Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Комплексне добриво, що містить природний цеоліт та сірку, яке відрізняється тим, що добриво містить елементарну сірку, яка є попутним продуктом переробки нафти та газу нафтопереробних та газопереробних заводів, при наступному співвідношенні компонентів (мас. %):

природний цеоліт

1,0-99,0

елементарна сірка

решта.

Текст

Реферат: UA 80337 U UA 80337 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сільського господарства, зокрема до агрохімії, і може бути використаною при виробництві комплексних добрив. На сьогоднішній день мінеральні добрива є незамінними в сільськогосподарській галузі. Вони містять вкрай важливі компоненти, потрібні для забезпечення росту і розвитку рослин, збільшення їх стійкості до температурних впливів, поліпшення смакових якостей овочів та плодів. Здавна відомим фактом є використання як добриво природного мінералу - цеоліту, найбільші поклади якого в Україні (цеоліту кліноптілолітового класу) знаходяться в Хустському та Сокирницькому районі Закарпатської області. Цеоліт має багатий склад мікроелементів, які позитивно впливають на схожість насіння, прискорення росту, розвиток кореневої системи, врожайність плодово-ягідних культур, скорочення терміну дозрівання плодів та овочів. Він перешкоджає накопиченню в рослинах токсичних речовин (нітратів, радіонуклідів, важких металів, що дуже важливо для отримання екологічно чистих продуктів). Під дією цього мінералу зменшується вимивання азоту з ґрунту, підвищується водна місткість дерново-підзолистих, супіщаних ґрунтів. Так само вкрай важливим елементом для розвитку сільськогосподарських культур є сірка. Вона відіграє важливу роль в окисно-відновних процесах, що проходять в рослинах. При нестачі сірки розвиток рослин уповільнюється, зменшується розмір листя, подовжуються стебла, листя і черешки стають дерев'янистими. При сірчаному голодуванні листя рослин жовтіють, а їх розвиток затримується. Пожовтіння (хлороз) починається з жилок молодого листя і поступово розвивається по всій поверхні листа. На багатьох культурах пожовтіння починається на молодих листках і поступово переходить на старі. І цеоліт, і сірка разом або порізно присутні у складі багатьох мінеральних добрив - органомінеральних сумішей або так званих комплексних добрив, до яких входять відразу декілька важливих компонентів. Такі добрива здатні задовольнити потреби ґрунту в декількох корисних речовинах і на сьогоднішній день є широко затребуваними. Але в той же час, не дивлячись на наявність на ринку широкого масиву різноманітних марок і видів комплексних добрив, вони не завжди є високоефективними, а їх виробництво пов'язане зі значними капіталовкладеннями, що робить його економічно невигідним. Основною причиною цього, як правило, є дорожнеча сировини, яка є складовою комплексних добрив. 9 Так, в патенті України № 24973 (MПK : C05F 7/00, C05G 3/00, опубл. 25.07.2007, Бюл. № 11, 2007 р.) описане добриво-меліорант "Terra Vitalis", до складу якого входить природний цеоліт, торф та сапропель. Природний цеоліт є також основною складовою комплексного добрива, 8 відомого з патенту України № 9570 (MПK : C05F 3/00, опубл. 15.09.2000, Бюл. № 4, 2000 р.). Окрім цеоліту, це добриво містить також і мінеральну складову - пташиний послід. Недолік обох видів добрива полягає у їх недостатньо ефективному впливі на розвиток сільськогосподарських культур через обмежений спектр присутніх у них мікроелементів, зокрема, через практично повну відсутність сірки, про вплив якої було сказано вище (Кількість сірки, яка входить до природного складу мінеральних складових цих добрив, є настільки малою, що її можна не брати до уваги). 8 В патенті РФ № 2139270 (MПK : CO5F 11/02, опубл. 10.10.1999 р.) описане органомінеральне добриво, яке одержують шляхом змішування амонізованого торфу із сухими мінеральними компонентами, до складу яких входить сірка у вигляді сульфатів калію, магнію та натрію. Прикладом сульфатовмісного добрива може бути також добриво, описане в патенті РФ 9 № 2258053 (МПК : С05F 3/00, опубл. 10.08.2005 р.), у якому сірка використана у вигляді 6 сульфату калію та магнію, в патенті РФ № 2079475 (МПК : С05С 9/00, опубл. 20.05.1997 р.) та в 8 патенті США № 4762546, МПК : С05С 1/00, 3/00, опубл. 09.08.1998 р.). Ці добрива сприяють покращенню урожайності сільськогосподарських культур, але в той же час вони мають свої недоліки, котрі зумовлені фізико-хімічними властивостями сульфатів. Слід зазначити, що загальним недоліком будь-якого виду сульфатів є те, що останні є дуже рухливими в ґрунті і легко вилуговуються за межі кореневої системи, що суттєво знижує ефективність добрив. Тому більш ефективними з позиції впливу на розвиток рослин є добрива, що поєднують у своєму складі цеоліт і елементарну сірку. На відміну від сульфатів, елементарна сірка з ґрунту не вилуговується, через що її використання у складі добрив є найбільш доцільним. До того ж елементарна сірка в добривах має цілий ряд переваг: вона діє на деякі мікроорганізми як фунгіцид, на деякі шкідники - як пестицид, сприяє розкладу решток рослин та знижує кислотність ґрунтів. 8 Так, наприклад, органо-мінеральне добриво, описане в патенті України № 6955 (MGK : C05F 11/02, C05G 3/00, опубл. 31.03.1995, Бюл. № 1, 1995 р.), містить у своєму складі елементарну сірку. Окрім цього, до його складу входить органічний компонент, що містить гумінові кислоти, та ряд мінеральних мікроелементів. Як приклад використання елементарної сірки для 1 UA 80337 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 виробництва добрива може бути також сечовинне добриво, захищене патентом РФ № 2296730 8 (МПК : С05С 91/00, опубл. 10.04.2007 p.). Але, зважаючи на те, що в природі елементарна сірка у самородному стані зустрічається у незначній кількості, виробництво з неї добрив є доволі дорогим, і використовувати їх може собі дозволити не кожне сільськогосподарське підприємство. До того ж вони не містять такого цінного компонента, як цеоліт, котрий міг би додатково надати їм пролонгованості (Ця пролонгованість обумовлена пористою структурою цеоліту, завдяки якій останній активно акумулює воду, утримуючи сірку (зокрема, її сульфатіони), і перешкоджає винесенню сірки з ґрунту). В той же час для виробництва комплексних добрив з успіхом можна застосовувати сірку, яка є попутним продуктом переробки сірковмісної нафти або газу, відходів, котрі накопичуються в районах нафто- та газовидобутку, на металургійних комплексах, в шлаконакопичувачах чорної та кольорової металургії тощо. Наприклад, відходи, вивітрюючись, негативно впливають на здоров'я людини, забруднюють атмосферне повітря та ґрунт, стають причиною кислотних дощів. Переробка таких відходів не тільки знизить об'єми їх накопичення, а і зменшить техногенний вплив на біосферу та людське здоров'я. Сірка, отримана попутно, обходиться набагато дешевше, а отже, собівартість добрив із її застосуванням буде невисокою, при цьому вона надасть добриву тих же властивостей, що і самородна сірка. Сумісне використання цеоліту і природної сірки відоме з патентів, які захищають склад 9 харчових домішок для тварин. Наприклад, в патенті України № 22604 (МПК : А23К 1/16, опубл. 17.03.1998 р.) описана харчова домішка "Сульфовіт", для виготовлення якої використовують природну сірку та природний цеоліт. Але така суміш використовується суто для харчування тварин і буде абсолютно недоцільною для використання як добриво як через дорожнечу (зокрема сірки, виробництво якої є саме по собі дорогим), так і через несумірність об'ємів споживання тваринного корму і мінеральних добрив. За прототип корисної моделі прийняте комплексне добриво, яке містить природний цеоліт та 8 сірку (патент РФ № 2146664 (MGK : C05D 9/02, C05G 3/04, опубл. 20.03.2000 p.). Сірка у цьому добриві представлена у вигляді сульфату лантану. Присутність цеоліту уповільнює тенденцію сульфату до швидкого вилуговування з ґрунту, що в цілому суттєво підвищує ефективність добрива. Але, враховуючи той факт, що лантан є доволі дорогим рідкоземельним металом, собівартість такого добрива буде також високою. Окрім того, використання сульфату для виробництва цього добрива не вирішує проблеми утилізації сірковмісних відходів та сірки, яка є попутним продуктом переробки нафти та газу, тому що цей сульфат виробляється не з них (як, до речі, і сульфати всіх інших видів сульфатовмісних добрив). В основу корисної моделі поставлена задача зниження собівартості та підвищення ефективності комплексного добрива, котре містить природний цеоліт, шляхом удосконалення якісного та кількісного складу його складових компонентів, зокрема, введенням до складу добрива елементарної сірки, яка є попутним продуктом переробки нафти та газу, а також сірковмісних відходів, та оптимізацією кількісного вмісту компонентів, в результаті чого досягається можливість вилучення елементарної сірки і тим самим вирішується проблема утилізації різноманітних сірковмісних відходів, забезпечується пролонгованість добрива, збалансованість вмісту елементів мінерального живлення та надходження в ґрунт оптимальної кількості мікроелементів протягом усього вегетаційного періоду рослин. Поставлена задача вирішується тим, що комплексне добриво, яке містить природний цеоліт та сірку, згідно з корисною моделлю, містить елементарну сірку, яка є попутним продуктом переробки нафти та газу нафтопереробних та газопереробних заводів, при наступному співвідношенні компонентів (мас. %): природний цеоліт 1,0-99,0 елементарна сірка решта. Вказаний вище технічний результат, який досягається в процесі виготовлення та використання запропонованого комплексного добрива, обумовлений ознаками, які відрізняють його від ознак подібного класу добрив (таких, що містять цеоліт та сірку), описаних згідно з відомим рівнем техніки. Особливістю цеоліту є наявність в його структурі системи пустот і каналів, котрі можуть складати до 50 % від загального об'єму цеоліту, що обумовлює його цінність як сорбенту. Завдяки своїй пористій структурі він активно акумулює воду і тим самим підтримує необхідну вологість ґрунту. При поливі або під час дощу він вбирає в себе вологу (один кілограм цеоліту здатний ввібрати близько семисот грамів води), а потім поступово в необхідних кількостях віддає рослинам. Саме ця його властивість використана при виробництві запропонованого комплексного добрива, у якому цеоліт поєднується з сіркою. Взаємодія цеоліту з сіркою 2 UA 80337 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 відбувається на молекулярному рівні. Сірка, стикаючись з часточками цеоліту, обволікає останні і разом з вологою адсорбується в їх порожнинах (в порах). У присутності вологи та в результаті бактеріального розкладення, обумовленого впливом аеробних бактерій, сірка переходить в SO 4 - сульфат-іон і вже в такому вигляді легко засвоюється рослинами (як відомо, рослини здатні сприймати сірку лише у вигляді сульфат-іону). Завдяки особливостям своєї структури цеоліт забезпечує поступове, плавне надходження до рослин сірки, запобігає її вилуговуванню з ґрунту і тим самим надає запропонованому комплексному добриву пролонгованості. До того ж обмінний магній, як і обмінний калій, який входить до складу цеоліту, відіграє важливу роль в живленні рослин, доповнюючи кількість магнію в ґрунті по мірі споживання його рослинами. А той факт, що для виробництва добрива використовується сірка, яка є попутним продуктом переробки сірковмісних відходів, свідчить на користь його широкої доступності та невисокої собівартості. Але головною перевагою добрива є те, що його виробництво дозволяє не тільки отримати цінний та недорогий продукт, а і утилізувати сірковмісні відходи, котрі роками накопичуються у вигляді відвалів, збільшуються по мірі освоювання природних ресурсів та спричиняють вкрай негативний техногенний вплив на біосферу. Запропоноване цеоліт-сірчане добриво є найбільш затребуваним для збагачення ґрунтів, які зазнають нестачі сірки, та для ґрунтів, на яких вирощуються рослини, котрі потребують багато сірки протягом всього періоду вегетації, наприклад - рапсу. Висока іонообмінна здатність цеоліту сприяє переходу життєво важливої сірки до рослин. Слід також ураховувати той факт, що внесення елементарної сірки в нейтральні або кислі ґрунти збільшує втрати кальцію за рахунок вилуговування. У запропонованому добриві цей фактор зведений до мінімуму завдяки зв'язку цеоліт - сірка - сульфат-іон в подальшому, тобто при такому добриві пролонгованої дії сірка буде засвоюватись рослинами рівномірно, по мірі потреби для конкретного типу ґрунту та рослин. За сприяння цього добрива підвищуються аераційні властивості чорнозему і важких глинистих ґрунтів, земля стає більш рихлою і повітропроникною. Воно може бути активним в ґрунті до 10 років. Кількісний вміст інгредієнтів представленого добрива вибраний за умови забезпечення збалансованого харчування рослин широким спектром живильних мікроелементів протягом чималого часу. Інтервал їх вмісту був встановлений в результаті проведення численних експериментів та спостережень за розвитком багатьох видів рослин впродовж декількох років і на різних ґрунтах. Цими експериментами було встановлено, що компоненти при введенні до складу добрива у кількості, яка є нижчою нижньої межі, обумовленої цим технічним рішенням (тобто, при вмісті цеоліту менше 1 мас. % чи сірки менше 1 мас. %), або ж, навпаки, вищою верхньої межі (тобто, при вмісті цеоліту більше 99 мас. % і сірки більше 99 мас. %), порушують рівномірний та здоровий ріст рослин, знижують їх імунітет і стійкість до хвороб і практично не сприяють підвищенню врожайності. Так, у першому випадку компоненти не проявляють сукупної оптимальної дії і суттєво знижують якості добрива, як такого. В другому випадку компоненти проявляють надмірну односторонню дію і часто призводять до загибелі рослин. Доцільність використання конкретного виду цеоліт-сірчаного добрива з тим чи іншим вмістом кожного із його інгредієнтів визначається в залежності від кліматичної зони, типу ґрунту, у який воно буде вноситись, виду рослин (культур) тощо. Так, у разі обробки ґрунту з недостатнім вмістом мікроелементів та вологи (у посушливих географічних районах) найбільш оптимальним є добриво, у якому кількісний вміст цеоліту буде вищим вмісту сірки. У цьому випадку цеоліт успішно акумулюватиме вологу і компенсуватиме її нестачу у ґрунті. При обробці лужних ґрунтів, для яких характерним є нестача сірки, використовують добрива з більшим вмістом сірки. При цьому обов'язково враховують той факт, що на ранніх стадіях першого року застосування добрива для усунення сірчаного дефіциту присутньої у добриві сірки може бути недостатньо, зате в наступних сезонах вона стане необхідним джерелом живлення рослин. В наведеній нижче таблиці на конкретних прикладах представлені характеристики добрив з кількісним вмістом цеоліту та сірки, що виходять за межі інтервалу, встановленого запропонованим технічним рішенням (№№ 1-4, де цеоліту і сірки більше заявленого максимуму та менше заявленого мінімуму), №№ 5-6 - вкладаються в межі зазначеного інтервалу. 3 UA 80337 U Таблиця № п/п 1 2 3 4 5 6 5 10 15 цеоліт, мас. % більше 99 сірка, мас. % Характеристика добрива Наявність в добриві завищеної кількості цеоліту призводить до обмеженого надходження в ґрунт мікроелементів Наявність в добриві завищеної кількості сірки призводить до більше решта пожовтіння та пригнічення розвитку рослин. Добриво може бути 99 кваліфіковане як продукт низької ефективності та уповільненої дії Через завищений вміст сірки добриво спричиняє таку ж дію, як і менше 1 решта добриво під № 2 Характеристика добрива подібна до добрива під № 1 (завищений решта менше 1 вміст цеоліту) Добриво забезпечує рівномірний та здоровий ріст рослин протягом 75 25 усього вегетаційного періоду Добриво забезпечує рівномірний та здоровий ріст рослин протягом 60 40 усього вегетаційного періоду решта Цеоліт-сірчане добриво виготовляється в змішувачі сипучих продуктів. Змішування здійснюють в барабані, у якому сипучий матеріал переміщується лопатями по його внутрішній циліндричній поверхні знизу вверх під дією відцентрових сил. В змішувач завантажують визначену кількість завчасно висушеного та подрібненого цеоліту та елементарної сірки, перемішування триває близько 10 хвилин. Після цього його вивантажують, фасують та направляють на зберігання або реалізацію. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Комплексне добриво, що містить природний цеоліт та сірку, яке відрізняється тим, що добриво містить елементарну сірку, яка є попутним продуктом переробки нафти та газу нафтопереробних та газопереробних заводів, при наступному співвідношенні компонентів (мас. %): природний цеоліт 1,0-99,0 елементарна сірка решта. Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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 4

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Complex fertilizer

Автори англійською

Braschaiko Oleksandr Andriiovych

Назва патенту російською

Комплексное удобрение

Автори російською

Бращайко Александр Андреевич

МПК / Мітки

МПК: C05G 3/04, C05D 9/02

Мітки: добриво, комплексне

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-80337-kompleksne-dobrivo.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Комплексне добриво</a>

Подібні патенти