PL234654B1 - Sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu wapniowego zawierającego substancje humusowe - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu wapniowego zawierającego substancje humusowe, charakteryzującego się dużą zawartością substancji humusowych oraz pęczniejących minerałów ilastych.

Obecnie zauważyć można nasilające się zjawisko wyjaławiania upraw rolniczych, spowodowane bardzo intensywną eksploatacją gleb. Niezwykle istotnymi czynnikami wpływającymi na jakość i strukturę gleby są duża zawartość wapnia, substancji próchniczych oraz pęczniejących minerałów ilastych.

Znane są sposoby wytwarzania nawozów zawierających substancje humusowe. Składają się one zazwyczaj z wielu kosztownych i uciążliwych dla środowiska naturalnego procesów technologicznych.

Z opisu patentowego US 4 089 669 znana jest skoncentrowana, homogeniczna, stabilna zawiesina do neutralizacji gleby, która zawiera wodę, co najmniej jeden materiał w postaci cząstek, wybrany z grupy obejmującej: węglan wapnia i dolomit, w ilości od 60 do 70% mas. w przeliczeniu na zawiesinę, mineralny ilasty dodatek wybrany z grupy: attapulgit, sepiolit, bentonit, hektoryt, w ilości 0,5-5% mas., który utrzymuje rozdrobniony materiał w postaci stabilnej zawiesiny.

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 krzemuj następnie wysuszenie całości tak aby wilgotność nie przekraczała 5%. Tak powstały produkt można wykorzystać jako nośnik nawozów.

Z opisu patentowego US 4 319 041 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, poprzez mieszanie ścieków z kwasami huminowymi, a następnie powolne dodawanie roztworu odsalania.

Z opisu patentowego WO 0224611 znany jest sposób polegający na ekstrakcji alkalicznej oraz zastosowaniu dodatku mocznika.

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 o numerze 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 rosyjskiego opisu patentowego nr RU 2248339 znany jest sposób wytwarzania nawozów na bazie torfu, polegający na aktywowaniu substancji humusowych impulsami elektrycznymi w środowisku kwaśnym.

W europejskim opisie patentowym o numerze 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 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.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 1174403 znana jest wodna zawiesina wapniowo-iłowa, stosowana m.in. do użyźniania gleb, która zawiera 25-30% mas. węglanu wapnia, 0,5-2% mas. węglanu magnezu, 8-12% mas. krzemionki, 2-4% mas. tlenku glinu i 1-3% mas. tlenku żelaza. Zawiesina

PL 234 654 B1 taka powstaje z naturalnego kamienia wapiennego i iłu, w postaci ziaren, przy czym korzystnie 80% części stałych zawiesiny zawiera ziarna o wielkości 0,001-0,125 mm.

Z prac własnych oraz zleconych znany jest sposób otrzymywania nawozu zawiesinowego otrzymanego przez zmieszanie w środowisku wodnym surowca wapniowego, nawozowego wapna tlenkowego, węgla brunatnego oraz stabilizatora zawiesiny. W wyniku częściowej aktywacji uzyskuje się ostateczny produkt.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu wapniowego zawierającego aktywne substancje humusowe. Nieoczekiwanie okazało się, iż jest możliwe otrzymanie stabilnego reologicznie nawozu zawiesinowego, zawierającego wapń w postaci węglanu wapnia oraz ewentualnie magnezu, miał węgla brunatnego oraz aktywator wybrany z wodorotlenku sodu, wodorotlenku potasu i amoniaku. Dzięki procesowi chemicznej aktywacji węgla brunatnego uzyskuje się produkt bardzo wysokiej jakości i przydatności.

Sposób wytwarzania według wynalazku zapewnia otrzymanie nawozu, którego skład jest potężną kombinacją wapnia, substancji humusowych oraz minerałów ilastych, przez co w optymalny sposób wpływa na właściwości fizyczne i chemiczne gleby, stymulację wzrostu i środowisko życia roślin oraz mikroorganizmów glebowych. Zawiesinowa forma nawozu pozwala na dodatkowe korzyści, takie jak radykalne zwiększenie dokładności zabiegu nawożenia, mechanizację transportu, przeładunku i aplikacji gotowego produktu, połączenie zabiegu nawożenia z zastosowaniem środków ochrony roślin oraz wyeliminowanie niekorzystnych zjawisk związanych ze stosowaniem nawozów stałych jak: pylenie oraz konieczność stosowania opakowań jednorazowych. W celu otrzymania stabilnej zawiesiny korzystne jest zastosowanie stabilizatorów zawiesiny w postaci minerałów ilastych.

Podstawową zaletą nawozu otrzymanego sposobem według wynalazku jest bardzo prosty proces produkcyjny, gdyż omija szereg bardzo kosztownych, czasochłonnych i energochłonnych etapów takich jak obróbka wyekstrahowanego roztworu rozpuszczalnych substancji humusowych, a w szczególności ekstrakcja, strącanie, filtrowanie czy suszenie. Szczególnie oryginalna jest również możliwość wykorzystania pożytecznych właściwości humin, czyli substancji nierozpuszczalnych w całym zakresie pH, traconych i usuwanych w postaci odpadów, w znanych procesach otrzymywania aktywnych substancji humusowych, a mających ogromne znaczenie w glebie dla organizmów żywych. Oryginalnym podejściem jest również możliwość wykorzystania pozostałych składników węgla brunatnego, korzystnie wpływających na środowisko glebowe, a w przypadku innych technologii w zasadzie nie możliwe do wykorzystania.

Istotę wynalazku stanowi sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu wapniowego zawierającego substancje humusowe, który polega na 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 5:1 do 1,2:1,oraz aktywowanie substancji humusowych węgla brunatnego NaOH i/lub KOH i/lub NH4OH, które dodaje się w łącznej ilości do 10% mas. całkowitej ilości węgla brunatnego, następnie dodaje się wapń w postaci mączki węglanu wapnia i ewentualnie magnezu w ilości od 15 do 55% mas. oraz stabilizator zawiesiny w postaci minerału ilastego w ilości od 0,1 do 3% mas., po czym dalej prowadzi się proces homogenizacji do uzyskania jednorodnej zawiesiny.

Korzystnie, zawiesinowy nawóz wapniowy otrzymuje się, gdy jako główny surowiec wapienny używa się węglan wapnia i ewentualnie magnezu w postaci mączki o uziarnieniu poniżej 0,1 mm.

Korzystny stopień aktywacji substancji humusowych otrzymuje się, gdy węgiel brunatny charakteryzuje się uziarnieniem poniżej 3 mm i w którym zawartość wody jest nie większa niż 20% mas.

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

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, czyli sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu wapniowego zawierającego substancje humusowe przedstawiono w przykładach.

P r z y k ł a d 1

Do reaktora zaopatrzonego w mieszadło mechaniczne, wprowadza się kolejno wodę technologiczną, wodorotlenek sodu oraz węgiel brunatny o wielkości ziaren poniżej 3 mm, w ilości odpowiednio 450 kg, 10 kg i 130 kg. Proces mieszania prowadzi się w temperaturze pokojowej przez 30 min. Następnie do reaktora wprowadza się 400 kg węglanu wapnia o uziarnieniu poniżej 0,1 mm i 10 kg stabilizatora zawiesiny w postaci attapulgitu, i po 15 min. kończy proces.

PL 234 654 B1

P r z y k ł a d 2

Do reaktora zaopatrzonego w mieszadło mechaniczne, wprowadza się kolejno wodę technologiczną, wodorotlenek sodu oraz węgiel brunatny o wielkości ziaren poniżej 3 mm, w ilości odpowiednio 450 kg, 20 kg i 350 kg. Proces mieszania prowadzi się w temperaturze pokojowej przez 30 min. Następnie do reaktora wprowadza się 150 kg węglanu wapnia o uziarnieniu poniżej 0,1 mm i 30 kg stabilizatora zawiesiny w postaci attapulgitu, i po 15 min. kończy proces.

P r z y k ł a d 3

Do reaktora zaopatrzonego w mieszadło mechaniczne, wprowadza się kolejno wodę technologiczną, wodorotlenek sodu oraz węgiel brunatny o wielkości ziaren poniżej 3 mm, w ilości odpowiednio 500 kg, 20 kg i 200 kg. Proces mieszania prowadzi się w temperaturze pokojowej przez 30 min. Następnie do reaktora wprowadza się 270 kg węglanu wapnia o uziarnieniu poniżej 0,1 mm i 10 kg stabilizatora zawiesiny w postaci attapulgitu, i po 15 min. kończy proces.

P r z y k ł a d 4

Do reaktora zaopatrzonego w mieszadło mechaniczne, wprowadza się kolejno wodę technologiczną, wodorotlenek sodu oraz węgiel brunatny o wielkości ziaren poniżej 3 mm, w ilości odpowiednio 500 kg, 10 kg i 100 kg. Proces mieszania prowadzi się w temperaturze pokojowej przez 30 min. Następnie do reaktora wprowadza się 380 kg węglanu wapnia o uziarnieniu poniżej 0,1 mm i 10 kg stabilizatora zawiesiny w postaci attapulgitu, i po 15 min. kończy proces.

P r z y k ł a d 5

Do reaktora zaopatrzonego w mieszadło mechaniczne, wprowadza się kolejno wodę technologiczną, wodorotlenek potasu oraz węgiel brunatny o wielkości ziaren poniżej 3 mm, w ilości odpowiednio 430 kg, 10 kg i 100 kg. Proces mieszania prowadzi się w temperaturze pokojowej przez 30 min. Następnie do reaktora wprowadza się 450 kg węglanu wapnia o uziarnieniu poniżej 0,1 mm i 10 kg stabilizatora zawiesiny w postaci attapulgitu, i po 15 min. kończy proces.

P r z y k ł a d 6

Do reaktora zaopatrzonego w mieszadło mechaniczne, wprowadza się kolejno wodę technologiczną, wodorotlenek amonu (woda amoniakalna) oraz węgiel brunatny o wielkości ziaren poniżej 3 mm, w ilości odpowiednio 430 kg, 10 kg i 100 kg. Proces mieszania prowadzi się w temperaturze pokojowej przez 30 min. Następnie do reaktora wprowadza się 450 kg węglanu wapnia o uziarnieniu poniżej 0,1 mm i 10 kg stabilizatora zawiesiny w postaci attapulgitu, i po 15 min. kończy proces.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu wapniowego 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 5:1 do 1,2:1, oraz aktywowanie substancji humusowych węgla brunatnego NaOH i/lub KOH i/lub NH4OH, które dodaje się w łącznej ilości do 10% mas. całkowitej ilości węgla brunatnego, następnie dodaje się wapń w postaci mączki węglanu wapnia i ewentualnie magnezu w ilości od 15 do 55% mas. oraz stabilizator zawiesiny w postaci minerału ilastego w ilości od 0,1% do 3% mas., po czym dalej prowadzi się proces homogenizacji do uzyskania jednorodnej zawiesiny.
2. 2. Sposób wytwarzania nawozu według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że wykorzystuje się mączkę węglanu wapnia i ewentualnie magnezu o uziarnieniu poniżej 0,1 mm oraz frakcję węgla brunatnego o uziarnieniu poniżej 3 mm, w którym zawartość wody jest nie większa niż 20% mas.
3. 3. Sposób wytwarzania nawozu według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że jako stabilizator zawiesiny stosuje się minerały ilaste wybrane z grupy smektytu, sepiolitu, bentonitu i attapulgitu.
4. 4. Sposób wytwarzania nawozu według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że proces aktywowania substancji humusowych prowadzi się przez czas od 30 do 60 minut w temperaturze otoczenia.