способ получения гуматсодержащих соединений

Формула изобретения

1. Способ извлечения гуматсодержащих соединений из торфа, угля, сланца и других гуматсодержащих материалов воздействием щелочных растворов калия или натрия, отличающийся тем, что гуматсодержащий материал обрабатывают водным раствором смеси гидроксида калия или натрия концентрацией 0,5 - 4,0 мас.% и карбоната калия или натрия концентрацией 3,0 - 8,0 мас.%, отделяют водную фазу и обрабатывают ее фосфорной кислотой до pH 2 - 4, с немедленным центрифугированием в течение 1 - 3 мин и смешением в центробежном смесителе выходящей из центрифуги сгущенной тяжелой фазы с гидроксидом калия до достижения величины pH 7 - 8, которую выводят как готовый продукт, а фугат насыщают гидроксидами и карбонатами калия или натрия и полученным раствором обрабатывают исходный гуматсодержащий материал.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптимальное содержание гидроксида калия или натрия поддерживают равным 1,0 - 2,0 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а точнее к технологии удобрений и стимуляторов роста растений. Известно, что в почве, торфе, сланцах, углях содержится весомое количество активного органического вещества, объединяемого общим названием "гумусовые кислоты". Для извлечения гумусовых кислот торф или уголь обрабатывают щелочным раствором - гидроксидом калия или натрия [1, 2]. Полученную массу используют непосредственно в качестве составной части удобрений или подвергают обработке с целью извлечения гумусовых кислот. Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является способ обработки гуматсодержащих материалов раствором гидроксида калия или натрия [3]. Однако получающиеся растворы малоконцентрированы и их транспортировка на длительные расстояния вызывает значительные трудности. Осложнения возникают и при фильтрации высокомолекулярных коллоидообразных гуминовых кислот. В то же время, если использовать концентрированные растворы щелочей, то в сильной степени гидролизуется органическое вещество торфа или угля с выщелачиванием нежелательных и вредных примесей.

Авторами предлагается способ, лишенный этих недостатков. Для достижения этих целей измельченный торф и уголь обрабатывают водным раствором, содержащим смесь гидроксида калия или натрия концентрацией 0,5 - 4,0 мас.% и карбоната калия или натрия концентрацией 3,0 - 8,0 мас.%. После обработки отделяют остаток торфа или угля и полученный раствор гуматов с избытком карбонатов подвергают воздействию фосфорной кислоты до достижения pH 2 - 4 с немедленным центрифугированием в течение 1 - 3 мин. Выходящую из центрифуги фазу гуминовых кислот смешивают в центробежном смесителе с гидроксидом калия до достижения pH 7 - 8 и получают готовый продукт. Водный фугат насыщают гидроксидами натрия или калия с карбонатами и полученным раствором обрабатывают новую порцию исходного сырья. Использование оборотного фильтрата позволяет уменьшить переход вредных примесей из торфа или угля, т.к. при циклическом процессе они находятся в равновесии с твердой фазой сырья.

Таким образом, удается достичь следующих положительных результатов: уменьшить разложение исходного материала за счет введения в экстрагирующий раствор карбонатов калия или натрия; уменьшить переход вредных примесей из исходного сырья в концентрат гуматсодержащих соединений; ускорить процесс фильтрации и получить концентрированный гуматсодержащий продукт.

После центрифугирования сгущенный продукт содержит 10 - 30 мас.% гуминовых кислот и после подщелачивания до pH 7 - 8 может добавляться в различные смешанные удобрения. Возможно использование и непосредственно сгущенного продукта в качестве активной добавки в животноводстве. Исходное сырье перед обработкой должно быть измельчено до размера 3 - 15 мм.

Пример 1. Приготовили 10 л раствора, содержащего 10 г/л гидроксида калия и 30 г/л карбоната калия. В полученный раствор ввели 3 кг торфа и перемешивали 1 ч. После фильтрации получили 8 л водного раствора, содержащего 71 г/л гуминовых соединений. Далее водный раствор обработали фосфорной кислотой. Концентрация кислоты 110 г/л. Кислоту вливали при интенсивном перемешивании в центробежном смесителе. После достижения pH 3,1 пульпу разделили на центрифуге в течение 2 мин при числе оборотов 4000 об/мин. В сгущенной части получен вязкий продукт, содержащий 250 г/л гуматов и в него ввели гидроксид калия до pH 7 - 8. Фугат возвращен на стадию приготовления выщелачивающего раствора.

Применение более концентрированного раствора гидроокиси калия (более 4,0 мас. %) приводит к переходу в водный раствор органических соединений торфа, неблагоприятно влияющих на рост растений. Введение карбоната калия позволяет получать более концентрированные растворы гуматов калия без заметного гидролитического расщепления сырья. Повышение концентрации карбонатов более 8,0 мас.% нецелесообразно, т.к. вызывает трудности с фильтрацией и несущественно влияет на переход гуматов в водный раствор.

Источники информации

1. Патент РФ 2021236, кл. C 05 F 11/02, 1994.

2. Патент РФ N 2051884, кл. C 05 F 11/02, 1996.

3. Авторское свидетельство СССР N 1763437, кл. C 05 F 01/02, 1992.