Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения гуминового препарата

Изобретение относится к способу получения гуматосодержащих соединений из малозольного бурового угля и может быть использовано в основном в углехимии, в экотехнологиях, в сельском хозяйстве, ветеринарии.

Цель изобретения - получение гуминового препарата из малозольного бурово угля со снижением энергетических и временных затрат.

Техническим результатом изобретения является, ускоренное и низкозатратное получение гумусового препарата, обладающего рядом ценных свойств для применения в, частности, в растениеводстве.

Информация о природе и свойствах препаратов, содержащих гуминовые кислоты, их способность связывать тяжелые металлы сорбировать и ускорять разложение органических экотоксикантов, обеззараживать промышленные и буровые шламы, восстаналивать плодородие деградированных почв широко отражена в ряде источников специальной литературы (Холин Ю.В. Гумусовые кислоты как главные природные комплексообразующие вещества. Журнал «Наука и просвещение» №4 - 27 с. 2001, Попов А.И. Гуминовые вещества: свойства, строение, образование. СПб.: Изд-во С. - Петерб. ун-та, 248 с., 2004.).

Цель изобретения достигается последовательностью операций измельчения малозольного бурово угля на механоактивационных мельницах Хинта, смешивание угольного размола в виброкипящем слое с аэрозолем горячего, активированного водного раствора гидроксида калия, полученного в результате пропускания раствора через гидроакустичский преобразователь.

Известен способ получения извлечения гуминовой кислоты из углей под воздействием ультразвуковой обработки с рабочей частотой 1 мгц и интенсивностью 4-12 вт/см². Максимум извлечения отмечается при продолжительности процесса 4-5 минут и использовании гидроокиси натрия в углещелочной суспензии (соотношение твердое-жидкость 1:15). Описанный способ получения гуминовой кислоты из угля с помощью механической обработки углещелочной суспензии, в котором процессы измельчения угля и извлечения гуминовой кислоты объединены в одну стадию и интенсифицированы ультразвуком, обесцениваются отсутствием полноценной информации. (Абдыгалимова С.Ш. Инновационный патент №20689, 2009). Описание содержит принципиальные ошибки, не считая неправильного употребления обозначения единиц измерения. Как известно, единицы измерения физических величин, в основе названия которых лежит имя изобретателя, ученого, уже более полувека пишутся с большой буквы Вт, Гц, МГц, и др. (Физический энциклопедический словарь М. «Советская энциклопедия», Международная система единиц., т. 3, с. 167-168, 1963; Коэффициенты перевода единиц измерения физико-технических единиц., М. «Атомиздат», с. 40, 1967, и школьные учебники).

Эффективность использования ультрзвука с частотой 1 МГц также вызывает сомнения, посколько из-за весьма большого коэффициента поглощения, интенсивность ультразвука в водной среде, на указанной частоте падает вдвое через каждые 4 см. кроме того, часть энергии ультразвука теряется при переходе границы твердое тело (стенка реактора) - жидкость (рабочая среда). Приведенные в заявке значения интенсивности представляют собой загадку: если это интесивность излучения источников ультразвука, то какая же плотность акустической энергии в рабочей зоне? (Голямина И.П. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Изд-во: Советская энциклопедия, 1979, с 348; Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Москва, Из-во «ЮРАЙТ», 2016, 223 С.)

Известен способ, производства концентрата гуминовой кислоты из бурого угля, в реализации которого также предусмотрено действие ультразвука (RU №2473527, 2010), однако отсутствие в описаниях обоих вышеупомянутых изобретениях каких либо разумных параметров использованного ультразвукового воздействия делают их обсуждение безсмысленным.

Известен способ получения гуминовой кислоты из углей, экстрагированием при температуре ~90°С, раствором едкого натра в течение ~100 мин, не позволяющий, однако, при низкой производительности, получить большой выход продукции в виде раствора гумата высокой концентрации (Гирина Л.В., Думбай И.Н., Дуленко В.И. и др. Журн. Химия твердого тела, 1985, 6, с. 59-65).

Известен способ получения гуминовой кислоты из угля с помощью механической обработки углещелочной суспензии, в котором процессы измельчения угля и извлечения гуминовой кислоты объединены в одну стадию, что позволило повысить выход гуминовой кислоты до 40%. (H.A. Жуков, СТ. Афонина, И.А. Панфилов. Журн. Химия твердого тела, 6,1970, с. 16-21). К недостаткам способа относиться неполное выделение гуминовой кислоты из угля, поскольку механическое воздействие приводит к увеличению извлечения только на ~15%, а температура реакционной смеси (60°С), явно недостаточна для полноты выделения гуминовой кислоты.

Следует, однако, отметить, что извлекающая способность гуматов гидроокисью натрия из бурого угля выше, чем гидроокисью калия (Инновационный патент №20689, 2009), однако, калийные соединения гуминовых кислот более ценны при их использовании в растениеводстве.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается последовательностью операций измельчения малозольного бурово угля на механоактивационных мельницах ООО «Колорит - Механохимия», смешивание угольного размола в виброкипящем слое с аэрозолем горячего, активированного водного раствора гидроксида калия, полученного в результате пропускания раствора через гидроакустичский преобразователь.

Сущность изобретения иллюстрируется примерами, не имеющими, однако, ограничительного характера.

Пример 1.

В дробленный и имельченный на механоактивационных мельницах производства ООО «Колорит - Механохимия» до размеров частиц 0,1-1,0 мм бурый малозольный уголь в количестве 100 кг, с содержанием свободных гуминовых кислот примерно 40%, добаляют 150 л воды с температурой 80°С, 3 кг гидроксида натрия и полученную смесь интенсивно перемешивают в течение 120 мин в реакторе, в виде емкости с мешалкой. В результате получают темно-бурую пасту, (содержащую не менее 40% гумата натрия от массы сухого вещества), готовую к употреблению после разбавления водой до текучего состояния.

Пример 2.

Дробленный и измельченный на механоактивационной мельнице ООО «Колорит - Механохимия» до размеров частиц 0,01-1,0 мм бурый малозольный уголь в количестве 100 кг, с содержанием свободных гуминовых кислот примерно 40%, помещают на 20 мин на подогреваемый до 70°С вибростенд СВКС-С (ООО "ТКС СЕРВИС") и уголь, в виброкипящем слое интенсивно увлажняют 150 литрами 2% водноым раствором гидроксида калия с температурой 80°С, трансформированного в аэрозоль, с размерами микрокапель 1-20 мкм. В результате получают темно-бурую пасту, (содержащую не менее 40% гумата натрия от массы сухого вещества), готовую к употреблению после разбавления водой до текучего состояния.

Сравнение результатов, приведенных в примерах 1 и 2, свидетельствует о шестикратном ускорении процесса получения гуминового препарата.

Предлагаемый способ создает необходимое разнообразие возможностей, обеспечивая оптимальный выбора путей решения конкретных задач направленных на получение гуминовых препаратов из бурого малозольного угля.