способ получения комплексного удобрения

Формула изобретения

1. Способ получения комплексного удобрения, включающий обработку при перемешивании измельченного металлургического шлака отходами химического производства, отличающийся тем, что в качестве отходов химического производства используют отработанные водные растворы производства синтетического каучука в пропорции шлак : раствор (25 - 30) : 1, а после смешения продукт механически активируют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют отработанные водные растворы, содержащие, мас.%:

Cu²⁺ - 10 - 20

NH₃ - 10 - 15

CH₃COO^- - 5 - 10

H₂O - Остальное

рН - 11 - 12

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют шлак, измельченный до размера частиц не более 5 мм, а механическую активацию проводят до размера частиц не более 2 мм.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что процесс перемешивания ведут при температуре, не превышающей 60^oC.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству удобрений для сельского хозяйства с использованием отходов промышленных производств, в частности, доменных шлаков, и отработанных растворов химической промышленности.

Известен способ получения комплексного микроэлементного удобрения длительного действия, включающий обработку при перемешивании твердого носителя отработанными медьсодержащими производственными растворами, отделение твердой фазы и сушку полученного продукта авт. св. СССР N 998451, C 05 D 9/02, 1983.

При всей простоте способа, он отличается значительной длительностью и большим количеством операционных переходов, включающих подготовку ингредиентов, их смешение, сложную схему механического перемешивания, контроль кислотности и концентрации микроэлементов, центрифугирование и сушку. Используемый в качестве твердого носителя сополимер метакриловой кислоты с диметакрилатом триэтиленгликоля (сополимер СГ-1) подвержен разложению в почве, что позволяет подвергнуть сомнению долговременность действия (3-5 лет) удобрения.

Известен способ получения комплексных микроудобрений, включающий обработку при перемешивании измельченного металлургического шлака смесью отработанного раствора сернокислотного травления черных металлов и отработанными электролитами гальванических производств авт. св. СССР N 1488290, C 05 D 9/02, 1989

Способ отличается экономичностью и низкой себестоимостью получаемого удобрения, однако он предусматривает химическое выщелачивание химических элементов из шлака, что значительно снижает срок действия удобрения. Применение такого удобрения в сельскохозяйственном производстве требует его регулярного применения, что отразится на себестоимости продукции.

Задачей изобретения является разработка простого способа получения многофункционального комплексного удобрения высокой эффективности и длительного срока действия и хранения.

Для решения поставленной задачи в известном способе получения комплексных удобрений, включающем обработку при перемешивании измельченного металлургического шлака отходами химического производства, используют шлак, измельченный до размера частиц не более 5 мм, а в качестве отходов химического производства используют отработанные водные растворы производства синтетического каучука, содержащие, мас.%:

Cu²⁺ - 10-20

NH₃ - 10-15

CH₃COO^- - 5-10

H₂O - Остальное

pH - 11 - 12

в пропорции шлак: раствор (25-30) : 1; при этом процесс перемешивания ведут при температуре, не превышающей 60^oC, после чего продукт механически активируют истиранием до размера частиц не более 2 мм.

Порошок доменного шлака фракции менее 5 мм представляет собой некондиционную смесь строительной индустрии по применению металлургического шлака в производстве строительных материалов, имеет состав, мас.%:

CaO + MgO - 45 - 55

Al₂O₃ - 7-13

SiO₂ - 35-42

P₂O₅ - Следы

Fe, Mn, Na, K (оксиды) - Остальное

pH - 8,5 - 9,0

Пример. 100 кг порошка доменного шлака засыпают во вращающийся барабан с мешалкой, добавляют 3,5 кг медно-аммиачного отработанного раствора Ефремовского завода синтетического каучука (СК) Тульской области, перемешивают в течении 10 мин. В процессе перемешивания происходит разогрев смеси до температуры 50-60^oC за счет процессов обмена, гидратации, адсорбции,

K₂O + H₂O = 2KOH;

2[Cu(NH₃)₄](CH₃COO)₂ + 4KOH + 8H₂O = Cu(OH)₂ + 4CH₃COOK + NH₄OH;

CaO + 2CuSO₄ + H₂O = CuSO₄ + (CuOH)₂SO₄

Полученная смесь дополнительно механически активируется истиранием в шаровой мельнице с целью раскрытия оксидов щелочных и щелочноземельных металлов. Готовый продукт имеет следующий состав; мас.%

CaO + MgO - 43 - 53

SiO₂ - 34 - 41

Al₂O₃ - 6 - 12

Cu - 0,5 - 1,0

CH₃COO^- - 0,3 - 0,5

NH₃ - 0,5 - 0,8

Вода - 1,0 - 2,0

P₂O₅ - Следы

Fe, Mn, Na, K (оксиды) - Остальное

pH - 8,7 - 10

При меньшем количестве вводимого отработанного раствора получается удобрение по производимому эффекту мало отличающееся от "чистого" металлургического шлака. При большом количестве вводимого раствора происходит более сильный разогрев смеси, удаление активного компонента - аммиака, снижается раскисляющая способность готового продукта.

Удобрение по заявляемому способу вносят в почвы в любой сезон (весной, осенью), под пары, совместно с основными неорганическими или органическими удобрениями под любые сельскохозяйственные культуры. Наибольшая эффективность получена в производстве злаковых, зернобобовых культур, картофеля. Данные опытов по применению минерального удобрения на основе доменного шлака, обогащенного макро-, микроэлементами, стимуляторам роста растений, при выращивании ячменя, сорта "Карина" на опытном участке серой лесной почвы, имеющей гумуса 1,3%, меди в подвижной форме 1,2 мг/кг, pH_kcl 5,1, сведены в таблицу.

В производстве заявляемого удобрения используют отходы строительного производства на основе металлургических шлаков, отработанные растворы производства синтетического каучука. Получается комплексное удобрение длительного срока (3-5 лет) и с широким спектром действия: рыхление, раскисление, улучшение условий аэрации и гумификации почв, макро- и микроэлементное питание растений. Решаются вопросы ресурсосбережения, охраны окружающей природной среды за счет утилизации промышленных отходов и уменьшения выделения в атмосферу парникового углекислого газа, так как процесс нейтрализации кислоты в почве протекает в отличие от известкования по простой схеме обмена

MeO + 2H⁺ = Me⁺ + H₂O

где MeO - оксид металла;

H⁺ - катион водорода;

Me⁺ - катион металла;

H₂O - вода.