Способ получения органоминеральных удобрений

Изобретение относится к производству удобрений из органических природных веществ, в частности из торфа. Способ получения органоминеральных удобрений из низинного торфа включает стадию приготовления органического полуфабриката путем измельчения низинного торфа до размеров частиц менее 5 мм. Затем извлекают гуминовые вещества путем обработки измельченного низинного торфа 0,8% водным раствором гидроокиси натрия при температуре в реакторе 60-70°С в течение 24 ч при периодическом автоматическом перемешивании. Соотношение торфа и раствора щелочи составляет 1:12. После чего торфогуминовую смесь переливают в другую емкость и разбавляют водой в соотношении 1:1,3. Затем надосадочный раствор сливается, отстаивается сутки и переходит на следующий этап. Оставшуюся торфогуминовую смесь используют для приготовления органоминеральных удобрений с нейтральной или щелочной реакцией среды. В растворе с предыдущего этапа осаждают гуминовые кислоты, надосадочную сульфатофульвовую смесь отделяют для приготовления органоминеральных удобрений с кислой реакцией среды. Оставшийся раствор гуминовых кислот разбавляют водой при соотношении 1:6 для отмывки сульфатов. Через сутки надосадочный раствор сливают для использования при осаждении, а раствор гуминовых кислот переливают в емкости для созревания осадка с последующим центрифугированием. После центрифугирования в гель гуминовых кислот добавляют 0,35% раствор смеси натриевой и калиевой щелочей при соотношении 1:1, разбавляют водой и обогащают азотом. Техническим результатом заявленного способа является получение жидких органоминеральных удобрений с разной реакцией среды, различного назначения и механизма действия в едином технологическом процессе при безотходной переработке органического природного сырья. 2 табл.

 

Изобретение относится к производству удобрений из органических природных веществ, в частности из торфа.

Известен способ получения биостимулятора роста и развития растений из вермикомпоста, включающий предварительное замачивание в воде, отделение водной вытяжки, последующей щелочной экстракцией, проводимой 0,02-0,3 н раствором щелочи при температуре 60-100°С, отделение щелочного экстракта, перемешивание с водной вытяжкой и нейтрализация азотной кислотой до рН 8,0-9,5 (патент RU 2253641 С05F 3/00, С05F 11/02).

Недостатками известного способа является то, что сырьем служит вермикомпост и нужен строгий контроль за патогенной микрофлорой; температура при щелочной экстракции выше 70°С снижает биологическую активность гуминовых препаратов; широкий диапазон концентрации щелочи ведет к неопределенному составу биостимулятора, что не обеспечивает прогнозируемой эффективности конечного продукта; при значении реакции среды менее 9,0 ед. рН удобрение плохо хранится из-за брожения микроорганизмов; высокая доза применения – 1-3 л/га.

Известен способ получения стимулятора роста из лечебной грязи, содержащей 10% торфа и 90% минеральной воды, включающий щелочную экстракцию в автоклаве под давлением 2-3 атм. при температуре 120-130°С в течение 2-3 часов, охлаждение, фильтрацию, добавление к щелочному фильтрату соляной кислоты до рН 2,0-3,0, центрифугирование и доведение центрифугата 10% раствором щелочи до рН 7,2-7,7 (патент RU 2128155 С05F 11/02).

Недостатками известного способа является то, что сырьем служит лечебная грязь с содержанием хлора 900-1300 мг/л, что негативно может отразится на росте и развитии растений; давление и высокая температура повышают себестоимость производственного процесса и снижают биологическую активность целевого продукта; применение соляной кислоты увеличивает содержание ионов хлора в продукте и требует усиленной вытяжной системы в технологическом процессе.

Наиболее близким к предлагаемому способу является известный способ получения гуминового биостимулятора, включающий измельчение органического полуфабриката, обработку его 0,8% щелочным реагентом при температуре 50-60°С при соотношении 1:10, осаждение 10-15% раствором серной кислоты при рН 1-2, растворение в 0,4% растворе щелочи натрия, обогащение азотом (патент RU 2228921, С05F 11/02).

Недостатками данного способа получения гуминового биостимулятора, взятого за прототип, являются: температура ниже 60°С уменьшает выход солей гуминовых кислот, а добавление серной кислоты до рН 1 увеличивает расход серной кислоты, что повышает себестоимость продукта; большой объем отходов: при щелочной экстракции – требуется специальная площадка для слива торфогуминовой смеси, после осаждения гуминовых кислот – сливаемый надосадочный раствор многократно увеличивает нагрузку канализационной сети; гумат натрия по биологической эффективности ниже гумата натрия-калия.

Техническим результатом заявленного способа является получение жидких органоминеральных удобрений с разной реакцией среды, различного назначения и механизма действия.

При заявленном способе получения достигается безотходная переработка органического природного сырья в одном последовательном замкнутом цикле для получения торфогуминового удобрения (щелочная реакция среды, корневая подкормка), органоминеральных удобрений (щелочная или нейтральная реакция среды, корневая подкормка), органоминеральных сульфатофульвовых удобрений (кислая реакция среды, корневая и некорневая подкормка) и гуминового биостимулятора (щелочная реакция среды, предпосевная или предпосадочная, корневая и некорневая обработки).

Технический результат достигается за счет того, что на стадии приготовления органического полуфабриката низинный торф измельчают механическим измельчителем до размеров частиц менее 5 мм, затем извлекают гуминовые вещества путем обработки измельченного низинного торфа 0,8% водным раствором гидроокиси натрия при температуре в реакторе 60-70°С в течение 24 часов при периодическом автоматическом перемешивании, при этом соотношение торфа и раствора щелочи составляет 1:12, после чего торфогуминовую смесь переливают в другую емкость и разбавляют водой в соотношении 1:1,3, затем надосадочный раствор сливается, отстаивается сутки и переходит на следующий этап, оставшуюся торфогуминовую смесь используют для приготовления органоминеральных удобрений с нейтральной или щелочной реакцией среды, в растворе с предыдущего этапа осаждают гуминовые кислоты, надосадочную сульфатофульвовую смесь отделяют для приготовления органоминеральных удобрений с кислой реакцией среды и затем оставшийся раствор гуминовых кислот разбавляют водой при соотношении 1:6 для отмывки сульфатов, через сутки надосадочный раствор сливают для использования при осаждении, раствор гуминовых кислот переливают в емкости для созревания осадка с последующим центрифугированием, после центрифугирования в гель гуминовых кислот добавляют 0,35% раствор смеси натриевой и калиевой щелочей при соотношении 1:1, разбавляют водой и обогащают азотом.

Способ получения органоминеральных удобрений из низинного торфа состоит из следующих операций: приготовление органического полуфабриката; извлечение гуминовых веществ, отделение торфогуминовой смеси для приготовления органоминеральных удобрений с нейтральной или щелочной реакцией среды; осаждение гуминовых кислот, отделение сульфатофульвовой смеси для приготовления органоминеральных удобрений с кислой реакцией среды; получение гуминового биостимулятора.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Приготовление органического полуфабриката осуществляют измельчением низинного торфа механическим измельчителем до размеров частиц менее 5 мм. Низинный торф с низкой зольностью является экологически чистым сырьем для получения гуминовых удобрений.

Извлечение гуминовых веществ проводят путем обработки измельченного низинного торфа 0,8% водным раствором гидроокиси натрия при температуре в реакторе 60-70°С в течение 24 часов при периодическом автоматическом перемешивании, соотношение торфа и раствора щелочи составляет 1:12. Через сутки торфогуминовую смесь переливают в другую емкость и разбавляют водой в соотношении 1:1,3. На следующий день надосадочный раствор сливается, отстаивается сутки и переходит на следующий этап, остаток – торфогуминовую смесь используют как основу для получения органоминеральных удобрений с щелочной или нейтральной реакцией среды при соотношении элементов N₁P_0,7-1,1K_0,4-0,7 для внесения в почву.

Пример 1. Торфогуминовое удобрение: содержание (не менее): торфа – 100 г/л, солей ГК – 5 г/л, рН 10-12.

Пример 2. Органоминеральное удобрение: содержание торфа не менее 100 г/л, содержание солей ГК не менее 5 г/л, азота 9,32 г/л, Р₂О₅ – 10 г/л, К₂О – 6,6 г/л, рН 9-10.

Пример 3. Органоминеральное удобрение: содержание торфа не менее 100 г/л, содержание солей ГК не менее 5 г/л, азота 14 г/л, Р₂О₅ – 10 г/л, К₂О – 6,6 г/л, рН 7.

Пример 4. Органоминеральное удобрение: содержание торфа не менее 100 г/л, содержание солей ГК не менее 5 г/л, азота 75 г/л, Р₂О₅ – 50 г/л, К₂О – 33 г/л, рН 7.

Осаждение гуминовых кислот проводят разбавлением раствора натриевых солей гуминовых кислот в соотношении 1:0,8, затем наливают 28% раствор серной кислоты для снижения кислотности раствора до 1,6-1,8 ед. рН. Процесс осаждения осуществляют при температуре окружающей среды. Через сутки надосадочный раствор сливают и используют сульфатофульвовую смесь как основу для производства органоминеральных удобрений с кислой реакцией среды для корневой и некорневой подкормок при соотношении элементов N₁P_0,7-1,1K_0,4-0,7.

Пример 5. Органоминеральное удобрение: содержание солей ФК не менее 1 г/л, азота 4,7 г/л, Р₂О₅ – 5 г/л, К₂О – 3,3 г/л, рН 2-3.

Пример 6. Органоминеральное удобрение: содержание солей ФК не менее 1 г/л, азота 4,7 г/л, Р₂О₅ – 10 г/л, К₂О – 6,6 г/л, рН 2-3.

Пример 7. Органоминеральное удобрение: содержание солей ФК не менее 1 г/л, азота 75 г/л, Р₂О₅ – 50 г/л, К₂О – 33 г/л, рН 2-3.

Получение биостимулятора осуществляют в несколько операций. Оставшийся раствор гуминовых кислот разбавляют водой при соотношении 1:6 для отмывки сульфатов. Через сутки надосадочный раствор сливают для использования при осаждении, раствор гуминовых кислот переливают в емкости для созревания осадка и последующего центрифугирования. После центрифугирования в гель гуминовых кислот добавляют 0,35% раствор смеси натриевой и калиевой щелочей (соотношение 1:1), разбавляют водой и обогащают азотом (добавляют карбамид в расчете на получение 1% раствора). Контроль каждой партии биостимулятора проводится на содержание солей гуминовых кислот по оптической плотности на фотоэлектроколориметре и за реакцией среды на рН-метре.

Пример 8. Гуминовый биостимулятор 1% (предпосевная, предпосадочная, корневая и некорневая обработки): содержание солей (калия и натрия) ГК – не менее 10 г/л, рН 9-12.

Пример 9. Гуминовый биостимулятор 0,1% (предпосевная, предпосадочная, корневая и некорневая обработки): содержание солей (калия и натрия) ГК – не менее 1 г/л, рН 9-12.

Заявленный способ позволяет в едином технологическом процессе из 1 кг торфа получить на первом этапе 7 л торфогуминовой основы для производства органоминеральных удобрений с нейтральной или щелочной реакцией среды для почвенного внесения, на втором этапе – 34 л сульфатофульвовой основы для производства органоминеральных удобрений с кислой реакцией среды для корневой и некорневой подкормок, на третьем этапе – 6 л 1% гуминового биостимулятора для предпосевной, предпосадочной, корневой и некорневой обработок. Всего из 1 кг низинного торфа по данной технологии можно получить 47 л агрохимикатов. Расход при некорневой обработке – 0,2-0,3 л/га.

ОТЛИЧИЯ ОТ ИЗВЕСТНЫХ СПОСОБОВ

Результаты трехгодичного полевого опыта представлены в таблице 1.

Результаты полевого опыта некорневой обработки (0,2 л/га) яровой пшеницы сорт Новосибирская 15 в фазу колошения (в среднем за три года)

Варианты	Урожайность, ц/га	Клейковина, %
Контроль (вода)	40,6	33,97
Гумат Na (прототип)	41,4	34,48
Гумат NaК (заявленный способ)	46,9	34,70
НСР05	3,7	0,58

Сравнение известных способов с заявленным

Таблица 2

Показатели	RU 2253641 С05F 3/00, С05F 11/02	RU 2128155 С05F 11/02	RU 2228921 С05F 11/02 (прототип)	Заявленный способ
Сырье	Вермикомпост	Лечебная грязь	Торф	Низинный торф
Щелочной реагент	КОН, NaOH, NH4OH	NaOH	NaOH	NaOH
Температура щелочной экстракции	60-100°С	120-130°С	50-60°С	60-70°С
Время экстракции	3-24 часа	2-3 часа	24 часа	24 часа
Концентрация щелочи	0,02-0,3 н	0,28%	0,8% (0,2 н)	0,8% (0,2 н)
Соотношение сырья и раствора щелочи	1:5	Щелочь добавляют в лечебную грязь, состоящую из 10% торфа и 90% минеральной воды	1:10	1:12
Осаждение ГК	Не проводят	Соляной кислотой до рН 2,0-3,0	Раствор серной кислоты 10-15% до рН 1-2	Раствор серной кислоты 28% до рН 1,6-1,8
Центрифугирование	нет	есть	есть	есть
Раствор щелочи при приготовлении стимулятора	нет	10% раствор NaOH	0,4% раствор NaOH	0,35% раствор смеси NaOH и КОН=1:1
Значение рН конечного продукта	Нейтрализуют азотной кислотой до рН 8-9,5, затем добавляют водную вытяжку. После добавления значение рН не указано	рН 7,2-7,7	Нейтрализации нет. Реакция среды целевого продукта не указана	Нейтрализации нет рН 9-12
Обогащение азотом	Есть Доза не указана	Нет	Есть Доза не указана	Есть 1% раствор карбамида
Контроль за содержанием солей ГК	Не указан	Не указан	По оптической плотности	По оптической плотности
Отходы	Осадок после щелочной экстракции	Отхода нет	Осадок после щелочной экстракции, надосадочный раствор после осаждения гуминовых кислот	Отходов нет

Способ получения органоминеральных удобрений из низинного торфа, отличающийся тем, что на стадии приготовления органического полуфабриката низинный торф измельчают механическим измельчителем до размеров частиц менее 5 мм, затем извлекают гуминовые вещества путем обработки измельченного низинного торфа 0,8% водным раствором гидроокиси натрия при температуре в реакторе 60-70^оС в течение 24 ч при периодическом автоматическом перемешивании, при этом соотношение торфа и раствора щелочи составляет 1:12, после чего торфогуминовую смесь переливают в другую емкость и разбавляют водой в соотношении 1:1,3, затем надосадочный раствор сливается, отстаивается сутки и переходит на следующий этап, оставшуюся торфогуминовую смесь используют для приготовления органоминеральных удобрений с нейтральной или щелочной реакцией среды, в растворе с предыдущего этапа осаждают гуминовые кислоты, надосадочную сульфатофульвовую смесь отделяют для приготовления органоминеральных удобрений с кислой реакцией среды и затем оставшийся раствор гуминовых кислот разбавляют водой при соотношении 1:6 для отмывки сульфатов, через сутки надосадочный раствор сливают для использования при осаждении, раствор гуминовых кислот переливают в емкости для созревания осадка с последующим центрифугированием, после центрифугирования в гель гуминовых кислот добавляют 0,35% раствор смеси натриевой и калиевой щелочей при соотношении 1:1, разбавляют водой и обогащают азотом.