RU2788695C1 - Органоминеральное удобрение - Google Patents

Органоминеральное удобрение Download PDF

Info

Publication number
RU2788695C1
RU2788695C1 RU2022117757A RU2022117757A RU2788695C1 RU 2788695 C1 RU2788695 C1 RU 2788695C1 RU 2022117757 A RU2022117757 A RU 2022117757A RU 2022117757 A RU2022117757 A RU 2022117757A RU 2788695 C1 RU2788695 C1 RU 2788695C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
peat
fertilizer
water
mineral
deoxidizer
Prior art date
Application number
RU2022117757A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Юрьевич Пиирайнен
Александр Викторович Михайлов
Владимир Николаевич Старовойтов
Анастасия Александровна Баринкова
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2788695C1 publication Critical patent/RU2788695C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к средствам повышения плодородия бедных и нарушенных почв и может быть использовано при выращивании сельскохозяйственных и лесных культур, для восстановления истощенных почв, для рекультивации земель и ландшафтном озеленении. Органоминеральное удобрение содержит торфяное сырье, минеральную добавку и раскислитель. В качестве торфяного сырья содержит обезвоженный торф, а также дополнительно содержит торфяную воду. В качестве минеральной добавки и раскислителя используют твердые отходы производства глинозема - бокситовый остаток и подшламовую воду. Техническим результатом является создание экологически чистого удобрения, изменяющего условия почвенного питания растений и способствующего оздоровлению и улучшению структуры почв. 1 табл.

Description

Изобретение относится к средствам повышения плодородия бедных и нарушенных почв и может быть использовано при выращивание сельскохозяйственных и лесных культур, для восстановления истощенных почв, для рекультивации земель и ландшафтном озеленении. Органоминеральное удобрение содержит торфяное сырье, минеральную добавку и раскислитель, при этом в качестве минеральной добавки и раскислителя используют техногенные отходы производства глинозёма, в виде бокситового остатка и щелочной подшламовой воды.
Известно органоминеральное удобрение (патент РФ № 2096393, опубликованный 20.11.1997), включающее бурый уголь, фрезерный торф, известняк и/или отходы мела, природные фосфоритные и кварц-глауконитовые руды.
Недостаток известного удобрения заключается в том, что кроме торфа оно содержит достаточно большое количество ископаемых руд и минералов, а для того, чтобы нейтрализовать природную кислотность торфяного сырья необходимо ввести большое количество известковых материалов, что требует дополнительных технологических операций и увеличивает трудоемкость процесса производства.
Известно гранулированное удобрение на основе торфа, в состав которого входит фрезерный торф, минеральные удобрения и сорбент – природный цеолит (патент РФ № 2121489, опубликованный 10.11.1998). При соотношении торфа и цеолита 2,5:1,0 -10,0:1,0 концентрации компонентов составляет, масс.%:торф (сухого вещества) - 44-65, цеолит - 5-22, минеральные удобрения - 23-45.
Недостаток данного удобрения состоит в необходимости применения дополнительных агротехнических мероприятий по раскислению почвы, так как наблюдается процесс подкисления почвы из-за отсутствия раскислителей, которые необходимы для нейтрализации природной кислотности торфяного сырья, входящего в состав гранул. Кислотность торфа ведет к ухудшению физико-химических свойств указанного удобрения.
Известно органоминеральное удобрение на основе торфа (патент РФ № 2067969, опубликованный 20.11.1996), в состав которого входит фрезерный торф, раскисляющий компонент в виде известкового материала, минеральные добавки (суперфосфат), песок и глина.
Недостатком данного удобрения является его склонность к засолению почвы и низкая продуктивность при его использовании из-за недостатка питательных веществ. Кроме того, для нейтрализации кислотности торфа, необходимо в большом количестве добавлять известковый материал, что требует дополнительных технологических операций и увеличивает трудоемкость процесса производства.
Известно органоминеральное удобрение (авторское свидетельство СССР № 1723077, опубликованное 30.03.1992), содержащее 60% минеральных удобрений (карбамид, двойной суперфосфат, хлорид калия), сульфатов меди и магния и 40% торфа Недостатком данного удобрения является высокое содержание химических веществ с кислой реакцией, что не способствует нейтрализации кислотности торфа и может привести к закислению почвы. Двойной суперфосфат содержит 6% свободной ортофосфорной кислоты, рН такого раствора составляет 1,5. Кроме того, необходимость в добавлении к торфу 5-и компонентов увеличивает трудоемкость процесса получения удобрения.
Известно органоминеральное удобрение на основе торфа (патент РФ № 2346917, опубликованный 20.02.2009), минеральных добавок, раскислителя и дополнительных компонентов в виде борогипса и кислоты ортофосфорной. В качестве раскислителя используется щелочь – гидроксид калия, в соотношении гидроксид калия к торфу 1:29,6-37,5, концентрация компонентов органоминерального удобрения при этом следующая, мас.%: торф 71,0-75,0, борогипс 7,0-7,4, гидроксид калия 2,0-2,4, минеральные добавки 16,0-19,0, кислота ортофосфорная 0,8-0,9.
Недостатками являются сложность технологического процесса производства удобрения из-за большого количества компонентов и необходимость ввода значительных количеств химических реагентов в виде щелочей и кислот.
Техническим результат является создание экологически чистого удобрения.
Технический результат достигается тем, что дополнительно содержит торфяную воду, а в качестве минерального компонента и раскислителя используют бокситовый остаток и подшламовую воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:
обезвоженный торф 15,01-15,99
торфяная вода 60,05-63,97
бокситовый остаток 14,03-17,46
подшламовая вода остальное.
Заявляемое органоминеральное удобрение включает в себя следующие реагенты и товарные продукты, их содержащие в вес.%.
- обезвоженный торф 15,01-15,99, выпускаемый по ГОСТ Р 51661.3-2000;
- торфяная вода 60,05-63,97, выпускаемая по ГОСТ 11305-2013;
- бокситовый остаток 14,03-17,46, выпускаемый по СТО 47673611-12-2011;
- подшламовая вода остальное, выпускаемая по МВИ 042.
Натуральное торфяное сырье, являющееся основой удобрения, содержит в значительных количествах высокомолекулярные, темноокрашенные органические вещества – гумус. Гумус содержит до 60% гуминовых кислот, фульвокислоты и гумин. Гуминовые кислоты – смесь слабых органических кислот, которые растворимы в растворах щелочей и нерастворимы в воде, в нейтральной и кислой средах. Гуминовые кислоты образуют легко доступные для растений формы (гуматы), соли с неорганическими макро- и микроэлементами. В естественных условиях гуматы образуют нерастворимые соли с кальцием, магнием, железом и др., поэтому в торфе их молекулы блокированы.
Торфяная вода характеризуется высокими значениями цветности до 92,0° и бихроматной окисляемости от 130 до 360 мг О2/л. В дополнение к высокому уровню растворенного органического углерода и цветности, вода торфяного месторождения связана со многими другими качественными показателями воды. Общая минерализация торфяных вод в целом невысокая от 6 до 60 мг/л, а содержание взвешенных веществ изменяется от 0,5 до 50 мг/л. Доминирующим компонентом органического вещества торфяных вод являются фульвовые кислоты, содержание которых составляет более 55%; гуминовых кислот содержится около 13%. Показатель pH находится в диапазоне от 3,5 до 7,0.
Бокситовый остаток – сухая часть отходов переработки бокситовой руды в глинозём. Представляет собой тонкодисперную смесь размерностью частиц от 100 нм до 200 мкм оксидов минерального происхождения, преимущественно железа, алюминия, титана, кальция, кремния.
Подшламовая вода – жидкая составляющая тех же отходов, представляющая собой водный раствор карбонатов, бикарбонатов, гидроксидов, щелочных и щелочноземельных металлов с высоким показателем щелочности от 10 до 13 pH.
При взаимодействии гуматов со щелочами, содержащимися в подшламовой воде, происходит их активация, в результате чего они переходят в легко усваиваемую растениями форму. Кроме того, гуминовые кислоты образуют с элементами, содержащимися в бокситовом остатке новые химические соединения, соли, например, гуматы железа, алюминия, кальция и магния, что увеличивает прочностные свойства гранулированного удобрения. Известно, что среднечисловые молекулярные массы гумусовых кислот почв составляют от 1500 до 600000, из-за чего образуются объемные прочные пространственные решетки, упрочняющие материал. При этом нет необходимости в обработке торфяного сырья едким калием и последующей обработкой ортофосфорной кислотой для получения значения рН=6-7, являющимся рациональным для корневой системы растений.
Заявляемое органоминеральное удобрение характеризуется пролонгированным действием, до 2-3-х лет, благодаря адсорбции питательных элементов гуминовыми кислотами торфяного сырья, что предотвращает их преждевременное вымывание из почвы и улучшает водно-физические свойства почв.
Заявленная композиция не создает опасных концентраций минеральных солей при недостатке влаги в случае засухи, поэтому созданное удобрение экологично, что является большим преимуществом по сравнению с известными удобрениями. Применение данного удобрения изменяет условия почвенного питания растений, вызывая активацию процессов и количественное увеличение усвоения питательных веществ растениями, что способствует более эффективной рекультивации почвы и улучшению ее структуры.
Отличительной особенностью технологии получения гранулированного удобрения является отсутствие искусственной тепловой обработки в термических печах, так как упрочнение гранул происходит в результате химического взаимодействия компонентов, что значительно упрощает технологию его производства.
Органоминеральное удобрение получают смешиванием измельченного торфяного сырья натуральной влажности с бокситовым остатком промышленной влажности до получения однородной по консистенции пластичной массы. Полученная масса гранулируется в шнековом или тарельчатом грануляторе, затем гранулы подсушиваются и упаковываются. Готовое органоминеральное удобрение представляет собой подсушенные гранулы диаметром от 5 до 10 мм.
Для примера изготавливались и оценивались опытные органоминеральные смеси с различным содержанием компонентов и влажностью исходного сырья. В качестве сырья использовался красный шлам влажностью 30% и торф натуральной влажности 80%. Исходные компоненты в различных соотношениях по сухому веществу, измельчались и замешивались до получения однородной массы, после чего гранулировались и сушились. Оценка качества проводилась по показателю крошимости согласно действующей методики, содержанию оксида железа и уровню кислотности.
Результаты примеров сведены в таблицу 1. Во всех примерах получена пастоообразная однородная масса с хорошо перемешанной структурой и наличием достаточного количества питательных веществ, повышающих плодородие почвы. Сушка полученных из этой пасты гранул происходит на воздухе, что снижает затраты на обезвоживание продукта.
Высокое содержание железа в исходном бокситовом остатке, а именно 42,3% оксида железа в бокситовом остатке Уральского алюминиевого завода РУСАЛ, обеспечивает его достаточно высокое содержание до 23% в конечном продукте, дающее основание отнести его к хелатным биологически активным удобрениям, по своей структуре близким с природными веществами, за счет чего они легко усваиваются растениями.
В примерах 4, 5, 9, 10, 14, 15 полученные смеси отличаются существенным отклонением от нейтрального уровня кислотности, кроме того, они обладают пониженными прочностными свойствами, затрудняющими их транспортировку и внесение в почву, в связи с чем были исключены из дальнейшего рассмотрения.
Далее были проведены эксперименты по определению прорастания и всхожести семян овса при применении заявляемого удобрения в соответствии с требованиями ГОСТ 12038-84 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести». Производилось проращивание на песке (НП) партий семян по 50 штук. Полученные результаты однозначно указывают, что присутствие органоминерального удобрения по заявляемому составу способствует повышению проращивания с 88% до 96%, при этом наблюдается увеличение длины ростков в 2 раза по сравнению с контролем. Проращивание семян на гранулированном удобрении показало также высокие результаты – 96% всхожесть при увеличении в 2 раза скорости проращивания.
Высокая влагопоглотительная способность получаемого органоминерального композита позволяет эффективно использовать его в качестве гидрофильной составляющей почвы, в условиях засухи, нерегулярного полива или при отсутствии такового.
Экологически чистая заявленная композиция удобрения, изменяющая условия почвенного питания растений, способствует оздоровлению и улучшению структуры почв, и найдет, по мнению заявителя, широкое применение в качестве почвоулучшителя в сельском и лесном хозяйстве, при озеленении городских территорий и восстановлении нарушенных земель.
Таблица 1 - свойства опытных образцов
Состав, масс. % Соотношение,
бокситовый остаток /торф
pH гранул Содержание Fe2O3, % Характеристики гранул
Торфяное сырье Красный шлам
торф торфяная вода бокситовый остаток подшламовая вода
1 15 62 15,7 остальное 1,05:1,00 7 21,63 достаточная эксплуатационная прочность, не крошится при транспортировке
2 15,5 62 15,7 остальное 1,01:1,00 7 21,29 достаточная эксплуатационная прочность, не крошится при транспортировке
3 16 62 15,7 остальное 0,98:1,00 7 20,95 достаточная эксплуатационная прочность, не крошится при транспортировке
4 14 62 15,7 остальное 1,12:1,00 9 22,36 низкая твердость и прочность, крошится, образует пыль при транспортировке
5 17 62 15,7 остальное 0,92:1,00 5 20,31 не достаточная эксплуатационная прочность, крошится при транспортировке
6 16 60 17 остальное 1,06:1,00 7 21,79 достаточная эксплуатационная 7прочность, не крошится при транспортировке
7 15,5 62 15,7 остальное 1,01:1,00 7 21,29 достаточная эксплуатационная прочность, не крошится при транспортировке
8 15 64 14 остальное 0,93:1,00 7 20,42 достаточная эксплуатационная прочность, не крошится при транспортировке
9 15,5 58 15,7 остальное 1,01:1,00 9 21,29 низкая твердость и прочность, крошится, образует пыль при транспортировке
10 15,5 66 15,7 остальное 1,01:1,00 5 21,29 не достаточная эксплуатационная прочность, крошится при транспортировке
11 16 64 14 остальное 0,88:1,00 7 19,74 достаточная эксплуатационная прочность, не крошится при транспортировке
12 15,5 62 15,7 остальное 1,01:1,00 7 21,29 достаточная эксплуатационная прочность, не 13крошится при транспортировке+
13 15 60 17,5 остальное 1,17:1,00 7 22,78 достаточная эксплуатационная прочность, не крошится при транспортировке
14 15,5 62 13 остальное 0,84:1,00 8 19,29 низкая твердость и прочность, крошится, образует пыль при транспортировке
15 15,5 62 18 остальное 1,16:1,00 5 22,73 не достаточная эксплуатационная прочность, крошится при транспортировке

Claims (2)

  1. Органоминеральное удобрение, содержащее натуральное торфяное сырье, минеральную добавку и раскислитель, отличающееся тем, что в качестве торфяного сырья содержит обезвоженный торф, дополнительно содержит торфяную воду, а в качестве минеральной добавки и раскислителя используют бокситовый остаток и подшламовую воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:
  2. обезвоженный торф 15,01-15,99 торфяная вода 60,05-63,97 бокситовый остаток 14,03-17,46 подшламовая вода остальное
RU2022117757A 2022-06-30 Органоминеральное удобрение RU2788695C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2788695C1 true RU2788695C1 (ru) 2023-01-24

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2132320C1 (ru) * 1998-02-03 1999-06-27 Кнатько Василий Михайлович Способ приготовления удобрений из органических отходов
RU2346917C2 (ru) * 2007-04-16 2009-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Био Тэкс-Групп" Органоминеральное удобрение на основе торфа
CN105503459A (zh) * 2016-01-13 2016-04-20 夏勇 一种高效农用有机肥及其制备方法
RU2645511C2 (ru) * 2013-01-22 2018-02-21 ФЛУОРХЕМИ ГмбХ ФРАНКФУРТ Модифицированный карбонизированный красный шлам

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2132320C1 (ru) * 1998-02-03 1999-06-27 Кнатько Василий Михайлович Способ приготовления удобрений из органических отходов
RU2346917C2 (ru) * 2007-04-16 2009-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Био Тэкс-Групп" Органоминеральное удобрение на основе торфа
RU2645511C2 (ru) * 2013-01-22 2018-02-21 ФЛУОРХЕМИ ГмбХ ФРАНКФУРТ Модифицированный карбонизированный красный шлам
CN105503459A (zh) * 2016-01-13 2016-04-20 夏勇 一种高效农用有机肥及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mahdy Comparative effects of different soil amendments on amelioration of saline-sodic soils
US5221312A (en) Water and soil treatment method
US20230035843A1 (en) A polyhalite and sop granule and a process for the production thereof
RU2629215C1 (ru) Удобрение и способ его получения
CN106753414A (zh) 一种重金属钝化剂及其制备方法和应用
KR20020056373A (ko) 무발효 퇴비, 유기질 비료 및 그의 제조방법
RU2788695C1 (ru) Органоминеральное удобрение
Purakayastha et al. Evaluation of compacted urea fertilizers prepared with acid and non-acid producing chemical additives in three soils varying in pH and cation exchange capacity; I. NH 3 volatilization
Sarkar et al. Use of soil amendments in an integrated framework for adaptive resource management in agriculture and forestry
CN103265956B (zh) 一种高粘质龟裂碱土调理剂
RU2516468C2 (ru) Способ мелиорации сельскохозяйственных земель
RU2346917C2 (ru) Органоминеральное удобрение на основе торфа
Ram et al. Influence of long term tillage, organic and inorganic fertilization on primary nutrient and s in rice-lentil cropping sequence under dry land ecosystem
RU2704828C1 (ru) Удобрение
Kamel Impact of Some Organic Additives on Physical and Chemical Properties Soil and Lettuce (Lactuca sativa L.) Yield Quality
Devi et al. Influence of sulphur and gypsum enriched municipal solid waste compost on sodicity reclamation and yield of wheat (Triticum aestivum)
Karagöktaş et al. The effects of pistachio nut hull compost on soil fertility: A comparative study with manure
KR100642604B1 (ko) 오수슬러지와 제철부산물을 주원료로 한 퇴비 제조 방법
RU2676710C1 (ru) Удобрение и способ его получения
EP0561508A1 (en) Liquid ammoniation of ground leonardite ore for dust suppression
RU2020144C1 (ru) Состав для рекультивации почв
CN111004634B (zh) 一种改善碱性土壤pH、电解质构成和团聚性的土壤改良剂
JP4496550B1 (ja) 土壌改良剤
RU2675937C1 (ru) Удобрение и способ его получения
CN113293008A (zh) 一种盐碱地土壤改良剂及改良方法