Спосіб переробки пульпи від каменеобробної промисловості з відновленням її родючості

Реферат: Винахід належить до способа переробки пульпи від каменеобробної промисловості, що утворюється в результаті технологічної обробки граніту та базальтових порід, при якому пульпу поміщають в штучно створене природне середовище у вигляді сидерального інкубатора, для чого попередньо викопують чек глибиною 2 м та утворюють в ньому гумусові шари, що містять в собі послідовно зложені прошарок гашеного вапна потужністю 15 см, прошарок пульпи потужністю 30 см, прошарок гашеного вапна потужністю 15 см та прошарок ґрунту потужністю 10 см, крім того на останньому верхньому ґрунтовому шарі висівають сидеральну сільськогосподарську культуру та витримують отриману композицію шарів терміном 1,5 місяців протягом періоду, придатного для вегетаційного розвитку сидеральної сільськогосподарської культури. UA 102346 C2 (12) UA 102346 C2 UA 102346 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується каменеобробної промисловості, а саме методів переробки пульпи, що утворюється в результаті технологічної обробки граніту та базальтових порід. Пульпа - один з основних продуктів техногенного забруднення оточуючого середовища, яка утворюється внаслідок технологічної обробки гірських порід магматичного та метаморфічного походження (граніт, базальт, габро, мармур). На сьогоднішній день на території Житомирської області, особливо в тій її частині де відбувається інтенсивний видобуток, технологічна обробка граніту та базальтових порід, склалася вкрай екологічно несприятлива ситуація по екологічно-безпечній утилізації та рекультивації гірничо-відпрацьованої пульпи. Власне пульпа, як колоїдний розчин макро- та мікроелементів, що знаходяться у водорозчинній формі має значну екологічну небезпеку для навколишнього середовища. Ця небезпека полягає в тому, що пульпа має досить високу концентрацію колоїдного розчину та високий рівень рН=8-12. Звичайна утилізація пульпи шляхом її закопування в ґрунт, як це проводиться на сучасний момент, може призвести до того, що внаслідок проходження процесу ґрунтоутворення на окремо взятій ділянці почне відбуватись залуження ґрунтового профілю, зміна водного режиму ґрунту, окислення верхнього родючого шару з подальшою втратою його родючості. Основна небезпека пульпи полягає в незбалансованій концентрації водорозчинних макрота мікроелементів та повна відсутність органічної частини, зокрема гуматів натрію, калію, що робить її непридатною для сільськогосподарського використання так як в ній повністю відсутня ґрунтова мікрофлора, а значить і гумусовий родючий шар. Тому біологічне відновлення пульпи як водорозчинної гірської породи, насичення її катіонами натрію, магнію, калію з метою її ґрунтового окультурення, зміни процесу геологічного заміщення макро-, мікро- та ультрамікроелементів на процес гумінно-калієвого обміну, що надалі дасть можливість формування ґрунтової біоти з подальшим формуванням гумусового горизонту та використання для задоволення сільськогосподарських проблем - основне завдання сучасного екологобезпечного виробництва. Пульпа як техногенний продукт каменеобробної промисловості - це водний колоїдний розчин, що складається з макро-, мікро- та ультрамікроелементів і металів та SiO2, що знаходяться в частково доступній для рослин формі. Основна відмінність пульпи від інших геологічних водних речовин це повна відсутність в її складі гумінових або фульвокислот та ґрунтових мікроорганізмів (грибів, бактерій, актиноміцетів), що роблять пульпу не придатною для вирощування на ній сільськогосподарських культур. Відомий спосіб технологічної переробки пульпи від каменеобробної промисловості шляхом вилужування неорганічних солей за допомогою хімічно-активних сполук на основі хлоридів та фосфатів, з подальшою стабілізацією отриманої хімічної речовини в рециркуляційних калонах з обов'язковим додаванням сполук фосфорної кислоти. В результаті на виході отримують сировину для виробництва будівельної цегли (див. Журнал "Pflanzenbau", № 2, 2009 рік, с. 165). Однак, цей спосіб не забезпечує можливість повернення продукту, що отримують в результаті переробки, до ґрунту, який можливо використовувати в сільськогосподарському виробництві. Крім того, в результаті реалізації способу отримують досить велику кількість шлаків, які потрібно повторно утилізувати. Задачею створення даної корисної моделі є створення способу, при реалізації якого можливо досягти біологічного окультурення пульпи як геологічно-колоїдної маси, насичення її гуміновими кислотами з подальшим перетворенням на придатний для вирощування сільськогосподарських рослин гумусовий шар біологічного походження, тобто отримують вихідний продукт у вигляді компосту, який є придатним для ведення сільськогосподарського виробництва і не містить хімічно активних і токсичних речовин, які б потрібно було далі нейтралізувати. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що з реалізацією способу, при якому пульпу піддають зовнішній дії, відповідно до винаходу пульпу піддають біохімічній переробці до сапропеле-сидерального компосту, для чого пульпу поміщають в штучно створене природне середовище у вигляді сапропеле-сидерального інкубатора, для цього попередньо викопують чек глибиною 1,5-2 м і утворюють в ньому шари, що містять в собі послідовно зложені прошарок гашеного вапна потужністю 10-15 см, прошарок пульпи потужністю 20-30 см, прошарок гашеного вапна потужністю 10-15 см та прошарок ґрунту потужністю 5-10 см, при цьому чек заповнюють шарами доверху, крім того на останньому верхньому шарі висівають сидеральну сільськогосподарську культуру і витримують отриману композицію шарів терміном 1,5-2,0 місяців протягом періоду, придатного для вегетаційного розвитку сидеральної сільськогосподарської культури, причому по закінченні терміну витримування отриманий 1 UA 102346 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 сапропеле-сидеральний компост вивантажують із чеків та вивозять в поле на розкидання по поверхні ґрунту з подальшим заорюванням. Крім того, при одному із варіантів реалізації пропонованого способу викопують чек прямокутної форми глибиною 2 м і утворюють в ньому шари, що містять в собі послідовно зложені прошарок гашеного вапна товщиною 15 см, прошарок пульпи товщиною 30 см, прошарок гашеного вапна товщиною 15 см та прошарок ґрунту товщиною 10 см, при цьому витримують отриману композицію шарів терміном 1,5 місяця. Викладене вище дозволяє досягти наступного технічного результату: - забезпечується насичення пульпи гуміновими кислотами, обмінними формами гумітів натрію, калію, кальцію та створення фізіологічно-нейтрального рівня рН з подальшим перетворенням на придатний для вирощування сільськогосподарських рослин гумусовий шар біологічного походження; - створюється фізіологічно-нейтральний рівень рН; - внаслідок створення сидерально-сапропельного компосту під час проходження процесів біологічного перетворення в ньому утворюються сполуки монтморлонітової групи, що самі по собі являються сорбентами радіонуклідів (тобто вони утримують радіоактивні часточки своєму об'ємі і не дають їм перейти в обмінну форму, доступну для поглинання рослинами). Крім того: - отримують продукт, який придатний для вирощування сільськогосподарських рослин; - вирішується практичне завдання по запобіганню техногенного забруднення пульпою навколишнього природного середовища, перетворення колоїдного неродючого розчину пульпи в придатний для вирощування сільськогосподарських культур, ведення ландшафтного дизайну та квітникарства, створення лісових культур та закладки маточних розсадників, наприклад, сіянців сосни звичайної, дуба череватого тощо; можливо використовувати цю, вже родючу біомасу, для вирощування сільськогосподарської продукції на радіоактивно забруднених ґрунтах (на основі того, що пульпа як колоїдний розчин з точки зору фізколоїдної хімії складається з міцели, яка має позитивний заряд, то в результаті її окультурювання до сапропеле-сидерального компосту, цю вже родючу біомасу можна буде використовувати для вирощування сільськогосподарської продукції на радіоактивно забруднених ґрунтах, так як колоїдна маса зменшує коефіцієнт переходу радіоактивного цезію та радіоактивного стронцію з ґрунту в продукцію рослинництва тим самим виконуючи функцію радіопротектора. Спосіб переробки пульпи з відновленням її родючості, що пропонується, а саме рекультиваційне перетворення водно-колоїдного розчину пульпи до поживної ґрунтової маси у вигляді сапропеле-сидерального компосту, здійснюють наступним чином. Пульпу поміщають в штучно створене природне середовище у вигляді сапропелесидерального інкубатора. Для цього попередньо викопують чек глибиною 2 м і додають біологічні меліоранти для збагачення її на обмінні форми гуматів натрію, калію, кальцію та магнію, а саме утворюють в ньому шари, що містять в собі послідовно зложені прошарок гашеного вапна товщиною 15 см, прошарок пульпи товщиною 30 см, прошарок гашеного вапна товщиною 15 см та прошарок ґрунту товщиною 10 см. При цьому чек заповнюють ґрунтовим шаром доверху, крім того на останньому верхньому ґрунтовому шарі висівають сидеральну сільськогосподарську культуру, наприклад, гірчицю. Витримують отриману композицію шарів терміном 1,5 місяців протягом періоду, придатного для вегетаційного розвитку сидеральної сільськогосподарської культури. Проходить біологічне перетворення макроелементів, мікроелементів, ультрамікроелементів, анаеробними мікроорганізмами, перетворення їх в доступні для рослин форми та проходження процесу гумініфікації калоїдної фракції пульпи. По закінченні терміну витримування отриманий сапропеле-сидеральний компост вивантажують із чеків та вивозять в поле на розкидання по поверхні ґрунту. В результаті колоїдна маса пульпи перетворюється в гуміновонасичену речовину, що є поживною і придатною для вирощування сільськогосподарських культур. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Спосіб переробки пульпи від каменеобробної промисловості з відновленням її родючості, при якому пульпу піддають зовнішній дії, який відрізняється тим, що пульпу піддають біохімічній переробці до сидерального компосту, для чого пульпу поміщають в штучно створене природне середовище у вигляді сидерального інкубатора, для цього попередньо викопують чек глибиною 1,5-2 м і утворюють в ньому шари, що містять в собі послідовно зложені прошарок гашеного вапна потужністю 10-15 см, прошарок пульпи потужністю 20-30 см, прошарок гашеного вапна 2 UA 102346 C2 5 10 потужністю 10-15 см та прошарок ґрунту потужністю 5-10 см, при цьому чек заповнюють шарами доверху, крім того на останньому верхньому шарі висівають сидеральну сільськогосподарську культуру і витримують отриману композицію шарів терміном 1,5-2,0 місяців протягом періоду, придатного для вегетаційного розвитку сидеральної сільськогосподарської культури, причому по закінченні терміну витримування отриманий сидеральний компост вивантажують із чеків та вивозять в поле на розкидання по поверхні ґрунту з подальшим заорюванням. 2. Спосіб переробки пульпи з відновленням її родючості за п. 1, який відрізняється тим, що викопують чек прямокутної форми глибиною 2 м і утворюють в ньому шари, що містять в собі послідовно зложені прошарок гашеного вапна потужністю 15 см, прошарок пульпи потужністю 30 см, прошарок гашеного вапна потужністю 15 см та прошарок ґрунту потужністю 10 см, при цьому витримують отриману композицію шарів терміном 1,5 місяця. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3