Способ получения суспензии серы

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Предлагается способ получения водной суспензии серы (серного молока), включающий предварительное (грубое) измельчение серы до подходящих размеров (порядка 1-2 мм), с дальнейшим пропусканием ее через диспергаторизмельчитель вместе с потоком (струей) пресной воды. При этом количество серы в суспензии определяется массой серы (кг), необходимой для корректировки щелочности единицы площади почвы (м 2) в пересчете на общую обрабатываемую площадь, а расход пресной воды определяется осуществлением функции по теплои массопереносу и удобством распределения полученной суспензии серы (серного молока) по поверхности почвы ручным и/или механическим способом.(74) Тагбергенова Модангуль Маруповна Тагбергенова Алма Таишевна(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ СЕРЫ(57) Настоящее изобретение относится к способу получения суспензии серы (серное молоко),которая может быть использована в сельском хозяйстве для облагораживания почвы сельскохозяйственных угодий,коррекции щелочного баланса почвы, расширения площадей,пригодных для выращивания сельскохозяйственной продукции, и повышения их урожайности. Настоящее изобретение относится к способу получения суспензии серы (серное молоко),которая может быть использована в сельском хозяйстве для облагораживания почвы сельскохозяйственных угодий,коррекции щелочного баланса почв, расширения площадей,пригодных для выращивания сельскохозяйственной продукции, и повышения их урожайности и др. Сера встречается в природе в свободном состоянии (самородная сера) и в составе различных соединений независимо от происхождения. В промышленности серу получают в виде побочного продукта производственных процессов переработки руд и других ископаемых, включая переработку топочных и природных газов. Сера жизненно необходима для роста растений и животных, она входит в состав всех живых организмов и продуктов их разложения, поэтому уровень или запасы серы в почве и кормах следует эпизодически или постоянно восстанавливать и пополнять. Как правило, в сельском хозяйстве, в частности в земледелии, серу используют для коррекции щелочности и регулирования обменных процессов в почве и, соответственно, для увеличения количества и качества урожая культивируемых растений. Недостаток серы в почве возникает в результате вымывания ее природными осадками и потребления культивируемыми растениями. Количество вносимой серы будет зависеть и определяться исходным состоянием и назначением обрабатываемых площадей. Своевременное удобрение и проведение подкормки серой препятствуют выводу земель из числа пригодных для земледельческих целей и способствуют росту и стойкости сельскохозяйственных культур к водному дисбалансу и вредителям, а также регулированию и сохранению ценности их белкового содержания. Из патента 2368118 известен способ подкормки культивируемых растений серосодержащими удобрениями, который включает определение потребности в дополнительном количестве серы для конкретного момента времени и места до и во время вегетационного периода на основании потребности в сере, рассчитанной с учетом целевой урожайности и изменений,вызванных условиями окружающей среды. Если дефицит серы обнаружен и, возможно, подтвержден экспериментальными измерениями,землепользователю, культивирующему растения,дают рекомендацию о необходимости дополнительной подкормки серными удобрениями. Баланс серы можно определить с помощью экспертной системы. Техническим результатом изобретения является внесение в почву серы,необходимой для растений, в количестве, полезном для растений, перед началом вегетационного периода и поддержание уровня серы, полезного для растений, в течение всего вегетационного периода. В данном патенте способ подкормки осуществляется любым известным способом на основе потребности в удобрении почвы и растений серой. 2 В патенте 2038342 описывается получение серосодержащего химического продукта, который включает летучий порошок серы, 3-10 мас. инертного продукта, выбранного из группы,включающей глину, бентонит, каолин и их смеси, и 0,5-2 мас. смачивающего агента. Серосодержащий продукт получают смешиванием указанных компонентов, подверганием экструзии из раствора и последующей сушкой, с получением механически прочных гранул,предназначенных для использования в сельском хозяйстве в качестве почвокорригирующего или структурообразующего удобрения. Гранулы продукта являются достаточно устойчивыми механическим нагрузкам и, в то же время, легко распадаются при взаимодействии с влагой почвы. Указанный серосодержащий продукт сложен по составу, и, соответственно, способ его изготовления также сложнее не только в отношении производимых действий, но и аппаратурно. Заявка на выдачу патента 2000113048 раскрывает способ пополнения запасов серы в почве, включающий внесение элементарной серы в виде гранул, вспученных из 93 расплавленной до температуры 125-135 С серы в смеси с 7 мелкодисперсным бентонитом с последующим гранулированием в грануляторе до температуры окружающей среды. Образование гранул позволяет повысить эффективность получаемого серосодержащего удобрения,предотвратить распыление серы при транспортировке, обеспечить механизированное и равномерное ее распределение,причем в соответствии с установленной нормой, при внесении на поверхность почвы. После внесения гранулированной серы осуществляется интенсивное орошение почвы, что приводит к набуханию бентонита и не ранее, чем через три часа высвобожденная из гранул сера в сыпучем состоянии заделывается в почву на глубину 3,54,0 см. Описанный способ пополнения запасов серы в почве, также как и изложенный выше, требует гранулирования серы, что сопряжено с трудностями,связанными с подбором специальных устройств,соотношений компонентов и техники удобрения почвы серой. В настоящее время, в связи с сокращением использования органических удобрений и снижением содержания серной кислоты в кислотных дождях,существует все увеличивающаяся потребность, в некоторых районах Казахстана эта проблема является острой, в непосредственном введении серы в почву. Сера лучше всего усваивается микроорганизмами почвы в виде водонерастворимого тонкоизмельченного порошка. Однако порошкообразная сера является неудобным и небезопасным средством для земледельцев,занятых подготовкой требуемой тонины порошка серы и обработкой ею почвы, так как при размоле в мельнице и распределении по почве, она легко диспергируется в воздухе, поэтому особенно раздражающе серный порошок действует на глаза и дыхательные пути. Для устранения указанных недостатков предлагается способ получения суспензии серы(серного молока), включающий предварительное измельчение серы до размеров порядка 1-2 мм с дальнейшим пропусканием ее через диспергаторизмельчитель вместе с потоком пресной воды, при этом количество серы в суспензии определяется массой серы (кг), необходимой для корректировки щелочности единицы площади почвы (м 2) в пересчете на общую обрабатываемую площадь, а расход пресной воды определяется нижеприведенными условиями (а) и (б) и удобством распределения суспензии серы (серного молока) по поверхности почвы ручным и/или механическим способом. Процесс получения суспензии от размола предварительно измельченной серы до выхода конечного продукта серного молока выполняется в одной закрытой установке, в которую через подающую воронку подают одновременно предварительно измельченную серу и струю воды,которые также совместно пропускают между измельчающими дисками для нейтрализации выделяемого тепла и свободного перемещения частиц серы по установке с получением в итоге тонкой суспензии серы. Примерами установки могут быть диспергатор-измельчитель, коллоидная мельница и другие приспособленные для этих целей известные устройства. Такая мелкодисперсная сера в суспензии способствует ее более легкой усвояемости почвенными микроорганизмами. Полученную водную суспензию мелкодисперсной серы можно легко распределять по поверхности почвы при ручной и механической обработке без попадания мелких частиц серы в окружающую среду и воздух. Таким образом,настоящее изобретение направлено на создание способа получения суспензии серы, которая может быть получена непосредственно на месте применения суспензии,которая также напрямую, без дальнейших подготовительных приемов, может быть надежно и безопасно нанесена на почву, а микронные размеры частиц серы в суспензии способствуют ее усвоению микроорганизмами и растениями в относительно короткий период времени. В готовую суспензию могут быть также добавлены соответствующие стабилизаторы для предотвращения выпадения серы в осадок. Способ согласно изобретению выполняется следующим образом. Способ получения суспензии серы согласно изобретению прост в осуществлении. Количество серной суспензии(серного молока),с необходимой для корректировки щелочности почвы массой серы (кг), рассчитанной для внесения на определенную площадь почвы (м 2) производится следующим образом Чистую серу, в количестве,необходимом для нанесения на определенную площадь почвы, дробят на куски размерами порядка 1-2 мм, приемлемыми для пропускания между(например,диспергатора-измельчителя типа -, -01 и др., любой производительности в пределах от нескольких килограмм до десятков тон в час). Куски серы, предварительно раздробленные простым механическим способом, например, посредством сжатия между параллельными металлическими пластинами пресса и/или иными аналогичными методами, безопасными для окружающей среды и персонала, загружают в установку через подающую воронку, вместе с потоком (струей) обычной пресной воды при температуре окружающей среды. При этом, вода, подаваемая в подающую воронку установки вместе с предварительно измельченной серой,осуществляет функцию теплои массопереноса(а) в качестве теплоносителя,вода предотвращает разогрев,расплавление и воспламенения серы,проходящей между статическими и вращающимися дисками измельчителя-диспергатора. Как известно,металлические диски установки вращаются с очень высокой скоростью (тысячи оборотов в минуту) и обладают высокой срезывающей силой, которые непременно приведут к их разогреву, что является недопустимым в случае измельчения серы, в отличие от других веществ, и(б) в качестве носителя частиц предварительно измельченной серы (функция массопереноса) вода предотвращает закупорку пространства между срезывающими дисками и их зубами, обеспечивая как измельчение частиц серы до микронных размеров, так и свободное прохождение двухфазной среды через диспергатор-измельчитель. Для дальнейшего уменьшения тонины частиц серы в водной суспензии (в серном молоке),рекомендуется пропустить само серное молоко,полученное после первой загрузки,через диспергатор-измельчитель во второй и, при необходимости, и в третий раз, с возможным увеличением угловой скорости вращения дисков установки, например посредством обычного частотного преобразователя. Готовую мелкодисперсную суспензию серы загружают в емкости, которыми она доставляется на поля, и затем разливают в другие емкости, при помощи которых она наносится на поверхность почвы, или сразу же загружают в емкости,используемые для нанесения на почву. Весь процесс изготовления суспензии серы выполняется в одной установке, чем и достигается полная безопасность как для персонала, изготавливающего суспензию серы, так и использующих ее земледельцев. Полученный таким образом продукт можно легко и просто любым известным приемом внести в почву без риска для здоровья земледельцев на полях,имеющих дело с серосодержащим продуктом, при этом мелкодисперсная структура(микронные размеры) серы в суспензии позволяет обеспечить достаточно высокую точность дозы вносимой серы на единицу площади. Указанные преимущества продукта серного молока,получаемого способом согласно изобретению, невыполнимы и недостижимы при использовании мелкодисперсной серы в виде сухого порошка серы. В соответствии с предлагаемым изобретением серосодержащее средство серное молоко изготавливают в виде суспензии, предназначенной для использования в сельском хозяйстве, в том числе и для снижения щелочности почвы. Способ согласно настоящему изобретению можно использовать для коррекции щелочности почв и устранения дефицита серы в культивируемых растениях, например в масличных,бобовых, зерновых и др. культурах. Получаемая серосодержащая суспензия легко поддается обработке и распределению по поверхности почвы. Поскольку отношение поверхности к объему частиц мелкодисперсной серы имеющих микронные размеры велико, оно обеспечивает значительное увеличение эффективности воздействия на нее почвенных микроорганизмов, превращая ее в серную кислоту в относительно короткие сроки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения водной суспензии серы(серного молока), включающий предварительное измельчение серы до размеров порядка 1-2 мм, с дальнейшим пропусканием ее через диспергаторизмельчитель вместе с потоком пресной воды, при этом количество серы в суспензии определяется массой серы (кг), необходимой для корректировки щелочности единицы площади почвы (м 2) в пересчете на общую обрабатываемую площадь, а расход пресной воды определяется функцией по тепло- и массопереносу и удобством распределения полученной суспензии серы по поверхности почвы ручным и/или механическим способом.