PL230022B1 - Sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu zawierającego substancje humusowe - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nawozu zawiesinowego zawierającego substancje humusowe.

Znane są sposoby wytwarzania nawozów z zastosowaniem substancji humusowych jako produktów aktywacji chemicznej surowca będącego ich źródłem. Najczęściej stosowanym sposobem jest ekstrakcja alkaliczna, która prowadzi do uzyskania roztworu bogatego w substancje humusowe. Roztwór taki jest następnie poddawany dalszej obróbce np. poprzez wykorzystanie bezpośrednio jako bazy do nawozów płynnych lub poprzez strącanie kwasów huminowych pod wpływem obniżenia pH roztworu. Osady pozostałych nierozpuszczalnych substancji organicznych są najczęściej traktowane jako odpady lub rzadziej jako mało wartościowe produkty uboczne.

Z opisu patentowego US 3325275 znany jest proces polegający na aktywowaniu substancji zawierających kwasy humusowe bezwodnym amoniakiem. Zastosowanie nawozu tak otrzymanego pozwala na ekologiczny i efektywny sposób nawożenia wnoszący do gleby zarówno substancje humusowe, jak i azot w łatwo dostępnej formie.

Z japońskiego opisu patentowego nr JPH 11157976 znany jest sposób wytwarzania wygodnego w użyciu sproszkowanego i umieszczonego na nośniku dwutlenku krzemu humusu zawierającego wysoki udział kwasów huminowych. Metoda polega na ekstrakcji substancji humusowych w środowisku wodnym z węgla, torfu lub węgla brunatnego wodorotlenkiem sodu, potasu, lub wapnia. Następnie wykorzystanie nośnika substancji humusowych w postaci dwutlenku krzemu, a następnie wysuszenie całości tak aby wilgotność nie przekraczała 5%. Tak powstały produkt można wykorzystać jako nośnik nawozów.

Z opisu patentowego US 4319041, znany jest sposób wytwarzania kwasów humusowych z kopalin, stanowiących ich źródło, poprzez ekstrakcję mieszaniną wody i sody kaustycznej przy wartości pH od 6,5 do 8,0 do momentu uzyskania ciekłego preparatu kwasów humusowych.

Z chińskiego opisu patentowego nr CN 103044098 znany jest zawiesinowy nawóz zawierający substancje humusowe, otrzymywany na bazie roztworu odsalania i ścieków sposobem polegającym na mieszaniu ścieków z kwasami huminowymi, a następnie powolnym dodawaniu roztworu odsalania.

Z opisu patentowego WO 0224611 znany jest sposób polegający na ekstrakcji alkalicznej oraz wzbogacony o dodatkową modyfikację zhumifikowanego materiału za pomocą mocznika i kompleksonu, najkorzystniej kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA).

Z chińskiego opisu patentowego nr CN 102060580 znany jest sposób wytwarzania wieloskładnikowych nawozów zawierających między innymi odpady odzwierzęce, kwasy huminowe, organiczne związki amoniowe, mączkę fosforytową oraz pożyteczne mikroorganizmy.

Z rumuńskiego opisu patentowego RO 122356 znany jest proces polegający na ekstrakcji substancji humusowych pod wpływem roztworu wodorotlenku sodu oraz węglanu lub wodorowęglanu amonu.

Z rosyjskiego opisu patentowego nr RU 2263092 znany jest sposób wytwarzania nawozów wieloskładnikowych, polegający na przygotowaniu wodnej zawiesiny surowca zawierającego humus, a następnie uzupełnienie w składniki nawozowe takie jak fosfor i potas, następnie poddaniu takiej zawiesiny działaniu czynnika alkalizującego, a następnie oddzielenie fazy ciekłej zawierającej aktywne substancje humusowe.

Z łotewskiego zgłoszenia patentowego LV 12570 znany jest proces, w którym aktywatorem substancji humusowych jest roztwór zawierający węglan potasu.

Z rosyjskiego opisu patentowego nr RU 2566993 znany jest sposób wytwarzania nawozów na bazie torfu, polegający na aktywowaniu substancji humusowych impulsami elektrycznymi w środowisku zasadowym.

W europejskim opisie patentowym EP 0117223, przedmiotem wynalazku jest oparty na roztworze KOH proces produkcji kwasów huminowych, fulwowych, półproduktów z torfu, gleby torfowej oraz innych humusowych materiałów organicznych, w celu wykorzystania ich w rolnictwie, chemii, farmaceutyce, medycynie i szeroko rozumianym tego przemyśle oraz innych dziedzinach gospodarki. Proces według tego wynalazku polega na produkcji kwasów huminowych i fulwowych oraz nawozów płynnych i stałych, zawierających aktywne substancje humusowe lub materiałów wykorzystywanych w produkcji innych nawozów oraz otrzymywania substancji bogatej w kwasy humusowe i pozbawionej składników mineralnych.

PL 230 022 B1

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nawozu zawiesinowego zawierającego aktywne substancje humusowe. Podczas badań nieoczekiwanie stwierdzono, iż jest możliwe otrzymanie stabilnego, charakteryzującego się korzystnymi właściwościami reologicznymi oraz wysoką zawartością substancji humusowych, nawozu zawiesinowego na bazie miału węgla brunatnego. Fakt ten niesie za sobą szereg istotnych konsekwencji. Są nimi między innymi możliwość rezygnacji z dalszych etapów obróbki wyekstrahowanego roztworu rozpuszczalnych substancji humusowych, takich jak strącanie, filtrowanie czy suszenie. Są nimi także oryginalna możliwość wykorzystania pożytecznych właściwości humin, czyli substancji nierozpuszczalnych w całym zakresie pH, traconych i usuwanych w postaci odpadów a mających ogromne znaczenie w glebie dla organizmów żywych. Są nimi również możliwość wykorzystania pozostałych składników węgla brunatnego, korzystnie wpływających na środowisko glebowe, a w przypadku innych technologii w zasadzie nie możliwe do wykorzystania. Wszystkie te fakty połączone dodatkowo z niesłychanie prostą metodą produkcji stanowią absolutnie nowe podejście do tematyki związanej z produkcją nawozów na bazie substancji humusowych.

Nieoczekiwanie okazało się, iż jest możliwe, bez negatywnego wpływu na właściwości reologiczne układu zawiesinowego, zastosowanie siarki elementarnej jako dodatkowego stymulatora optymalizującego mikrobiologiczne środowisko gleby.

Istotę wynalazku stanowi sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu zawierającego substancje humusowe, który polega na tym, że w wyskalowanym mieszalniku objętości w temperaturze otoczenia doprowadza się do wytworzenia wodnej zawiesiny substancji humusowych poprzez zmieszanie wody i węgla brunatnego o uziarnieniu poniżej 3 mm w stosunku od 1,2:1 do 1:1,2 oraz aktywowanie substancji humusowych węgla brunatnego substancjami wybranymi z grupy: CaO, Ca(OH)2, NaOH, KOH, które dodaje się w łącznej ilości do 10% mas. całkowitej ilości węgla brunatnego, następnie dodaje się stabilizator zawiesiny w postaci pęczniejących minerałów ilastych w ilości od 0,1 do 3% mas. oraz ewentualnie siarkę elementarną w ilości do 10% mas., po czym dalej prowadzi się proces homogenizacji do uzyskania jednorodnej zawiesiny.

Korzystnie jako stabilizator zawiesiny stosuje się minerały ilaste wybrane z grupy smektytu, sepiolitu, bentonitu i attapulgitu.

Korzystnie siarkę elementarną stosuje się w postaci drobno zmielonej, o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz frakcję węgla brunatnego o uziarnieniu poniżej 3 mm, w którym korzystnie zawartość wody jest nie większa niż 20% mas.

Korzystnie czas kontaktu i mieszania się aktywatora substancji humusowych i węgla brunatnego w wodzie wynosi od 30 do 60 min., a proces prowadzi się w temperaturze otoczenia.

Przedmiot wynalazku, tj. sposób wytwarzania nawozu zawiesinowego zawierającego aktywne substancje humusowe przedstawiono w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1

Surowy węgiel brunatny o zawartości wilgoci około 10% mas. i rozdrobniony do uziarnienia poniżej 3 mm w ilości 500 kg miesza się w reaktorze reakcyjnym w temperaturze pokojowej z układem składającym się z wody technologicznej w ilości 480 kg i tlenku wapniowego w ilości 10 kg i w zadanych parametrach procesu kontynuuje mieszanie przez 1 h. Po upływie założonego czasu mieszania się składników do układu wprowadza się 10 kg bentonitu i po 20 min. kończy proces.

P r z y k ł a d 2

Surowy węgiel brunatny o zawartości wilgoci około 10% mas, i rozdrobniony do uziarnienia poniżej 3 mm w ilości 470 kg miesza się w reaktorze reakcyjnym w temperaturze pokojowej z układem składającym się z wody technologicznej w ilości 500 kg i wodorotlenku wapniowego w ilości 20 kg i w zadanych parametrach procesu kontynuuje mieszanie przez 30 min. Po upływie założonego czasu mieszania się składników do układu wprowadza się 10 kg sepiolitu i po 20 min. kończy proces.

P r z y k ł a d 3

Surowy węgiel brunatny o zawartości wilgoci około 10% mas. i rozdrobniony do uziarnienia poniżej 3 mm w ilości 490 kg miesza się w reaktorze reakcyjnym w temperaturze pokojowej z układem składającym się z wody technologicznej w ilości 420 kg i wodorotlenku sodu w ilości 10 kg i w zadanych parametrach procesu kontynuuje mieszanie przez 45 min. Po upływie założonego czasu mieszania się składników do układu wprowadza się 50 kg siarki elementarnej w postaci drobno zmielonej o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz 30 kg attapulgitu i po 20 min. kończy proces.

PL 230 022 B1

P r z y k ł a d 4

Surowy węgiel brunatny o zawartości wilgoci około 10% mas. i rozdrobniony do uziarnienia poniżej 3 mm w ilości 400 kg miesza się w reaktorze reakcyjnym w temperaturze pokojowej z układem składającym się z wody technologicznej w ilości 500 kg i wodorotlenku potasu w ilości 20 kg i w zadanych parametrach procesu kontynuuje mieszanie przez 1 h. Po upływie założonego czasu mieszania się składników do układu wprowadza się 70 kg siarki elementarnej w postaci drobno zmielonej, o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz 10 kg smektytu i po 20 min. kończy proces.

P r z y k ł a d 5

Surowy węgiel brunatny o zawartości wilgoci około 10% mas. i rozdrobniony do uziarnienia poniżej 3 mm w ilości 500 kg miesza się w reaktorze reakcyjnym w temperaturze pokojowej z układem składającym się z wody technologicznej w ilości 430 kg i tlenku wapniowego w ilości 10 kg i wodorotlenku sodu w ilości 10 kg i w zadanych parametrach procesu kontynuuje mieszanie przez 1 h. Po upływie założonego czasu mieszania się składników do układu wprowadza się 30 kg siarki elementarnej w postaci drobno zmielonej, o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz 10 kg bentonitu i 10 kg sepiolitu, i po 20 min. kończy proces.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu zawierającego substancje humusowe, znamienny tym, że w temperaturze otoczenia w wyskalowanym mieszalniku doprowadza się do wytworzenia wodnej zawiesiny substancji humusowych poprzez zmieszanie wody i węgla brunatnego o uziarnieniu poniżej 3 mm w stosunku od 1,2:1 do 1:1,2 oraz aktywowanie substancji humusowych węgla brunatnego substancjami wybranymi z grupy: CaO, Ca(OH)2, NaOH, KOH, które dodaje się w łącznej ilości do 10% mas. całkowitej ilości węgla brunatnego, następnie dodaje się stabilizator zawiesiny w postaci pęczniejących minerałów ilastych w ilości od 0,1 do 3% mas. oraz ewentualnie siarkę elementarną w ilości do 10% mas. po czym dalej prowadzi się proces homogenizacji do uzyskania jednorodnej zawiesiny.

2. Sposób wytwarzania nawozu według zastrz. 1, znamienny tym, że jako stabilizator zawiesiny stosuje się minerały ilaste wybrane z grupy smektytu, sepiolitu, bentonitu i attapulgitu.

3. Sposób wytwarzania nawozu według zastrz. 1, znamienny tym, że siarkę elementarną stosuje się w postaci drobno zmielonej o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz frakcję węgla brunatnego o uziarnieniu poniżej 3 mm, w którym zawartość wody jest nie większa niż 20% mas.

4. Sposób wytwarzania nawozu według zastrz. 1, znamienny tym, że proces aktywowania substancji humusowych prowadzi się przez czas od 30 do 60 minut w temperaturze otoczenia.