RU2099315C1

RU2099315C1 - Method of producing multipurpose fertilizer with bioactive mass

Info

Publication number: RU2099315C1
Application number: RU9595121520A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Гаркавенко; Л.В. Заводчиков; В.Е. Зайденварг; Ю.Н. Малышев; В.Ю. Никифоров; В.Н. Попов; И.В. Рыбина; А.В. Сабанин; Л.В. Плеханов
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1997-12-20

Abstract

FIELD: fertilizers. SUBSTANCE: invention deals with organomineral fertilizers based on brown coal. In a method where finely disintegrated brown coal is mixed with bioactive additive, the former, prior to be disintegrated, is treated with alkali solution and then consecutively mixed with mineral fertilizer and bioactive additive - aqueous suspension of yeast, milk, and/or sugar industry waste Resultant mixture is granulated and dried. According to invention, aqueous KOH solution is used, granulation is conducted with plasticizer added, alkali treatment and mixing of components are conducted at 20-25 C, and granules are dried at 60-80 C. As plasticizer, ammonium nitrate and urea solution can be utilized in quantity up to 2% based on total fertilizer weight. EFFECT: improved preparation procedure. 7 cl

Description

Изобретение относится к технологии получения комплексных органоминеральных удобрений на основе бурого угля, используемых в сельском хозяйстве. The invention relates to a technology for complex organic mineral fertilizers based on brown coal used in agriculture.

В настоящее время все большее значение приобретают удобрения, содержащие, кроме основных элементов питания (азота, фосфора, калия) и микроэлементов, гуминовые и биологически активные вещества. Комплексные удобрения оказывают эффективное влияние на развитие растений, активизируют обмен веществ и поступление в растение минеральных солей из почвы. Внесение комплексных удобрений позволяет повысить коэффициент использования питательных веществ и снизить нормы их внесения. Использование удобрений такого типа, особенно при систематическом внесении, улучшает физико-химические свойства почв, способствует накоплению в них гумуса, а следовательно повышает плодородие почв и урожайность растений. Fertilizers containing, in addition to the main nutrients (nitrogen, phosphorus, potassium) and trace elements, humic and biologically active substances are becoming increasingly important. Complex fertilizers have an effective effect on the development of plants, activate metabolism and the intake of mineral salts into the plant from the soil. The introduction of complex fertilizers allows you to increase the utilization of nutrients and reduce the rate of their application. The use of fertilizers of this type, especially with systematic application, improves the physicochemical properties of soils, promotes the accumulation of humus in them, and therefore increases soil fertility and plant productivity.

Известен способ получения органоминерального удобрения путем обработки бурого угля щелочным веществом в присутствии биокатализатора на основе испражнений животных. Полученную, таким образом, смесь выдерживают до тех пор, пока ее температура не составит 60 град.C. Затем дают смеси охладиться и получают удобрение, содержащее не менее 5% растворимых в воде гуматов 0,1% микроэлементов и микробную популяцию, (Заявка Франции N 2383146, C 05 F 11/02, опубл. 1978). A known method of producing organic fertilizer by treating brown coal with an alkaline substance in the presence of a biocatalyst based on animal feces. Thus obtained, the mixture is maintained until its temperature reaches 60 degrees C. The mixture is then allowed to cool and a fertilizer containing at least 5% water-soluble humates of 0.1% trace elements and a microbial population is obtained (French Application No. 2383146, C 05 F 11/02, publ. 1978).

К недостаткам способа относятся сложность и длительность процесса получения удобрения в связи с необходимостью предварительной подготовки биокатализатора и длительного выдерживания до достижения необходимой температуры реакционной смеси, а также невысокая агрохимическая эффективность получаемого удобрения, обусловленная низкой активностью гуминовой составляющей и несбалансированностью органической и минеральной частей удобрения. The disadvantages of the method include the complexity and duration of the process of obtaining fertilizer due to the need for preliminary preparation of the biocatalyst and long exposure until the required temperature of the reaction mixture is reached, as well as the low agrochemical efficiency of the resulting fertilizer due to the low activity of the humic component and the imbalance of the organic and mineral parts of the fertilizer.

Известен способ получения органоминерального удобрения путем обработки измельченного бурого угля биоактивным агентом, способным разложить бурый уголь. Биоактивный агент содержит микроорганизмы и энзимы, подобные находящимся в натуральном (природном) компосте. Способ предусматривает также добавление к реакционной массе, полученной после обработки бурого угля биоактивным агентом, связующей среды на основе целлюлозных волокон, и формование полученной смеси в виде гранул. (Международная заявка N 91/09820, C 05 F 11/02, 11/08, опубл. 1991). A known method of producing organic fertilizer by treating crushed brown coal with a bioactive agent capable of decomposing brown coal. The bioactive agent contains microorganisms and enzymes similar to those found in natural compost. The method also includes adding to the reaction mass obtained after treating brown coal with a bioactive agent, a cellulosic fiber binder, and molding the resulting mixture in the form of granules. (International application N 91/09820, C 05 F 11/02, 11/08, publ. 1991).

Недостатком способа является сложность получения биоактивного агента и связующей среды. Кроме того, получаемое удобрение характеризуется низким содержанием биологически активных гуматов и элементов питания растений. В связи с этим оно имеет низкую удобрительную ценность и при внесении в почву больше действует как почвенный кондиционер длительного действия, чем как удобрение. The disadvantage of this method is the difficulty of obtaining a bioactive agent and a binding medium. In addition, the resulting fertilizer is characterized by a low content of biologically active humates and plant nutrients. In this regard, it has low fertilizer value and, when introduced into the soil, acts more as a long-acting soil conditioner than as a fertilizer.

Известен способ получения органоминеральных удобрений путем измельчения бурого угля до крупности 100 мкм и обработки его глютеном или очищенными отходами станций биологической очистки бытовых и промышленных стоков при перемешивании в течение 24 часов при 18-20^oC и постоянном барботировании воздуха. Соотношение угля к биомассе 1:1. Данный способ, принятый за прототип, позволяет получить удобрение, содержащее гуминовые соединения, азот, фосфор, калий, микроэлементы и биомассу, в виде суспензии. (Патент Российской Федерации N 2040516, C 05 F 11/02, опубл. 25.06.95).A known method of producing organic fertilizers by grinding brown coal to a particle size of 100 microns and treating it with gluten or purified waste from biological treatment plants for domestic and industrial effluents with stirring for 24 hours at 18-20 ^o C and constant bubbling of air. The ratio of coal to biomass is 1: 1. This method, adopted as a prototype, allows you to get a fertilizer containing humic compounds, nitrogen, phosphorus, potassium, trace elements and biomass in the form of a suspension. (Patent of the Russian Federation N 2040516, C 05 F 11/02, publ. 25.06.95).

Способ-прототип прост при осуществлении, однако в настоящее время получаемые им удобрения не нашли широкого применения в сельском хозяйстве из-за низкой агрохимической эффективности и сложности процессов хранения и внесения в почву, обусловленной его консистенцией. The prototype method is simple to implement, however, at present, the fertilizers obtained by it have not been widely used in agriculture due to the low agrochemical efficiency and complexity of the storage and application processes in the soil due to its consistency.

Целью изобретения является повышение агрохимической эффективности удобрения за счет обогащения гуматами, оптимизации содержания азота, фосфора, калия, микроэлементов и биомассы и улучшения его эксплуатационных характеристик при одновременном решении экологических проблем, связанных с утилизацией промышленных отходов. The aim of the invention is to increase the agrochemical effectiveness of fertilizers by enriching humates, optimizing the content of nitrogen, phosphorus, potassium, trace elements and biomass and improving its performance while solving environmental problems associated with the disposal of industrial waste.

Поставленная цель достигается тем, что тонко измельченный бурый уголь обрабатывают 2-20% водным раствором щелочи, предпочтительно раствором гидроксида калия, затем смешивают последовательно с минеральным удобрением и биоактивной добавкой, в качестве которой используют водную суспензию отходов дрожжевой, молочной и/или сахарной промышленности, после чего полученную массу формуют в гранулы и сушат. При этом рекомендуется в качестве минерального удобрения использовать суперфосфат, двойной суперфосфат и/или аммофос, или комплексное NPK удобрение, смешивание компонентов вести при температуре 20-25 град. C, а сушку гранул при температуре 60-80 град.C. На стадии формования гранул целесообразно добавлять в реакционную массу пластификатор. В качестве пластификатора предпочтительно использовать раствор аммиачной селитры или мочевины в количестве до 2% от общей массы. This goal is achieved by the fact that finely ground brown coal is treated with a 2-20% aqueous alkali solution, preferably potassium hydroxide solution, then mixed sequentially with mineral fertilizer and a bioactive additive, which is used as an aqueous suspension of waste yeast, dairy and / or sugar industry, after which the resulting mass is formed into granules and dried. It is recommended to use superphosphate, double superphosphate and / or ammophos, or complex NPK fertilizer as a mineral fertilizer, and mix the components at a temperature of 20-25 degrees. C, and drying the granules at a temperature of 60-80 degrees C. At the stage of granule formation, it is advisable to add a plasticizer to the reaction mass. As a plasticizer, it is preferable to use a solution of ammonium nitrate or urea in an amount up to 2% of the total mass.

Предлагаемый способ позволяет получить комплексное удобрение широкого спектра действия, высокая агрохимическая эффективность которого обусловлена наличием в удобрении основных элементов питания растений, микроэлементов, гуминовых стимуляторов роста растений в виде водорастворимых гуматов и биомассы в оптимальном для усвоения растениями соотношении. При этом возможно регулирование в широких пределах содержания в удобрении и соотношения основных элементов питания растений в зависимости от потребности в них конкретно выращиваемой культуры и обеспеченности почвы. Тонко измельченная минеральная составляющая угля, присутствующая в удобрении, выполняет роль пролонгатора действия активных компонентов, что приводит к более полному и эффективному усвоению их растениями, а также к снижению потерь питательных веществ за счет вымывания из почвы. В гранулированном виде удобрение удобнее для упаковки, складирования, транспортировки и внесения в почву. Применение такого удобрения позволяет уменьшить нормы внесения минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры без снижения урожая, снизить загрязнение окружающей среды и рационально решить проблему утилизации отходов. The proposed method allows to obtain complex fertilizer of a wide spectrum of action, the high agrochemical efficiency of which is due to the presence in the fertilizer of the main elements of plant nutrition, trace elements, humic plant growth stimulants in the form of water-soluble humates and biomass in the ratio optimal for assimilation by plants. At the same time, it is possible to regulate over a wide range the content of fertilizer and the ratio of the basic elements of plant nutrition, depending on the need for a particular crop and the availability of soil. The finely ground mineral component of coal present in the fertilizer plays the role of a prolonger of the action of the active components, which leads to a more complete and effective assimilation of them by plants, as well as to a reduction in nutrient losses due to leaching from the soil. In granular form, fertilizer is more convenient for packaging, warehousing, transportation and application to the soil. The use of such a fertilizer can reduce the rate of application of mineral fertilizers for crops without reducing the yield, reduce environmental pollution and rationally solve the problem of waste disposal.

Заявленное изобретение отвечает условию новизны, поскольку оно не известно из достигнутого уровня техники. Изобретение отвечает также условию изобретательского уровня, так как явным образом для специалиста не следует из уровня техники и требует дополнительного изобретательского творчества. Предложенный способ соответствует и критерию "промышленная применимость", поскольку он базируется на использовании доступного сырья, легко осуществим на известном оборудовании, экологически безопасен, а получаемое удобрение может быть широко использовано в сельском хозяйстве. The claimed invention meets the condition of novelty, since it is not known from the achieved level of technology. The invention also meets the condition of an inventive step, since for a specialist it does not follow from the prior art and requires additional inventive creativity. The proposed method also meets the criterion of "industrial applicability", since it is based on the use of available raw materials, is easy to implement on known equipment, environmentally friendly, and the resulting fertilizer can be widely used in agriculture.

Пример. Example.

В качестве исходного сырья для получения удобрения использовали бурый уголь Подмосковного бассейна, содержащий 30-45% органического вещества. Для приготовления удобрения возможно использование практически любого угля, но в случае слишком низкого содержания в нем окисленных органических веществ целесообразно предварительно подвергнуть такой уголь окислению в мягких условиях. Бурый уголь сушат при температуре 80-90 град. C и измельчают до достижения размеров частиц менее 100 мкм. При температуре 20-25 град. C в смесителе смешивают в течении 30 минут 920 г порошка бурого угля и 100 г 19% водного раствора гидроксида калия. По окончании реакции взаимодействия компонентов в смеситель добавляют 54 г порошка комплексного минерального удобрения с соотношением K₂O P₂O₅ N 11:10:11, массу перемешивают до однородного состояния, а затем туда же добавляют в качестве биологически активной добавки 160 г 0,38% водной суспензии отхода сахарной промышленности фильтрационного осадка, образующегося при очистке диффузионного сока. Компоненты продолжают перемешивать в течение 30 минут.Brown coal of the Moscow Region basin containing 30-45% of organic matter was used as a feedstock for obtaining fertilizer. For the preparation of fertilizers, almost any coal can be used, but if the content of oxidized organic substances in it is too low, it is advisable to pre-oxidize such coal under mild conditions. Brown coal is dried at a temperature of 80-90 degrees. C and crushed to achieve particle sizes less than 100 microns. At a temperature of 20-25 degrees. C in a mixer, 920 g of brown coal powder and 100 g of a 19% aqueous potassium hydroxide solution are mixed for 30 minutes. At the end of the reaction of the interaction of the components in the mixer add 54 g of powder of complex mineral fertilizers with a ratio of K ₂ OP ₂ O ₅ N 11:10:11, the mass is mixed until smooth, and then 160 g of 0.38 are added as a biologically active additive % aqueous suspension of sugar industry waste filter cake formed during the purification of diffusion juice. The components continue to mix for 30 minutes.

В полученную массу добавляют 20 мл 4,5% раствора мочевины в качестве пластификатора, затем смесь формуют на шнековом прессе с фильерой диаметром 4 мм. Полученные гранулы сушат при температуре 60-80 град.C до достижения влажности 12-16%
В результате получено комплексное органоминеральное удобрение с содержанием 1-5% азота, 1-5% фосфора, 1-3% калия, 1-2% биоактивной массы и около 5% гумата калия. Наличие в удобрении биоактивной массы способствует при внесении удобрения в почву быстрому размножению почвенных микроорганизмов, помогающих растениям усваивать минеральные вещества. Сочетание данного фактора с ростстимулирующим воздействием гумата позволяет ускорить развитие растений, оптимизировать их питание, что в свою очередь приводит к повышению урожая на 20-30% при сниженных нормах расхода минеральных удобрений.To the resulting mass add 20 ml of a 4.5% urea solution as a plasticizer, then the mixture is molded in a screw press with a die with a diameter of 4 mm. The obtained granules are dried at a temperature of 60-80 degrees C. C to achieve a moisture content of 12-16%
As a result, a complex organomineral fertilizer with a content of 1-5% nitrogen, 1-5% phosphorus, 1-3% potassium, 1-2% bioactive mass and about 5% potassium humate was obtained. The presence of a bioactive mass in the fertilizer contributes to the rapid reproduction of soil microorganisms when fertilizing the soil, helping plants absorb minerals. The combination of this factor with the growth-stimulating effect of humate allows you to accelerate the development of plants, optimize their nutrition, which in turn leads to an increase in yield by 20-30% with reduced consumption rates of mineral fertilizers.

Claims

1. A method of obtaining a complex fertilizer with bioactive mass by fine grinding brown coal and subsequent mixing with a bioactive additive, characterized in that after grinding brown coal is treated with a 2-20% aqueous alkali solution, then mixed with mineral fertilizer as a bioactive additive use an aqueous suspension of waste yeast, dairy and / or sugar industry, after mixing with which the resulting mass is formed into granules and dried.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the treatment of brown coal using 2 20% aqueous solution of potassium hydroxide.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that superphosphate, double superphosphate, and / or ammophos, or a complex NRK fertilizer are used as mineral fertilizer.

4. The method according to claims 1, 2 or 3, characterized in that at the stage of molding a plasticizer is added to the reaction mass.

5. The method according to claim 4, characterized in that as a plasticizer use a solution of ammonium nitrate or urea in an amount of up to 2% of the total weight of the fertilizer.

6. The method according to PP.1 4 or 5, characterized in that the processing of brown coal with an alkali solution and mixing of the components is carried out at 20 25 ^o C.

7. The method according to PP.1 to 5 or 6, characterized in that the drying of the granules is carried out at 60 80 ^o C.