Солите на хуминовите киселини обикновено се класифицират като отделен клас органоминерални торове. Това все още е малка, но много перспективна група от гледна точка на агрохимията и растениевъдството. Притежавайки висока ефективност, хуматите могат да заменят много минерални торове. Този материал ще ви каже какви са тези вещества и как да ги използвате при отглеждане на растения.

Хуминови вещества и техните природни източници

Хумусните вещества са продукт на разграждането на органичните вещества в почвата. Те са високомолекулни азотсъдържащи съединения с тъмен цвят и имат предимно киселинен характер.

Химикът Франц Ахард за първи път изолира хуминови вещества в края на 18 век. Много химици и почвоведи са работили върху своите изследвания, предлагайки следната класификация на тези съединения:

• Хуминът е продукт, който не може да се разтваря в целия диапазон на pH.
• Хуминовите киселини са вещества, които не могат да се разтварят в киселини, но са силно разтворими в основи.
• Фулвиновите киселини са вещества, способни да се разтварят както в киселини, така и в основи.

По този начин сред хумусните вещества агрохимиците и производителите на растения се интересуват от хуминови и фулвинови киселини - компоненти, които лесно влизат в различни реакции. Заедно те се наричат ​​хуминови киселини.

Хуминови вещества се срещат в природата навсякъде, където има живот и се натрупват големи количества биомаса, включително в почвите. Концентрацията им в различни видовепочвите могат да бъдат различни. Например в силно оподзолените почви те са само около 1%, а в черноземите – до 12%.

Най-богати на хуминови вещества са кафявите въглища. В него тяхното съдържание достига 85%. Този органогенен минерален ресурс служи като основен източник на хуминови киселини в света. На второ място е торфът. Най-често го използват руските производители на хуминови торове.

Актуални въпроси за хуминови торове

Отговори на най ЧЗВот читатели. Кликнете, за да прочетете ↓

Въпрос No1. Какво е "Gumate +7" и как да го използвате?

“Хумат +7” е калиев хумат, обогатен с микроелементи - бор, желязо, кобалт, цинк, молибден, мед и др. Има и тор „Хумат +7 йод“, който, когато се прилага върху листата, повишава устойчивостта на растенията към гъбички. Те могат да се използват по същия начин, както другите хумати.

Въпрос No2. Необходимо ли е да се добавят хумати към компоста?

Не е необходимо, но е възможно. Хуминовите торове ще повишат активността на микрофлората, която участва в хумификацията органична материя, и компостът ще узрее по-бързо. Но компостната купчина ще изисква много прах или разтвор, така че трябва да разгледате възможностите си.

Приготвяне на калиеви и натриеви хумати

Чистите хуминови киселини не се използват в растениевъдството. Първо се превръщат във водна форма разтворими соли- хумати.

В зависимост от веществото, което засяга хуминовите киселини по време на производството, се разграничават три вида хумати:

• калиев хумат;
• натриев хумат;
• амониев хумат.

По този начин хуминовите торове са соли, съдържащи хуминови и фулвинови киселини и минерални елементи. Те могат да бъдат произведени в различни форми. Най-често - в концентрирана течна форма, но се срещат и прахообразни и пастообразни хумати.

Ефектът на хумусните торове върху почвата и растенията

Хумусните торове са свързани с почвата. Това е основното им предимство пред минералните соли: те нямат токсичен ефект върху почвената биоценоза, леко и естествено повишават плодородието.

Когато се прилагат върху почвата, хуматите проявяват следните свойства:

• повишаване на буферните характеристики на почвата;
• повишават йонообменните свойства на почвата;
• повишаване на микробиологичната активност на почвата.

В резултат на това настъпва бързо и забележимо структуриране на почвата, минералните елементи преминават в бионалични форми и се подобрява усвояването им от почвения разтвор.

Ефектът на хуматите върху растенията се изразява в повишаване на тяхната адаптация към засушаване, инфекциозни заболявания, преовлажняване и високи концентрации на сол. Стимулиращото растежа свойство на хумусните торове също заслужава специално внимание.

Служители на Института по обща и експериментална биология на Руската академия на науките проведоха серия от експерименти за изследване на стимулиращия ефект на амониевия хумат върху редица култури. Изследването е проведено в Забайкалия, върху проблемни прахообразно-карбонатни, нискохумусни почви с нисък капацитет за обмен на катиони. Използва се амониев хумат в концентрация 0,01% за предварително накисване на семена от грах, копър, овес и магданоз за 24 часа:

По време на теста беше доказано, че третирането със соли на хуминовата киселина повишава интензивността на клетъчното дишане и фотосинтезата. Този ефект е особено изразен при младите растения. Анализите показват повишени концентрации аскорбинова киселинаи хлорофил в листата им.

важно!Способност да стимулира растежа на растенията – обща собственоствсички хуминови торове. Но различни културиреагират на лечение с хумати в различна степен. Зелените култури проявяват най-активна реакция.

Калиев хумат: обща характеристика

Калиевият хумат е най-разпространеният и популярен хуминов тор. Честотата на използването му се дължи на две важни характеристики:

• неутрална pH стойност;
• богати на калий.

Първата характеристика е важна, тъй като разтворите с неутрална киселинност работят еднакво ефективно при всякакви почвени условия. Калият в този тор е елемент, необходим за всички растения във всички фази на вегетационния период.

Калиевият хумат може да се използва при почти всички операции: предсеитбена обработка на семена, грудки, луковици, коренища и корени, пролетна и есенна обработка на почвата в оранжерии и в градината, поливане на вегетативни култури, листно подхранване.

Съвет #1.Калиевият хумат е подходящ за подхранване на всички култури без изключение, независимо от сезона. Има мощен стимулиращ ефект върху развитието на кореновата система. Придобивайки силни и разклонени корени, растенията активно се хранят и стават по-устойчиви на неблагоприятни фактори на околната среда. В резултат на това се увеличава общата им производителност.

Производители на калиев хумат: анализ на оферти и цени

Калиевият хумат се произвежда от много агрохимически предприятия, участващи в производството на торове. Трите най-продавани продукти включват следното:

Калиеви хумати се произвеждат под търговските марки “БиоМастер”, “Гера”, “Огородник” и много други.

Натриев хумат: обща характеристика

Натриевият хумат се използва малко по-рядко от градинарите. Първо, наличието на натрий играе роля, което не е толкова критично за растенията, колкото калия. Второ, натриевият хумат е физиологично алкално лекарство. Може да се използва само на кисели почви.При карбонатните е почти неефективен.

Този хуминов тор е по-подходящ за листно пръскане на всякакви растения. При поливане е най-ефективен за култури, които обичат натриевите соли: цвекло, лук, чесън, зеле, рутабага, картофи, домати, патладжани. По-добре е да се хранят краставици и други тиквени растения с калиев хумат в корена.

Производители на натриев хумат: марки и цени

Натриевият хумат може да бъде закупен под следните марки:

• “Power of Life” - разтвор с микроелементи на цена от 50 рубли за 120 ml;
• „Барел и четири кофи“ - разтвор с висока концентрация на хуминови киселини на цена от 88 рубли за 600 ml;
• „Сахалински натриев хумат“ е разтвор на лигнитни въглища с микроелементи на цена от 60 рубли за 500 ml.

Няма забележими разлики в ефективността и свойствата на натриевите хумати от различни производители.

Практическо приложение на хуминови торове на сайта

Хуминовите торове се използват в доста големи разреждания. В зависимост от целта на употреба, работните разтвори се приготвят в различни концентрации:

• За накисване на семена и посадъчен материал: 1 супена лъжица течен концентрат на 1 литър вода или 1 препълнена чаена лъжичка суха хумата на 1 литър вода.
• За кореново подхранване на зеленчукови култури: 10 мл течен концентрат на 10 л вода или 1 супена лъжица сух хумат на 10 л вода.
• За кореново подхранване на овощни дървета и храсти: 100 мл концентрат или 10 супени лъжици сух хумат на 10 литра вода.
• За листно подхранване: 1 чаена лъжичка сух хумат или 5 мл течен концентрат на 10 литра вода.

Друг начин за използване на хуминови съединения на даден обект е да се възстанови почвата, която е солена или замърсена с отпадъци.

„Хуминови киселини, които имат висока способноствръзка различни химически вещества, може да се използва за почистване на почвата от петролни продукти и други токсични отпадъци. За тази цел сухи хумати, смесени с дървесна пепел, се разпределят върху замърсената зона и почвата се измива обилно с вода. Разходната норма на хуматите е 5 g на 1 m2.”

Д. Костюхина, кандидат на химическите науки

Суровините за производство на хумати са торф, сапропел и кафяви въглища. Като цяло технологиите за производство на хуминови препарати са доста прости. Излагане на суровини, съдържащи повишено количество хуминови киселини, на алкали, възможно в автоклави, последвано от филтриране и неутрализиране на получения продукт.

Използвайки подобна технология, хуминови биостимулатори в Руската федерация вече се произвеждат от поне петдесет, а може би и стотици различни предприятия. Разликите в качеството на получения продукт са огромни. Между модерни технологииДнес се използват технологии за механохимично активиране, за да се осигури производството на продукти на високо ниво. Същността на технологията се състои в мощно импулсно механично въздействие върху суровини, съдържащи хумат, окислени кафяви въглища, торф и суха основа. Например, в някои модификации на топкови мелници, в които смилащата среда осигурява претоварване от няколко десетки g. Ясно е, че такива устройства са много сложни и енергоемки.

На другите ефективен начин, който набира все по-голяма популярност, е да извършва стандартни химични процеси в течната фаза, като същевременно организира развита кавитационна зона в нея.

Кавитацията е процес на изчезване („свиване“) на мехурчета пара-газ, които се появяват в течността, когато тя се разтяга рязко. В този случай, като правило, възникват следните ефекти:

• В зона с характерни размери не повече от 0,1 mm възникват импулсни локални налягания до 50 - 70 хиляди атмосфери.
• Температурата в тези зони може почти моментално да се повиши до 7 - 15 хиляди градуса.
• Както е установено експериментално, на последния етап от компресията мехурчетата могат да се трансформират в тороидални структури с мощно игловидно изхвърляне на вещество. В този случай скоростта на върха на такава „игла“ може да достигне няколкостотин метра в секунда и може да се доближи до скоростта на звука в дадена среда.
• Обемната плътност на кавитационните мехурчета при правилна организация на процеса може да бъде 1 милион на cm 3 от средата.
• При определени условия могат да възникнат зони с доста мощно ултравиолетово лъчение.

Всички тези обстоятелства определят не само изключително ефективното ускоряване на извличането на полезни вещества от дадена суровина, но и определят протичането на специфични реакции, по-специално реакции на хидротермален синтез, чието промишлено протичане в меки условия е практически невъзможно.

По този начин кавитацията вече работи на "молекулярно" ниво.

Ако говорим конкретно за използването на „кавитация“ за получаване на ефективни професионални хуминови препарати, вече е общоприето, че така се получават препарати със значително повече високо нивофизиологична активност, дори при малко по-ниска концентрация на хуминови съединения в препарата.

Това е разбираемо. Хуминовите киселини и техните соли принадлежат към неподредени полимерни структури от полифенолен тип, за които концепцията за молекулно тегло е доста произволна. По този начин, колкото по-малки са фрагментите от такъв „полимер“, толкова по-ефективно се абсорбират от мембраните на клетъчната структура на растенията.

Много изследователи говорят за високата ефективност на използването на кавитационни устройства за получаване на висококачествени професионални хуминови препарати с високо съдържание на активни съставки. Например, според някои данни, добивът на водоразтворим органична материя, при такава обработка на торфа, може да достигне 100 g/l.

Ако използвате същата химия, но при условията на класическия синтез на лекарството, тогава този показател ще бъде по-нисък поне 5-6 пъти.

Важно е да се подчертае, че по време на такава обработка първоначалната суспензия на суровините изпитва минимално нагряване в масата си, на ниво не повече от 40 - 50 градуса. В същото време в получения продукт много полезни съединения се запазват в максимална степен и не се разрушават, чиято цялост не може да бъде осигурена при други условия на ефективна екстракция, например по време на автоклавиране.

По-ефективно, както по отношение на получените резултати, така и по отношение на организацията на технологията, е използването на устройства за ултразвукова кавитация, които използват пиезокерамика като излъчватели на ултразвук.

Но и тук не всичко е ясно. Както показа практиката на работа в тази посока, използването на такива устройства с потопяеми излъчватели има редица недостатъци. Те включват ограничения ресурс на такива излъчватели поради кавитационна ерозия и редица технологични проблеми при работа с меки растителни материали, по-специално торф.

Използването на ултразвукови кавитационни реактори с външно разполагане на керамични излъчватели и допълнително фокусиране на ултразвуковото лъчение директно в потока на обработваната среда елиминира не само повечето физически и технологични проблеми, но и осигурява производството на продукти с високо качество и добри технически характеристики и икономически показатели. Качеството на получения продукт, например, по отношение на брутното съдържание на хуминови съединения, не е по-ниско от най-добрите аналози.

Имайте предвид, че в устройствата от серията RUZ е реализиран изключително мощен режим на кавитация, така наречената кавитация „стример“. Плътността на ултразвуковото излъчване в аксиалната зона на такива реактори може да достигне няколко десетки W/cm3. По принцип е невъзможно да се постигнат такива параметри дори в най-добрите ротационни устройства.

Създадохме производствен комплекс за производство на хумати от торф и сапропел с помощта на ултразвуково оборудване, което ни позволява да получим високо качествокраен продукт, като същевременно намалява цената му. Работна температура на процеса 40-50⁰С.

Резултати от анализа на калиеви хумати, получени с ултразвук:

Използването на комплекса позволява:

• Намалете производственото пространство;
• Намалете разходите за енергия;
• Намалете производствените разходи;
• Произвеждат биоактивни хумати с ниско молекулно тегло;

Ние предлагаме;

• Оборудване.
• технология.
• обучение.

Комплексът се произвежда както в стационарен, така и в мобилен вариант.

Владимирска област, сорт грозде ИЗАБЕЛА, открит терен, 3-то десетилетие на юни.
През първата десетдневка на юни беше третирано с калиев хумат, произведен на наша техника.

Хумати и ултразвукова кавитация

по въпросите на околната среда

Поради голямото значение на задачите за разработване на ефективни технологии за ремедиация на замърсени територии, както и разработването на ефективни технологии за бързо унищожаване на силно токсични отпадъци, чието транспортиране до централизирани депа е проблематично, проблемът с разработването не само ефективни и евтини комплексообразователи (сорбенти), но и създаване на ефективни мобилни комплекси за решаване на тези проблеми. В крайна сметка такива мобилни комплекси трябва да използват много налични естествени материали като суровини за получаване на ефективни комплексообразуващи агенти.

Един от вариантите за решаване на тези проблеми може да бъде разработването на мобилни комплекси, базирани на използването на надеждни свръхмощни проточни ултразвукови кавитационни реактори с аксиално фокусиране на ултразвуковото излъчване, например ултразвукови кавитационни реактори от серията RUZ, произведени от нашата компания в продължение на много години.

Отличителна черта на тези устройства е високата плътност на изпомпване на ултразвуково лъчение по оста на реактора, до 10 W/cm 3 или повече при референтна честота на ултразвуково лъчение от 20 - 22 kHz.

Такава висока плътност на акустичното излъчване определя по-специално възможността за кавитационно разрушаване на вода с плътност на образуване на хидроксилни йони до 3 mEq/L или повече. Това само по себе си може да осигури безреагентна дезинфекция на някои химични съединения, тъй като хидроксилните йони са най-мощният окислител от всички известни съединения.

Освен това, когато водата се разрушава при такива условия, се образува значително количество водороден пероксид.

Когато кавитационните микромехурчета се саморазрушават, ултравиолетовата радиация се появява в диапазона от 300 - 360 nm, възникват импулсни локални налягания до няколко десетки хиляди атмосфери, импулсната температура в такива зони може да се повиши до 10 - 15 хиляди градуса. Освен това могат да възникнат импулсни локални струйни течения със скорост на върха до 600 m/s.

Тези обстоятелства правят възможно раздробяването на „нано ниво“ на много не само аморфни, но и кристални материали, чиито пресни чипове вече имат висока каталитична активност. Тоест, съществува реална възможност за използване на много налични материали за получаване на висококачествени „комплексообразуващи сорбенти“, които реагират почти мигновено с разрушените химични съединения в рамките на един технологичен процес.

Прилагането на такава идеология може също така да осигури производството на високоактивни хуминови комплексообразователи от почвени структури, например от торф и сапропел. Това може да осигури висококачествена детоксикация на доста големи площи от почвата при минимални разходи.

IN в такъв случайСъщността на проблема е, че от една страна, самите хуминови комплекси от торф и сапропел са доста ефективни комплексообразователи за необратимото свързване на много токсични химични съединения, радионуклиди и тежки метали. От друга страна, високата активност на такива комплексообразователи до голяма степен се свързва със съдържанието на леки фракции в тях, а именно фулвинови киселини.

По отношение на последното обстоятелство отбелязваме, че хуматите, получени чрез разработената кавитационна технология, имат повишено съдържаниетакива леки активни фракции. Например, както показват анализите, съдържанието на фулвинови киселини в препарати, получени по тази технология, е най-малко 10 пъти по-високо от съдържанието на фулвинови киселини в препарати с подобна химическа структура, получени чрез класическа автоклавна технология.

Като пример за възможността за използване на хуминови комплексообразователи при възстановяване на територии в зони за съхранение и унищожаване на химически оръжия, както и за дезинфекция на земята от определени радионуклиди, ние цитираме работи /1/ и /2/.

При използване на някои модификации на хуминови сорбенти /2/ като абсорбери на радионуклиди, катионнообменният капацитет на такива сорбенти е: до 3100 mEq за UO 2 +2; до 79 mEq за Cs+; до 16 mEq за Sr +2.

Освен това силата на хелатните съединения на такива сорбенти с редкоземни и трансуранови елементи може да бъде толкова голяма, че такива комплекси да не се разрушават до 800°С.

Съвременните технологии за използване на такива комплексообразователи са пречистване Отпадъчни водиот тежки метали, както и използването им в стандартни системи за биологично пречистване на отпадъчни води с общо предназначение /3/ и /4/.

По-специално, работа /3/ предоставя данни за зависимостта на степента на извличане на Fe +3 и Cu +2 йони на никел и цинк от хумати на калий, натрий и амоний. Посочено е, че сорбционният капацитет на такива комплексообразователи може да бъде: за железни йони - 3,1 mEq/g, за медни йони - 1,4 mEq/g, за никелови йони - 1,2 mEq/g и за цинк - 1,1 mEq/g.

В работа /4/ е изследвано действието на разтвори на натриев хумат върху растежа на активна утайка при методи за биологично пречистване на отпадъчни води. Самото изследване е доста уместно, тъй като днес пречистването на отпадъчни води с помощта на активни бактерии е един от обещаващите технологични процеси, който има доста широко практическо приложение.

Тук има два проблема.

От една страна, при класическото използване на тази технология, бактериите не работят добре в последните етапи на пречистване, когато концентрациите на замърсители са близки до максимално допустимата концентрация,

От друга страна активността на бактериите през зимата, при ниски температури на пречистените отпадъчни води, е много ниска и се налага използването на отопление на пречистените отпадъчни води.

Работата сочи, че през лятото др равни условия, съдържанието на активна утайка, използвайки хумати, може да се увеличи с 30 - 32%. Скоростта на растеж на активната утайка се увеличава 7 - 8 пъти в сравнение с скоростта на растеж без този реагент.

IN зимно време, при температури на отпадъчните води от 6 до 12 C 0, използването на хумати може да увеличи производителността на аерационните резервоари с 25 - 30% без допълнителни разходи, предимно разходи за топлина.

Представените данни са много убедителни. Въпреки това, широкото използване на висококачествени хуминови препарати в съществуващите технологии за пречистване на отпадъчни води в някои случаи е трудно поради проблема с „цвета“ на пречистената вода. Реакционните продукти на фулвиновите киселини по правило са разтворими във вода и е необходимо допълнително да се използва окончателно коагулационно-флокулационно пречистване на пречистените отпадъчни води, за да се намали цветът на водата. За тези цели се използват стандартни реагенти, много от които имат доста тесен работен диапазон на pH.

Изключително високата гъвкавост на използването на хуминови препарати, както в живата, така и в „неживата“ природа: от растениевъдство, ветеринарна медицина, медицина, производство на керамика, леярство и много други бизнес сектори, определи нашите изисквания за разработване на единна технология за използване на този естествено съединение, включително в екологичните проблеми.

Като се вземат предвид характеристиките на използваната кавитационна технология, беше възможно да се разработи доста универсална технология за пречистване на различни отпадъчни води, без да се въвеждат допълнителни специфични технологични операции.

Работата /5/ предоставя данни за възможността за използване на доломитови пясъци за отстраняване на примеси Fe2+ и Fe3+, Hg2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+ от вода в режим на кипящ слой под въздействието на ултразвукова кавитация.

По-специално се посочва, че с увеличаване на времето на излагане на ултразвук при постоянна масадоломит има значително намаляване на съдържанието на примеси. При време на обработка 40 s - цинк (II) с 1,7 пъти. При време на обработка 80 s: желязо (II) и (III) с 12,1 пъти; живак (II) 2,8 пъти; кадмий (II) 2,5 пъти; мед(II) 4,9 пъти. При време на лечение от 160 s концентрацията на олово (II) намалява 4,0 пъти.

Отбелязва се, че директно при условия на кавитация се образуват дупки върху доломитови частици. Размерите на отворите са ~ 1 µm, което съответства на размера на кавитационния мехур в момента на колапса му. В този случай налягането в мехура достига 10 3 atm.

Разрушаването на дупките в частиците на доломита и образуването на свежи каталитично активни чипове, както смятаме, се дължи на ефекта на свръхдълбокото проникване на микрочастици на удара в мишени, открит през 1974 г. от беларуския учен Ушеренко. В този случай се отделя колосално количество енергия, 10 2 ... 10 4 пъти по-голямо от кинетичната енергия на ударните частици.

Най-малкото условията за възникване на този ефект не противоречат на енергийните параметри и характеристики на изключително мощната кавитация.

По отношение на възможностите за използване на някои известни катализатори във връзка с ултразвук в химични технологиихидрогениране, например, когато се използват смесени Ni - Mg катализатори от формалати и оксалати при хидрогенирането на циклохексан, тогава в работа /6/ се отбелязва, че активността на такива катализатори в ултразвуково поле може да се увеличи с 60 - 200%.

В заключение представяме някои данни, илюстриращи характеристиките на дизайна и работата на инсталацията, използваща тези проточни кавитационни реактори.

Работната зона на реактора е направена под формата на цилиндър с диаметър 100 mm и дължина 470 mm. Мощността на акустичното излъчване може да бъде, в зависимост от модификацията на устройството, от 4 до 7 kW, с коефициент на полезно действие на устройството най-малко 0,85. Теглото на устройството заедно с генератора е не повече от 40 кг.

Видеото на сайта показва нормалния режим на работа на реактора. Така нареченият режим на кавитация „стример“ се наблюдава с централен (аксиален) кавитационен „сбруя“ с разклонени кавитационни пътища, простиращи се в различни посоки. Когато реакторът работи, характерният шум, причинен от рекомбинацията на кавитационните пътища, се чува ясно. Централният (аксиален) стримерен сноп е разположен по цялата ос на устройството, 470 mm, и има диаметър приблизително 20 mm. Обемната плътност на енергоотделяне в неговата зона е най-малко 10 W/cm 3 .

Вариантът за разположение на реактора в инсталация с прогнозна производителност до 440 kg/h за някои видове обработени водни суспензии има габаритни размери (дължина × ширина × височина) не повече от 2500 × 2000 × 2000 mm. Тегло, не повече от 300 кг (ултразвуков реактор с генератор, химически реактор с бъркалка, циркулационна помпа, платформа и контролен панел).

Калиев хумат

Ултразвуков модул за синтез на хумат

Литература.

1. „Саниране на замърсени зони в райони, където се съхраняват и унищожават химически оръжия“, V.I. Скоробогатова, А.А. Щербаков, В.Г. Мандич, Ж. Руски химик. за тях. DI. Менделеева, 2007, т. LI, № 2, с. 71 - 74.
2. „Модифицирани природни сорбенти като абсорбери на радионуклиди“, L.I. Гилинская, Т.И. Маркович, електронно научно и информационно списание „Бюлетин на науките за Земята на Руската академия на науките“, № 1 (27), 2009 г., ISSN 1819-6586.
3. „Сорбция на йони на тежки метали от амониеви, натриеви и калиеви хумати”, Будаева А.Д., Золтоев Е.В., Бодоев Н.В., Балбурова Т.А. Байкалски институт по управление на околната среда SB RAS, Улан-Уде. Работата е представена на III наученконференция “Приоритетни насоки за развитие на науката, технологиите и инженерството”, 2005 г., Хургада (Египет).
4. RF патент 2081853, Shulgin A.I., Метод за биологично пречистване на отпадъчни води.
5. Малушкин В. М. „Физико-химични процеси в кипящ слой от доломит под въздействието на ултразвук и разработване на инсталация за пречистване на питейна вода”, резюме на дисертацията за конкурса научна степенКандидат на техническите науки, Томск 2009 г.
6. „За ефективността на използването на ултразвук в хетерогенната катализа“, Роменски А.В., ЗАО Северодонецка асоциация „Азот“, технология на катализатори и сорбенти, UDC 66.084.

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКИ ОРДЕН НА ТРУДОВОТО ЧЕРВЕНО ЗНАМЕ ПОЛИТЕХНИКА

ИНСТИТУТ НА ИМЕТО НА С. М. КИРОВ

ТЕХНОЛОГИЯ ЗА ПОЛУЧАВАНЕ НА РАЗТВОРИМИ ХУМАТИ ОТ

Н. М. СМОЛЯНИНОВА, С. И. ХОРОШКО, А. Н. МОСКАЛЧУК

Отзад напоследъкхуминовите киселини се използват все повече в различни индустрии Национална икономика,. Те, под формата на разтворими натриеви соли (хумати), се използват успешно като стабилизатори на глинени разтвори, използвани при нефтени сондажи, както и за производството на бои за дърво. Поради добрите си повърхностно-активни свойства, хуминовите киселини се използват в производството на батерии като удължител за положителните пластини на батериите. И накрая, използването на хуминови киселини под формата на разтворими хумати в селското стопанство като стимуланти на растежа е много обещаващо. Тяхната висока ефективност е доказана в множество трудове на проф. Л. А. Христева и нейни колеги и други автори.

В момента промишленото производство на хуминови киселини се извършва в Тюменския акумулаторен завод. Твърди натриеви хумати за нуждите на мебелната промишленост се произвеждат в малки количества в Латвия в промишлено предприятие. И двата продукта са дефицитни.

Поради повишеното търсене на хуминови препарати е необходимо да се организира тяхното промишлено производство в голям мащаб. Това ще даде възможност за бързо въвеждане на хуминови киселини и други препарати на тяхна основа в промишлеността и селското стопанство.

Съществуващите технологични схеми имат редица сериозни недостатъци, а именно: 1) честотата на процеса и, като следствие, тромавостта на хардуера, трудността на автоматизацията, ниската производителност на инсталациите и високите експлоатационни разходи; 2) висока консумация на топлина; 3) големи загуби на продукт и нисък коефициент на извличане на хуминови киселини.

Разбира се, ако зададете въпроса за промишлено производствокиселини на съвременно ниво, тогава можем да говорим само за непрекъснат процес.

Основната трудност при разработването на непрекъсната технология за производство на хумати или хуминови киселини е изключителната продължителност на процеса на тяхното извличане от гориво, поради ниските скорости на дифузия на активната част на алкалния реагент в твърди частици и получените хумати от твърдов разтвор, както и самата специфика на хуминовите киселини като високомолекулни органични киселини с колоидни свойства. Освен това от -158

отделянето на нереагиралата суровина от разтвора на хумата е трудно, тъй като натрошеното гориво, особено торфът, набъбва силно и е частично пептизирано в алкален разтвор, образувайки много стабилна суспензия, която се утаява много бавно и е почти невъзможно да се филтрира.

Големи трудности възникват и по време на процеса на филтриране и сушене на хуминови киселини. Това предполага необходимостта от търсене на начини за интензифициране на процеса 1 като цяло и на първо място на неговия първи етап - извличането на хуминови киселини от суровината под формата на разтворими хумати.

Един от факторите, които правят възможно интензифицирането на този процес, е температурата.Известно е, че нагряването на торфено-алкална суспензия до температура от 80-100 ° C може значително да увеличи скоростта на образуване и разтваряне на хумати.Нашите експерименти показаха че ако при екстрахиране на студено в продължение на 30 минути добивът на хуминови киселини от торф е само 5,73%, то вече при 50°C е равен на 12,74%, а при кипене на сместа -29,72% за същия период от време.

Значителен интерес представлява т. нар. дисперсионен метод за извличане на хуминови киселини, основан на фино смилане на изходния материал в алкална среда. Според Г. М. Волков тази техника увеличава добива на продукта и намалява продължителността на процеса, позволявайки екстракция на студено.

Ултразвуковият метод за производство на хумати може да има големи перспективи, което позволява значително да интензифицира този процес. А. П. Гришин и В. Ю. Зорин показаха, че под въздействието на ултразвуково поле процесът на извличане на хуминови киселини от кафяви въглища в алкална среда се ускорява приблизително 20 пъти.

В проблемната лаборатория на торфа TPI бяха проведени изследвания за определяне на възможностите за дисперсионни и ултразвукови методи за интензификация на процеса по отношение на торфа. Изследвано е влиянието на вида, разхода и концентрацията на алкалния реагент, температурата на процеса и интензитета на смесване на торфено-алкалната смес върху скоростта на екстракция на хуминови киселини.Освен това са тествани методи за разделяне на торфено-хуматната суспензия. - утаяване, филтриране, центрофугиране, ефект на полиакриламид (като флокулант).

Въз основа на обсъждането на нашите резултати, както и на данни от анализа на работата на съществуващи предприятия и литературни данни, бяха направени следните заключения:

1. Механичното разпръскване на торфа в алкална среда може значително да интензифицира процеса на извличане на хуминови киселини от торфа и може да бъде в основата на разработвания технологичен процес в комбинация с последващо нагряване на фина торфено-алкална суспензия до температура 80- 100°C. Това ще намали продължителността на процеса на обработка на торф с алкален разтвор до 30-60 минути и ще извърши екстракцията при по-ниска консумация на алкали, т.е. при съотношение торф: алкален разтвор 1: 10, в сравнение с 1: 100, което е оптимален за конвенционален метод на екстракция.

2. Като реактиви могат да се използват разтвори на сода каустик или сода, последната е много по-евтина и използването й е по-икономично.

3. За отделяне на хуматния разтвор от торфения остатък е препоръчително да използвате центрофуга от утаителен тип.

4. В случай на използване на сода каустик като реагент, може да се препоръча да се използва два пъти: първият път във формата

чист разтвор, във втория - под формата на алкален хумат, получен по време на първата екстракция.

5. Интензифицирането на процеса на извличане на хуминови киселини чрез комбиниране на фина дисперсия на торф в алкална среда с последващо нагряване на торфа до точка на кипене с интензивно разбъркване дава основата за разработване на непрекъсната технологична схема за производство на хумати, както и като (ако е необходимо) хуминови киселини.

6. Препоръчително е да се изгради голяма инсталация за производство на твърд хумат или концентриран разтвор, предназначен за централизирано захранване на различни потребители (селско стопанство, мебелна промишленост, нефтени полета). Концентрирането на разтвора се извършва лесно чрез изпаряване.

Ориз. 1. Технологична схема за производство на натриеви хумати: 1 - бункер за суровини, 2 - асансьор, 3 - междинен бункер, 4 - чукова трошачка, 5 - смесителен шнек, 6 - контейнер за разтвор, 7 - събирателен резервоар, 8 - механичен дисперсант, 9 - реактор, 10 - центрофуга за утаяване, 11 - изпарител, 12 - повърхностен кондензатор, 13 - вакуумна помпа, 14 - колектор за хумат, 15 - помпа, 16 -

Горните заключения са в основата на разработването на непрекъсната версия на технологичната схема за процеса на получаване на хумати на базата на торф от Таганското находище в Томска област. Производителността на инсталацията се определя приблизително въз основа на необходимостта от хуминови киселини в основните райони на региона с развито зеленчукопроизводство, тъй като използването на хуминови торове е най-ефективно за зеленчукови култури.

Като реагент се използва 2% разтвор на калцинирана сода. Въпреки по-ниската си активност, содата осигурява достатъчна степен на извличане на хуминови киселини, когато се комбинира с фини 160

диспергиране на торф в алкална среда, последвано от нагряване на сместа до 80-100 ° C за 0,5-1,0 часа при интензивно разбъркване. Съотношението (теглото на торфа към обема на содовия разтвор е 1: 10.

За отделяне на торфено-алкалната суспензия се използва утаителна центрофуга 2НОГШ-300 (7).

Технологичната схема на процеса е показана на фиг. 1.

Въздушно-сухият торф под формата на трохи се подава от бункера (1) чрез кофичен елеватор (2) през междинен бункер (3) в чукова трошачка (4), където се раздробява до размер на парче не повече над 1-2 мм. Натрошен торф се смесва в смесителен шнек (5) с разтвор на сода, подаван от контейнер (6). След това торфено-алкалната смес постъпва в механичния диспергатор (8), откъдето се подава в реактора (9). В реактора окончателното извличане на хуминови киселини става чрез нагряване и разбъркване на суспензията с жива пара, влизаща през ежектора. Нереагиралият торф се отделя от разтвора на хумата в седиментационна центрофуга (10). Последният има два винта, което дава възможност за измиване на утайката с отделен дренаж на промивна вода, която (за да се намали загубата на хумати) се подава в контейнер (7) за приготвяне на разтвор на сода.

Измитата утайка отива в сметището, а слаб разтвор на хумати (2,0%) се изпарява в изпарител (11) до концентрация 15% и влиза в колекцията (14).

Вторичната пара от изпарителя се кондензира в повърхностен кондензатор (12). Горещ кондензат може да се използва за измиване на утайката: в центрофуга. Вакуумът в системата се създава от вакуумна помпа (13).

Както показват икономическите изчисления, общата цена на хуматите е 465 рубли. на тон.. Високата себестойност на продукцията се обяснява с ниската производителност на инсталацията, тъй като по-голямата част от разходите (около 60%) падат върху заплатите и оперативните разходи. Тези „разходи могат да бъдат намалени чрез изграждане на по-големи инсталации.

Икономически ефектот използването на натриев хумат средно 8-10 рубли. за всеки хектар култури.

ЛИТЕРАТУРА

1. сб. „Хуминови торове. Теория и практика на тяхното приложение", част I, Селхозич-дат на Украинската ССР, Киев, 1957 г.

2. сб. „Хуминови торове. Теория и практика на тяхното приложение”, част II. Селхоздат на Украинската ССР. Киев. 1962 г.

3. Г. М. Волков. За технологиите за производство на хуминови киселини. Трудове на Института по география на Академията на науките на СССР, т. XII, 65-76. 1961 г.

4. А. П. Гришин, .В. Ю. Зорин Ултразвуков метод за изолиране на хуминови вещества, Доклади на Института за петрол в Грозни, Кол. 25, № 3, 59-62. 1961 г.

5. Н. М. Смолянинова, А. Н. Москалчук. Изследване на процеса на получаване на хуминови киселини от торф. Изв. TPI. В пресата.

6. Разработване на технология за производство на хуминови киселини на базата на торф. Доклад по тема 162/63. Томск 1965 г.

7. Центрофуги. Указателен каталог. Машгиз, 1955 г.

Хуматите (хуминови вещества, соли на хуминови киселини - калиев хумат, натриев хумат и др.) са най-добрият стимулатор за растежа на микроорганизми и растения, естествен катализатор на биохимични процеси, с активни свойства, които могат да стимулират растежа на растенията и развитието на микроорганизми. Увеличават добивите от 50 до 250%.

Хумати: калиев хумат, натриев хумат и др.:

(хуминови вещества, соли на хуминови киселини – калиев хумат, натриев хумати др.) е най-добрият стимулатор на растежа на микроорганизми и растения, естествен катализатор за биохимични процеси, с активни свойства, които могат да стимулират растежа на растенията и развитието на микроорганизми.

Активно стимулиране имунна система растения. Благодарение на хуминовите киселини, както растението, така и растението са по-здрави като цяло. почвата, хранейки го.

Хуминови веществаспособни да свързват токсични и радиоактивни елементи, както и съединения, които влияят отрицателно екологична ситуацияв природата, включително те могат да включват някои пестициди, въглеводороди, феноли.

Хумусните вещества имат високи концентрации на органични вещества и микроелементи. Те са абсолютно безвредни за почвената микросфера, растенията и човека.

Хуминови веществадават на живите организми хранителните вещества, от които се нуждаят постепенно, докато се консумират, като по този начин запазват необходимия запас от тези елементи за следващите поколения. Съставът на хумусните вещества е от 40 до 60% въглерод, 3-5% азот, 30-40% кислород и водород, сяра, фосфор, много метални катиони, включително така наречените микроелементи.

Благодарение на тяхната стабилност хумусните вещества се запазват дълго време (стотици и хиляди години според радиовъглеродното датиране), като по този начин се гарантира непрекъснато снабдяване на растенията и микроорганизмите с енергия и строителен материал.

Хуминови веществаимат многофункционално предназначение, вкл. допринасят за бързото възстановяване на плодородието на изчерпаните почви в най-кратки срокове, мелиорация и увеличаване на производителността от 50 до 250%.

Торене с калиев хумат, натриев хумат и други хумати. Предимства на хуматите:

Торене на растения с калиев хумат, натриев хумат и други хумати:

– осигурява увеличение на добива от 50% до 250%,

– активира метаболизма в живи организми,

– повишава активността на почвената микрофлора: оказва благоприятно влияние върху почвената микрокултура, потисната от продължително въздействие на минерални торове, пестициди, хербициди и др., като пресъздава многообразието от полезни общности от почвени бактерии и гъбички, присъщи на естествената среда,

– активира синтеза на протеини, въглехидрати и витамини,

– повишаване коефициента на използване на минералните торове,

– подобряване на качеството на селскостопанската продукция до Био клас,

– повишена устойчивост на радиация,

– предотвратява натрупването на тежки метали и пестициди. Тежките метали и пестицидите се окисляват от хумата и стават неразтворими, поради което растението спира да ги абсорбира напълно,

– еднократно третиране на почвата с хуминов препарат ви позволява да превърнете до 60% дизелово гориво, 40% петрол и 20-30% мазут в нетоксична форма в рамките на 3-4 месеца,

– възстановяване на плодородието на изтощени почви и рекултивация на земята в най-кратки срокове,

– насърчава вермикулацията на почвата, подпомага възстановяването и естественото образуване на хумус,

– при пробиване на кладенци лекарството спомага за увеличаване добив на нефт и газдо 50%,

– активира растежа на активната утайка в пречиствателните станции за отпадъчни води,

– увеличаване на образуването на метан с 50% при производство на биогаз.

Приложение на хумати: калиев хумат, натриев хумат и др.:

Използват се калиев хумат, натриев хумат и други хумати:

– в агропромишления комплекс. Борба с ерозията и възстановяване на изтощените почви, увеличаване на добивите 2 или повече пъти, отглеждане на екологично чисти органични продукти, производство на висококачествени органични торове,

– в предприятия, произвеждащи всички видове торове,

– в медицината – сорбция,

– в пречиствателни станции за отпадъчни води,

– в производствената технология биогаз,

- В масло– производство на газ: филтърни добавки, сорбция, сондажни течности.

Видове произвеждани хуматни торове:

– сложен тор на базата на торф, калиев хумат (натрий и други хуминови вещества), оборски тор и минерални добавки,

– комплексен тор на базата на калиев хумат (натрий и други хуминови вещества) и минерални добавки,

– комплексен тор на базата на калиев хумат (натрий и други хуминови вещества), торф и оборски тор,

– калиев хумат (натрий и други хуминови вещества) на основата на торф.

Технология за производство на хумат и торове на базата му със зададени характеристики чрез окисление с активен кислород:

Сред технологиите за производство на хумат и торове на базата на хумат се откроява иновативна технологияпроизводство на висококачествен органичен тор на основата на калиев хумат чрез окисляване с активен кислород („студен синтез“).

Принципът на действие на метода се основава на принудителното окисляване на съдържащите се във водата примеси с активен кислород в свръхзвукова кавитационна камера, последвано от механично отделяне на получената утайка.

Технологията за производство на хумат чрез окисляване с активен кислород („студен синтез“) дава възможност за създаване на комплексни органични и минерални торове на базата на хумат с дадени характеристикиза азот, фосфор, калий, микроелементи и др.

Предимства на технологията за производство на хумат и торове на базата му със зададени характеристики чрез окисление с активен кислород:

– намаляване на потреблението на електроенергия по време на производствения процес от 2,5 – 3 пъти,

– намаляване на времето на производствения цикъл до 2 – 2,5 часа,

– довеждане на концентрацията на хуминови вещества в целевия продукт до 95 – 105 грама на литър(за водещи производители - не повече от 35 грама на литър) ,

– благодарение на използването на студен синтез, проникването на хормони, хелминти и патогенна микрофлора е напълно елиминирано, т.к. налягането от 10 000 атмосфери, присъстващо в процеса, не оставя и най-малък шанс на изброените групи,

– възможност за създаване на висококачествени комплексни органични и минерални торове със зададени параметри за азот, фосфор, калий, микроелементи и др.,

– получаване на лесно смилаема, напълно дезинфекцирана органична материя с минимален (0,075 kW на 1 тон тор) разход на енергия за рекордно време (5–6 тона за 30 минути),

– благодарение на обработката на целия торф без остатък, с изключение на пръчки, камъни и пясък, всички минерални соли (микроелементи) от торфа се запазват,

– размер на частиците в готовите продукти – не повече от 60 микрона. Концентрираният хумат има структура, не се утаява, лесно разтворим във вода, не запушва канали хидропоникаинсталации и поради техния наноразмер се абсорбират напълно от растителната клетка,

– ниски първоначални разходи и бързо изплащане (до 3 месеца),

– ви позволява да получавате торфени хумати 10,5% по сухо вещество (докато извличането чрез варене ви позволява да получите 3,5% по сухо вещество)

– продължителност на производствения цикъл – 2-2,5 часа (докато 5-7 часа при други технологии за производство на хумат).

Забележка: © Снимка //www.pexels.com, //pixabay.com

решениеварел и четири кофи калиев хуматнатрий
торхраненехуматкалийза стайни растениятечен торза закритоцветове
калиев хуматнатрийтечен торф с микроелементисуфльоринструкциичрез приложениекак да използвамс микроелементизеленчукпроизводителисъединениеуниверсаленкартофимикроелементиконцентратхраненепрах
как да се разведахуматен метод на приложениестимулант на растежасухаторф
Сахалинхуматни свойства
поливане с хумата
производителиполучаванепроизводствоизползванесъединениехумати 24,518

Фактор на търсенето 1 783