Результат интеллектуальной деятельности: Способ гидромеханического фракционирования торфяного сырья

Изобретение относится к торфяной промышленности, а именно, к способам добычи торфяного сырья и его переработки на продукты, используемые в промышленности и в сельском хозяйстве.

Известна технология производства гранулированного торфяного мелиоранта (RU №91066, опубл. 27.01.2010, бюл. №3), включающая переработку добытого торфяного сырья в однородную массу с получением из неё гранул торфяного мелиоранта.

Недостатком технологии является невозможность гидромеханического фракционирования торфяного сырья на волокнистую массу со средневзвешенным диаметром частиц 1,0<d≤50мм влажностью w=68–75% и на гумусовый концентрат со средневзвешенным диаметром частиц d≤1,0мм влажностью w = 80–85%.

Известен способ добычи торфа, включающий гидравлическую разработку торфяной залежи, перекачку полученной торфяной пульпы на поле стилки, на котором слой торфяной пульпы досушивается до необходимой влажности с последующим получением кускового торфяного топлива (Гидроторф. Книга вторая, часть 1. Гидравлический способ сезонной добычи торфа. Издание научно-технического Управления ВСНХ СССР, М, 1927, 490 с.).

Недостатком способа является невозможность гидромеханического фракционирования торфяного сырья на волокнистую массу со средневзвешенным диаметром частиц 1,0<d≤50мм влажностью w=68–75% и на гумусовый концентрат со средневзвешенным диаметром частиц d≤1,0мм влажностью w = 80–85%.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является технология для добычи полезных ископаемых, в частности торфа, включающая скважинный гидравлический размыв торфяной залежи с дальнейшей перекачкой торфяной пульпы в модульный цех, в котором происходит обезвоживание торфяной пульпы и изготовление из неё торфяной продукции (РФ 2304721, опубл. 20.08.2007).

Недостатком способа является отсутствие гидромеханического фракционирования торфяного сырья на волокнистую массу со средневзвешенным диаметром частиц 1,0<d≤50мм влажностью w=68–75% и на гумусовый концентрат со средневзвешенным диаметром частиц d≤1,0мм влажностью w = 80–85%.

Технической проблемой предлагаемого изобретения является разработка способа гидромеханического фракционирования торфяного сырья на волокнистую массу со средневзвешенным диаметром частиц 1,0<d≤50мм влажностью w=68–75% и на гумусовый концентрат со средневзвешенным диаметром частиц d≤1,0 мм влажностью w=80–85%.

Техническим результатом изобретения является расширение ассортимента продуктов, производимых из торфа: волокнистую массу для изготовления из неё кипованого торфа и субстратов грунтов, используемых в тепличных хозяйствах, и гумусовый концентрат для производства экологически чистых органических удобрений.

Поставленная проблема и технический результат достигаются тем, что способ гидромеханического фракционирования торфяного сырья включает гидравлическую переработку торфа. Согласно изобретению, после дробления и сепарации исходного торфяного сырья и гидравлической переработки торфа, проводят гидромеханическое двухфракционное центрифугирование полученной торфяной пульпы на волокнистую массу и суспензию, затем осуществляют механическое обезвоживание волокнистой массы до влажности w=68–75%, а суспензию осаждают с получением гумусового концентрата влажностью w=80–85%.

При этом гидравлическую переработку осуществляют путем гидроразмыва добытого торфяного сырья.

Волокнистая масса состоит из частиц со средневзвешенным диаметром 1,0<d≤50мм, а гумусовый концентрат состоит из частиц со средневзвешенным диаметром d≤1,0мм.

При гидроразмыве исходного торфяного сырья до влажности w=94–96% движение торфяной пульпы по трубопроводу происходит без его заиления (забивки), что обеспечивает бесперебойное гидротранспортирование торфяной пульпы.

Двухфракционное центрифугирование полученной торфяной пульпы позволяет разделить ее на два продукта: на волокнистую массу со средневзвешенным диаметром частиц 1,0<d≤50мм влажностью w=86–88% и суспензию со средневзвешенным диаметром частиц d≤1,0мм влажностью w=98–99%.

Механическое обезвоживание волокнистой массы до влажности w=68–75% со средневзвешенным диаметром частиц 1,0<d≤50мм позволяет изготавливать из нее кипованый торф и субстраты грунтов для тепличных хозяйств.

После сгущения суспензии осаждением получается гумусовый концентрат влажностью w=80–85% со средневзвешенным диаметром частиц d≤1,0мм, что позволяет изготавливать из него экологически чистые органические удобрения.

Изобретение иллюстрируется фигурой, на которой показана схема технологического процесса гидромеханической классификации торфяного сырья.

Согласно представленной схемы исходное торфяное сырье 1 подвергается дроблению 2 с последующей сепарацией 3. Полученные частицы со средневзвешенным диаметром d>50мм снова отправляются на дробление 2. Отсепарированный торф подвергается гидроразмыву 4 водой 5 с получением торфяной пульпы влажностью w=95%, которая после двухфракционного центрифугирования 6 разделяется на волокнистую массу 7 со средневзвешенным диаметром частиц 1,0<d≤50 мм влажностью w=87% и суспензию 8 с частицами со средневзвешенным диаметром d≤1,0 мм и влажностью w=98%.

Волокнистая масса подвергается механическому обезвоживанию 9 до влажности w=70%.

Полученный после обезвоживания волокнистой массы 9 фильтрат 10 добавляется в суспензию 8 для получения суспензии влажностью w=98%.

Сгущение суспензии 8 осаждением 11 позволяет увеличить содержание сухого вещества в суспензии 8 и получить гумусовый концентрат 12 влажностью w=83%. Вода, полученная после осаждения 11, поступает на гидроразмыв 4.

Готовые продукты волокнистая масса 9 и гумусовый концентрат 12 отправляются на дальнейшее использование 13.

Реализация изобретения «Способ гидромеханического фракционирования торфяного сырья» позволит получать продукцию с высокой добавленной стоимостью: волокнистую массу для изготовления кипованого торфа и субстратов грунтов, используемых в тепличных хозяйствах, и гумусовый концентрат для использования в качестве экологически чистого органического удобрения.

Способ может быть встроен в различные технологические комплексы по переработке и получению продуктов из торфяного сырья.

В настоящее время изобретение находится на стадии технического предложения и может быть использовано в инновационных проектах разработки торфяных месторождений с выполнением требований экологии и пожарной безопасности.