RU2209230C2 - Method of producing organomineral humin product - Google Patents
Method of producing organomineral humin product Download PDFInfo
- Publication number
- RU2209230C2 RU2209230C2 RU2001125119A RU2001125119A RU2209230C2 RU 2209230 C2 RU2209230 C2 RU 2209230C2 RU 2001125119 A RU2001125119 A RU 2001125119A RU 2001125119 A RU2001125119 A RU 2001125119A RU 2209230 C2 RU2209230 C2 RU 2209230C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrolysis
- mechanochemical
- feedstock
- product
- organomineral
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения органоминерального продукта из сырья природного происхождения и может быть использовано при переработке торфа, сапропеля и бурого угля. The invention relates to a technology for producing an organomineral product from raw materials of natural origin and can be used in the processing of peat, sapropel and brown coal.
Известен способ получения органоминерального продукта, в котором в качестве одного из перерабатываемых компонентов используется бурый уголь, а в качестве добавки - готовое минеральное удобрение карбамид (Россия, патент 2044720, 27.09.95). A known method of producing an organomineral product, in which brown coal is used as one of the processed components, and urea is a finished mineral fertilizer (Russia, patent 2044720, September 27, 1995).
Известен способ получения органоминерального продукта из смеси сапропеля, торфа и других органических добавок с последующим гранулированием и сушкой гранул в кипящем слое (Россия, патент 2041866, 20.08.95). A known method of producing an organomineral product from a mixture of sapropel, peat and other organic additives, followed by granulation and drying of granules in a fluidized bed (Russia, patent 2041866, 20.08.95).
Известен способ получения органоминерального гуминового продукта из торфа, обработанного гидроксидом или силикатом калия (Россия, патент 2021236, 15.10.94) в количестве 5 - 9 мас.% на сухое вещество торфа. A known method of producing an organomineral humic product from peat treated with hydroxide or potassium silicate (Russia, patent 2021236, 15.10.94) in an amount of 5 to 9 wt.% On the dry substance of peat.
Получаемые продукты изготавливаются путем простого смешивания и их можно использовать лишь в качестве удобрений. The resulting products are made by simple mixing and can only be used as fertilizers.
Кроме того, известные способы экономически дорогостоящи, а качественные показатели получаемых продуктов невысоки. In addition, the known methods are economically expensive, and the quality indicators of the resulting products are low.
Известен способ приготовления органоминерального продукта (водоугольной суспензии) путем мокрого измельчения бурого угля с водой при нагреве гидросмеси до 200 -300oС токами высокой частоты под давлением 1,5 - 10 МПа и введением в гидросмесь поверхностно-активных добавок (Россия, патент 2054455, 20.02.96 ). При этом мокрое измельчение бурого угля проводят до фракции 1 - 3 мм, а после барометрической обработки гидросмеси, вторичное измельчение в пароструйной мельнице до фракции 200 -300 мкм.A known method of preparing an organomineral product (water-coal suspension) by wet grinding brown coal with water by heating the slurry to 200-300 o With high frequency currents under pressure of 1.5 - 10 MPa and the introduction of surface-active additives in the slurry (Russia, patent 2054455, 02/20/96). In this case, wet grinding of brown coal is carried out to a fraction of 1 to 3 mm, and after barometric treatment of the slurry, secondary grinding in a steam jet mill to a fraction of 200-300 microns.
Недостатком этого способа является повышенные энергетические затраты, сложность аппаратурного оборудования, большие расходы поверхностно-активных и диспергирующих добавок. The disadvantage of this method is the increased energy costs, the complexity of the equipment, high costs of surface-active and dispersing additives.
Кроме того, низкий энергетический потенциал (высокая зольность, недостаточная концентрация твердой фазы), высокая стоимость вследствие значительных затрат на его приготовление, сужают область применения полученного продукта. In addition, the low energy potential (high ash content, insufficient concentration of the solid phase), high cost due to the significant costs of its preparation, narrow the scope of the resulting product.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения органоминерального гуминового продукта, включающий измельчение гуматосодержащего вещества (торф, бурый уголь, сапропель или другие органические вещества), обработку его щелочным агентом (водный раствор КОН и/или NaОН, и/или NH4OH, и/или соды) с последующим выделением жидкой суспендированной или кашеобразной среды, обработку полученной фракции азотсодержащими солями и выпариванием избыточной влаги (Россия, патент 2007376, 15.02.94).The closest in technical essence is a method for producing an organomineral humic product, including grinding a humate-containing substance (peat, brown coal, sapropel or other organic substances), treating it with an alkaline agent (an aqueous solution of KOH and / or NaOH, and / or NH 4 OH, and / or soda) followed by isolation of a liquid suspended or porridge-like medium, treatment of the obtained fraction with nitrogen-containing salts and evaporation of excess moisture (Russia, patent 2007376, 02.15.94).
Недостатком данного способа является то, что измельченное исходное сырье смешивают с химическим реагентом, поэтому процесс гидролиза лигноцеллюлозной составляющей протекает не в полном объеме, а гуминовая составляющая выделяется лишь частично. The disadvantage of this method is that the crushed feedstock is mixed with a chemical reagent, so the process of hydrolysis of the lignocellulosic component does not proceed in full, and the humic component is only partially released.
Полученный продукт можно использовать только по указанному назначению. Кроме того, к недостаткам следует отнести многостадийность процесса и слишком высокие энергетические затраты, связанные с выделением гуминовой фракции процессом выпаривания конечного продукта. The resulting product can only be used for the specified purpose. In addition, the disadvantages include the multi-stage process and too high energy costs associated with the allocation of the humic fraction by the process of evaporation of the final product.
Задачей настоящего изобретения является создание технологии получения полифункционального органоминерального продукта широкого диапазона применения за счет доразложения органической составляющей в процессе механохимического гидролиза исходного материала и образования гидролизованного коллоидно-дисперсного гуминового продукта. The objective of the present invention is to provide a technology for producing a multifunctional organomineral product of a wide range of applications due to additional decomposition of the organic component in the process of mechanochemical hydrolysis of the starting material and the formation of a hydrolyzed colloidal dispersed humic product.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения органоминерального гуминового продукта, включающего обработку исходного сырья природного происхождения, обогащенного гуминовыми кислотами, химическим реагентом, согласно изобретению органоминеральное сырье подвергают механохимическому гидролизу путем измельчения до крупности не более 5 мкм в водной, водно-щелочной или водно-кислотной, или водно-аммиачной среде при общем гидромодуле 1:3 и скорости вращения ротора не менее 3000 об/мин до получения коллоидного раствора, характеризующего пенообразованием, и падения тока нагрузки на электродвигателе до 20-30% с последующей гомогенизацией полученного продукта не менее 24 ч. The problem is achieved in that in a method for producing an organomineral humic product, including processing a feedstock of natural origin, enriched in humic acids, with a chemical reagent, according to the invention, the organomineral feedstock is subjected to mechanochemical hydrolysis by grinding to a particle size of not more than 5 microns in aqueous, aqueous-alkaline or aqueous -acidic, or aqueous-ammonia medium with a total hydraulic module of 1: 3 and a rotor speed of at least 3000 rpm to obtain a colloidal solution, character izuyuschego foaming and drop the load current on the electric motor to 20-30%, followed by homogenizing the resulting product at least 24 hours.
Механохимический гидролиз осуществляется в реакторе, рабочий орган которого выполнен из титана, при температуре не ниже 90oС.Mechanochemical hydrolysis is carried out in a reactor, the working body of which is made of titanium, at a temperature not lower than 90 o C.
Для получения комплексонов металл - органика в реактор дополнительно вводятся водорастворимые соли переходных металлов в количестве до 1% на 1 т исходного сырья. To obtain metal-organic complexones, water-soluble transition metal salts are added to the reactor in an amount up to 1% per 1 ton of feedstock.
Установлено, что образование комплексонов в системе гуминовые соединения - ионы металлов осуществляется через формирование отдельных координационных узлов на макромолекуле гуминовой кислоты. Число координационных узлов в макромолекулярных комплексах гуминовых кислот с ионами металлов возрастает в ряду: Рb2+>Ni2+>Zn2+>> Со2+> Cd2+>Мn2+>Сa2+>Mg2+. Исследование макроструктуры полученного продукта на электронном микроскопе показывает, что раствор представляет собой глобулярные макроструктуры в воде, имеющие размеры от 300 до 700 нм. В центре глобул видны электронно-плотные субъеденицы, которые и представляют собой ионы металлов.It has been established that the formation of complexons in the system of humic compounds - metal ions is carried out through the formation of individual coordination nodes on the humic acid macromolecule. The number of coordination sites in the macromolecular complexes of humic acids with metal ions increases in the series: Pb 2+ > Ni 2+ > Zn 2+ >> Co 2+ > Cd 2+ > Mn 2+ > Ca 2+ > Mg 2+ . The study of the macrostructure of the obtained product using an electron microscope shows that the solution is a globular macrostructure in water, ranging in size from 300 to 700 nm. In the center of the globules, electron-dense subunits are visible, which are metal ions.
Для получения органоминерального продукта, используемого в качестве высокосортного топлива, в процесс обработки в качестве катализаторов дополнительно вводятся оксиды железа и алюминия в суммарном количестве до 1% на 1 т исходного сырья, а также отработанное масло в количестве до 30% на тонну исходного сырья. To obtain an organomineral product used as a high-grade fuel, iron and aluminum oxides are additionally introduced into the process as catalysts in a total amount of up to 1% per 1 ton of feedstock, as well as used oil in an amount of up to 30% per ton of feedstock.
Кроме того, в процессе измельчения исходного сырья в реактор дополнительно вводят цеолит - алюмосиликат каркасного типа в количестве до 10% на 1 т исходного сырья, при этом получаемый продукт можно использовать в качестве полировальных паст. In addition, in the process of grinding the feedstock, a zeolite - frame type aluminosilicate is added to the reactor in an amount up to 10% per 1 ton of feedstock, while the resulting product can be used as polishing pastes.
Цеолит представляет собой природную многокомпонентную алюмосиликатную систему с кристаллической структурой каркасного типа. Обладая хорошей сорбционной способностью, цеолит при его добавлении в гидрогумат аккумулирует последний, обмениваясь с ним ионами, что в условиях локальной обработки повышает качество обрабатываемой поверхности, нивелируя шероховатости и другие дефекты. Zeolite is a natural multicomponent aluminosilicate system with a crystalline structure of the frame type. Having a good sorption ability, zeolite accumulates the latter when it is added to the hydrohumate, exchanging ions with it, which in the conditions of local processing improves the quality of the treated surface, leveling roughness and other defects.
После обработки поверхности имели гладкую, блестящую, зеркальную поверхность: шероховатость поверхности составляла 0,002 мкм (при известных от 0,32 - 0,025 мкм), класс чистки поверхности после обработки - 12 (в известных не выше 8 - 12). After processing, the surfaces had a smooth, shiny, mirror surface: the surface roughness was 0.002 μm (with known from 0.32 - 0.025 μm), the class of surface cleaning after processing - 12 (in the known no higher than 8 - 12).
Исходный материал, например торф, бурый уголь, сапропель, содержащий лигноцеллюлозную и гуминовую составляющую, непрерывным потоком подают сверху в вертикальный цилиндрический диспергатор роторного типа, корпус которого выполнен из нержавеющей стали, а рабочий орган - из титана. The source material, for example peat, brown coal, sapropel containing lignocellulosic and humic constituents, is fed continuously from above into a vertical cylindrical disperser of rotor type, the casing of which is made of stainless steel, and the working body is made of titanium.
Изнутри реактор футерован кислотоупорными неметаллическими материалами, а снаружи - теплоизолирован. Реактор снабжен оросительными и фильтрующими устройствами. The inside of the reactor is lined with acid-resistant non-metallic materials, and the outside is thermally insulated. The reactor is equipped with irrigation and filtering devices.
Исходный материал раздрабливается до размера частиц, приемлемого для гидролиза, и контактирует с потоком крайне разбавленной сильной неорганической кислоты (например, серной, соляной) в таком количестве, чтобы обеспечить концентрацию 0,5-1,0%, аммиачной водой 25%-нoй концентрации или слабощелочным раствором, что позволяет одновременно провести реакцию целлюлозной составляющей, растворение лигнина и выделение гуминовой составляющей с получением жидкой фазы в форме гидролизного экстракта, содержащего продукты реакции целлюлозной части, раствор лигнина и гуминовых кислот и твердую фазу, содержащую нерастворенный и не прореагировавший материал. The starting material is crushed to a particle size suitable for hydrolysis, and is contacted with a stream of extremely dilute strong inorganic acid (for example, sulfuric, hydrochloric) in such an amount as to provide a concentration of 0.5-1.0%, ammonia water of 25% concentration or slightly alkaline solution, which allows simultaneous reaction of the cellulose component, dissolution of the lignin and isolation of the humic component to obtain a liquid phase in the form of a hydrolysis extract containing the reaction products of the cellulose part, a creature of lignin and humic acids and a solid phase containing undissolved and unreacted material.
Переработка материала при температуре не ниже 90oС в реакторе, ротор которого выполнен из титана, позволяет осуществлять механохимический гидролиз при скорости не менее 3000 об/мин и получить продукт дисперсностью не более 5 мкм, что активирует перерабатываемый материал на уровне кристаллической решетки, а наличие гидроксильных и карбоксильных групп ведет к образованию коллоидных ассоциатов - комплексонов гуминовых кислот, удерживанию указанной твердой фазы так, чтобы она не откладывалась на дне.Processing the material at a temperature not lower than 90 o C in the reactor, the rotor of which is made of titanium, allows mechanochemical hydrolysis at a speed of at least 3000 rpm and to obtain a product with a particle size of not more than 5 microns, which activates the processed material at the level of the crystal lattice, and the presence hydroxyl and carboxyl groups leads to the formation of colloidal associates - complexes of humic acids, the retention of the specified solid phase so that it is not deposited on the bottom.
Измельчение со скоростью не менее 3000 об/мин обеспечивает получение материала стабильного состава с удельной поверхностью на 1 г (3-6)•103 см2. Дальнейшая гомогенизация и дозирование осуществляются в отдельном виброаппарате-отстойнике в течение не менее 24 ч, когда полностью завершаются процессы образования высокомолекулярных ассоциатов.Grinding with a speed of at least 3000 rpm provides a stable composition with a specific surface area of 1 g (3-6) • 10 3 cm 2 . Further homogenization and dosing are carried out in a separate vibrator-settler for at least 24 hours, when the formation of high molecular weight associates is completely completed.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления. Information confirming the possibility of implementation.
Берется одна часть торфа и три части воды, добавляется 1% Na ОН и с помощью суперкавитационного насоса полученная смесь циркулирует в замкнутом контуре реактора, подвергаясь измельчению. В процессе обработки температура суспензии в течение 15 мин достигает 90oС и более, при этом процесс ведут до получения коллоидной системы, характеризующейся активным пенообразованием. Полученный продукт в целях гомогенизации системы выдерживают в танке-отстойнике не менее 24 ч.One part of peat and three parts of water are taken, 1% Na OH is added and, using a supercavitation pump, the resulting mixture is circulated in a closed loop of the reactor, undergoing grinding. During processing, the temperature of the suspension for 15 min reaches 90 o C or more, while the process is carried out to obtain a colloidal system characterized by active foaming. In order to homogenize the system, the resulting product is kept in a settling tank for at least 24 hours.
Исходный кусковой бурый уголь размером частиц до 4 мм поступает вместе с водой на доизмельчение и гидролиз. При высокоскоростном ударном разрушении до размера частиц менее 5 мкм уголь активируется, так как измельчение сопровождается выделением высокой энергии и повышением температуры внутри процесса. Эти условия способствуют выделению гуминовой составляющей и образованию дисперсно-коллоидной системы с содержанием твердой фазы 70-80%. Для повышения энергетического потенциала в смесь добавляют оксиды железа или алюминия в суммарном количестве до 1% на 1 т исходного сырья. The initial lump brown coal with a particle size of up to 4 mm enters with the water for regrinding and hydrolysis. With high-speed impact destruction to a particle size of less than 5 microns, coal is activated, since grinding is accompanied by the release of high energy and an increase in temperature inside the process. These conditions contribute to the release of the humic component and the formation of a dispersed colloidal system with a solids content of 70-80%. To increase the energy potential, iron or aluminum oxides are added to the mixture in a total amount of up to 1% per 1 ton of feedstock.
Дальнейшая гомогенизация в танке-отстойнике позволяет получить продукт, который может использоваться в качестве водоугольного топлива, с улучшенными физико-реологическими и теплофизическими свойствами, пригодный для длительного хранения и транспортировки. Further homogenization in the settling tank allows you to get a product that can be used as water-coal fuel, with improved physico-rheological and thermophysical properties, suitable for long-term storage and transportation.
Аналогичный по свойствам продукт можно получить, добавляя в процессе механохимического гидролиза до 30% на тонну исходного сырья отработанного масла, при этом теплотворная способность топлива повышается с 1070 до 28000 кДж/кг. Таблица содержит данные по науглероживанию торфа и перевод его в класс высокосортных топлив. A product similar in properties can be obtained by adding up to 30% per ton of feedstock of used oil during the process of mechanochemical hydrolysis, while the calorific value of the fuel increases from 1070 to 28,000 kJ / kg. The table contains data on peat carburization and its transfer to the high-grade fuel class.
Получаемый гидролизованный коллоидно-дисперсный базовый продукт имеет желеобразную консистенцию, темно-коричневый цвет и может служить многофункциональной добавкой к технологическим смазкам, улучшающей противоизносные, антифрикционные, противозадирные, антиокислительные и антикоррозионные свойства, составной частью буровых растворов, высокосортным топливом, основой комплексных удобрений и стимуляторов роста растений. The resulting hydrolyzed colloidal dispersed base product has a jelly-like consistency, dark brown color and can serve as a multifunctional additive to technological lubricants that improves antiwear, anti-friction, anti-seize, anti-oxidative and anti-corrosion properties, an integral part of drilling fluids, high-grade fuel, the basis of complex fertilizers and stimulators of complex fertilizers and stimulators of fertilizer growth and stimulants plants.
В качестве органоминерального удобрения полученный продукт обладает высокой биологической активностью за счет содержания гуминовых веществ, определяющих плодородие почвы. As an organomineral fertilizer, the resulting product has high biological activity due to the content of humic substances that determine soil fertility.
При этом энергоемкость процесса снижается до 0,3 кВт/кг продукции, выход продукта увеличивается до 90%, а себестоимость его составляет - 7 руб/кг. At the same time, the energy intensity of the process is reduced to 0.3 kW / kg of product, the yield of the product increases to 90%, and its cost is 7 rubles / kg.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001125119A RU2209230C2 (en) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | Method of producing organomineral humin product |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001125119A RU2209230C2 (en) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | Method of producing organomineral humin product |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001125119A RU2001125119A (en) | 2003-06-20 |
| RU2209230C2 true RU2209230C2 (en) | 2003-07-27 |
Family
ID=29210409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001125119A RU2209230C2 (en) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | Method of producing organomineral humin product |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2209230C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015030620A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Закрытое Акционерное Общество "Торфпром" | Method for producing micro-dispersed organic fertilizer from peat |
| US10752747B2 (en) * | 2015-10-26 | 2020-08-25 | Furanix Technologies B.V. | Humins-containing foam |
-
2001
- 2001-09-12 RU RU2001125119A patent/RU2209230C2/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015030620A1 (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Закрытое Акционерное Общество "Торфпром" | Method for producing micro-dispersed organic fertilizer from peat |
| RU2600700C1 (en) * | 2013-08-27 | 2016-10-27 | Закрытое Акционерное Общество "Торфпром" | Method for obtaining microdispersed organic fertilizer from peat |
| US10752747B2 (en) * | 2015-10-26 | 2020-08-25 | Furanix Technologies B.V. | Humins-containing foam |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3932166A (en) | Landfill and soil conditioner | |
| US20100204378A1 (en) | Polymeric material of photosynthetic origin comprising particulate inorganic material | |
| CN101748168B (en) | Method for preparing humic acid bioactive agent from humic substance-containing raw material | |
| CN100457620C (en) | Process for preparing natural magnesium aluminium silicate gel | |
| CN104768874A (en) | Process and apparatus for obtaining material of value from a bauxite residue | |
| CN109400910A (en) | A kind of neutrality sodium humate and its preparation method and application | |
| CN109796604A (en) | A method of the active humic acid rich in fulvic acid is produced by mineral resources humate | |
| US11319258B2 (en) | Invention relates to a method for producing an organic fertilizer with humic properties | |
| CN111825501A (en) | Preparation method of water-soluble humic acid fertilizer | |
| CN101229926A (en) | Preparation method of styliform nano calcium carbonate | |
| RU2209230C2 (en) | Method of producing organomineral humin product | |
| US10787397B2 (en) | Methods of treating soil with soluble humin | |
| RU2579201C1 (en) | Method of producing potassium humate and facility | |
| WO2022025779A1 (en) | A method for the production of functional humic and fulvic products from natural organic raw materials | |
| US2783122A (en) | Well drilling composition and method of manufacture thereof | |
| RU2052439C1 (en) | Method of ballast calcium humate preparing | |
| Savitskii et al. | Rheological properties of water-coal slurries based on brown coal in the presence of sodium lignosulfonates and alkali | |
| RU2600700C1 (en) | Method for obtaining microdispersed organic fertilizer from peat | |
| RU2242445C2 (en) | Method of preparing biostimulant from peat, biostimulant from peat | |
| CN102465046A (en) | Method for producing biomass water-coal-slurry and biomass water-coal-slurry produced by the method | |
| CN116640465A (en) | High-light-resistance titanium dioxide and preparation method thereof | |
| RU2212435C1 (en) | Composition exhibiting lubrication-cooling properties and a method for preparation thereof | |
| KR20220131294A (en) | Fertilizer manufacturing method | |
| Glass | A Chemical/Thermal Pretreatment Process for the Dewatering of Fuel-Grade Peat | |
| HU209134B (en) | Process for producing of huminacid-alkali salt containing colloidal solutions |