способ получения гранулированного органоминерального удобрения

Формула изобретения

Способ получения гранулированного органоминерального удобрения, включающий смешивание навоза с влагопоглощающим материалом и минеральными добавками, обеззараживание, обогащение биологическим препаратом и гранулирование, отличающийся тем, что в смесь вводят наполнитель, формирующий пористую адсорбирующую структуру гранул, в качестве которого используют отходы цементной промышленности, гранулирование осуществляют после операции смешивания компонентов, при этом соотношение наполнителя и влагопоглощающего материала составляет 1,4. . . 1,8:1 в пересчете на сухое вещество по массе, влажность гранулируемой органоминеральной смеси составляет 55-60%, а обеззараживание готовых гранул осуществляют биотермическим путем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к производству органоминеральных удобрений на основе навоза, обладающих длительным периодом действия.

Известен способ получения искусственной почвы, заключающийся в напитке жиженавозной массой смеси из минеральных субстратов высокой влагоемкости в канал животноводческого помещения с последующим смешиванием с добавками биотермического помещения с последующим смешиванием с добавлением биотермического обеззараживания смеси и обогащения полученной массы азотфиксирующими бактериями и червями (авт. св. СССР 1599356, кл. C 05 F 3/00, 1988 г.). В качестве минеральных субстратов применимы вспученные волокнистые вермикулит или цеолит, керамзит, вспененные гранулированные вулканические пепел или шлак, или туф, вспененные гранулированные или пучковолокнистые металлургический шлак или зола теплоэлектростанций. В качестве добавок используют сапропель, торф, фермерский мусор, песок, макро- и микроудобрения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является способ получения гранулированного органоминерального удобрения, включающий смешивание навоза с влагопоглощающим материалом и минеральными добавками, обеззараживание, обогащение биологическим препаратом и гранулирование (патент RU 2135437, C 0F 3/00, 1999 г.)

Недостатком способа является значительное количество технологических операций, высокая энергоемкость процесса.

Задачей настоящего изобретения является упрощение способа, увеличение срока действия органоминерального удобрения.

Поставленная задача достигается тем, что в предложенном способе навоз смешивается с влагопоглощающими материалами и минеральными добавками, биотермически обеззараживается и обогащается биологическим препаратом. При этом в смесь вводят наполнитель, формирующий пористую адсорбирующую структуру гранул, процесс формирования которых осуществляют после операции смешивания компонентов, а соотношение между наполнителем и влагопоглощающим материалом составляет 1,4. ..1,8:1 в пересчете на сухое вещество (по массе), влажность гранулируемой органоминеральной смеси 55-60%. Смешивание компонентов происходит в процессе одной технологической операции. Питательные вещества "запрессовываются" в микропустотах пористых гранул, что снижает потери при вымывании, предохраняет от химической ретроградации и микробиологической иммобилизации, позволяет растениям использовать их по мере надобности.

На чертеже представлена общая схема осуществления предлагаемого способа получения органоминерального удобрения.

Способ осуществляют следующим образом. В смеситель 1 дозированно подают полужидкий навоз, влагопоглощающий материал, наполнитель, минеральные добавки. После смешивания компонентов массу гранулируют в барабане 2. Гранулы обеззараживают в биотермическом помещении 3, причем процесс ускоряется благодаря насыщенности гранул кислородом воздуха.

Готовые удобрения обогащают азотфиксирующим или фосформобилизующим биологическим препаратом. В качестве влагопоглощающих материалов используют древесные опилки, измельченную солому, торф.

Наполнитель - отходы цементной промышленности, основные компоненты которых - силикаты кальция, СаСО₃, СаО - до 80%. Минеральные добавки вводят в соответствии с потребностью в них возделываемых культур.

С целью выявления оптимальных соотношений компонентов органоминеральных удобрений, которые определяют физико-химические свойства последних, была выполнена серия опытов, результаты которых представлены в табл.1.

Использовали навоз крупного рогатого скота, опилки, наполнитель, влажность 82, 86; 28,63; 0,48% соответственно и минеральные добавки - аммиачную селитру, преципитат, хлорид калия (воздушно-сухие).

Гранулировали смеси основных компонентов (опыты 1-8) и их комбинации с минеральными добавками, определяющими направленность использования органоминеральных удобрений, например, под зерновые и масличные (опыт 9) или овощные (опыт 10) культуры. Количество минеральных добавок рассчитали исходя из норм внесения гранулированного органоминерального удобрения влажностью 35% под зерновые и масличные культуры 2,0...2,5 кг/м², овощные 3,5...4,0 кг/м² с дозами минеральных комплексов N₃₀Р₄₀К₄₀ и N₇₀Р₆₀K₈₀ соответственно.

Фракционный состав гранул определили по ОСТ 70.20.3-83. Влажность по ГОСТ 26713-85. Для оценки процесса гранулирования в табл.1 приведена доля фракций Р гранул диаметром 7...15 мм, удовлетворяющих требованиям традиционных технологий внесения удобрений (графа 10).

Выполненные исследования показали, что устойчивый процесс формирования гранул наблюдается при влажности W гранулируемой смеси 55-60% (опыты 1-3; 5-6; 8-10 табл. 1). При W>60% этот процесс затруднен, гранулы склеиваются, деформируются (опыты 4; 7, табл.1).

Снижение влажности гранулируемой смеси ниже 55% нецелесообразно, так как будет сопровождаться уменьшением содержания питательных веществ в получаемом удобрении.

Определенную роль в формировании гранул играет соотношение между наполнителем m_Н и влагопоглощающим материалом m_В, которое представлено в графе 6 в пересчете на сухое вещество (по массе). При соотношении К=m_Н/т_В=1,4...1,8 доля фракций гранул диаметром 7...15 мм составляет 70-80%, что сохраняется и при введении минеральных добавок (опыты 2; 3; 5; 6; 9; 10; табл.1). Если наполнитель присутствует в смеси основных компонентов в недостаточном количестве, например, К= 0,7, то величина Р несколько ниже и составляет 58,71% (опыт 1, табл.1). Недостаток влагопоглощающего материала (К=2,1) сопровождается формированием преимущественно мелкой фракции гранул с диаметром менее 7 мм (P=29,42%) (опыт 8).

Для расчета состава смеси основных компонентов органоминерального удобрения может быть использована следующая схема.

Общую массу влагопоглощающего материала и наполнителя m_Н+В, которой соответствует влажность W_Н+В, при смешивании с навозом массой m_O и влажностью W_О при заданной влажности получаемой гранулируемой массы W определяют по формуле



Влажность w_Н+В при некотором соотношении К рассчитывают по формуле



где C_В, С_Н - содержание сухого вещества в исходных влагопоглощающем материале и наполнителе соответственно, %.

Массу влагопоглощающего материала при приготовлении смеси берут равной



а наполнителя

m_Н=m_Н+В-m_В.

После гранулирования органоминеральные удобрения обеззараживают в биотермическом помещении.

Для оценки потерь питательных веществ гранулированного органоминерального удобрения при вымывании их в естественных условиях атмосферного осадка была выполнена серия модельных опытов. Потери питательных веществ сравнивали с потерями в аналогичных условиях негранулированных удобрений идентичного состава в отсутствии наполнителя. Фильтрационные колонки из стекла, заполненные смесями почвы и удобрений в соответствии с приведенными выше нормами, промывали водой, имитируя метеорологические условия центральной нечерноземной зоны России. Фильтрат собирали и анализировали. Оценку проводили по наиболее подвижному компоненту минерального питания растений - калию, концентрацию которого оценивали ионоселективным методом. Результаты исследований представлены в табл.2.

Потери калия из гранулированных удобрений ниже, чем из негранулированных, и составляют 0,35...0,57 против 0,69...0,83 мг-ион/л, причем более легко калий вымывается из мелких гранул диаметром 2...7 мм (опыт 2, табл.2). Лучшими адсорбционными свойствами обладают гранулы с соотношением влагопоглощающего материала и наполнителя К=1,4...1,8 (по сухому веществу), когда концентрация калия в фильтратах составляет 0,35...0,49 мг-ион/л (опыты 3; 4; 8; табл. 2). Увеличение доли как влагопоглощающего материала, так и наполнителя в органоминеральном удобрении (К=0,7 или 2,1 против 1,4...1,8) сопровождается снижением адсорбционных свойств гранул (опыты 5; 6, табл.2), что связано, по-видимому, с изменением структуры и уменьшением размеров гранул. Потери калия из гранулированных органоминеральных удобрений оптимального состава основных компонентов (К=1,4...1,8) сокращается на 38...49% (опыты 1; 3; 4; 7; 8, табл.2).