PL228490B1 - Sposób wytwarzania wapniowego nawozu zawiesinowego poprawiającego jakość gleby - Google Patents

Description

(21) Numer zgłoszenia: 407858

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 10.04.2014 (51) Int.CI.

C05D 3/02 (2006.01) C05G 1/00 (2006.01) C05G 3/00 (2006.01) C09K 17/40 (2006.01)

Sposób wytwarzania wapniowego nawozu zawiesinowego poprawiającego jakość gleby

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 12.10.2015 BUP 21/15	(73) Uprawniony z patentu: MIKŁA DANIEL, Udanin, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2018 WUP 04/18	(72) Twórca(y) wynalazku: DANIEL MIKŁA, Udanin, PL

σ>

CM

CM

Ω.

PL 228 490 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wapniowego nawozu zawiesinowego poprawiającego jakość gleby, wysoce reaktywnego, odkwaszającego i stymulującego mineralizację resztek pożniwnych, zawierającego surowce humusowe, naturalne bakterie poprawiające jakość gleby oraz ewentualnie mikroelementy i azot.

Obecnie istniejące nawozy wapniowe należą do jednej z czterech typów nawozów. Pierwszy z nich to stałe nawozy wapniowe zawierające jako główny lub współistniejący składnik tlenek wapnia. Są to nawozy wysoce reaktywne. Proces wytworzenia tlenku wapna polega na rozkładzie w wysokiej temperaturze węglanu wapnia na tlenek wapnia oraz CO2. Wytwarzanie nawozów tego typu wiąże się z negatywnymi skutkami ekonomicznymi i ekologicznymi, ponieważ jest bardzo energochłonne. Otrzymany tlenek wapnia jest substancją o bardzo trudnych, z punktu widzenia jego zastosowania na uprawy, właściwościach fizycznych. Problem ten jest rozwiązywany poprzez granulację, lecz i ten zabieg technologiczny jest bardzo kosztowny i energochłonny.

Innym typem nawozów wapniowych są nawozy, których głównym składnikiem jest węglan wapnia. Proces wytwarzania tych nawozów jest bardzo prosty. Polega on na skruszeniu skał wapiennych do cząstek o rozmiarach pozwalających zastosowanie go na uprawy. Bardzo negatywną właściwością tego typu nawozów, jest jednak ich minimalna reaktywność w glebie i konieczność stosowania zwielokrotnionych ilości tego nawozu w stosunku do nawozów tlenkowych.

Istnieje jeszcze jedna grupa nawozów wapniowych. Są to nawozy powstające jako produkty uboczne w różnych procesach technologicznych. Nawozy tego typu, charakteryzują się dobrymi właściwościami regulacji odczynu gleby. Negatywnymi właściwościami tej grupy nawozów wapniowych są ich właściwości fizyczne i fizykochemiczne (lepkość, konsystencja, zawartość wody), które znacząco utrudniają ich bezpośrednie stosowania. W części przypadków konieczny jest proces obróbki, co znacząco obniża ekonomiczną oraz ekologiczną atrakcyjność tych nawozów.

Ostatnią grupą nawozów wapniowych jest niewielka grupa roztworowych nawozów przeznaczonych do dolistnego dokarmiania roślin. Tego typu nawozy stanowią bardzo niewielką część nawozów wapniowych i nie są powszechnie stosowane.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 162 995 znany jest sposób wytwarzania nawozu zawierającego jeden lub kilka mikroelementów i ewentualnie azot, potas i fosfor, charakteryzujący się tym, że w środowisku wodnym na 1 część wagową sumy pierwiastków mikroelementowych działa się 0,2-4 częściami wagowymi kwasu hydroksyetylidenodwufosfonowego i dodaje się pozostałe składniki.

Z patentu pochodzącego z USA nr US 7 695 541 znany jest nawóz zawiesinowy podnoszący pH, składający się częściowo ze związków wapnia nierozpuszczalnych w wodzie oraz częściowo ze związków rozpuszczalnych w wodzie. Wśród nierozpuszczalnych związków wapnia autorzy wymieniają węglany i fosforany wapnia. Do nierozpuszczalnych związków wapnia zaliczono cytrynian, chlorek, wodorotlenek wapnia. W skład nawozu wchodzą również związki mikroelementowe, substancje dyspergujące, chelatujące oraz stabilizatory zawiesiny.

Ze zgłoszenia WO 200 915 1677 znany jest sposób wytwarzania nawozu zawiesinowego azot, fosfor, potas, wapń, magnez oraz dodatki organiczne, polegający na mieszaniu w środowisku wodnym kolejno: azotanu wapnia, azotanu magnezu, fosforanu potasu i/lub fosforanu amonu, azotanu potasu i organicznych dodatków stabilizujących. Składniki stałe dodaje się w takiej ilości aby udział wody był mniejszy niż 20% mas.

Z litewskiego opisu patentowego nr LT 200 8062 znany jest płynny nawóz wapniowo-azotowy oraz sposób jego wytwarzania, charakteryzujący się tym, że w celu wytworzenia nawozu kwas azotowy neutralizuje się wodorotlenkiem wapnia w takim stosunku, aby uzyskać nawóz o składzie 5,8-10% mas. azotu oraz 11,6-20 wapnia. Powstałą zawiesinę można ewentualnie przefiltrować w celu uzyskania nawozu roztworowego.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 182 974 znany jest nawóz azotowo-wapniowo-magnezowy z mikroelementami charakteryzujący się tym, że składa się z 5-10% mas. azotu azotanowego z saletry wapniowej oraz magnezowej i amonowego z wody amoniakalnej, 5-10% mas. Ca w postaci saletry wapniowej, 1-3% mas. Mg w postaci saletry magnezowej, 0,02-0,04% mas. Zn i 0,05-0,1 mas. Mn w postaci rozpuszczalnych w wodzie soli chlorkowych, 0,02-0,04% mas. B w postaci poliboranów 2-aminoetanolu i/lub estrów boranowych z etanodiolem - 1,2 i/lub kwasu borowego oraz 0,5-0,7% mas. kwasu cytrynowego, przy czym stosunek masowy N:Ca:Mg wynosi 1:1-1,2:0, 05-0,2.

PL 228 490 B1

Ze zgłoszenia EP 174403 znana jest wodna zawiesina wapniowo iłowa, stosowana między innymi do użyźniania gleby, która zawiera 25-30% wag. węglanu wapnia, 0,5-2% wag., węglanu magnezu, 8-12% wag. krzemionki, 2-4% wag. tlenku glinu i 1-3% wag. tlenku żelaza (III). Zawiesina zostaje wytworzona z naturalnego kamienia wapiennego, krzemionki i iłu, w postaci ziaren, przy czym korzystnie 80% części stałych zawiesiny zawiera ziarna o wielkości 0,001-0,125 mm.

Z opisu patentowego US 4089669 znana jest skoncentrowana, homogeniczna, stabilna zawiesina do neutralizacji gleby, która zawiera wodę, co najmniej jeden minerał w postaci stałych cząstek, wybrany z grupy obejmującej: węglan wapnia i wapień dolomityczny, w ilości 60-70% wag. w przeliczeniu na zawiesinę, mineralny ilasty dodatek wybrany z grupy obejmującej: attapulgit, sepiolit, bentonit i hektoryt, w ilości 0,5-5% wag. w przeliczeniu na zawiesinę, który utrzymuje ww. rozdrobniony minerał w postaci stabilnej homogenicznej zawiesiny nadającej się do nalewania.

Sposób według wynalazku prezentuje nowatorskie podejście do nawozów wapniowych. Chcąc połączyć zalety większości obecnie stosowanych nawozów wapniowych, zachowując przy tym korzystne parametry ekonomiczne i ekologiczne, podjęto próbę wytworzenia zawiesinowego nawozu wapniowego. Jako surowiec postanowiono wykorzystać podobnie jak w przypadku stałych nawozów węglanowych, wyłącznie węglan wapnia, z tą różnicą, że w postaci bardzo drobno zmielonej mączki i wprowadzono ją do zawiesiny. Nieoczekiwanie okazało się, iż jest możliwe otrzymanie takiego nawozu, charakteryzującego się wysoką zawartością składników nawozowych oraz korzystnymi właściwościami Teologicznymi (stabilność, lepkość). Zastosowanie mączki węglanowej jest bardzo korzystne z dwóch powodów. Po pierwsze brak konieczności prowadzenia rozkładu węglanu wapnia do tlenku daje pozytywne skutki z punktu widzenia ochrony środowiska. Po drugie bardzo drobno zmielony węglan wapnia jest znacznie bardziej reaktywny niż standardowe nawozy otrzymywane na bazie tego minerału. Wykorzystanie tego surowca w postaci zawiesiny, pozwala dodatkowo wykorzystać wszystkie zalety jakimi charakteryzują się nawozy zawiesinowe. Nieoczekiwanie okazało się, iż jest możliwe otrzymanie nawozu zawiesinowego na bazie mączki wapiennej oraz substancji humusowych. Nieoczekiwanie stwierdzono również, że w tak powstałym układzie zawiesinowym swoją żywotność zachowują szczepy bakterii, bardzo korzystnie wpływających na glebę.

Podczas badań zauważono, że bardzo korzystny jest dodatek związków azotowych i mikroelementów. Nieoczekiwanie okazało się, iż zabieg ten powoduje w glebie znaczną poprawę aktywności mikroorganizmów odpowiedzialnych za mineralizację resztek pożniwnych.

Sposób wytwarzania wysoce reaktywnego odkwaszającego, stymulującego poprawę jakości gleby i mineralizację resztek pożniwnych nawozu wapniowego według wynalazku polega na tym, że w temperaturze otoczenia w wyskalowanym mieszalniku o określonej objętości miesza się mączkę wapienną z wodą w stosunku 0,7-1,4 : 1 oraz substancją stabilizującą, substancjami humusowymi korzystnie wybranymi grupy: sole kwasów huminowych, sole kwasów fulwowych, leonartyty, torf w ilości do 1% mas. oraz pożytecznymi dla układu glebowego bakteriami korzystnie wybranymi z grupy: Bacillus subtilis, Azotobacter Chroococcum, Bacillus megaterium, Efektywne mikroorganizmy w ilości do 1 % mas. i ewentualnie uzupełnia się surowcem azotowym w ilości do 10% mas. N, korzystnie w postaci saletry amonowej, mocznika, siarczanu amonu lub jakąkolwiek ich mieszaninę, następnie ewentualnie dodaje się inhibitor nitryfikacji w ilości 2,25-4,5% masy całkowitego azotu obecnego jako azot w formie amoniaku i azotu mocznikowego, następnie ewentualnie dodaje się inhibitor ureazy w ilości 0,09-0,2% masy całkowitego azotu obecnego jako azot mocznikowy, następnie ewentualnie dodaje się jeden lub kilka mikroelementów w ilości do 2% mas: Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, Co - w formie siarczanów i/lub chlorków i/lub azotanów i/lub w formie skompleksowanej i/lub w formie chelatów, B - w postaci kwasu borowego i/lub boraksu, po czym dalej prowadzi się proces homogenizacji do uzyskania jednorodnej zawiesiny. Uziarnienie mączki wapiennej jest korzystnie poniżej 0,5 mm.

Jako substancję stabilizującą stosuje się pęczniejący minerał ilasty lub mieszaninę pęczniejących minerałów ilastych w ilości 0,5-1,5% mas., którą do mieszalnika można wprowadza w postaci czystej i/lub w postaci 10%-towej wodnej zawiesiny.

Sposób otrzymywania nawozu według wynalazku został bliżej objaśniony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1

Do mieszalnika o pojemności 8000 l napełnionego wodą w ilości 3990 l, dodaje się 1 kg substancji humusowych oraz 9 l roztworu uaktywnionych bakterii Bacillus subtilis i Azoiobacter Chroococcum, następnie wprowadza się mączkę wapienną w ilości 5500 kg, ciągle mieszając. Następnie do mieszaniny

PL 228 490 B1 wprowadza się 500 kg 10%-towej zawiesiny substancji stabilizującej. Jest zalecany jako wysoce reaktywny odkwaszający nawóz wapniowy.

P r z y k ł a d 2

Do mieszalnika o pojemności 8000 l napełnionego wodą w ilości 3950 l, dodaje się 3 kg substancji humusowych oraz 9 l roztworu uaktywnionych bakterii Bacillus subtilis i Bacillus megaterium, następnie wprowadza się mączkę wapienną w ilości 5100 kg, ciągle mieszając. Następnie do mieszaniny wprowadza się 500 kg 10%-towej zawiesiny substancji stabilizującej. Ciągle mieszając do mieszaniny wprowadza się 438 kg roztworu saletrzano mocznikowego (RSM). Całość homogenizuje do uzyskania jednorodnej zawiesiny. Jest zalecany jako wysoce reaktywny odkwaszający i stymulujący mineralizację resztek pożniwnych nawóz wapniowy zawierający azot.

P r z y k ł a d 3

Do mieszalnika o pojemności 8000 l napełnionego wodą w ilości 4030 l, dodaje się 9 kg substancji humusowych oraz 9 l roztworu uaktywnionych bakterii Bacillus subtilis i Bacillus megaterium, następnie wprowadza się mączkę wapienną w ilości 5000 kg, ciągle mieszając. Następnie do mieszaniny wprowadza się 500 kg 10%-towej zawiesiny substancji stabilizującej. Ciągle mieszając do mieszaniny wprowadza się 438 kg RSM, 6 kg siarczanu manganu, 5 kg siarczanu cynku oraz 3 kg siarczanu miedzi. Całość homogenizuje do uzyskania jednorodnej zawiesiny. Jest zalecany pod uprawę zbóż jako wysoce reaktywny odkwaszający i stymulujący mineralizację resztek pożniwnych nawóz wapniowy zawierający azot oraz mikroelementy.

P r z y k ł a d 4

Do mieszalnika o pojemności 8000 l napełnionego wodą w ilości 4030 l, dodaje się 9 kg substancji humusowych oraz 9 l roztworu uaktywnionych bakterii Bacillus subtilis i Bacillus megaterium, następnie wprowadza się mączkę wapienną w ilości 4500 kg, ciągle mieszając. Następnie do mieszaniny wprowadza się 500 kg 10%-towej zawiesiny substancji stabilizującej. Ciągle mieszając do mieszaniny wprowadza się 938 kg RSM, 6 kg siarczanu manganu, 5 kg siarczanu cynku oraz 3 kg siarczanu miedzi. Całość homogenizuje do uzyskania jednorodnej zawiesiny. Jest zalecany pod uprawę zbóż jako wysoce reaktywny odkwaszający i stymulujący mineralizację resztek pożniwnych nawóz wapniowy zawierający mikroelementy oraz podwyższoną zawartość azotu.

P r z y k ł a d 5

Do mieszalnika o pojemności 8000 l napełnionego wodą w ilości 4040 l, dodaje się 4 kg substancji humusowych oraz 9 l roztworu uaktywnionych bakterii Bacillus subtilis i Bacillus megaterium, następnie wprowadza się mączkę wapienną w ilości 5000 kg, ciągle mieszając. Następnie do mieszaniny wprowadza się 500 kg 10%-towej zawiesiny substancji stabilizującej. Ciągle mieszając do mieszaniny wprowadza się 438 kg RSM, 7 kg kwasu borowego. Całość homogenizuje do uzyskania jednorodnej zawiesiny. Jest zalecany pod uprawę rzepaku oraz buraka cukrowego, jako wysoce reaktywny odkwaszający i stymulujący mineralizację resztek pożniwnych nawóz wapniowy zawierający azot oraz bor.

P r z y k ł a d 6

Do mieszalnika o pojemności 8000 l napełnionego wodą w ilości 4440 l, dodaje się 1 kg substancji humusowych oraz 9 l roztworu uaktywnionych bakterii Azotobacter Chroococcum i Bacillus megaterium, następnie wprowadza się 50 kg substancji stabilizującej i miesza przez 30 minut. Następnie do mieszaniny wprowadza się mączkę wapienną w ilości 5500 kg, ciągle mieszając. Całość homogenizuje do uzyskania jednorodnej zawiesiny.

P r z y k ł a d 7

Do mieszalnika o pojemności 8000 l napełnionego wodą w ilości 4500 l, dodaje się 1 kg substancji humusowych oraz 4 l roztworu uaktywnionych bakterii Bacillus subtilis i Bacillus megaterium, następnie wprowadza się 50 kg substancji stabilizującej i miesza przez 30 minut. Następnie do mieszaniny wprowadza się mączkę wapienną w ilości 5000 kg. Ciągle mieszając do mieszaniny wprowadza się 438 kg RSM oraz 7 kg kwasu borowego. Całość homogenizuje do uzyskania jednorodnej zawiesiny.

P r z y k ł a d 8

Do mieszalnika o pojemności 8000 l napełnionego wodą w ilości 4319 l, dodaje się 1 kg substancji humusowych oraz 4 l roztworu uaktywnionych bakterii Bacillus subtilis i Bacillus megaterium, następnie wprowadza się mączkę wapienną w ilości 4500 kg, ciągle mieszając. Następnie do mieszaniny wprowadza się 500 kg 10%-towej zawiesiny substancji stabilizującej. Ciągle mieszając do mieszaniny wprowadza się 667 kg mocznika, 6 kg siarczanu manganu, 5 kg siarczanu cynku oraz 3 kg siarczanu miedzi. Całość homogenizuje do uzyskania jednorodnej zawiesiny.

PL 228 490 B1

P r z y k ł a d 9

Do mieszalnika o pojemności 8000 l napełnionego wodą w ilości 4550 l, dodaje się 5 kg substancji humusowych oraz 6 l roztworu uaktywnionych bakterii Bacillus subtilis i Bacillus megaterium, następnie wprowadza się 50 kg substancji stabilizującej i miesza przez 30 minut. Następnie do mieszaniny wprowadza się mączkę wapienną w ilości 4500 kg. Ciągle mieszając do mieszaniny wprowadza się 882 kg saletry amonowej oraz 7 kg kwasu borowego. Całość homogenizuje do uzyskania jednorodnej zawiesiny.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wapniowego nawozu zawiesinowego poprawiającego jakość gleby, zawierającego mączkę wapienną, substancje humusowe, substancję stabilizującą, bakterie pożyteczne dla układu glebowego, znamienny tym, że w temperaturze otoczenia w wy skalowanym mieszalniku miesza się mączkę wapienną z wodą w stosunku 0,7-1,4:1 oraz substancją stabilizującą, substancjami humusowymi w ilości do 1% mas. oraz pożytecznymi dla układu glebowego bakteriami w ilości do 1% mas. i ewentualnie uzupełnia się surowcem azotowym w ilości do 10% mas. N, następnie ewentualnie dodaje się inhibitor nitryfikacji w ilości 2,25-4,5% masy całkowitego azotu obecnego jako azot w formie amoniaku i azotu mocznikowego, następnie ewentualnie dodaje się inhibitor ureazy w ilości 0,09-0,2% masy całkowitego azotu obecnego jako azot mocznikowy, następnie ewentualnie dodaje się mikroelementy w ilości do 2% mas., po czym dalej prowadzi się proces homogenizacji do uzyskania jednorodnej zawiesiny.
2. 2. Sposób wytwarzania nawozu płynnego według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że uziarnienie mączki wapiennej jest poniżej 0,5 mm.
3. 3. Sposób wytwarzania nawozu płynnego według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że jako substancje humusowe stosuje się substancje wybrane z grupy: sole kwasów huminowych, sole kwasów fulwowych, leonartyty, torf.
4. 4. Sposób wytwarzania nawozu płynnego według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że jako pożyteczne dla układu glebowego bakterie stosuje się organizmy wybrane z grupy: Bacillus subtilis, Azotobacter Chroococcum, Bacillus megaterium, Efektywne mikroorganizmy (EM).
5. 5. Sposób wytwarzania nawozu płynnego według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że jako substancję stabilizującą stosuje się pęczniejący minerał ilasty i/lub mieszaninę pęczniejących minerałów ilastych w ilości 0,5-1,5% mas.
6. 6. Sposób wytwarzania nawozu płynnego według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że substancję stabilizującą do mieszalnika wprowadza się w postaci czystej i/lub w postaci 10%-towej wodnej zawiesiny.
7. 7. Sposób wytwarzania nawozu płynnego według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że jako surowiec azotowy stosuje się substancje wybrane z grupy: azotan amonu, mocznik, siarczan amonu.
8. 8. Sposób wytwarzania nawozu płynnego według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że jako surowce mikroelementowe stosuje się jeden lub kilka mikroelementów: Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, Co w formie siarczanów i/lub chlorków i/lub azotanów i/lub w formie skompleksowanej i/lub w formie chelatów.
9. 9. Sposób wytwarzania nawozu płynnego według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że jako surowiec mikroelementowy zawierający B stosuje się kwas borowy i/lub boraks.