Каримова Т. А. и др.

УТИЛИЗАЦИЯ ДЕФЕКАТА С ПОЛУЧЕНИЕМ АЗОТНО-КАЛЬЦИЕВОГО
УДОБРЕНИЯ

Каримова Т. А., Бардин С. В., Мирзакулов Х. Ч., Ташкентский химико-технологический институт, Ташкент, Узбекистан

Дефекат является отходом производства сахара. Количество дефеката составляет 9—11% массы перерабатываемой сахарной свеклы.
При переработке сахарного сырца на Хорезмском сахарном заводе ежегодно образуется около 30 тыс. т дефеката. В настоящий момент уже накоплено свыше 150 тыс. т дефеката, который занимает приблизительно 3 га земли. Дефекат не используется, а складируется на территории завода и является источником вторичного загрязнения окружающей среды пылью карбоната кальция и органических соединений.
Дефекат содержит в основном углекислый кальций CaCO₃ — 60—85% на сухое вещество, до 15% органического вещества, 0,7—0,8% азота, 0,2—0,9% фосфора, 0,5—1,0% калия. В свежем дефекате содержится до 60% влаги, но после подсушивания на заводе влажность падает до 20— 30%.
Важной особенностью дефеката является наличие свободной извести Са(ОН)₂, поэтому применение его в щелочных почвах недопустимо, так как может привести к подщелачиванию почвенной среды и снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Лучшим способом утилизации дефеката является использование его в сельском хозяйстве для подщелачивания кислых почв. Однако в Узбекистане кислые почвы отсутствуют. Имеются в основном щелочные сероземы, а также очень много засоленных почв (более половины всех орошаемых земель). При засолении почв в приповерхностном слое повышается концентрация ионов натрия. При высыхании на поверхности почвы образуется корка хлорида, который препятствует проникновению в почву воздуха, что приводит к гибели почвенных микроорганизмов и загниванию корней растений. Производительность засоленных почв в 1,5—2,5 раза ниже по сравнению с незаселенными. Засоление почв ухудшает и качество хлопка-сырца.
Для возвращения засоленных почв в севооборот их промывают водой, что требует огромного ее количества в условиях острого дефицита в регионе Центральной Азии.
При применении в качестве удобрения и мелиоранта нитрата кальция ионы кальция вытесняют ионы натрия из поверхностного слоя почвы, что приводит к снижению засоленности почв. Регулярное его применении устраняет засоленность почв. Производимые в настоящий момент в республике удобрения малоэффективны на засоленных почвах.
Потребность республики в нитрате кальция составляет около 250—300 тыс. т/год.
Вследствие этого разработка методов утилизации дефеката с получением нитрата кальция для применения на засоленных почвах и углекислого газа, возвращаемого в сахарное производство, является весьма актуальной.
В связи с невозможностью прямого вноса дефеката на поля разработана технология получения на его основе азотно-кальциевого удобрения — нитрата кальция Ca(NO₃)₂ путем разложения содержащегося в дефекате карбоната кальция и свободной извести азотной кислотой.
В результате реакции образуется 45—55%-ный раствор нитрата кальция (жидкая кальциевая селитра) — физиологически нейтральное азотно-кальциевое удобрение. Жидкая кальциевая селитра обладает следующими преимуществами:
— кальций является пятым по значимости питательным элементом для растений после азота, фосфора, калия и серы;
— удобрение содержит одновременно нитратный азот и водорастворимый кальций, что увеличивает их усвояемость в связи с синергизмом;
— даже в сухом климате кальциевая селитра быстро усваивается почвой, что весьма актуально для условий Центральной Азии;
— известно свыше 30 расстройств корневой системы растений, связанных с недостатком кальция. Эту проблему решает применение кальциевой селитры;
— нитрат кальция наиболее выгодно применять на засоленных почвах, так как он снижает содержание натрия в приповерхностном слое, при этом улучшается проникновение воды и кислорода в почву.
Кроме того, применение нитрата кальция для предпосевной обработки семян различных сельскохозяйственных культур увеличивает их солестойкость и, соответственно, урожай при посеве в засоленные почвы.
Жидкая форма полученного удобрения упрощает процедуру вноса его на поля.
Дефекат содержит цинк и медь, которые являются необходимыми для нормального развития растений микроэлементами. Разложение дефеката азотной кислотой позволяет перевести их в усвояемую для растений форму.
При разложении азотной кислотой дефеката, содержащиеся в нем органические примеси, гидролизуются с образованием низкомолекулярных соединений, которые лучше усваиваются растениями и почвенными микроорганизмами.
Таким образом, при разложении дефеката азотной кислотой образуется раствор азотно-кальциевого удобрения — нитрата кальция, содержащий биологически активные органические соединения и микроэлементы. Полученный раствор жидкой кальциевой селитры будет поставляться потребителям.
В связи с низкой коррозионной активностью полученного раствора можно использовать транспортные средства и хранилища, изготовленные из черного металла или пластика.
При разложении дефеката в качестве побочного продукта образуется углекислый газ, который после очистки будет возвращаться в процесс очистки сахарного раствора — сатурацию, что приведет к снижению расхода известняка и, соответственно, энергоресурсов на получение двуокиси углерода.
На основе полученного раствора жидкой кальциевой селитры возможно получение кристаллического нитрата кальция, который находит применение при приготовлении буровых растворов для глушения скважин в нефтедобывающей отрасли, что весьма актуально в связи с активизацией поисковых работ на плато Устюрт. Кроме того, получение кристаллического нитрата кальция увеличивает радиус его применения, так как транспортировка раствора кальциевой селитры на значительные расстояния невыгодна.
На основе полученного раствора нитрата кальция и азотсодержащих или фосфорсодержащих удобрений возможно получение жидких удобрений. Это позволит упростить внесение удобрений на поля и повысить содержание азота в растворе нитрата кальция.
Таким образом, разработанная технология позволит не только утилизировать дефекат — отход производства Хорезмского сахарного завода — с высвобождением занятых под ним площадей и улучшением санитарно-гигиенической обстановки на территории завода и за ее пределами, но и получить нитрат кальция (содержащий макро- и микроэлементы, а также биологически активные вещества), который является лучшим удобрением для применения на засоленных почвах.

RECYCLING OF DEFECATE TO PRODUCE NITROGEN-CALCIUM FERTILIZERS

Karimova T. A., Bardin S. V., Mirzakulov Kh. Ch., Tashkent Institute of Chemical Technology, Tashkent, Uzbekistan

The technology of defecate (sugar industry waste) recycling to produce the nitrogen-calcium fertilizer, suitable for the Central Asian saline soils, has been developed. The technology is simple and easy to introduce/operate.

Главная страница

Сведения об авторах

Каримова Тамила, соискатель, кафедра химической технологии неорганических веществ, Ташкентский химико-технологический институт, ул. Навои, 32, Ташкент, 700011, Узбекистан. Тел. (71) 144-79-18, факс (71) 144-79-24.

Бардин Сергей Владимирович, магистрант, кафедра химической технологии неорганических веществ, Ташкентский химико-технологический институт, ул. Навои, 32, Ташкент, 700011, Узбекистан. Тел. (71) 144-79-18, факс (71) 144-79-24. E-mail: barsergeydogyandex.ru

Мирзакулов Холтура Чориевич, докторант, кафедра химической технологии неорганических веществ, Ташкентский химико-технологический институт, ул. Навои, 32, Ташкент, 700011, Узбекистан. Тел. (71) 144-79-18, факс (71) 144-79-24. E-mail: khchmirzakulovdogmail.ru

Последние изменения внесены 24.04.07