esoilБюллетень Почвенного института имени В.В. ДокучаеваDokuchaev Soil Bulletin0136-16942312-4202V.V. Dokuchaev Soil Science Institute10.19047/0136-1694-2024-120-295-324esoil-821Research ArticleСтатьиСпособ получения и возможности применения новых комплексных удобрений из флотационных шламов – отходов переработки калийно-магниевых рудMethod of obtaining and possibility of using of new complex fertilizers from flotation sludge – potassium-magnesium ore processing wasteshttps://orcid.org/0000-0002-9444-7748СметанниковА. Ф.SmetannikovAn. F.smetannikov@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2945-0585КорляковК. Н.KorlyakovK. N.korlyakovkn@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7136-7158ОносовД. В.OnosovD. V.onosov@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6288-3185ЦемаЛ. Г.TsemaL. G.lubacema@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0656-6964ОносоваЕ. Ф.OnosovaE. F.smetannikova49@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6869-9722ШишковД. Г.ShishkovD. G.pniish@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4048-6319ВасбиеваМ. Т.VasbievaM. T.vasbieva@mail.ruСметанниковАл. Ф.SmetannikovAl. F.smetannikov@bk.ruГорный институт – филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук (ГИ ПФИЦ УрО РАН)РоссияMining Institute – division of Perm Federal Research Center Ural Branch of Russian Academy of SciencesRussian FederationПермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства – филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук (ПНИИСХ ПФИЦ УрО РАН)РоссияPerm Agricultural Research Institute – Division of Perm Federal Research Center, Ural Branch of Russian Academy of SciencesRussian Federation2024250920240120295324Copyright © Сметанников А.Ф., Корляков К.Н., Оносов Д.В., Цема Л.Г., Оносова Е.Ф., Шишков Д.Г., Васбиева М.Т., Сметанников А.Ф., 20242024Сметанников А.Ф., Корляков К.Н., Оносов Д.В., Цема Л.Г., Оносова Е.Ф., Шишков Д.Г., Васбиева М.Т., Сметанников А.Ф.Smetannikov A.F., Korlyakov K.N., Onosov D.V., Tsema L.G., Onosova E.F., Shishkov D.G., Vasbieva M.T., Smetannikov A.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.esoil.ru/jour/article/view/821

Приведены результаты исследования свойств огарков, полученных после высокотемпературного обжига глинисто-солевых отходов (шламов) производства калийных удобрений из K-Mg руд. Огарки используются как комплексные удобрения, мелиорирующие компоненты и микроудобрения. Вторичные отходы, после извлечения из обожженных шламов (огарков) Pd, Pt, Ag, состоят из шламов после дешламации измельченного огарка и хвостов после обогащения песков. Смешивание этих продуктов, увлажнение, грануляция и спекание формируют спек, готовый к использованию в качестве комплексного удобрения, мелиорирующей добавки, а также микроудобрения. Проведены исследования химического состава и состава примесей огарков и спеков. Установлена идентичность состава огарков и спеков. Проведены испытания огарков и спеков как комплекса удобрений, мелиорантов и микроудобрений. Исследования осуществлены на опытном поле Пермского НИИСХ, на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве, сформированной на делювии пермских глин, представляющей до 70% пахотных земель Пермского края, исследуемая культура – картофель. Урожайность картофеля при внесении огарка в качестве мелиорирующей добавки была выше на 6.05 т/га по сравнению с контролем (применение традиционных удобрений обеспечивало прибавку 3.56 т/га). Впервые выполнены исследования состава микроэлементов в клубнях картофеля с неудобренных участков, а также участков с внесением традиционных удобрений, и участков, удобренных огарками. Анализировались два компонента клубней – кожура и мякоть – масс-спектральным способом с разложением в закрытой системе (автоклав). Для большей части элементов характерно более высокое содержание в кожуре (практически на порядок) в сравнении с мякотью. Обратная зависимость отслеживается для P и S, содержание которых больше в мякоти, чем в кожуре. В варианте с применением огарка наблюдалось большее содержание микроэлементов, особенно редкоземельных, по сравнению с контролем. Способ переработки шламов с целью извлечения Pd, Pt, Ag формирует вторичные отходы, которые возможно использовать как комплексные удобрения пролонгированного действия, мелиорирующие добавки и микроудобрения. 

The results of research on properties of cinders obtained by high-temperature roasting of clay-salt waste (sludge) after processing K-Mg ores are presented. Cinders are used as complex fertilizers, ameliorant components and microelement fertilizers. Secondary wastes, after extraction of Pd, Pt, Ag from burnt sludge (cinder), consist of sludge after deslagging of crushed cinder and “tails” after sand enrichment. Mixing these products, moistening, granulating and sintering forms result in a sintering product (CP) that is ready for application as complex fertilizer, ameliorating additive and microfertilizer. A study of the chemical composition and composition of impurities of cinders and CP was carried out. The identity of the composition of cinders and CP has been established. Tests with cinders and CP as a complex of fertilizers, ameliorants and microfertilizers were carried out. The research was carried out on the experimental field of Perm Agricultural Research Institute, on sod-podzolic heavy loamy soil formed on the deluvium of Permian clays, this soil represents up to 70% of the arable lands of the Perm region, the studied crop was potato. The yield of potato when applying cinder as an ameliorant additive was higher by 6.05 t/ha compared to the control (the use of traditional fertilizers provided an increase of 3.56 t/ha). For the first time determination of chemical composition including trace elements studies was fulfilled in potato tubers from unfertilized variants, plots fertilized with traditional fertilizers and plots fertilized with cinders. Two components of tubers – peel and pulp – were analyzed using a mass spectral method, with decomposition in a closed system (autoclave). Most of the elements were characterized by a higher content in the peel (almost an order of magnitude) compared to the pulp. An inverse relationship was observed for P and S, their content was higher in pulp than in peel. In the variant with the use of cinder, a higher content of microelements, especially rare-earths elements, was observed compared to the control. A method for processing sludge to extract Pd, Pt, Ag, results in secondary wastes, that can be used as complex slow-release fertilizers, ameliorating additives and microelement-containing fertilizers.

глинисто-солевые отходыогаркиспекивысокотемпературный обжигкомплексные удобрениямелиорантымикроэлементыкартофельclay-salt wastescindersintering producthigh-temperature roastingcomplex fertilizersameliorantsmicroelementspotatoReferencesАвдонин Н.С., Арене И.П., Степанова А.Н. Влияние удобрений на свойства дерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 1960. № 9. С. 25–34.Avdonin N.S., Arene I.P., Stepanova A.N., Vlijanie udobrenij na svojstva dernovo-podzolistoj pochvy (The influence of fertilizers on the properties of sod-podzolic soil), Pochvovedenie, 1960, No. 9, pp. 25–34.Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агро-промиздат, 1987. 140 с.Alekseev Yu.V., Tjazhelye metally v pochvah i rastenijah (Heavy metals in soils and plants), Leningrad: Agro-promizdat, 1987, 140 p.Андреева Н.М. Комбинированные органические удобрения из отходов производства // Химия в сельском хозяйстве. 1996. № 6. С. 33–34.Andreeva N.M., Kombinirovannye organicheskie udobrenija iz othodov proizvodstva (Combined organic fertilizers from production waste), Himija v sel'skom hozjajstve, 1996, No. 6, pp. 33–34.Афанасьев Р.А., Мерзлая Г.Е. Сравнительная эффективность систем удобрения // Агрохимия. 2021. № 2. С. 31–36. DOI: 10.31857/S0002188121020034.Afanas'ev R.A., Merzlaja G.E., Sravnitel'naja jeffektivnost' sistem udobrenija (Comparative efficiency of fertilization systems), Agrohimija, 2021, No. 2, pp. 31–36, DOI: 10.31857/S0002188121020034.Бачурин Б.А., Сметанников А.Ф., Хохрякова Е.С. Эколого-геохимическая оценка продуктов переработки глинисто-солевых шламов калийного производства // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. URL: http://www.science-education.ru/120-15442.Bachurin B.A., Smetannikov A.F., Hohrjakova E.S., Ekologo-geohimiskaja ocenka produktov pererabotki glinisto-solevyh shlamov kalijnogo proizvodstva (Ecological and geochemical assessment of products from processing clay-salt sludge from potassium production), Elektronnyj zhurnal “Sovremennye problemy nauki i obrazovanija”, 2014, No. 6,Власюк П.А. Микроэлементы и радиоактивные изотопы в питании растений. Киев: Изд-во АН УССР, 1956. 115 с.URL: www.science-education.ru/120-15442.Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения. М.: Химия, 1965. 330 с.Vlasjuk P.A., Mikrojelementy i radioaktivnye izotopy v pitanii rastenij (Microelemets and radionuclides in plant nutrition), Kiev: Izd-vo AN USSR, 1956, 115 p.Кедров-Зихман О.К. Известкование почв подзолистой зоны СССР. М.: Изд-во Министерства сельского хозяйства СССР, 1948. 32 с.Katalymov M.V., Mikrojelementy i mikroudobrenija (Microelements and microfertilizers), Moscow: Himija, 1965, 330 p.Оносов Д.В., Сметанников А.Ф. Разработка технологии комплексной утилизации отходов переработки калийно-магниевых руд // Проблемы безопасности и эффективности освоения георесурсов в современных условиях: Материалы научно-практической конференции, посвященной 25-летию Горного института Уро РАН и 75-летию основателя и первого директора института члена-корреспондента РАН А.Е. Красноштейна. Пермь: ФГБУН Горный институт Уральского отделения РАН, 2014. С. 167–171.Kedrov-Zihman O.K., Izvestkovanie pochv podzolistoj zony SSSR (Liming of soils in the podzolic zone of the USSR), Moscow: Izd-vo Ministerstva sel'skogo hozjajstva SSSR, 1948, 32 p.Пейве Я.В. Микроэлементы в сельском хозяйстве Нечерноземной полосы СССР. М.: Издательство АН СССР, 1954. 108 с.Onosov D.V., Smetannikov A.F., Razrabotka tehnologii kompleksnoj utilizacii othodov pererabotki kalijno-magnievyh rud (Development of technology for complex recycling of potassium-magnesium ore processing waste), In: Problemy bezopasnosti i jeffektivnosti osvoenija georesursov v sovremennyh uslovijah: Proc. of the Sci. and Pract. Conf. devoted to the 25th Anniversary of the Mining Institute of the Ural Branch of RAS and 75th Anniversary of the Founder and First Director of the Institute Corresponding Member of RAS A.E. Krasnoshtein, Perm: FGBUN Mining Institute of the Ural Branch of RAS, 2014, pp. 167–171.Синегрибов В.А., Сметанников А.Ф., Юдина Т.Б., Новиков П.Ю., Логвиненко И.А., Красноштейн А.Е. Способ извлечения благородных металлов: № 2291907 C1 Российская Федерация. МПК C22B 11/00 // Бюл. № 22. 2007 г.Pejve Ya.V., Mikrojelementy v sel'skom hozjajstve nechernozjomnoj polosy SSSR (Microelements in agriculture of the Non-Chernozem zone of the USSR), Moscow: Izdatel'stvo AN SSSR, 1954, 108 p.Синегрибов В.А., Юдина Т.Б., Сметанников А.Ф., Красноштейн А.Е. Способ извлечения благородных металлов: Патент № 2235140 C2 Российская Федерация. МПК C22B 11/00, C22B 1/04, C22B 3/06. Бюл. № 24. 2004 г.Sinegribov V.A., Smetannikov A.F., Judina T.B., Novikov P.Yu., Logvinenko I.A., Krasnoshtejn A.E., Sposob izvlechenija blagorodnyh metallov (Method for extracting precious metals), No. 2291907 C1 Russian Federation, MPK C22B 11/00, Bul. 2007 g., No. 2.Сметанников А.Ф., Косолапова А.И., Бачурин Б.А., Оносов Д.В., Фомин Д.С., Ямалтдинова В.Р., Шишков Д.Г., Оносова Е.Ф. Разработка методологического подхода в применении комплексных удобрений пролонгированного действия для зерновых культур, многолетних трав и картофеля // Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского. 2018. № 21. С. 415–423.Sinegribov V.A., Yudina T.B., Smetannikov A.F., Krasnoshtejn A.E., Sposob izvlechenija blagorodnyh metallov (Method for extracting precious metals), Patent No. 2235140 C2 Russian Federation, MPK C22B 11/00, C22B 1/04, C22B 3/06, Bul. 2004 g., No. 24.Сметанников А.Ф., Косолапова А.И., Митрофанов Е.М., Бачурин Б.А., Оносов Д.В., Фомин Д.С., Ямалтдинова В.Р., Шишков Д.Г., Оносова Е.Ф. Результаты испытаний отходов переработки калийно-магниевых руд в качестве удобрений пролонгированного действия // Вестник ПНЦ. 2017. № 4. С. 58–63.Smetannikov A.F., Kosolapova A.I., Bachurin B.A., Onosov D.V., Fomin D.S., Jamaltdinova V.R., Shishkov D.G., Onosova E.F., Razrabotka metodologicheskogo podhoda v primenenii kompleksnyh udobrenij prpolongirovannogo dejstvija dlja zernovyh kul'tur, mnogoletnih trav i kartofelja (Development of a methodological approach to the use of complex long-acting fertilizers for grain crops, perennial grasses and potatoes), Nauchnye chtenija pamjati P.N. Chirvinskogo, 2018, No. 21, pp. 415–423.Сметанников А.Ф., Косолапова А.И., Корляков К.Н., Оносов Д.В., Ямалтдинова В.Р., Шишков Д.Г., Оносова Е.Ф. Концепция использования комплексных удобрений пролонгированного действия на основе отходов переработки калийно-магниевых руд как новой парадигмы в улучшении плодородия почв // Бюллетень Почвенного института имени В.В.Докучаева. 2019. Вып. 100. С. 133–158. DOI: 10.19047/0136-1694-2019-100-133-158.Smetannikov A.F., Kosolapova A.I., Mitrofanov E.M., Bachurin B.A., Onosov D.V., Fomin D.S., Jamaltdinova V.R., Shishkov D.G., Onosova E.F. Rezul'taty ispytanij othodov pererabotki kalijno-magnievyh rud v kachestve udobrenij prolongirovannogo dejstvija (Results of testing waste from processing potassium-magnesium ores as long-acting fertilizers), Vestnik PNC, 2017, No. 4, pp. 58–63.Сметанников А.Ф., Оносов Д.В., Оносова Е.Ф., Сметанников Ал.Ф. Способ извлечения палладия, платины, серебра из отходов переработки калийно-магниевых руд: Патент № 2770546 C1 Российская Федерация. МПК C22B 11/06, C22B 7/00, C22B 1/02. заявл. 07.06.2021. опубл. 18.04.2022.Smetannikov A.F., Kosolapova A.I., Korlyakov K.N., Onosov D.V., Fomin D.S., Yamaltdinova V.R., Shishkov D.G., Onosova E.F., Concept of use of comprehensive fertilizers of long-term action on the basis of waste processing of potassium-magnesium ore as a new paradigm in improving soil fertility, Dokuchaev Soil Bulletin, 2019, Vol. 100, pp. 133–158, DOI: 10.19047/0136-1694-2019-100-133-158.Сметанников А.Ф., Оносов Д.В., Синегрибов В.А., Косолапова А.И., Новиков П.Ю. Способ переработки отходов калийного производства: Патент № 2497961 C1 Российская Федерация. МПК C22B 11/00, C22B 7/00, B03B 7/00: заявл. 02.10.2012: опубл. 10.11.2013.Smetannikov A.F., Onosov D.V., Onosova E.F., Smetannikov Al.F., Sposob izvlechenija palladija, platiny, serebra iz othodov pererabotki kalijno-magnievyh rud (Method for extracting palladium, platinum, silver from processing waste of potassium-magnesium ores): Patent No. 2770546 C1 Russian Federation, MPK C22B 11/06, C22B 7/00, C22B 1/02. zajavl. 07.06.2021, opubl. 18.04.2022.Шишков Д.Г., Корляков К.Н., Васбиева М.Т., Цема Л.Г., Сметанников А.Ф., Ямалтдинова В.Р. Использование продукта переработки K-Mg руд как комплексной мелиорирующей добавки на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве в Предуралье // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. 2022. № 4. С. 26–34.Smetannikov A.F., Onosov D.V., Sinegribov V.A., Kosolapova A.I., Novikov P.Yu., Sposob pererabotki othodov kalijnogo proizvodstva (Method for processing waste from potash production): Patent No. 2497961 C1 Russian Federation, MPK C22B 11/00, C22B 7/00, B03B 7/00: zajavl. 02.10.2012, opubl. 10.11.2013.Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Л.: Наука. Ленинградское отделение, 1974. 324 с.Shishkov D.G., Korljakov K.N., Vasbieva M.T., Cema L.G., Smetannikov A.F., Jamaltdinova V.R., Ispol'zovanie produkta pererabotki K-Mg rud kak kompleksnoj meliorirujushhej dobavki na dernovo-podzolistoj tjazhelosuglinistoj pochve v Predural'e (Using the product of processing K-Mg ores as a complex reclamation additive on sod-podzolic heavy loamy soil in the Cis-Urals), Vestnik Permskogo federal'nogo issledovatel'skogo centra, 2022, No. 4, pp. 26–34.Cuchiara C.C., Larre C.F., Peters J.A. Copper and zinc interactions: morphophysiological responses in sweet potato plants (Ipomoea batatas L.) // Iheringia – Serie Botanica. 2017. Vol. 72(1). P. 142–149. DOI: 10.21826/2446-8231201772113.Shkol'nik M.Ya., Mikrojelementy v zhizni rastenij (Microelements in plant life), Leningrad: Nauka Leningradskoe otdelenie, 1974, 324 p.Irvine T.N., Baragar W.R.A. A Guide to the Chemical Classification of the Common Volcanic Rocks // Canadian Journal of Earth Sciences. 1971. Vol. 8. Iss. 5. P. 523–548. DOI: 10.1139/e71-055.Cuchiara C.C., Larre C.F., Peters J.A., The objective of this study was to evaluate the combined effects of copper (Cu) and zinc (Zn) on sweet potato plants based on morphological parameters, mineral profiles, and antioxidant metabolism, Iheringia – Serie Botanica, 2017, Vol. 72(1), pp. 142–149,Fernandes A.M., Soratto R.P., Silva B.L. Nutrient exstraction and exportation by potato cultivars: I – Macronutrients // Revista Brasileira de Ciencia do solo. 2011. Vol. 35(6). P. 2039–2056. DOI: 10.1590/S0100-06832011000600020.DOI: 10.21826/2446-8231201772113.Sharipova D.S., Aitbayev., Tazhibayev T.S. Nacheva E.K. The impact of nev and improved elements of agricultural technologies on potato productivity in the south-east of Kazakhstan // Biosciences Biotechnology Research Asia. 2016. Vol. 13(2). P. 1031–1036. DOI: 10.13005/bbra/2129.Irvine T.N., Baragar, W.R.A., A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks, Canadian Journal of Earth Sciences, 1971, Vol. 8, Iss. 5, pp. 523–548, DOI: 10.1139/e71-055.Fernandes A.M., Soratto R.P., Silva B.L., Nutrient exstraction and exportation by potato cultivars: I – Macronutrients, Revista Brasileira de Ciencia do solo, 2011, Vol. 35(6), pp. 2039–2056, DOI: 10.1590/S0100-06832011000600020.Fernandes A.M., Soratto R.P., Silva B.L., Nutrient exstraction and exportation by potato cultivars: I – Macronutrients, Revista Brasileira de Ciencia do solo, 2011, Vol. 35(6), pp. 2039–2056, DOI: 10.1590/S0100-06832011000600020.Sharipova D.S., Aitbayev., Tazhibayev T.S. Nacheva E.K., The impact of nev and improved elements of agricultural technologies on potato productivity in the south-east of Kazakhstan, Biosciences Biotechnology Research Asia, 2016, Vol. 13(2), pp. 1031–1036, DOI: 10.13005/bbra/2129.Sharipova D.S., Aitbayev., Tazhibayev T.S. Nacheva E.K., The impact of nev and improved elements of agricultural technologies on potato productivity in the south-east of Kazakhstan, Biosciences Biotechnology Research Asia, 2016, Vol. 13(2), pp. 1031–1036, DOI: 10.13005/bbra/2129.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.