Способ получения основанных на природных компонентах композиций удобрения и поверхностно-активных веществ для промывки, рекультивации и обработки загрязненных почв и полученные им композиции
Формула / Реферат
1. Способ получения композиций удобрений, включающий стадии, на которых:
a) получают взвесь ископаемого материала, содержащего гуминовые кислоты, в воде;
b) к взвеси, полученной на стадии а), добавляют при перемешивании раствор альгиновой кислоты и по меньшей мере одного щелочного реагента в такой пропорции между указанными компонентами и взвесью, что
(i) количество альгиновой кислоты составляет 0,50-15% и
(ii) количество щелочного реагента составляет 2-17%,
указанное процентное содержание представляет собой массовый процент от общей массы конечной смеси, полученной на стадии b),
с) выдерживают смесь при перемешивании до полной гомогенизации смеси.
2. Способ по п.1, в котором на стадии b) раствор альгиновой кислоты и по меньшей мере одного щелочного реагента добавляют до процентного содержания 5-20 мас.% от общей массы конечной смеси, причем указанный раствор содержит 15-20 мас.% альгиновой кислоты и 80-85 мас.% по меньшей мере одного щелочного реагента.
3. Способ по п.1 или 2, в котором конечную смесь перемешивают в течение по меньшей мере 3 или 6 ч или перерабатывают непрерывно.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором ископаемый материал, содержащий гуминовые кислоты, выбран из группы, состоящей из леонардита, лигнита, ксилита, гумифицированного торфа, торфяного угля и их смеси.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором ископаемый материал, содержащий гуминовые кислоты, находится в тонкоизмельченной форме с размером частиц 20-400 мкм.
6. Способ по п.5, в котором размер частиц составляет 20-50 мкм для получения композиций в жидкой форме или 100-150 мкм для получения композиций в твердой форме.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором массовое отношение количества ископаемого материала, содержащего гуминовые кислоты, и воды на стадии а) составляет 1:0,3-1:6.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором щелочной реагент выбран из группы, состоящей из гидроксида калия или гидроксида аммония и их смеси.
9. Способ по любому из пп.1-8, в котором по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из макроэлементов, микроэлементов, гидролизатов животного или растительного белка, растительных экстрактов с инсектицидной, нематоцидной или фунгицидной активностью, фиторегулирующих веществ, удобрений, добавляют к ископаемому материалу, содержащему гуминовые кислоты, на стадии а) или к конечной композиции.
10. Способ по любому из пп.1-9, в котором смесь, полученную на стадии с), гранулируют и высушивают для получения композиции удобрения в твердой форме.
11. Способ по любому из пп.1-9, в котором смесь, полученную на стадии с), фильтруют для отделения жидкой фазы удобрения.
12. Композиция удобрения в твердой форме, получаемая способом по любому из пп.1-10.
13. Композиция удобрения в жидкой форме, получаемая способом по любому из пп.1-9 и 11.
14. Применение композиций по п.12 в качестве натуральных поверхностно-активных веществ для промывки, рекультивации и обработки загрязненных почв.
15. Применение композиций по п.13 в качестве натуральных поверхностно-активных веществ для промывки, рекультивации и обработки загрязненных почв.
16. Применение альгиновой кислоты в качестве средства для получения композиций удобрений или композиций поверхностно-активных веществ, включающих вытяжку и/или производные гуминовой кислоты из гумифицированных ископаемых материалов.
Текст
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВАННЫХ НА ПРИРОДНЫХ КОМПОНЕНТАХ КОМПОЗИЦИЙ УДОБРЕНИЯ И ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ПРОМЫВКИ, РЕКУЛЬТИВАЦИИ И ОБРАБОТКИ ЗАГРЯЗНННЫХ ПОЧВ И ПОЛУЧЕННЫЕ ИМ КОМПОЗИЦИИ Настоящее изобретение относится к способу получения природных композиций удобрений и поверхностно-активных веществ для промывки, рекультивации и обработки загрязннных почв и указанные композиции основаны на гумоальгинатах, полученных реакцией ископаемого материала, предпочтительно леонардита, с альгиновой кислотой в щелочной среде. Способ состоит в получении мутной смеси ископаемого материала в воде, добавлении при перемешивании раствора альгиновой кислоты и щелочного реагента, в котором количество альгиновой кислоты составляет 0,5-15 мас.% и щелочного реагента 2-17 мас.% от общей массы конечной смеси. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу получения основанных на природных компонентах композиций удобрений и поверхностно-активных веществ для промывки, рекультивации и обработки загрязннных почв и полученных их композиций. В частности, композиции изобретения основаны на гумоальгинатах, полученных реакцией ископаемого материала, предпочтительно леонардита, с альгиновой кислотой в щелочной среде. Уровень техники Многие коммерчески доступные композиции удобрений основаны на гуматах и/или вытяжках гуминовой кислоты, обычно экстрагированных из леонардита, ископаемого гумуса, подобного углю, характеризующегося высоким содержанием гуминовых веществ (гуминовые и фульвокислоты) с высокой степенью гумификации содержащегося органического углерода. Однако у этих композиций имеются заметные проблемы с эффективностью в отношении качественных и количественных результатов на зерновых культурах, то есть они не дают хороших результатов при применении. Гуминовые кислоты выполняют очень важные функции в почве и растениях. В почве они связываются с минеральными питательными элементами, в частности фосфором и железом, увеличивая их усвоение растениями и предотвращая от переведения в нерастворимую форму, происходящего в присутствии высокой концентрации известняка. Также известно, что гуминовые кислоты увеличивают деградацию фитопрепаратов и загрязняющих веществ органического происхождения подобных диоксинам. С точки зрения химической номенклатуры диоксины являются классом органических гетероциклических соединений с 4 атомами углерода и 2 атомами кислорода в кольце. Они представляют класс соединений,включающий канцерогенные по отношению к людям вещества и некоторые самые ядовитые из около 200 устойчивых диоксинов. Наиболее известными диоксинами являются полихлордибензодиоксины, т.е. соединения ароматического ряда со структурой, состоящей из 2 бензольных колец, связанных через 2 атома кислорода и содержащей один или более атомов хлора. Наиболее ядовитыми являются изомеры с хлором в 2, 3, 7, 8 положениях. Наиболее известный среди диоксинов TCDD (2,3,7,8-тетрахлордибензо-рдиоксин). Большинство полигалодиоксинов являются стойкими органическими загрязнителями, как например, PCDD (полихлордибензодиоксины), PCDF (полихлордибензофураны), СО-РСВ (компланарные полихлорбифенилы). Гуминовые кислоты действуют как превосходные природные поверхностно-активные вещества,подходящие согласно хорошо известным способам для промывки почв, загрязненных тяжлыми металлами, углеводородами, пестицидами и другими отходами, позволяя полностью восстанавливать биохимическое состояние почвы, подходящее для начала или возобновления нормальной зоотехнической деятельности, полностью избегая загрязнения, потенциально передающегося из почвы в выращиваемые растения и, следовательно, к животным и снова в почву. Гуминовые кислоты способствуют прорастанию семян, развитию и удлинению корней и стимулируют развитие растущих частей растений (почки, цветы, плоды). Для увеличения комплексующей способности удобрений на основе гуматов и/или гуминовых кислот в US 4698090 описывают процесс получения жидкой композиции, используемой для модификации роста растений, в которой минерал на основе леонардита реагирует с органическим хелатирующим веществом в водной среде при температуре 77107 С. Среди используемых хелатирующих веществ указаны соли металлов или аммония оксикислот,как, например, глюконовой, глюкаровой, глутаровой и глутаминовой кислот или глутамины и органические синтетические хелатирующие вещества, как, например, этилендиаминтетрауксусная кислотаUS 4786307 описывает способ получения жидких композиций с микроэлементами, в которых продукт получается экстракцией материала на основе леонардита в воде с хелатирующим веществом, состоящим из соли оксикислоты при рН 2,5, объединением с солью металла микроэлемента в присутствии оксикислоты, с последующим добавлением безводного аммиака к реакционной смеси для получения рН 7,5-9. Однако синтетические хелатирующие вещества, как, например, этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA), диэтилентриаминпентауксусная кислота (DTPA), этилендиамин-N,N'-бис(2-гидроксифенилуксусная) кислота (EDDHA), приводят к очень сильному воздействию на окружающую среду, потому что они немедленно выщелачиваются грунтовыми водами и, следовательно, накапливаются в воде и продуктах.WO 2004/110962 описывает способ получения композиций удобрения в тврдой или жидкой форме на основе ископаемых материалов с высоким содержанием гуминовых кислот, в частности леонардита,включающий добавление воды и глюконовой кислоты и последующее извлечение гуминовой кислоты в присутствии щелочного реагента, такого как гидроксид калия или аммония до рН 9.GB 2290290 описывает способ получения стимулятора роста растений реакцией морских водорослей и торфа в щелочной среде под давлением и высокой температуре для извлечения существенного количества гуматов, альгинатов и питательных веществ. Поэтому GB 2290290 относится к стимуляторам роста растений и в жидкой, и тврдой форме, т.е. к продуктам, используемым в сельском хозяйстве только на отдельных фенологических фазах развития растений (при пикировке для усиления роста корней,-1 018078 при цветении (для улучшения завязывания плодов), критических температурных условиях зимой для ускорения прироста (по отношению к растениям, особенно чувствительным к низким температурам). Стимуляторы роста не могут быть приравнены или спутаны с удобрениями. Последние фактически состоят из макро- и микроэлементов и/или органических веществ с высоким содержанием, что позволяет питать во время всего цикла культивирования в дополнение к улучшению свойств почвы с химической,физической и биологической точки зрения, чего стимулятор сделать не может. Способ, описанный в GB 2290290, включает использование морских водорослей, содержащих среди гормональных веществ, ауксины, гибберлины и цитокинины, давая составы с повышенной активностью стимуляции роста растений,однако их использование ограничено минимальным количеством (2-5 кг) на гектар и только и исключительно во время холодных периодов. Во время тплых периодов года вышеуказанные вещества вызывают немедленное увеличение клеток, нарушая рост растений и тем самым их биохимическую активность. Согласно способу, описанному в GB 2290290, используется карбонат натрия (Na2CO3), который при растворении в воде дат основной раствор, характеризующийся очень низкой способностью экстрагировать гуминовые вещества, содержащиеся в торфе, что не подходит для экстракции альгиновой кислоты из водорослей. Кроме того, альгиновую кислоту, содержащуюся в водорослях, объединяют с различными элементами в виде альгинатов, т.е. солей альгиновой кислоты, которые не способны давать комплексы,связывать, хелатировать другие элементы или органические вещества или минералы. В свете вышесказанного очевидно, что существует необходимость в создании новых композиций удобрений, подходящих для преодоления недостатков известных композиций. Раскрытие изобретения Автор настоящего изобретения получил новые композиции удобрений на основе комплексов гуминовой и/или фульвокислоты с альгиновой кислотой, ниже называемых гумоальгинаты, проявляющие такую высокую эффективность при получении качественного и количественного улучшения при обработке культур по сравнению с известными в настоящее время композициями удобрений. Настоящее изобретение предлагает, кроме того, способ получения композиций удобрений согласно изобретению, которые будут использованы также как природные поверхностно-активные вещества. Композиции удобрений изобретения не содержат водоросли, поэтому они могут быть использованы во всех климатических условиях и различных областях мира в течение всего года без каких-либо ограничений. Способ изобретения позволяет экстрагировать гуминовые вещества из ископаемых продуктов с повышенным содержанием органического углерода биологического происхождения с высокой влажностью, что позволяет получать устойчивые и активные гумоальгиновые комплексы. Кроме того, использование альгиновой кислоты в качестве комплексующего вещества для макро- и микроэлементов позволяет получить эффект замедленного высвобождения из удобрений, предотвратить вымывание дождм питательных элементов, заметно увеличить удержание воды в почве, улучшить обрабатываемость почвы, физическую структуру и аэрирование, заметно восстанавливать нитраты, полностью устранить использование синтетических значительно воздействующих на окружающую среду хелатирующих веществ (EDTA, EDDHA и т.д.). Это вызвано тем, что комплекс гумоальгиновых веществ, созданных во время экстракции гуминовых веществ из ископаемого материала, позволяет получать устойчивые и очень активные молекулы (например, гумоальгиновый комплекс железа), разрушать токсичные вещества на загрязннных землях и восстановить нормальные почвенные условия для обработки. В частности, были проведены различные эксперименты, показывающие заметные преимущества композиций настоящего изобретения по сравнению с известными составами удобрений, как, например,гуматами и глюкогуматами. Гуматы используют только гидроксид калия, или гидроксид аммония, или гидроксид натрия для экстракции гуминовыхвеществ из гумифицированных ископаемых. Глюкогуматы используют глюконовую кислоту для лучшего связывания в комплекс гуминовых веществ в качестве предварительной обработки и последовательно обеспечивают преимущество щелочному продукту, выбранному из гидроксида калия и гидроксида аммония в качестве экстрагента. Существенные преимущества композиций настоящего изобретения с точки зрения эффективности и при культивировании и в почве могут быть суммированы следующим образом:a) самая высокая скорость адсорбции макро - и микроэлементов вместе с основным гумоальгинатами или гумоальгинатными комплексами, преднамеренно объединнными с добавленными веществами;b) заметное улучшение биохимической активности почвы и растений;c) повышение эндогенной защиты растений со снижением использования пестицидов;d) заметное снижение использования минеральных или синтетических удобрений, восстановление плодородия почв, снижение воздействия на окружающую среду при беспорядочном использовании синтетических удобрений (как, например, нитратов, фосфатов);e) увеличение фотосинтеза хлорофилла растениями с последующим усилением окраски цветов и плодов;f) снижение полива из-за повышенного удержания воды альгиновой кислотой;g) самая высокая хелатирующая способность по макро- и микроэлементам, предназначенным для питания растений;h) значительное увеличение урожая и качества зерновых. Таблица также подтверждает успешные результаты, полученные при использовании композиций настоящего изобретения для различных типов культур. Было показано, что повышенная комплексующая способность, проявляемая альгиновой кислотой,значительно выше, чем у других органических кислот, и позволяет все питательные элементы подавать к растениям лучшим и сбалансированным путм, без потерь или блокировки, оптимизировать вклад составляющих удобрения для снижения вкладов заметным образом, т.е. до 70%, по сравнению со способами подкормки растений, практикуемыми в мире на различных культурах. Это происходит, потому что элементы полностью поглощаются культурами без образования блоков, возникающих из-за неблагоприятных факторов (рН, проводимость, катионообменная мкость, доступность воды и т.д.). Фактически,для устранения железистого хлороза на киви было установлено, что гумоальгинат железа является самым быстрым средством в устранении дефицита железа и самым стабильным, поскольку он не вымывается из слоя грунта, как это происходит при использовании синтетических хелатирующих веществ (как, например, EDTA, EDDHA), которые значительно воздействуют на окружающую среду. Кроме того, отмечено,что простое объединение леонардита с альгиновой кислотой также в щелочной среде не дат того же эффекта, что гумоальгинаты настоящего изобретения, так как леонардит является полностью не растворимым в воде, что верно и для альгиновой кислоты, которую для проявления е комплексующей и защитной способности по отношению к гуминовым веществам и питательным элементам (и макро-, и микро-) необходимо обязательно растворять в щелочной среде. На мировом рынке удобрений доступны и альгинаты (соли альгиновой кислоты), и гуматы (соли гуминовой кислоты), которые при смешивании вместе не дают полностью такие же результаты, как получаемые с гумоальгинатами настоящего изобретения. Действительно, в гумоальгинатах настоящего изобретения альгиновая кислота способна лучше образовывать комплексы и с гуминовыми веществами при экстракции щелочной средой, и с макро- и/или микроэлементами, и/или аминокислотами, и/или растительными экстрактами, добавленными к составу. Далее в настоящих экспериментах гумоальгинаты позволяют получить растения с огромным корнем и листвой и доказывают эффективность также при использовании в неблагоприятных условиях температуры и влажности. Это означает, что когда известные удобрения работают неудовлетворительно,могут быть получены оптимальные результаты при культивировании с использованием гумоальгинатов настоящего изобретения. Поэтому отдельной целью настоящего изобретения является способ получения композиций удобрений, включающий или состоящий из стадий, на которыхa) получают взвесь тонкоизмельченного ископаемого материала в воде с использованием предпочтительно деминерализованной воды,b) к взвеси, полученной на стадии а), добавляют при перемешивании раствор альгиновой кислоты и по меньшей мере одного щелочного реагента в такой пропорции между указанными компонентами и взвесью, что(i) количество альгиновой кислоты составляет 0,50-15 или 0,75-4% и(ii) количество щелочного реагента составляет 2-17 или 5-15%, указанное процентное содержание представляет собой массовый процент от общей массы конечной смеси, полученной на стадии b),c) выдерживают смесь при перемешивании до полной гомогенизации смеси. Предпочтительно на стадии b) раствор альгиновой кислоты и по меньшей мере одного щелочного реагента добавляют до процентного содержания, составляющего 5-20 мас.% от общей массы конечной смеси; причем указанный раствор содержит или состоит из 15-20 мас.% альгиновой кислоты и 80-85 мас.% по меньшей мере одного щелочного реагента. В настоящем описании "ископаемый материал" означает материал, содержащий по меньшей мере 60% всего органического вещества, т.е. источник органического углерода биологического происхождения, где по меньшей мере 60% такого органического вещества являются извлекаемыми или гумифицированными. В частности, ископаемый материал, пригодный для осуществления настоящего изобретения,содержит по меньшей мере 80 или по меньшей мере 90% общего органического вещества, где по меньшей мере 80 или по меньшей мере 90% такого органического вещества являются извлекаемыми или гумифицированными. Ископаемый материал предпочтительно выбран из группы, состоящей из леонардита, лигнита, ксилита, гумифицированного торфа, торфяного угля и их смеси. Леонардит является предпочтительным ископаемым материалом для осуществления настоящего изобретения. Поэтому, используя способ настоящего изобретения, получена композиция удобрений, содержащая продукт реакции альгиновой кислоты с гуминовыми и/или фульвокислотами, содержащимися в ископаемом материале, и которые экстрагированы щелочным реагентом, приводящая к образованию комплексов, ниже называемых гумоальгинаты. Предпочтительно ископаемый материал, используемый в способе, находится в тонкоизмельченной форме с размером частиц от мельчайшего размола (т.е. измельчнный насколько возможно) для обеспечения самого высокого извлечения гуминовых кислот до 400 мкм, предпочтительно 20-400 мкм, ещ более предпочтительно 100-150 мкм для получения тврдых составов и от мельчайшего размола до 50 мкм для получения жидких составов предпочтительно 20-50 мкм. В осуществлении настоящего изобретения количества ископаемого материала и воды на стадии а) предпочтительно варьируются от 1:0,3 до 1:6 вес.ч. Вода, используемая на стадии а), предпочтительно является деминерализованной водой. Альгиновая кислота является природной кислотой, состоящей из очень устойчивого полиуронового комплекса и содержащая в основном цепи D-маннуровой и L-гулуроновой кислот. Щелочной реагент предпочтительно выбран из группы, состоящей из гидроксида калия, гидроксида аммония или их комбинации. Предпочтительно эти щелочные реагенты представлены, соответственно,как раствор гидроксида калия 48-50% или в чистой форме в виде гранул, растворнных в деминерализованной воде до желательной концентрации, или 28 В (Боме) гидроксид аммония. Кроме того, предпочтительно проводить перемешивание для смешивания в течение 6-12 ч в установке непрерывного действия, позволяющей гомогенизировать всю массу и оптимизировать промышленное производство. Согласно предпочтительному осуществлению способа настоящего изобретения к смеси ископаемого материала, предпочтительно леонардита на стадии а) или к конечной композиции, в последнем случае,когда состав является жидкостью, добавляют по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы,состоящей из макроэлементов, микроэлементов, гидролизатов животного или растительного белка, растительных экстрактов с инсектицидной, нематоцидной или фунгицидной активностью, фиторегулируищих веществ, удобрений. В частности, макроэлементы могут быть полифосфатами, фосфатами, солями калия, солями магния, солями кальция. Микроэлементы являются, например, солями железа,солями марганца, солями меди, соединениями бора, соединениями молибдена, солями цинка. Количество макроэлементов и/или микроэлементов, которые могут быть использованы, составляет менее 60 мас.% от общей массы композиции удобрения. Среди других веществ, при необходимости добавляемых к композициям настоящего изобретения, могут быть упомянуты гидролизаты белка животного или растительного происхождения, как, например, жидкая суспензия мездры (побочный продукт кожевенного производства), комплексы растительных аминокислот, гормональные вещества, как, например, ауксины, гибберлины и цитокинины, растительные экстракты с инсектицидной, нематоцидной или фунгицидной активностью, в количестве менее 60 мас.% от общей массы композиции, как, например,растительные жмыхи, полученные при экстрагировании масла клещевины (ricinus communis), мелии индийской (azadiracta indica) и/или каранджи (pongamia glabra), или масло мелии индийской или каранджи. Некоторые предпочтительные осуществления настоящего изобретения представлены гумоальгинатами азота, гумоальгинатами азота и фосфора, азота, фосфора и калия, железа, бора, кальция и магния,-4 018078 растительных экстрактов, аминокислот, микроэлементов, молибдена, цинка и марганца. Поэтому основной гумоальгинат, образованный исключительно экстрактами гуминовых кислот из леонардита или другого ископаемого гумифицированного материала, является очень концентрированным с высоким содержанием органического углерода, который, с другой стороны, не содержит ни макро-, ни микроэлементов,добавленных при экстракции гуминовых веществ. Этот основной продукт, который будет использоваться в производственных процессах для создания смешанных продуктов с макро - и/или микроэлементами,и/или растительными экстрактами, и/или аминокислотами животного и/или растительного происхождения, также может быть использован работниками сельского хозяйства отдельно, когда это необходимо для быстрого восстановления плодородия бесплодной, обедневшей почвы или почвы с повышенной засоленностью в результате беспорядочного использования химических удобрений или оросительной воды. Кроме того, основной гумоальгинат может быть использован работниками в качестве смеси со сложными или простыми минеральными удобрениями. Сложный гумоальгинат является удобрением, в которое до извлечения гуминовых веществ, были добавлены макро- и/или микроэлементы для получения питательных комплексов с переменным титром в зависимости от типа и процентного содержания добавленных элементов. Альтернативно, к основному гумоальгинату могут быть добавлены макро- и/или микроэлементы и/или другие компоненты для получения стандартизованных составов, которые будут специально использоваться согласно фазе культивации или фенофазе. Кроме того, настоящее изобретение относится к применению альгиновой кислоты, независимо от используемого процентного содержания, для получения удобрений или композиций поверхностноактивных веществ, содержащих вытяжки и/или производные гуминовой кислоты, получаемые из гумифицированных ископаемых, как, например, лигнит, леонардит, ксилит, торфяной уголь, гумифицированный торф. Когда есть потребность в композиции удобрения в тврдой форме, массу, получаемую смешиванием ископаемого материала, предпочтительно леонардита и воды, предпочтительно деминерализованной воды, к которой добавлен щелочной реагент и альгиновая кислота до соответствующего процентного содержания, подвергают стадиям гранулирования и сушки. Такие операции могут быть выполнены в любом порядке или одновременно в зависимости от ситуации и знаний специалиста. В качестве примера,способ настоящего изобретения может быть осуществлен на действующем заводе, включая выполнение всех рабочих стадий и подачу полученной таким образом смеси в систему для гранулирования или гранулирования или высушивания (например, на вращающихся сушилках) или в отдельный гранулятор для создания непрерывного рабочего цикла, обязательного для промышленного использования и оптимизации настоящего изобретения. Кроме того, способ настоящего изобретения может быть осуществлн по другим технологиям, которые специалисты в данной области техники выберут с учтом сложившихся обстоятельств и позволяющим введение в режим онлайн различных компонентов, при гомогенизации в системе всей массы, чтобы непосредственно получить смесь в форме гранул или микрогранул, которые будут помещены, например, в ряды при посеве или к выращиваемым растениям. Способ настоящего изобретения предпочтительно включает, когда требуется получение композиции удобрения в тврдой форме, добавление к смеси при перемешивании и до полной гомогенизации, по меньшей мере, источника азота и/или калия в количестве 30-60 мас.% от общей массы композиции удобрения. В настоящем описании термин источник азота, фосфора и/или калия в удобрении означает вещество, или комплекс, выделяющие указанные элементы в соответствующих биодоступных формах. В частности, источник азота, фосфора и/или калия выбран из группы, состоящей из мочевины, полифосфатов, фосфатов, карбонатов, тиосульфатов и тому подобных. С другой стороны, когда требуется получение композиции удобрения в жидкой форме, способ настоящего изобретения включает отделение жидкой фазы от нерастворимой фракции смеси, в которой жидкая фаза составляет жидкую композицию удобрения. В этом отдельном случае предпочтительно использование ископаемого материала со средним размером частиц 20-40 мкм. Кроме того, предпочтительно выполнить отделение жидкой фазы от нерастворимой фракции смеси посредством соответствующей системы фильтрации. В частности, когда требуется получение композиции удобрения основного гумоальгината, который будет использоваться для приготовления удобрения и/или поверхностно-активной композиции в промышленном масштабе, в дополнение к использованию самого основного гумоальгината, при необходимости обеспечить высокое содержание гуминовых веществ, в систему с перемешиванием в герметичном реакторе с пропеллерной мешалкой с регулируемыми скоростью и направлением вращения, добавляют воду, предпочтительно деминерализованную воду, ископаемый материал, предпочтительно тонкоразмолотый леонардит, и только затем добавляют щелочной реагент, соответственно выбранный из гидроксида калия и гидроксида аммония или их смеси, в котором была растворена альгиновая кислота. Обычно количество воды составляет более 60%, тогда как количество ископаемого материала предпочтительно составляет 20%,обычно 15-25 мас.% от общей массы смеси, полученной на стадии b), т.е. обработанной смеси. Полученную смесь выдерживают при интенсивном перемешивании предпочтительно в течение 3 ч. Процентное содержание альгиновой кислоты составляет 0,75-4 мас.% от общей массы смеси, полученной на стадииb), тогда как содержание щелочного реагента составляет 4-17 мас.% от общей массы смеси, полученной на стадии b). Полученную смесь фильтруют через фильтр с порами 20-40 мкм, чтобы позволить непосредственно использовать указанную композицию в системах удобрительного орошения, используемых на сельскохозяйственных фермах и/или для промывки загрязннных почв. В результате многочисленных полевых экспериментов на фруктовых и овощных, декоративных и газонных культурах было найдено, что композиции настоящего изобретения проявляют высокую хелатирующую способность, позволяющую легко связывать макро- и микроэлементы. Кроме того, комплексы, полученные и поставленные при использовании композиций настоящего изобретения, оказываются трудно разделимыми, что приводит к повышенной эффективности и органической и минеральной фракций, в дополнение к исключительной стабильности составов настоящего изобретения в различных почвенно-климатических условиях. В результате использования композиций настоящего изобретения был установлен заметный прирост продукции с заметным ускорением всех биохимических функций растений и в почве. Композиции настоящего изобретения являются быстродействующими и проявляют повышенную химическую и биологическую эффективность при их применении в почве или на листовом аппарате растений вследствие того, что несколько пищевых компонентов защищены прочной связью с гуминовыми веществами. Кроме того, композиции настоящего изобретения позволяют наблюдать очень важные физические положительные эффекты, как, например, увеличение удержания воды почвой с экономией поливной воды до 40%,увеличение аэрации почвы, улучшение обрабатываемости почвы, более высокую стойкость к засухе,снижение эрозии почвы, улучшение общей текстуры. Кроме того, наблюдаются заметные химические положительные эффекты, так как композиции изобретения делают неорганические удобрения водорастворимыми в зоне корневого аппарата растений, готовыми к применению, при необходимости, активизируют конверсию многих элементов в доступные для растения формы, увеличивают катионообменную мкость, участвуют в разложении камней, минералов и вредных веществ, находящихся в почве, прочно хелатируют питательные элементы, с которыми они связаны, обеспечивают высокий титр органического углерода с повышенной степенью гумификации, предотвращающей любое выщелачивание азота, содержащегося в почве, снижают оскудение аграрных почв, занятых монокультурой, исправляют, проводят мелиорацию обработанных почв, действуя как превосходные натуральные поверхностно-активные вещества для промывки почв с повышенным индексом загрязнения. Композиции настоящего изобретения фактически позволяют быстро рекультивировать нормальные биохимические условия и быстрое возделывание той же культуры. Биологические положительные эффекты являются многочисленными, так как композиции изобретения стимулируют рост растений, ускоряя деление клеток с увеличением всхожести семени с улучшением развития рассады, увеличивая содержание витаминов в растениях и плодах, увеличивая проницаемость клеточных мембран растений. Фактически, композиции изобретения активизируют поглощение питательных веществ, стимулируют развитие корней, особенно в длину, стимулируют развитие и пролиферацию полезных микроорганизмов в почве, увеличивают активность фотосинтеза хлорофилла, значительно увеличивают эндогенную защиту, с увеличением всей биохимической активности почвы, проявляют высокую активность в качестве органического катализатора и позволяют снизить до 70% элементов удобрений, используемых в существующих способах подкормки культур. Поэтому композиции изобретения позволяют полностью устранить использование синтетических хелатирующих веществ (EDTA, DTPA, EDDHA и т.д), присутствующих в настоящее время в коммерчески доступных составах, которые приводят к очень высокому воздействию на окружающую среду, так как немедленно выщелачиваются из слоя грунта и, следовательно, накапливаются в водах и продуктах, предназначенных для потребления животными и человеком. Фактически у композиций настоящего изобретения очень высокая хелатирующая способность и способность устранения неблагоприятных условий, не вызывая какого-либо выщелачивания используемых синтетических хелатирующих веществ, включая гипераккумуляцию нитрата в слое грунта и продуктах. Настоящее изобретение далее будет описано иллюстративным, но не ограничивающим путм, в соответствии с его предпочтительными осуществлениями. Пример 1. Основной гумоальгинат в виде жидкого состава. Основной гумоальгинат может быть использован как есть в качестве удобрения (структурообразующее вещество) с высоким содержанием гуминовых кислот и/или смеси с минеральными удобрениями и/или для получения комплексных или простых удобрений на основе макро- и микроэлементов, растительных экстрактов, аминокислот различного происхождения и для промывки загрязннных почв. Композицию основного гумоальгината готовят смешиванием следующих компонентов, как описано выше:b) 20% леонардита с содержанием органического углерода биологического происхождения 48%;c) 10% щелочного раствора, состоящего из 85% 28 B гидроксида аммония и 15% альгиновой кислоты. Титрование приготовленного продукта, который будет коммерциализирован как "жидкий основной гумоальгинат", дат содержание органического углерода 9,6 мас.%. Пример 2. Азотный гумоальгинат в виде жидкого состава. Композицию азотного гумоальгината готовят смешиванием следующих компонентов, как описано выше:c) 31,5% жидкого основного гумоальгината. В резервуар, оборудованный предпочтительно пропеллерной мешалкой, заливают, предпочтительно деминерализованную воду и при перемешивании последовательно добавляют мочевину и основной жидкий гумоальгинат; смесь выдерживают при перемешивании до полного растворения всей добавленной мочевины. Титрование приготовленного продукта, который будет коммерциализирован как "жидкий азотный гумоальгинат", дат следующие результаты: карбамидный азот 20%,органический углерод 3%. Пример 3. NPK гумоальгинат 3-15-3 0,1% В + 0,1% Mn + 0,1% Zn в виде тврдого состава. Композицию предпочтительно готовят в форме микрогранул с диаметром 0,6-1 мм, которые размещают в рядах при посеве, смешиванием следующих компонентов, как описано выше:a) 25% фосфата моноаммония (MAP) 12-61,b) 61,79% тонкоизмельченного леонардита (сухого вещества),c) 12% щелочного раствора, состоящего из 80% гидроксида калия в виде 48% раствора и 20% альгиновой кислоты,d) 0,6% борной кислоты (В 17,5%),e) 0,32% сульфата марганца (Mn 32%),f) 0,29% сульфата цинка (Zn 35%),g) деминерализованная вода остальное. Вода используется для получения взвеси леонардита, фосфата моноаммония, борной кислоты,сульфата марганца, сульфата цинка перед добавлением щелочного раствора, в котором была растворена альгиновая кислота. Вода, испаренная до сухого состояния, не учитывается в конечной композиции. Кроме того, возможное поступление воды с сырьм (как, например, со щелочным раствором) должно быть компенсировано добавлением идентичного количества леонардита или другого ископаемого материала, используемого при приготовлении. Этот тип удобрения будет коммерциализирован со следующей маркировкой: "3% общего азота", в котором 3% аммиачного азота,15% ангидрида фосфора Р 2 О 5,3% оксида калия K2O,0,1% бора (В),0,1% марганца (Mn),0,1% цинка (Zn). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения композиций удобрений, включающий стадии, на которых:a) получают взвесь ископаемого материала, содержащего гуминовые кислоты, в воде;b) к взвеси, полученной на стадии а), добавляют при перемешивании раствор альгиновой кислоты и по меньшей мере одного щелочного реагента в такой пропорции между указанными компонентами и взвесью, что(i) количество альгиновой кислоты составляет 0,50-15% и(ii) количество щелочного реагента составляет 2-17%,указанное процентное содержание представляет собой массовый процент от общей массы конечной смеси, полученной на стадии b),с) выдерживают смесь при перемешивании до полной гомогенизации смеси. 2. Способ по п.1, в котором на стадии b) раствор альгиновой кислоты и по меньшей мере одного щелочного реагента добавляют до процентного содержания 5-20 мас.% от общей массы конечной смеси,причем указанный раствор содержит 15-20 мас.% альгиновой кислоты и 80-85 мас.% по меньшей мере одного щелочного реагента. 3. Способ по п.1 или 2, в котором конечную смесь перемешивают в течение по меньшей мере 3 или 6 ч или перерабатывают непрерывно. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором ископаемый материал, содержащий гуминовые кислоты,выбран из группы, состоящей из леонардита, лигнита, ксилита, гумифицированного торфа, торфяного угля и их смеси. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором ископаемый материал, содержащий гуминовые кислоты,находится в тонкоизмельченной форме с размером частиц 20-400 мкм. 6. Способ по п.5, в котором размер частиц составляет 20-50 мкм для получения композиций в жидкой форме или 100-150 мкм для получения композиций в твердой форме. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором массовое отношение количества ископаемого материала,содержащего гуминовые кислоты, и воды на стадии а) составляет 1:0,3-1:6. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором щелочной реагент выбран из группы, состоящей из гидроксида калия или гидроксида аммония и их смеси. 9. Способ по любому из пп.1-8, в котором по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы,состоящей из макроэлементов, микроэлементов, гидролизатов животного или растительного белка, растительных экстрактов с инсектицидной, нематоцидной или фунгицидной активностью, фиторегулирующих веществ, удобрений, добавляют к ископаемому материалу, содержащему гуминовые кислоты, на стадии а) или к конечной композиции. 10. Способ по любому из пп.1-9, в котором смесь, полученную на стадии с), гранулируют и высушивают для получения композиции удобрения в тврдой форме. 11. Способ по любому из пп.1-9, в котором смесь, полученную на стадии с), фильтруют для отделения жидкой фазы удобрения. 12. Композиция удобрения в тврдой форме, получаемая способом по любому из пп.1-10. 13. Композиция удобрения в жидкой форме, получаемая способом по любому из пп.1-9 и 11. 14. Применение композиций по п.12 в качестве натуральных поверхностно-активных веществ для промывки, рекультивации и обработки загрязннных почв. 15. Применение композиций по п.13 в качестве натуральных поверхностно-активных веществ для промывки, рекультивации и обработки загрязннных почв. 16. Применение альгиновой кислоты в качестве средства для получения композиций удобрений или композиций поверхностно-активных веществ, включающих вытяжку и/или производные гуминовой кислоты из гумифицированных ископаемых материалов.
МПК / Метки
МПК: B01F 17/52, B01F 17/56, B09C 1/08, C05F 11/02
Метки: поверхностно-активных, способ, полученные, обработки, композиции, веществ, удобрения, загрязненных, промывки, композиций, природных, компонентах, основанных, почв, получения, рекультивации
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-18078-sposob-polucheniya-osnovannyh-na-prirodnyh-komponentah-kompozicijj-udobreniya-i-poverhnostno-aktivnyh-veshhestv-dlya-promyvki-rekultivacii-i-obrabotki-zagryaznennyh-pochv-i-poluche.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ получения основанных на природных компонентах композиций удобрения и поверхностно-активных веществ для промывки, рекультивации и обработки загрязненных почв и полученные им композиции</a>
Предыдущий патент: Плинтус, содержащий профилированную планку
Следующий патент: Применение производных индола в качестве активаторов nurr-1 при лечении болезни паркинсона
Случайный патент: Способ прогнозирования землетрясений и устройство для его осуществления