Способ получения и возможности применения новых комплексных удобрений из флотационных шламов – отходов переработки калийно-магниевых руд

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. 

1. Авдонин Н.С., Арене И.П., Степанова А.Н. Влияние удобрений на свойства дерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 1960. № 9. С. 25–34.

2. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агро-промиздат, 1987. 140 с.

3. Андреева Н.М. Комбинированные органические удобрения из отходов производства // Химия в сельском хозяйстве. 1996. № 6. С. 33–34.

4. Афанасьев Р.А., Мерзлая Г.Е. Сравнительная эффективность систем удобрения // Агрохимия. 2021. № 2. С. 31–36. DOI: 10.31857/S0002188121020034.

5. 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.

6. Власюк П.А. Микроэлементы и радиоактивные изотопы в питании растений. Киев: Изд-во АН УССР, 1956. 115 с.

7. Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения. М.: Химия, 1965. 330 с.

8. Кедров-Зихман О.К. Известкование почв подзолистой зоны СССР. М.: Изд-во Министерства сельского хозяйства СССР, 1948. 32 с.

9. 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.

10. Пейве Я.В. Микроэлементы в сельском хозяйстве Нечерноземной полосы СССР. М.: Издательство АН СССР, 1954. 108 с.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Л.: Наука. Ленинградское отделение, 1974. 324 с.

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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.