RU2756500C1 - Method for obtaining natural organomineral fertilizer based on glauconite-containing tailings of phosphorite benefication - Google Patents
Method for obtaining natural organomineral fertilizer based on glauconite-containing tailings of phosphorite benefication Download PDFInfo
- Publication number
- RU2756500C1 RU2756500C1 RU2021102319A RU2021102319A RU2756500C1 RU 2756500 C1 RU2756500 C1 RU 2756500C1 RU 2021102319 A RU2021102319 A RU 2021102319A RU 2021102319 A RU2021102319 A RU 2021102319A RU 2756500 C1 RU2756500 C1 RU 2756500C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glauconite
- sulfur
- phosphorite
- peat
- fertilizer
- Prior art date
Links
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229910052631 glauconite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 title claims abstract description 36
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000003415 peat Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 44
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 18
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 8
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003864 humus Substances 0.000 abstract description 4
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 abstract description 3
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 abstract description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 12
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 10
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 9
- 238000009329 organic farming Methods 0.000 description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 8
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 7
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 7
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 6
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- DZHMRSPXDUUJER-UHFFFAOYSA-N [amino(hydroxy)methylidene]azanium;dihydrogen phosphate Chemical compound NC(N)=O.OP(O)(O)=O DZHMRSPXDUUJER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 3
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 3
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 description 3
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- QZXATCCPQKOEIH-UHFFFAOYSA-N Florasulam Chemical compound N=1N2C(OC)=NC=C(F)C2=NC=1S(=O)(=O)NC1=C(F)C=CC=C1F QZXATCCPQKOEIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 244000291564 Allium cepa Species 0.000 description 1
- 235000002732 Allium cepa var. cepa Nutrition 0.000 description 1
- 240000002234 Allium sativum Species 0.000 description 1
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000219198 Brassica Species 0.000 description 1
- 235000003351 Brassica cretica Nutrition 0.000 description 1
- 235000011293 Brassica napus Nutrition 0.000 description 1
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 1
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 1
- 235000011299 Brassica oleracea var botrytis Nutrition 0.000 description 1
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 description 1
- 235000017647 Brassica oleracea var italica Nutrition 0.000 description 1
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 description 1
- 240000003259 Brassica oleracea var. botrytis Species 0.000 description 1
- 235000000540 Brassica rapa subsp rapa Nutrition 0.000 description 1
- 235000003343 Brassica rupestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 241000219146 Gossypium Species 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 240000004658 Medicago sativa Species 0.000 description 1
- 235000017587 Medicago sativa ssp. sativa Nutrition 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 1
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 1
- 244000088415 Raphanus sativus Species 0.000 description 1
- 235000006140 Raphanus sativus var sativus Nutrition 0.000 description 1
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical class O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical class N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000001764 biostimulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N bis(2-chloroethyl) sulfide Chemical compound ClCCSCCCl QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000002509 fulvic acid Substances 0.000 description 1
- 235000004611 garlic Nutrition 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010460 mustard Nutrition 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000000888 organogenic effect Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 231100000208 phytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000000885 phytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000005648 plant growth regulator Substances 0.000 description 1
- 239000004476 plant protection product Substances 0.000 description 1
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical class [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F11/00—Other organic fertilisers
- C05F11/02—Other organic fertilisers from peat, brown coal, and similar vegetable deposits
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии производства удобрений и агропрепаратов и может быть использовано для получения натурального органоминерального удобрения пролонгированного действия на основе глауконитсодержащих хвостов обогащения фосфоритов. Удобрение может быть использовано для восполнения дефицита основных элементов минерального питания растений (азота, серы, фосфора, калия, микроэлементов) и гумуса в почвах, а также для активации почвенных азотфиксирующих микроорганизмов, способствующих естественному накоплению связанных форм азота в почвенных системах.The invention relates to a technology for the production of fertilizers and agricultural products and can be used to obtain a natural organic mineral fertilizer of prolonged action on the basis of glauconite-containing tailings of phosphorite enrichment. The fertilizer can be used to replenish the deficiency of the basic elements of plant mineral nutrition (nitrogen, sulfur, phosphorus, potassium, trace elements) and humus in soils, as well as to activate soil nitrogen-fixing microorganisms that contribute to the natural accumulation of bound forms of nitrogen in soil systems.
Восполнение дефицита фосфора (Р), калия (К), серы (S), микроэлементов происходит за счет включаемых в состав органоминерального удобрения пролонгированного действия (далее – ОМУ) глауконитсодержащих хвостов обогащения фосфоритов (далее - эфель) и серы, восполнение дефицита гумуса - за счет торфа высокой степени разложения, накопление азота (N) в почвах происходит за счет активации жизнедеятельности азотфиксирующих почвенных микроорганизмов под влиянием содержащихся в эфеле кобальта (Со) и молибдена (Мо), а также гуминовых и фульвокислот, источником которых является диспергированный торф. Эффект накопления N в почвах при внесении эфеля и органоминеральных удобрений на основе эфеля доказан соответствующими научными исследованиями [Сырчина Н.В., Ашихмина Т.Я., Богатырёва Н.Н., Кантор Г.Я. Перспективы использования хвостов обогащения фосфоритов в качестве удобрений для органического земледелия // Теоретическая и прикладная экология. 2020. №1. С. 160-166. doi: 10.25750/1995-4301-2020-1-160-166; Сырчина Н.В., Ашихмина Т.Я., Богатырёва Н.Н., Кантор Г.Я. Глаукониты Вятско-камского фосфоритоносного бассейна // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 2. С. 117-122. doi: 10.25750/1995-4301-2020-2-117-122; Торская А.Г., Гуров Д.Б., Сырчина Н.В., Богатырёва Н.Н. Химический состав и перспективы использования хвостов обогащения Верхнекамского фосфоритного рудника в органическом земледелии // Экология родного края: проблемы и пути их решения: материалы XV Всероссийской с международным участием научно-практической конференции. Книга 1. (г. Киров, 18 мая 2020 г.). – Киров: ВятГУ, 2020. – 270 с. С. 48–53]. Накопление азота в почве за счет активации естественных процессов азотофиксации имеет чрезвычайно большое значение, поскольку вносимые в почвы обычные азотные удобрения (сульфаты и нитраты аммония, карбамид) легко вымываются с осадками или при поливе, вызывая целый ряд негативных экологических последствий.Replenishment of the deficiency of phosphorus (P), potassium (K), sulfur (S), microelements occurs due to the included in the composition of the organomineral fertilizer of prolonged action (hereinafter - OMU) glauconite-containing tailings of phosphorite enrichment (hereinafter - ephel) and sulfur, replenishment of the humus deficiency - for Due to peat of a high degree of decomposition, the accumulation of nitrogen (N) in soils occurs due to the activation of the vital activity of nitrogen-fixing soil microorganisms under the influence of cobalt (Co) and molybdenum (Mo) contained in the ephel, as well as humic and fulvic acids, the source of which is dispersed peat. The effect of the accumulation of N in soils when applying the ephel and organic fertilizers based on the ephel has been proven by appropriate scientific research [Syrchina NV, Ashikhmina T.Ya., Bogatyreva NN, Kantor G.Ya. Prospects for the use of phosphorite enrichment tailings as fertilizers for organic farming // Theoretical and Applied Ecology. 2020. No. 1. S. 160-166. doi: 10.25750 / 1995-4301-2020-1-160-166; Syrchina N.V., Ashikhmina T.Ya., Bogatyreva N.N., Kantor G.Ya. Glauconites of the Vyatka-Kama phosphorite basin // Theoretical and Applied Ecology. 2020. No. 2. S. 117-122. doi: 10.25750 / 1995-4301-2020-2-117-122; Torskaya A.G., Gurov D.B., Syrchina N.V., Bogatyreva N.N. Chemical composition and prospects of using the tailings of the Verkhnekamsky phosphorite mine in organic farming // Ecology of the native land: problems and solutions: materials of the XV All-Russian scientific and practical conference with international participation. Book 1. (Kirov, May 18, 2020). - Kirov: VyatSU, 2020 .-- 270 p. S. 48–53]. The accumulation of nitrogen in the soil due to the activation of natural processes of nitrogen fixation is extremely important, since the usual nitrogen fertilizers (ammonium sulfates and nitrates, urea) applied to soils are easily washed out with precipitation or during irrigation, causing a number of negative environmental consequences.
Пролонгированный эффект действия ОМУ обусловлен особенностями его состава. Все элементы, входящие в состав ОМУ, находятся в труднорастворимой форме. Переход Р и S в растворимую (доступную для растений) форму и накопление в почве N происходит под влиянием почвенных микроорганизмов, которые активизируются в теплый период года (в период активной вегетации растений) [Сырчина Н.В., Богатырева Н.Н., Терентьев Ю.Н., Кожевникова А.С. Активирующие добавки для повышения растворимости фосфоритной муки в почвах // Трансформация экосистем под воздействием природных и антропогенных факторов: Материалы международной научной конференции. (г. Киров, 16–18 апреля 2019 г.). – Киров: ВятГУ, 2019. С. 227-232]. Под влиянием сероокисляющих бактерий, входящая в состав ОМУ сера окисляется до серной кислоты (Н2SО4). Материальный баланс соответствующего процесса может быть выражен следующим уравнением:The prolonged effect of the WMD action is due to the peculiarities of its composition. All the elements that make up the WMD are in a poorly soluble form. The transition of P and S into a soluble (plant-accessible) form and the accumulation of N in the soil occurs under the influence of soil microorganisms, which are activated in the warm season (during the period of active vegetation of plants) [Syrchina N.V., Bogatyreva N.N., Terentyev Yu.N., Kozhevnikova A.S. Activating additives to increase the solubility of phosphate rock in soils // Transformation of ecosystems under the influence of natural and anthropogenic factors: Proceedings of an international scientific conference. (Kirov, April 16-18, 2019). - Kirov: VyatSU, 2019. S. 227-232]. Under the influence of sulfur-oxidizing bacteria, the sulfur that is part of the OMU is oxidized to sulfuric acid (H 2 SO 4 ). The material balance of the corresponding process can be expressed by the following equation:
2S + 3О2 + 2Н2О = 2Н2SО4 (1)2S + 3O 2 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4 (1)
Образующаяся Н2SО4 взаимодействует с входящими в состав эфеля малорастворимыми фосфатами кальция (Са3(РО4)2), которые переходят в растворимые и доступные для растений гидрофосфаты (СаНРО4):The resulting Н 2 SO 4 interacts with the poorly soluble calcium phosphates (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) included in the ephel, which transform into soluble and plant-accessible hydrophosphates (CaHPO 4 ):
Са3(РО4)2 + Н2SО4 = 2СаНРО4 + СаSО4 (2)Ca 3 (PO 4 ) 2 + H 2 SO 4 = 2CaHPO 4 + CaSO 4 (2)
За счет соответствующих процессов почвенный раствор обогащается доступными для растений соединениями фосфора и серы. Следует отметить, что в настоящее время до 80% пахотных земель РФ характеризуется низким содержанием сульфатов, что приводит к снижению урожайности и уменьшению накопления белка в растениеводческой продукции, поэтому включение в состав ОМУ серы имеет большое значение не только для активации фосфоритов, но и для восполнения дефицита серы в почвах. Возможный избыток образующейся серной кислоты легко нейтрализуется известковыми компонентами, входящими в состав эфеля:Through appropriate processes, the soil solution is enriched with phosphorus and sulfur compounds available to plants. It should be noted that at present, up to 80% of arable land in the Russian Federation is characterized by a low content of sulfates, which leads to a decrease in yield and a decrease in the accumulation of protein in crop products, therefore, the inclusion of sulfur in the composition of WMD is of great importance not only for the activation of phosphorites, but also for replenishment sulfur deficiency in soils. A possible excess of the formed sulfuric acid is easily neutralized by the lime components that make up the ephel:
Н2SО4 + СаСО3 = СаSО4 + Н2О + СО2 (3)H 2 SO 4 + CaCO 3 = CaSO 4 + H 2 O + CO 2 (3)
В холодный период года активность почвенных микроорганизмов резко снижается и ОМУ не расходуется.In the cold season, the activity of soil microorganisms sharply decreases and WMD is not consumed.
Источником калия является входящий в состав эфеля глауконит - сложный калийсодержащий водный алюмосиликат. Калий находится в глауконите в обменной форме. Постепенное выделение этого элемента из ОМУ в почвенный раствор происходит в результате обменных процессов. The source of potassium is glauconite, a complex potassium-containing aqueous aluminosilicate, which is part of the efel. Potassium is in an exchangeable form in glauconite. The gradual release of this element from the OMU into the soil solution occurs as a result of metabolic processes.
Большой вклад в обеспечение высокой агрохимической эффективности ОМУ вносит диспергированный торф, как источник гумусовых кислот. Гумусовые кислоты в составе ОМУ выполняют следующую функциональную нагрузку:Dispersed peat, as a source of humic acids, makes a great contribution to ensuring the high agrochemical efficiency of WMD. Humic acids in the composition of the OMU carry out the following functional load:
- регулируют кислотность почвенного раствора, предотвращая его подкисление под действием продуктов окисления серы;- regulate the acidity of the soil solution, preventing its acidification under the action of sulfur oxidation products;
- связывают содержащиеся в почве и эфеле полуторные оксиды (соединения Fe3+ и Al3+) в прочные хелатные комплексы, препятствуя таким образом образованию труднорастворимых фосфатов железа и алюминия; - bind sesquioxides (Fe 3+ and Al 3+ compounds) contained in soil and ephel into strong chelate complexes, thus preventing the formation of sparingly soluble iron and aluminum phosphates;
- оказывают биостимулирующее и адаптогенное действие на растения и почвенные микроорганизмы, способствуя таким образом лучшему развитию растений. - have a biostimulating and adaptogenic effect on plants and soil microorganisms, thus contributing to the better development of plants.
Следует отметить, что гуминовые вещества торфяного происхождения являются более безопасными, чем широко используемые в настоящее время гуминовые кислоты, выделяемые из бурого угля. Бурые угли характеризуются повышенным содержанием экологически опасных полициклических ароматических углеводородов. В торфе соответствующие экотоксиканты практически отсутствуют. Кроме того, использование торфа позволяет оптимизировать технологический процесс гранулирования и получить достаточно прочные гранулы ОМУ. It should be noted that humic substances of peat origin are safer than the currently widely used humic acids extracted from brown coal. Brown coals are characterized by a high content of environmentally hazardous polycyclic aromatic hydrocarbons. The corresponding ecotoxicants are practically absent in peat. In addition, the use of peat makes it possible to optimize the technological process of granulation and to obtain sufficiently strong WMD granules.
Реализуемый в почвенных системах механизм активации и расходования удобрения, позволяет отнести ОМУ к категории самых современных «умных удобрений».The mechanism of activation and consumption of fertilizers implemented in soil systems makes it possible to classify WMD as the most modern “smart fertilizers”.
Уровень техникиState of the art
Из существующего уровня техники известен способ получения удобрения-мелиоранта, включающего глауконитовый песчаник, для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и снижения кислотности почвы [Лебедовский И.А., Шеуджен А., Сапиев Р.Н. Удобрение-мелиорант на основе глауконита // Патент RU 2524992 С2. Заявка №2012111093/13 от 23.03.2012. МПК C05D 9/00. Опубл.: 10.08.2014 в Бюл. № 22]. Внесение удобрения-мелиоранта приводит к повышению суммы поглощенных оснований почвы и возрастанию ее буферной способности по отношению к кислой среде. Преимущество соответствующей разработки состоит в простоте технологии получения мелиоранта и низкой его себестоимости. Однако мелиорант предназначен для кислых почв, что ограничивает сферу его применения. К недостаткам разработки следует отнести то, что элементы питания растений в удобрении-мелиоранте находятся в малорастворимой и, следовательно, малодоступной для растений форме, что снижает их агрохимическую эффективность, удобрение характеризуется относительно низким содержанием фосфора, отсутствием серы и гумусовых веществ. From the existing level of technology, a method of obtaining a fertilizer-ameliorant, including glauconite sandstone, is known to increase the yield of agricultural crops and reduce the acidity of the soil [Lebedovsky IA, Sheudzhen A., Sapiev R.N. Fertilizer-ameliorant based on glauconite // Patent RU 2524992 C2. Application No. 2012111093/13 dated 23.03.2012. IPC C05D 9/00. Published: 08/10/2014 in Bul. No. 22]. The introduction of a fertilizer-ameliorant leads to an increase in the amount of absorbed soil bases and an increase in its buffering capacity in relation to an acidic environment. The advantage of the corresponding development is the simplicity of the technology for obtaining the ameliorant and its low cost. However, the ameliorant is intended for acidic soils, which limits its scope. The disadvantages of the development include the fact that the nutrients of plants in the fertilizer-ameliorant are in a poorly soluble and, therefore, inaccessible form for plants, which reduces their agrochemical efficiency, the fertilizer is characterized by a relatively low content of phosphorus, the absence of sulfur and humic substances.
Известен способ получения органо-минерального комплексного удобрения, включающего кварц-глауконитовый песок и источник органического вещества [Пындак В.И., Степкина Ю.А. Способ приготовления органо-минерального комплексного удобрения // Патент RU 2316523. Заявка №2006133790/15 от 21.09.2006. МПК C05D 9/00, C05F 3/00, C05F 7/00, C05F 9/04. Опубликовано: 10.02.2008 в Бюл. № 4]. В качестве органического вещества авторы соответствующего способа используют смесь навоза (преимущественно куриного помета) и илового осадка, полученного при биологической очистке бытовых сточных вод. При этом органические компоненты подвергаются обеззараживанию, обезвреживанию и сушке. Существенным недостатком предлагаемого способа является включение в состав удобрения биогенных отходов - осадков сточных вод и/или навоза (куриного помета). Соответствующие отходы не пригодны для использования в органическом земледелии, ограничено их применение и при выращивании многих сельскохозяйственных культур [ГОСТ Р 54651-2011. Удобрения органические на основе осадков сточных вод. Технические условия]. Кроме того, включаемые в состав удобрения органогенные компоненты характеризуются повышенным содержанием тяжелых металлов и неприятным запахом, что снижает товарные характеристики готового удобрения. Удобрение неизбежно будет содержать токсичные продукты гниения биогенных отходов (навоза, осадков сточных вод) и вредную для растений мочевую кислоту. При хранении удобрения в условиях повышенной влажности (что характерно для климата РФ) процессы гниения будут усиливаться. A known method of obtaining an organo-mineral complex fertilizer, including quartz-glauconite sand and a source of organic matter [Pyndak VI, Stepkina Yu.A. Method of preparation of organo-mineral complex fertilizer // Patent RU 2316523. Application No. 2006133790/15 dated 09.21.2006. IPC C05D 9/00, C05F 3/00, C05F 7/00, C05F 9/04. Published: 10.02.2008 in Bul. No. 4]. As an organic substance, the authors of the corresponding method use a mixture of manure (mainly chicken droppings) and sludge obtained during the biological treatment of domestic wastewater. At the same time, organic components are decontaminated, neutralized and dried. A significant disadvantage of the proposed method is the inclusion of biogenic waste in the fertilizer - sewage sludge and / or manure (chicken droppings). The corresponding waste is not suitable for use in organic farming, their use is limited in the cultivation of many agricultural crops [GOST R 54651-2011. Organic fertilizers based on sewage sludge. Specifications]. In addition, the organogenic components included in the fertilizer are characterized by an increased content of heavy metals and an unpleasant odor, which reduces the commercial characteristics of the finished fertilizer. The fertilizer will inevitably contain toxic products of rotting biogenic waste (manure, sewage sludge) and uric acid harmful to plants. When the fertilizer is stored in conditions of high humidity (which is typical for the climate of the Russian Federation), the decay processes will intensify.
Более благоприятным составом отличается удобрение на основе специально обработанного птичьего помета, глауконита и ассоциации бактериальных штаммов рода Bacillus [Калилец А.А., Волков М.Ю. Комплексное удобрение // Патент RU 2617345 С1. Заявка №2016100907 от 12.01.2016. МПК C05F 11/08. Опубликовано: 24.04.2017 в Бюл. № 12]. Изобретение относится к области промышленного производства биоудобрений для сельского хозяйства. Удобрение содержит необходимые компоненты для эффективного улучшения почвы, обеспечения роста растений и жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. К недостаткам предлагаемого удобрения следует отнести повышенное содержание тяжелых металлов (тяжелые металлы включают в состав минеральных подкормок для птиц), выраженный неприятный запах, характерный для птичьего помета, наличие токсичных продуктов гниения и мочевой кислоты (присутствует в птичьем помете), оказывающей неблагоприятное влияние на развитие растений. Удобрение непригодно для органического земледелия, поскольку птичий помет обычных птицефабрик (не занимающихся производством органических продуктов) недопустим для использования при производстве органической продукции. Применение бактериальных штаммов существенно ограничивает сроки хранения удобрения, ужесточает требования к условиям его хранения и повышает стоимость.A more favorable composition is a fertilizer based on specially treated poultry droppings, glauconite and the association of bacterial strains of the genus Bacillus [Kalilets AA, Volkov M.Yu. Complex fertilizer // Patent RU 2617345 C1. Application No. 2016100907 dated 12.01.2016. IPC C05F 11/08. Published: 24.04.2017 in Bul. No. 12]. The invention relates to the field of industrial production of biofertilizers for agriculture. The fertilizer contains the necessary components for effective soil improvement, plant growth and the vital activity of soil microorganisms. The disadvantages of the proposed fertilizer include an increased content of heavy metals (heavy metals are included in the composition of mineral feed for birds), a pronounced unpleasant odor characteristic of poultry droppings, the presence of toxic decay products and uric acid (present in poultry droppings), which has an adverse effect on development plants. The fertilizer is not suitable for organic farming, as poultry manure from conventional poultry farms (not producing organic products) is unacceptable for use in organic production. The use of bacterial strains significantly limits the shelf life of the fertilizer, toughens the requirements for storage conditions and increases the cost.
Известен способ получения органоминерального удобрения, содержащего смесь куриного помета и минеральных компонентов (карбанатно-глинисто-кремнисто-цеолитовой породы или глауконитовой породы) [Осипов А.К., Пресняков А.Д., Кудашкин Ф.Д., Седова А.А. Органоминеральное удобрение (варианты) // Патент RU № 2351576 С1. Заявка №2007122608/15 от 15.06.2007. МПК C05F 3/00. Опубликовано: 10.04.2009 Бюл. № 10]. Минеральные компоненты в удобрении измельчаются и смешиваются с куриным пометом в определенном соотношении. Предлагаемые варианты составов органоминерального удобрения позволяют очистить помещения и территорию птицеводческих предприятий от стоков и получить ценное органоминеральное удобрение, которое содержит все необходимые компоненты для эффективного улучшения почвы, условий роста растений, а также позволяет снизить кислотность почвы. К недостаткам предлагаемого состава следует отнести непригодность его использования в органическом земледелии, повышенное содержание тяжелых металлов и фитотоксичной мочевой кислоты, наличие токсичных продуктов гниения помета, неприятный запах. A known method of obtaining organic fertilizer containing a mixture of chicken manure and mineral components (carbonate-clay-siliceous-zeolite rock or glauconite rock) [Osipov A.K., Presnyakov A.D., Kudashkin FD, Sedova A.A. Organomineral fertilizer (options) // Patent RU No. 2351576 C1. Application No. 2007122608/15 dated June 15, 2007. IPC C05F 3/00. Published: 10.04.2009 Bul. No. 10]. Mineral components in the fertilizer are crushed and mixed with chicken manure in a certain ratio. The proposed options for the composition of organic fertilizer allow you to clean the premises and territory of poultry farms from effluents and obtain valuable organic fertilizer, which contains all the necessary components for effective improvement of the soil, plant growth conditions, and also reduces the acidity of the soil. The disadvantages of the proposed composition include the unsuitability of its use in organic farming, the increased content of heavy metals and phytotoxic uric acid, the presence of toxic products of decay of droppings, an unpleasant odor.
Известно минерально-органическое комплексное удобрение, содержащее кварц-глауконитовые пески, мел и сапропель в качестве источника органического вещества [Вознесенский В.Н., Маковский А.Н., Лядов В.В, Гляденов С.Н., Кулишев А.В. Минерально-органическое комплексное удобрение на основе кварц-глауконитового песка // Патент RU 2189959. Заявка №2000100522/12 от 10.01.2000. МПК C05D 9/02, C05F 7/00, C05G 3/04, Опубликовано: 27.09.2002 в Бюл. № 27]. К недостаткам соответствующего технического решения следует отнести неопределенное содержание элементов питания в удобрении, обусловленное высокой вариабельностью состава сапропеля и низкую биодоступность элементов питания, входящих в минеральную часть удобрения. В предлагаемом техническом решении утверждается, что содержание Р2О5 в кварц-глауконитовых песках достигает 25%. Данное утверждение явно ошибочно, поскольку даже в фосфоритной муке содержание Р2О5 редко достигает соответствующего уровня. В присутствии мела биодоступность фосфора существенно снижается. Кроме того, применение сапропеля не предусмотрено в технологиях производства органических продуктов. Known mineral-organic complex fertilizer containing quartz-glauconite sands, chalk and sapropel as a source of organic matter [Voznesensky V.N., Makovsky A.N., Lyadov V.V., Glyadenov S.N., Kulishev A.V. Mineral-organic complex fertilizer based on quartz-glauconite sand // Patent RU 2189959. Application No. 2000100522/12 dated 10.01.2000. IPC C05D 9/02, C05F 7/00, C05G 3/04, Published: 27.09.2002 in Bul. No. 27]. The disadvantages of the corresponding technical solution include the undefined content of nutrients in the fertilizer, due to the high variability of the sapropel composition and the low bioavailability of the nutrients included in the mineral part of the fertilizer. The proposed technical solution states that the content of Р 2 О 5 in quartz-glauconite sands reaches 25%. This statement is clearly erroneous, since even in phosphate rock the content of Р 2 О 5 rarely reaches the corresponding level. In the presence of chalk, the bioavailability of phosphorus is significantly reduced. In addition, the use of sapropel is not provided for in the technologies for the production of organic products.
Известен способ получения удобрений пролонгированного действия на основе фосфоритной муки, серы, фосфата мочевины и гуматов [Будков В. А., Пуховский А. В., Сычев В. Г. Способ получения комплексных удобрений пролонгированного действия // Патент RU 2443663 С1. Заявка №2010129268/13 от 15.07.2010. МПК C05B 13/02, C05G 1/00. Опубликовано: 27.02.2012 Бюл. № 6]. A known method of producing fertilizers with prolonged action based on phosphate rock, sulfur, urea phosphate and humates [Budkov V. A., Pukhovsky A. V., Sychev V. G. Method of obtaining complex fertilizers with prolonged action // Patent RU 2443663 C1. Application No. 2010129268/13 dated 15.07.2010. IPC C05B 13/02, C05G 1/00. Published: 27.02.2012 Bul. No. 6].
Способ включает смешение фосфоритной муки с дисперсной элементарной серой в весовом соотношении (фосфоритная мука : дисперсная элементарная сера) от 6:1 до 4:1 и фосфатом мочевины в весовом отношении ее к фосфоритной муке от 1:0,8 до 1:8,5 с последующим гранулированием шихты методом прессования. Фосфоритную муку перед смешением с другими компонентами обрабатывают гуматом в количестве 0,1-1,0 вес.%. Недостатками данного технического решения являются высокая стоимость и дефицитность включаемого в состав удобрения фосфата мочевины, высокая стоимость гуматов, нерешенность проблемы устранения избыточной кислотности, которая, ввиду высокого содержания серы и фосфата мочевины в удобрении, неизбежно возникнет при внесении данного удобрения в почву. Из-за выраженного подкисляющего эффекта предлагаемое удобрение может быть использовано только на нейтральных и щелочных почвах. Между тем, треть пахотных земель РФ характеризуется повышенной кислотностью, причем тенденция к закислению почв приобретает опасные масштабы. В состав удобрения не включены калийсодержащие компоненты. Наличие в удобрении фосфата мочевины делает невозможным его использование в практике органического земледелия.The method involves mixing phosphate rock with dispersed elemental sulfur in a weight ratio (phosphate rock: dispersed elemental sulfur) from 6: 1 to 4: 1 and urea phosphate in a weight ratio of it to phosphate rock from 1: 0.8 to 1: 8.5 followed by granulation of the charge by pressing. Before mixing with other components, phosphorite flour is treated with humate in an amount of 0.1-1.0 wt.%. The disadvantages of this technical solution are the high cost and scarcity of urea phosphate included in the fertilizer, the high cost of humates, the unresolved problem of eliminating excess acidity, which, due to the high content of sulfur and urea phosphate in the fertilizer, will inevitably arise when this fertilizer is introduced into the soil. Due to the pronounced acidifying effect, the proposed fertilizer can only be used on neutral and alkaline soils. Meanwhile, one third of arable land in the Russian Federation is characterized by high acidity, and the tendency towards soil acidification is becoming dangerous. The composition of the fertilizer does not include potassium-containing components. The presence of urea phosphate in the fertilizer makes it impossible to use it in the practice of organic farming.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ получения натурального органоминерального удобрения на основе фосфоритной муки [Ашихмина Т.Я., Сырчина Н.В., Терентьев Ю.Н., Потапова И.А., Малышева А.В., Мартынов М.В. Способ получения натурального органоминерального удобрения на основе фосфоритной муки // Патент RU 2708985 С1. Заявка №2019125799 от 14.08.2019. МПК C05F 11/02, C05B 13/02. Опубликовано: 12.12.2019 Бюл. № 35]. Удобрение характеризуется пролонгированным периодом действия. Состав и технология производства соответствуют принципам Зеленой химии. В качестве сырья для производства удобрения используются торф высокой степени разложения, фосфоритная мука, глауконитовый концентрат с содержанием глауконита 95±5% или кварцево-глауконитовый песок с содержанием глауконита не менее 45 масс.% и сера молотая. Сырьевые компоненты измельчаются и смешиваются. Полученная смесь подвергается гранулированию. Описанный способ является по совокупности существенных признаков наиболее близким к заявляемому изобретению, поэтому он принят в качестве прототипа заявляемого изобретения. Существенным недостатком данного способа является высокая стоимость таких компонентов, как глауконит или глауконитовый концентрат и фосфоритная мука, что существенно снижает конкурентоспособность готовой формы удобрения на рынке.The closest to the claimed technical solution in terms of the technical essence and the achieved technical result is a method of obtaining a natural organomineral fertilizer based on phosphate rock [Ashikhmina T.Ya., Syrchina N.V., Terentyev Yu.N., Potapova I.A., Malysheva A V.V., Martynov M.V. Method of obtaining natural organomineral fertilizer based on phosphate rock // Patent RU 2708985 C1. Application No. 2019125799 dated 08/14/2019. IPC C05F 11/02, C05B 13/02. Published: 12.12.2019 Bul. No. 35]. The fertilizer is characterized by a prolonged period of action. The composition and production technology comply with the principles of Green Chemistry. Peat with a high degree of decomposition, phosphorite flour, glauconite concentrate with a glauconite content of 95 ± 5% or quartz-glauconite sand with a glauconite content of at least 45 wt% and ground sulfur are used as raw materials for the production of fertilizers. The raw materials are crushed and mixed. The resulting mixture is granulated. The described method is by the totality of essential features the closest to the claimed invention, therefore it is adopted as a prototype of the claimed invention. A significant disadvantage of this method is the high cost of components such as glauconite or glauconite concentrate and phosphate rock, which significantly reduces the competitiveness of the finished form of fertilizer on the market.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка безотходного, экологически безопасного и низкозатратного способа получения натурального органоминерального удобрения пролонгированного действия на основе глауконитсодержащих хвостов обогащения фосфоритов (с содержанием глауконита не менее 50%, содержанием Р2О5 не менее 10%, содержанием К2О не менее 3,5%), диспергированной серы молотой для сельского хозяйства и диспергированного низинного торфа высокой степени разложения, содержащего комплекс гумусовых кислот. Удобрение предназначено для восполнения дефицита основных элементов минерального питания растений (азота, серы, фосфора, калия, микроэлементов) и гумуса в почвах, а также для активации почвенных азотфиксирующих микроорганизмов, способствующих накоплению связанных форм азота в почвенных системах. ОМУ должно быть совместимо с другими агрохимикатами и биопрепаратами и пригодно для использования на любых типах почв, а также в системах органического земледелия. Технология производства ОМУ должна быть безотходной и соответствовать принципам Зеленой химии.The technical objective of the present invention is to develop a waste-free, environmentally friendly and low-cost method for producing a natural organic mineral fertilizer of prolonged action based on glauconite-containing phosphorite enrichment tailings (with a glauconite content of at least 50%, a P 2 O 5 content of at least 10%, a K 2 O content of at least 3.5%), dispersed ground sulfur for agriculture and dispersed low-lying peat of a high degree of decomposition, containing a complex of humic acids. The fertilizer is intended to replenish the deficiency of the basic elements of plant mineral nutrition (nitrogen, sulfur, phosphorus, potassium, trace elements) and humus in soils, as well as to activate soil nitrogen-fixing microorganisms that contribute to the accumulation of bound forms of nitrogen in soil systems. WMD should be compatible with other agrochemicals and biological products and be suitable for use on any type of soil, as well as in organic farming systems. The technology for the production of weapons of mass destruction must be waste-free and comply with the principles of Green Chemistry.
Данная задача решается за счет включения в состав ОМУ только натуральных компонентов, разрешенных для использования в органическом производстве [ГОСТ Р 56508-2015. Продукция органического производства. Правила производства, хранения, транспортирования], оптимального подбора компонентов ОМУ, обеспечивающего синергический эффект при внесении удобрения в почву, использования естественного микробиологического потенциала почвенных систем для окисления серы и накопления в почве связанного азота, а также применения современного технологического оборудования (в том числе высокоэффективных диспергирующих аппаратов) и технологий обработки сырья и материалов.This problem is solved by including in the composition of the WMD only natural ingredients permitted for use in organic production [GOST R 56508-2015. Organic products. Rules for the production, storage, transportation], the optimal selection of WMD components, providing a synergistic effect when fertilizing the soil, using the natural microbiological potential of soil systems for sulfur oxidation and accumulation of bound nitrogen in the soil, as well as the use of modern technological equipment (including highly effective dispersing devices) and technologies for processing raw materials and materials.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является получение нового вида натурального комплексного органоминерального удобрения пролонгированного действия на основе глауконитсодержащих хвостов обогащения фосфоритов, содержащего фосфор, серу, комплекс микроэлементов и гумусовые кислоты. The technical result, provided by the above set of features, is to obtain a new type of natural complex organic mineral fertilizer of prolonged action based on glauconite-containing tailings of phosphorite enrichment, containing phosphorus, sulfur, a complex of trace elements and humic acids.
Технический результат достигается чем, что предлагаемый способ получения органоминерального удобрения, содержащего глауконитосодержащие хвосты обогащения фосфоритов, серу молотую для сельского хозяйства, диспергированный низинный торф высокой степени разложения и воду, включает следующие основные операции:The technical result is achieved by the fact that the proposed method for producing an organomineral fertilizer containing glauconite-containing tailings of phosphorite enrichment, ground sulfur for agriculture, dispersed low-lying peat of a high degree of decomposition and water, includes the following basic operations:
просеивание, кондиционирование по влажности и дробление торфа до 1 ÷ 2 мм, глауконитосодержащие хвосты обогащения фосфоритов - до 0,1 ÷ 0,01 мм и серы до 0,1 ÷ 0,01 мм дисперсности;screening, moisture conditioning and crushing of peat up to 1 ÷ 2 mm, glauconite-containing tailings of phosphorite enrichment - up to 0.1 ÷ 0.01 mm and sulfur up to 0.1 ÷ 0.01 mm of fineness;
приготовление в диссольвере смеси серы, торфа и воды; preparation of a mixture of sulfur, peat and water in a dissolver;
перекачка полученной суспензии винтовым насосом из емкости диссольвера в роторно-импульсный аппарат, статический проточный кавитатор или гидроударный узел мокрого помола для диспергирования компонентов до состояния однородной устойчивой пасты с получением частиц серы в пасте размером не превышающим 0,005 ÷ 0,01 мм; pumping the resulting suspension by a screw pump from the dissolver tank into a rotary-pulse apparatus, a static flow-through cavitator or a hydropercussion unit for wet grinding to disperse the components to the state of a homogeneous stable paste with obtaining sulfur particles in the paste with a size not exceeding 0.005 ÷ 0.01 mm;
- смешивание серо-торфяной пасты с глауконитосодержащими хвостами обогащения фосфоритов в двухвальном смесителе;- mixing of gray-peat paste with glauconite-containing tailings of phosphorite enrichment in a twin-shaft mixer;
- подача полученной смеси компонентов двухвинтовым питателем на пресс-гранулятор для получения гранул диаметром 5 мм и высотой 5 мм; - supply of the resulting mixture of components by a twin-screw feeder to a pellet press to obtain granules with a diameter of 5 mm and a height of 5 mm;
- подача гранул ленточным конвейером на барабанный противоточный холодильник для охлаждения наружным воздухом до 30 ÷ 35оС и дополнительного окатывания;- supply of granules by a belt conveyor to a counter-current drum cooler for cooling with outside air up to 30 ÷ 35 o C and additional rounding;
- затаривание гранулированного натурального органоминерального удобрения в мешки или мягкие контейнеры. - packing of granular natural organomineral fertilizers into bags or soft containers.
Предлагаемая технология производства ОМУ является практически безотходной и полностью соответствует принципам Зеленой химии. The proposed technology for the production of WMD is practically waste-free and fully complies with the principles of Green Chemistry.
Свойства готового удобренияFinished fertilizer properties
Готовая форма удобрения представляет собой негигроскопичный взрыво и пожаробезопасный гранулированный продукт с размером гранул около 3 мм. Цвет гранул темно-серый. Гранулы выдерживают нагрузку не менее 1,2 кг на гранулу, что позволяет транспротировать их в мешках или мягких контейнерах. В процессе хранения гранулы не слеживаются. При внесении в почву под влиянием почвенной влаги гранулы набухают и рассыпаются, что обеспечивает необходимую скорость протекания микробиологических процессов окисления тонкодисперсной серы и активации труднорастворимых фосфатов. ОМУ совместимо с другими формами минеральных и органических удобрений, средствами защиты растений, регуляторами роста и может быть использовано на любых типах почв и под любые культуры. The finished form of fertilizer is a non-hygroscopic, explosive and fireproof granular product with a granule size of about 3 mm. The color of the granules is dark gray. Granules withstand a load of at least 1.2 kg per granule, which allows them to be transported in bags or soft containers. During storage, the granules do not cake. When introduced into the soil under the influence of soil moisture, the granules swell and disintegrate, which provides the necessary rate of microbiological oxidation of fine sulfur and activation of sparingly soluble phosphates. WMD is compatible with other forms of mineral and organic fertilizers, plant protection products, growth regulators and can be used on any type of soil and under any crop.
В 100 кг ОМУ (в расчете на безводную форму) будет содержаться (кг):100 kg of WMD (based on the anhydrous form) will contain (kg):
эфель – 80 ÷ 85;ephel - 80 ÷ 85;
сера молотая – 7 ÷ 10;ground sulfur - 7 ÷ 10;
торф высокой степени разложения – 8 ÷ 10 (включая гумусовые кислоты – 7 ÷ 8 % от массы торфа).peat with a high degree of decomposition - 8 ÷ 10 (including humic acids - 7 ÷ 8% of the mass of peat).
Основными действующими веществами ОМУ будут фосфор (8 ÷ 9 % в пересчете на Р2О5) и сера (7 ÷ 10% в пересчете на S). The main active substances of WMD will be phosphorus (8 ÷ 9% in terms of Р 2 О 5 ) and sulfur (7 ÷ 10% in terms of S).
Соответствующее удобрение предназначено для применения на всех видах почв и под различные культуры. Наибольшую ценность может представлять для выращивания культур, требовательных к содержанию серы (рапс, репа, редис, чеснок, лук, кочанная капуста, брокколи, горчица, а также свекла, кукуруза, лен, хлопчатник, табак, соя, горох, люцерна, клевер и др.). The appropriate fertilizer is intended for use on all types of soil and under various crops. It can be of greatest value for growing crops that are demanding on the content of sulfur (rapeseed, turnip, radish, garlic, onion, cabbage, broccoli, mustard, as well as beets, corn, flax, cotton, tobacco, soybeans, peas, alfalfa, clover, etc. etc.).
Проведенные испытания полученных образцов на легких суглинистных почвах показали, что внесение ОМУ в норме 350 кг/га (или 30 кг/га в расчете на Р2О5) приводит к увеличению содержания подвижного фосфора в агроземе на 88 ± 7 % уже через 10 дней после внесения, при этом содержание подвижной серы (SО4 2-) увеличивается в 1,5 ÷ 2 раза. Через 30 дней после внесения ОМУ содержание азота в агроземе увеличивается на 40 ÷ 45 %.The tests of the obtained samples on light loamy soils showed that the introduction of WMD at a rate of 350 kg / ha (or 30 kg / ha based on P 2 O 5 ) leads to an increase in the content of mobile phosphorus in the agrozem by 88 ± 7% after 10 days. after application, while the content of mobile sulfur (SO 4 2- ) increases by 1.5 ÷ 2 times. 30 days after the introduction of WMD, the nitrogen content in the agrozem increases by 40 ÷ 45%.
В отличие от прототипа, предлагаемое техническое решение обеспечивает следующие преимущества:Unlike the prototype, the proposed technical solution provides the following advantages:
- из состава удобрения исключаются дорогие компоненты - очищенный глауглауконит (или глауконитовый концентрат) и фосфоритная мука. Глауконит и глауконитовый концентрат, включаемые в состав прототипа, выделяются из кварцево-глауконитовых песков методом магнитной сепарации. Этот процесс характеризуется высокой энергоемкостью, за счет чего увеличивается стоимость готового продукта. При обогащении кварцево-глауконитовых песков образуются отходы (в основном кварц). При производстве фосфоритной муки (важнейший компонент прототипа) также образуются отходы (в частности, хвосты обогащения);- expensive components are excluded from the fertilizer - refined glauglauconite (or glauconite concentrate) and phosphate rock. Glauconite and glauconite concentrate included in the prototype are separated from quartz-glauconite sands by magnetic separation. This process is characterized by high energy consumption, which increases the cost of the finished product. When enriching quartz-glauconite sands, waste is formed (mainly quartz). During the production of phosphate rock (the most important component of the prototype), waste is also generated (in particular, tailings);
- основным сырьем для производства ОМУ, состав которого предлагается в настоящем техническом решении, являются глауконисодержащие хвосты обогащения фосфоритов (отход производства). Данный отход содержит такие агрохимически ценные компоненты, как глауконит, фосфориты мелких фракций, известковые и глинистые материалы. Предлагаемое техническое решение позволяет использовать этот отход для производства эффективных органоминеральных удобрений, пригодных для применения в органическом земледелии; - the main raw material for the production of WMD, the composition of which is proposed in this technical solution, are glauconic tailings of phosphorite enrichment (production waste). This waste contains such agrochemically valuable components as glauconite, phosphorites of fine fractions, lime and clay materials. The proposed technical solution allows you to use this waste for the production of effective organic fertilizers suitable for use in organic farming;
- замена глауконита и фосфоритной муки на хвосты обогащения фосфоритов позволяют существенно снизить себестоимость целевого продукта (ОМУ);- replacement of glauconite and phosphate rock with phosphorite enrichment tailings can significantly reduce the cost of the target product (WMD);
- внедрение технического решения в практику позволит перейти к действительно безотходной технологии переработки фосфоритных руд, что имеет принципиальное экономическое и природоохранное значение и отвечает принципам устойчивого развития.- the introduction of a technical solution into practice will make it possible to switch to a truly waste-free technology for processing phosphate ores, which is of fundamental economic and environmental importance and meets the principles of sustainable development.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021102319A RU2756500C1 (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Method for obtaining natural organomineral fertilizer based on glauconite-containing tailings of phosphorite benefication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021102319A RU2756500C1 (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Method for obtaining natural organomineral fertilizer based on glauconite-containing tailings of phosphorite benefication |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2756500C1 true RU2756500C1 (en) | 2021-10-01 |
Family
ID=77999961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021102319A RU2756500C1 (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Method for obtaining natural organomineral fertilizer based on glauconite-containing tailings of phosphorite benefication |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2756500C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115141058A (en) * | 2022-07-22 | 2022-10-04 | 黄涛 | Production method of phosphorus-potassium-silicon-calcium multi-element microporous mineral fertilizer |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU431144A1 (en) * | 1971-08-20 | 1974-06-05 | METHOD FOR PRODUCING PHOSPHOROUS FERTILIZER | |
| RU2054404C1 (en) * | 1992-07-27 | 1996-02-20 | Малое совместное предприятие "Бинор" | Organomineral fertilizer |
| US6783567B1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-08-31 | Joseph A. Waters | Composition and method for soil acidification |
| RU2708953C1 (en) * | 2019-03-07 | 2019-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Method of producing an aqueous suspension based on sulfur and peat |
| RU2708985C1 (en) * | 2019-08-14 | 2019-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Method of producing natural organomineral fertilizer based on phosphoric flour |
| CA3077954A1 (en) * | 2019-04-17 | 2020-10-17 | Kevin Merritt | Process for making a composite granule with rock phosphate, sulfur, and humic acid |
-
2021
- 2021-02-02 RU RU2021102319A patent/RU2756500C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU431144A1 (en) * | 1971-08-20 | 1974-06-05 | METHOD FOR PRODUCING PHOSPHOROUS FERTILIZER | |
| RU2054404C1 (en) * | 1992-07-27 | 1996-02-20 | Малое совместное предприятие "Бинор" | Organomineral fertilizer |
| US6783567B1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-08-31 | Joseph A. Waters | Composition and method for soil acidification |
| RU2708953C1 (en) * | 2019-03-07 | 2019-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Method of producing an aqueous suspension based on sulfur and peat |
| CA3077954A1 (en) * | 2019-04-17 | 2020-10-17 | Kevin Merritt | Process for making a composite granule with rock phosphate, sulfur, and humic acid |
| RU2708985C1 (en) * | 2019-08-14 | 2019-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Method of producing natural organomineral fertilizer based on phosphoric flour |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ТЕРЕНТЬЕВ Ю.Н. И ДР. "Состав и технология производства серного удобрения с активированным торфом и глауконитовым эфелем". Теоретическая и прикладная экология, 2019, N 3, с.134-141. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115141058A (en) * | 2022-07-22 | 2022-10-04 | 黄涛 | Production method of phosphorus-potassium-silicon-calcium multi-element microporous mineral fertilizer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hazra | Different types of eco-friendly fertilizers: An overview | |
| KR100335528B1 (en) | Organic nutritional agent for plants and the preparation method thereof | |
| CN102627514B (en) | Soil-acidification-resistant organic fertilizer additive and preparation method thereof | |
| EP2809631B1 (en) | Systems and methods for converting and processing organic sludges for multi-nutrient single accreted granule enhanced efficiency fertilizer production | |
| US20050039509A1 (en) | Phosphate replacement fertilizers | |
| CA2798880A1 (en) | Method for producing organic and organo-mineral fertilisers with high carbon concentration using physical and biological process | |
| EP3247690A2 (en) | Soil auxiliary substances and method for their preparation and their use | |
| RU2165401C1 (en) | Complex organomineral fertilizer | |
| Sh et al. | Intensive technology for processing bird litter in organomineral fertilizers | |
| US20200017418A1 (en) | Biochar fertilizer | |
| RU2174971C1 (en) | Complex organomineral fertilizer and method of production thereof | |
| RU2629215C1 (en) | Fertiliser and method of its obtaining | |
| RU2756500C1 (en) | Method for obtaining natural organomineral fertilizer based on glauconite-containing tailings of phosphorite benefication | |
| RU2708985C1 (en) | Method of producing natural organomineral fertilizer based on phosphoric flour | |
| RU2057105C1 (en) | Method of ballast potassium humate preparing | |
| EP3142990A1 (en) | Sulfur fertilizer | |
| JP2022501295A (en) | How to Obtain Granular Phosphate Fertilizer and Obtained Phosphate Fertilizer | |
| RU2516468C2 (en) | Method of reclamation of agricultural lands | |
| RU2704828C1 (en) | Fertilizer | |
| KR101887133B1 (en) | Polynutrient fertilizer comprising natural phosphate, and manufacturing method thereof | |
| Massoud et al. | Effect of Jatropha curcas Seed Cake on soil health parameters and growth of wheat plant (Triticum aestivum L.) grown in sandy and calcareous soils | |
| RU2693888C1 (en) | Organomineral fertilizer (versions) | |
| RU2803800C1 (en) | Method for obtaining granulated organic fertilizer for increasing soil fertility in culturing crops | |
| RU2819756C1 (en) | Organo-mineral fertilizer and method for its production | |
| DE1008758B (en) | Process for the production of fertilizers using algae and moss |