают раствором щелочи с последующим окислением при 100^оС [1] Однако этот способ не позволяет достичь полноты извлечения гуминовых кислот из горючего ископаемого.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения гуматов щелочных металлов диспергированием углей, содержащих гуминовые кислоты, в присутствии химической присадки, в качестве которой используют гидроокись натрия. Диспергирование осуществляют в центробежной мельнице [2] Недостатком этого способа является низкое качество получаемого продукта, обусловленное тем, что продукт получают в жидком виде с концентрацией гуматов не более 7% Эо осложняет вопросы хранения и траспоpтировки полученного в большом объеме продукта от производителя до потребителя. Кроме того, при хранении и транспортировке продукта снижается его качество за счет структурирования растворов.

Для повышения концентрации гуматов в продукте его подвергают выпариванию досуха, что связано со значительными энергозатратами. Данный способ не позволяет также достичь высокой степени перевода гуминовых кислот в водорастворимые гуматы.

Целью изобретения является создание способа, позволяющего повысить качество и выход получаемых гуматов, упростив при этом технологию их получения.

Для этого в способе получения гуматов щелочных металлов сверхтонким диспергированием углей, содержащих гуминовые кислоты, в присутствии химической присадки, содержащей щелочные металлы, согласно изобретению в качестве химической присадки используют сухие карбонаты натрия и/или калия.

Химическую присадку вводят в шихту при массовом соотношении с углем, равном (0,8-1,2):1, а диспергирование ведут до изменения цвета шихты из черного и темно-серого до коричневого.

Сопоставительный анализ предлагаемого способа с известными техническими решениями позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "новизна".

Предлагаемый способ соответствует также критерию "изобретательский уровень", так как явным образом не следует из уровня техники.

Использование сухи 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.

Использование же при диспергировании в качестве химической присадки щелочей даже в сухом виде не обеспечивает протекание твердофазной обменной реакции, так как за счет сорбции щелочами влаги из воздуха получаемый продукт представляет собой желеобразную густую массу. Такой продукт осложняет работу с ним при разгрузке из диспергатора и расфасовке. Кроме того, продукт опасен вследствие высокой агрессивности щелочей.

Сверхтонкое диспергирование углей в присутствии сухих карбонатов натрия и/или калия по предлагаемому способу не только обеспечивает протекание твердофазной обменной реакции, но и позволяет повысить содержание полученных гуматов в готовом продукте по сравнению с известными из уровня техники техническими решениями. Изменение цвета шихты из черного и темно-серого до коричневого свидетельствует о полноте прохождения твердофазной обменной реакции образования гуматов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать товарный продукт за одну стадию.

П р и м е р 1 (по прототипу). Навеску угля массой 10 г диспергировали до крупности 50-80 мкм в центробежной мельнице (ПЦМ) в пульпе с гидроксидом натрия, взятом в количестве 10 г, при отношении массы шаров к шихте, равном 10:1, в течение 4 мин. Полученный продукт выдерживали в течение суток. После этих двух операций обработки продукт представлял собой желеобразную и окомкованную массу черного цвета. Для получения товарного продукта измельченную смесь высушивали при 105^оС в течение 240 мин в сушильном шкафу типа СНОА до влажности 2% Для определения степени перевода гуминовых кислот в водорастворимые гуматы полученный продукт подвергали водному выщелачиванию при Ж:Т 10:1 и температуре 19,5^оС в течение 30 мин. Степень перевода гуминовых кислот в водорастворимые гуматы составила 84,2% П р и м е р 2 (по предлагаемому способу). Навеску угля массой 10 г подвергали диспергированию до крупности частиц менее 40 мкм в центробежной мельнице (ПЦМ) при отношении массы шаров к шихте, равном 10:1, с химической присадкой карбонатом калия, взятом в количестве 10 г, до изменения цвета шихты из черного до коричневого. Время диспергирования до изменения цвета составило 4 мин. В результате на выходе мельницы получен готовый товарный продукт. Для определения степени перевода гуминовых кислот в водорастворимые гуматы полученный продукт выщелачивали при 19,5^оС, отношении Ж:Т, равном 10: 1, в течение 30 мин. Степень перевода составила 90,2% П р и м е р 3 (по предлагаемому способу). Навеску угля 10 г подвергали диспергированию в центробежной мельнице до крупности менее 40 мкм в присутствии химической присадки карбоната натрия, взятом в количестве 10 г, до изменения цвета шихты до коричневого с получением товарного продукта на выходе мельницы. Определение степени перевода гуминовых кислот в водорастворимые гуматы проводили аналогично примеру 2.

П р и м е р 4 (по предлагаемому способу). Навеску угля 10 г подвергали диспергированию в центробежной мельнице до крупности менее 40 мкм в присутствии присадки-смеси карбонатов натрия и калия при их соотношении 3:7, при отношении массы шаров к шихте, равном 10:1, до изменения цвета шихты до коричневого. Степень перевода гуминовых кислот в водорастворимые гуматы определяли аналогично примеру 2.

Аналогичные опыты были проведены при различных соотношениях химической присадки и угля в шихте. Результаты представлены в таблице.

Как следует из данных, представленных в таблице, при использовании любого из предложенных вариантов химической присадки наиболее оптимальным является соотношение химической присадки и угля, равное (0,8-1,2):1. Изменение этого соотношения в большую или меньшую сторону приводит к уменьшению степени перевода гуминовых кислот в водорастворимые гуматы. При использовании в качестве химической присадки смеси карбонатов натрия и калия изменение соотношения между ними практически не имеет значения, так как при любом соотношении достигается высокая степень перевода гуминовых кислот в водорастворимые гуматы.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет за одну стадию получать товарный продукт, повысив при этом степень перевода гуминовых кислот в водорастворимые гуматы с 84,2 до 87,0-94,5% (см.таблицу). Получаемый продукт представляет собой сухую массу, поэтому удобен для хранения, транспортировки и расфасовки.

Предлагаемый способ прост в применении и может быть реализован в кратчайшие сроки. Это свидетельствует о соответствии технического решения критерию "промышленная применимость".

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ сверхтонким диспергированием углей, содержащих гуминовые кислоты, в присутствии химической присадки, содержащей щелочные металлы, отличающийся тем, что в качестве химической присадки используют сухие карбонаты натрия и/или калия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что химическую присадку вводят в шихту при массовом соотношении с углем, равном (0,8 1,2) 1, а диспергирование ведут до изменения цвета шихты из черного и темно-серого до коричневого.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2