PL205666B1 - Sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu mineralno-organicznego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu mineralno-organicznego przeznaczonego do nawożenia upraw rolniczych i warzywnych.

Nawozy mineralno-organiczne stanowią alternatywę zarówno dla nawozów mineralnych jak i organicznych poprzez korzystne łączenie pozytywnych cech obu tych nawozów. Nawozy mineralnoorganiczne otrzymywać można na dwa sposoby. Pierwszy z nich polega na dodawaniu do masy organicznej składników mineralnych pojedynczo lub w mieszaninie. Druga metoda polega na dodawaniu do mineralnych nawozów składników organicznych, często odpadowych celem poprawy właściwości nawozowych produktów mineralnych.

Znany jest z artykułu autorstwa Jann M. Ichida, Lucie Krizova, Colleen A. LeFevre, Harold M. Keener, David L. Elwell, Edward H. Burtt Jr. pod tytułem Bacterial inoculum enhances keratin degradation and biofilm formation in poultry compost zamieszczonym w Journal of Microbiological Methods, 47, 2001, s. 199 - 208 sposób kompostowania pierza z dodatkiem ściółki i słomy.

Znany jest z opisu patentowego nr EP0384290 sposób polepszania wartości użytkowych odpadowych piór. Polega on na dodawaniu do pierza siana, słomy, kawałków drewna, poddawaniu takiej mieszaniny kompostowaniu i uzyskuje się w ten sposób przydatny polepszacz gleby.

Znany jest z polskiego opisu patentowego Nr PL152036 sposób wytwarzania nawozu zawiesinowego typu NP z mikroelementami, przeznaczonego do zasilania upraw warzywnych, rolniczych i sadowniczych, z roztworu macierzystego uzyskanego po oddzieleniu stał ego fosforanu mocznika z procesu wytrącania tego związku w reakcji kwasu fosforowego i mocznika.

Sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu mineralno-organicznego, o regulowanym stosunku składników pokarmowych, z surowców odpadowych zawierających keratynę, polega na tym, że pierze ptactwa wodnego i drobiu roztwarza się kwasem siarkowym. Ilość kwasu siarkowego, temperaturę i ciśnienie procesu reguluje się tak, aby zapewnić uzyskanie jednorodnego roztworu, korzystnie roztwarzanie pierza, przeprowadza się w temperaturze od 25 do 350°C, w zakresie od 0,1 do 10 MPa, do momentu pojawienia się zawiesiny.

Korzystnie również do roztwarzania pierza wykorzystuje się kwasy siarkowe odpadowe, zanieczyszczone i regenerowane z różnych technologii, zawierające makroelementy i mikroelementy nawozowe, takie jak miedź, cynk, molibden, mangan, bor, kobalt, w których suma zawartości metali z grupy obejmującej Cd, Pb, As, Hg, nie przekracza 10 mg/kg kwasu. Roztwór neutralizuje się następnie amoniakiem, a w uzyskanej zawiesinie rozpuszcza się komponenty pokarmowe, zawierające makroelementy nawozowe wybrane z grupy obejmującej azot i/lub fosfor i/lub potas i/lub magnez oraz korzystnie dodatkowo mikroelementy wybrane z grupy obejmującej bor i/lub molibden i/lub miedź i/lub żelazo i/lub mangan i/lub cynk.

W celu wprowadzenia makroelementów, w zawiesinie rozpuszcza się nawozy mineralne, wybrane z grupy obejmującej mocznik i/lub siarczan amonowy i/lub saletrę amonową i/lub fosforan jednoamonowy i/lub fosforan dwuamonowy i/lub superfosfat potrójny i pojedynczy i/lub chlorek potasowy i/lub siarczan potasowy i/lub siarczan magnezowy i/lub chlorek magnezowy, w ilościach umożliwiających wprowadzenie nie więcej niż 36% masowych azotu, do 20% masowych fosforu w przeliczeniu na P2O5, do 20% masowych potasu, w przeliczeniu na K2O, do 10% masowych magnezu, w przeliczeniu na MgO. Mikroelementy wprowadza się do zawiesiny w postaci soli, korzystnie w ilości nie przekraczającej 6% masowych metali, w tym od 0,1 do 2% masowych żelaza, od 0,1 do 2% masowych manganu, od 0,1 do 2,5% masowych cynku, od 0,1 do 2,5% masowych miedzi, od 0,1 do 1,5% masowych boru i od 0,1 do 0,5% masowych molibdenu.

Skład i proporcje komponentów pokarmowych, zawierających N, P, K, Mg, a także mikroelementów dobiera się w ilości uzależnionej od rodzaju uprawy do której jest przeznaczona. W celu uzyskania stabilnej zawiesiny do uzyskanego produktu wprowadza się od 0,5 do 5,0% masowych substancji glinokrzemianowych, zwłaszcza z grupy bentonitów montmorylonitowych lub attapulgitowych. Korzystnie do stabilizacji wykorzystuje się iły towarzyszące wydobyciu węgla brunatnego, a także produkty lignosulfonianowe, stanowiące produkt odpadowy przy przerobie celulozy.

Nieoczekiwanie okazało się, że kwas siarkowy powoduje mineralizację pierza tworząc jednorodny roztwór zawierający jony amonowe. Sposób według wynalazku pozwala na szybką i pełną utylizację pierza, bez generowania odpadów czy ścieków, uzyskując w produkcie azot obecny w piórach w formie ł atwo przyswajalnej dla roś lin. Sposób umoż liwia wykorzystanie odpadów z produkcji zwierzęcej w sposób bezpieczny dla środowiska, poprzez wyeliminowanie potrzeby składowania pierza.

PL 205 666 B1

Uzyskany produkt ma pożądane właściwości nawozowe, a jednocześnie pozbawiony jest uciążliwych odorów powstających w trakcie przechowywania, składowania i kompostowania pierza.

Produkt uzyskany sposobem według wynalazku może być bezpośrednio stosowany do nawożenia. Możliwość przechowywania produktu, a także stosowanie w obrocie handlowym, zapewnia dodatek substancji stabilizującej zawiesinę i ograniczającej proces jej sedymentacji. Zaletą wynalazku jest wytwarzanie produktu nawozowego o właściwościach i składzie dostosowanym do potrzeb uprawy roślin, przy osiągnięciu efektu synergistycznego, jaki daje stosowanie łączne składników nawozów mineralnych oraz organicznych przy nawożeniu, zapewniającego dobry pobór składników odżywczych przez rośliny.

Sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu mineralno-organicznego według wynalazku objaśniono w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d I

Pierze kurze w ilości 100 kg zawierające 13-15% N, 1,14% P2O5, 0,15% Mg, 0,04% K2O, poddaje się procesowi mineralizacji stosując 100 kg 60% mas. kwasu siarkowego, w temperaturze 150°C, pod ciśnieniem atmosferycznym, uzyskuje się 200 kg jednorodnego roztworu po czasie 4h. Uzyskany roztwór neutralizuje się gazowym amoniakiem w ilości 21 kg. Do uzyskanej zawiesiny dodaje się 10 kg mocznika, 20 kg chlorku potasu i 7 kg bentonitu, przy ciągłym mieszaniu. W rezultacie uzyskuje się 248 kg produktu zawierającego 11% mas N, 7,8% mas. S, 4,8% mas. K2O.

P r z y k ł a d II

Mieszaninę pierza kurzego i gęsiego w ilości 200 kg poddaje się procesowi mineralizacji stosując 100 kg 80% masowych kwasu siarkowego, w temperaturze 100°C, pod ciśnieniem atmosferycznym, uzyskując 300 kg jednorodnego roztworu po czasie 3h. Uzyskany roztwór neutralizuje się gazowym amoniakiem w ilości 28 kg. Do uzyskanej zawiesiny dodaje się 15 kg mocznika, 10 kg fosforanu diamonowego, 15 kg chlorku potasu i następnie mikroelementy w formie soli, w ilościach 2,3 kg siarczanu żelazawego FeSO₄-7H₂O, 0,5 kg siarczanu manganu MnSO₄-4H₂O, 0,5 kg siarczanu cynku ZnSO₄-7H2O, 1,0 kg siarczanu miedzi CuSO₄-5H₂O, 0,1 kg molibdenianu amonu (NH₄)₆Mo₇C₂₄-H₂O, 0,2 kg kwasu borowego H3BO3. Do uzyskanej zawiesiny wprowadza się następnie czynnik żelujący w formie bentonitu, w ilości 10 kg. Uzyskuje się nawóz wieloskładnikowy NPKS z mikroelementami, zawierający: 11,2% masowych N, 1,4% masowych P2O5, 2,4% masowych K2O, 6,8% masowych S i mikroelementy.

P r z y k ł a d III

Pierze drobiowe w ilości 100 kg mineralizuje się, przy użyciu 70 kg 85% masowych odpadowego kwasu siarkowego zawierającego miedź i cynk. Proces mineralizacji prowadzi się w temperaturze 80°C w zamkniętym reaktorze przez 2.5h. Uzyskany roztwór neutralizuje się gazowym amoniakiem w ilości 21 kg. Do uzyskanej zawiesiny dodaje się 30 kg KCl, 10 kg mocznika i 5 kg iłów towarzyszących węglowi brunatnemu, przy częstym mieszaniu. Uzyskuje się 230 kg nawozu o składzie 7,5% N, 7% K2O.

Claims (7)

1. Sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu mineralno-organicznego, o regulowanym stosunku składników pokarmowych, z surowców odpadowych pochodzenia zwierzęcego zawierających keratynę, znamienny tym, że pierze ptactwa wodnego i drobiu, roztwarza się kwasem siarkowym, a po uzyskaniu jednolitego roztworu, neutralizuje amoniakiem i wprowadza się makroelementy nawozowe przez rozpuszczenie nawozów mineralnych, wybranych z grupy obejmującej mocznik i/lub siarczan amonowy i/lub saletrę amonową i/lub fosforan jednoamonowy i/lub fosforan dwuamonowy i/lub superfosfat potrójny i pojedynczy i/lub chlorek potasowy i/lub siarczan potasowy i/lub siarczan magnezowy i/lub chlorek magnezowy, w ilościach umożliwiających wprowadzenie nie więcej niż 36% masowych azotu, do 20% masowych fosforu w przeliczeniu na P2O5, do 20% masowych potasu, w przeliczeniu na K2O, do 10% masowych magnezu, w przeliczeniu na MgO.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwarzanie pierza, przeprowadza się kwasem siarkowym w temperaturze od 25 do 350°C, w zakresie od 0,1 do 10 MPa, do momentu pojawienia się zawiesiny.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wykorzystuje się odpadowe, zanieczyszczone i regenerowane kwasy siarkowe z różnych technologii, zawierające makroelementy i mikroelementy

PL 205 666 B1 nawozowe, takie jak miedź, cynk, molibden, mangan, bor, kobalt, w których suma zawartości metali z grupy obejmują cej Cd, Pb, As, Hg, nie przekracza 10 mg/kg kwasu.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że do zawiesiny po neutralizacji amoniakiem wprowadza się dodatkowo mikroelementy nawozowe takie jak bor, molibden, miedź, żelazo, mangan i cynk w postaci soli w ilości nie przekraczającej 6% masowych metali, w tym od 0,1 do 2% masowych żelaza, od 0,1 do 2% masowych manganu, od 0,1 do 2,5% masowych cynku, od 0,1 do 2,5% masowych miedzi, od 0,1 do 1,5% masowych boru i od 0,1 do 0,5% masowych molibdenu.

5. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że zawiesinę stabilizuje się przy pomocy od 0,5 do 5% masowych substancji glinokrzemianowych.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się substancje glinokrzemianowe z grupy bentonitów montmorylonitowych lub attapulgitowych.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że do stabilizacji zawiesiny wykorzystuje się iły towarzyszące wydobyciu węgla brunatnego i/lub produkty lignosulfonianowe, stanowiące produkt odpadowy przy przerobie celulozy.