Для более точного понимания темы приводим использование данного метода получения гуматов из леонардита и бурого угля Кедровсого месторождения Кемеровской области в России.

Кедровское месторождение известно не только бурым углем, но и наличием леонардита – ценного гуминового вещества, образующегося на ранних стадиях углефикации органического материала.

 

Глубина залегания и мощность вскрышных пород

· Леонардит залегает в верхних слоях угольного пласта, обычно на глубине 10–30 м.

· Вскрышные породы (глины, песчаники, суглинки) имеют мощность 5–20 м, что делает добычу леонардита экономически выгодной (по сравнению с более глубокими угольными пластами).

2. Мощность слоя леонардита

· Пласты леонардита в Кедровском месторождении имеют мощность 0,5–3 м, иногда встречаются линзовидные залежи большей толщины.

3. Физико-химические свойства

Леонардит из Кедровского месторождения обладает следующими характеристиками:

· Высокое содержание гуминовых кислот (до 60–80% от сухой массы).

· Влажность – 20–40% (зависит от условий залегания).

· Зольность – 10–30%.

· Сера – низкое содержание (менее 1%), что делает его экологически чистым сырьем.

· Растворимость – хорошо растворяется в щелочах, образуя гуматные растворы.

· Теплота сгорания – ниже, чем у угля (около 10–15 МДж/кг), так как это незрелый уголь.

4. Запасы леонардита

· Общие запасы леонардита на Кедровском месторождении оцениваются в сотни тысяч тонн, но точные данные зависят от геологической разведки.

· Из-за того, что леонардит – побочный продукт угледобычи, его запасы могут увеличиваться по мере разработки угольных пластов.

 

Применение леонардита

· Сельское хозяйство (гуминовые удобрения, стимуляторы роста растений).

· Медицина и косметология (биологически активные добавки, сорбенты).

· Экология (рекультивация земель, очистка сточных вод).

Кедровское месторождение – перспективный источник леонардита, который может использоваться в различных отраслях промышленности.

Технология кучного промышленного выщелачивания гуминовых и фульвовых кислот из окисленного бурого угля или леонардита

Кучное выщелачивание (КВ) – эффективный метод извлечения гуминовых и фульвовых кислот из окисленного бурого угля или леонардита. Технология включает несколько этапов: подготовку сырья, формирование кучи, орошение щелочным раствором, сбор раствора и выделение целевых компонентов.

1. Подготовка участка кучного выщелачивания

Этап 1. Выбор и подготовка площадки

· Требования к площадке:

o Ровная поверхность с уклоном 1–3% для стока раствора.

o Удаленность от водоемов (санитарная зона ≥500 м).

o Наличие гидроизоляции (геомембрана HDPE 1,5–2 мм).

· Подготовка:

o Удаление растительности, выравнивание грунта.

o Укладка геотекстиля (для защиты мембраны).

o Монтаж гидроизоляционного покрытия (полиэтилен высокой плотности).

o Установка дренажной системы (перфорированные трубы + гравийная подушка).

Этап 2. Подготовка сырья

· Дробление: уголь/леонардит измельчается до фракции 5–20 мм (для увеличения площади контакта).

· Агломерация (при необходимости): если материал пылит, добавляют связующие (например, гидроксид натрия в малых дозах).

· Формирование кучи:

o Высота кучи – 2–5 м (оптимально для проницаемости).

o Площадь – зависит от объема переработки (обычно 1000–5000 м²).

o Уплотнение – для предотвращения каналообразования.

Этап 3. Орошение щелочным раствором

· Состав раствора:

o NaOH или KOH (концентрация 0,5–2%).

o Температура 20–40°C (ускоряет экстракцию).

o pH 10–12 (оптимальный для растворения гуминовых кислот).

· Способ орошения:

o Капельное орошение (трубки с эмиттерами).

o Дождевальные установки (для равномерного распределения).

o Расход раствора: 5–20 л/м² в сутки.

Этап 4. Сбор раствора (плюма)

· Раствор стекает через дренажную систему в накопительные резервуары.

· Контроль pH и концентрации гуминовых веществ.

· Фильтрация от механических примесей (песчаные фильтры).

Этап 5. Осаждение и выделение гуминовых кислот

· Подкисление раствора (HCl или H₂SO₄ до pH 2–3) → выпадение гуминовых кислот в осадок.

· Фильтрация (ленточные или камерные фильтр-прессы).

· Сушка (распылительная или барабанная сушилка).

· Фасовка (грануляция или порошок).

2. Российское оборудование для кучного выщелачивания

   

3. Экономические и экологические аспекты

· Срок выщелачивания: 30–90 дней (зависит от качества сырья).

· Выход гуминовых кислот: 20–50% от массы угля/леонардита.

· Очистка сточных вод: нейтрализация щелочи перед сбросом.

· Рекультивация: использование отработанного угля в качестве сорбента или удобрения.

Вывод

Кучное выщелачивание – рентабельный метод добычи гуминовых и фульвовых кислот из леонардита и бурого угля. Российское оборудование позволяет организовать полный цикл переработки с минимальными затратами.

 

Технико-экономический расчет участка кучного выщелачивания леонардита на Кедровском месторождении

Производительность: 50 000 м³/год 20%-ного раствора гумата (расфасованного в еврокубы по 1000 л).

1. Расчет сырья и материалов

1.1. Исходные данные

· Содержание гуминовых кислот в леонардите: ~60% (после выщелачивания выход ~40% в раствор).

· Концентрация раствора гумата: 20% (200 кг/м³).

· Общий выход гумата:

 

· Требуемое количество леонардита:

 

1.2. Материалы для кучного выщелачивания

 

2. Расчет площади участка

· Высота кучи: 3 м (оптимально для выщелачивания).

· Объем леонардита:

 

· Площадь кучи:

 

· Общая площадь участка (с учетом инфраструктуры):

 

3. Оборудование для кучного выщелачивания

 

4. Трудовые ресурсы и зарплата

 

5. Энергозатраты

· Электроэнергия: ~500 кВт·ч/т леонардита

 

Топливо (для техники): ~1 000 000 руб/год

6. Налоги и обязательные платежи

· Налог на прибыль (20%):

 

· НДС (20%): включается в цену реализации.

· Страховые взносы (30% от ФОТ):

 

7. Расчет себестоимости и рентабельности

7.1. Годовые затраты

   

7.2. Выручка

· Цена 20%-ного гумата: ~50 руб/кг

10 000 т × 50 000 руб/т = 500 000 000 руб/год

7.3. Прибыль

500 000 000 − 265 502 000 = 234 498 000 руб/год

· Рентабельность:

 

Вывод

· Необходимая площадь: 1,56 га.

· Капитальные затраты (оборудование + инфраструктура): ~30 млн руб.

· Себестоимость производства: ~26,5 руб/кг гумата.

· Чистая прибыль: ~234 млн руб/год.

· Срок окупаемости: менее 1 года (при стабильном сбыте).

Проект высокорентабелен и может быть реализован с использованием российского оборудования.

Отходы кучного выщелачивания леонардита и их утилизация

При кучном выщелачивании (КВ) леонардита или бурого угля для извлечения гуминовых и фульвовых кислот образуются следующие виды отходов:

1. Отработанный угольный остаток (хвосты выщелачивания)

Характеристика:

· Состоит из нерастворимого углеродистого материала, минеральных примесей (глина, песок, зола).

· Содержит 5–20% остаточных гуминовых веществ, не извлеченных при выщелачивании.

· Имеет щелочную реакцию (pH 8–10) из-за остатков NaOH/KOH.

 

Применение:
✅ Сельское хозяйство:

· Мелиорант для кислых почв (заменяет известкование).

· Основа для органоминеральных удобрений (после нейтрализации).

· Компонент компостов (улучшает структуру почвы).

✅ Строительство:

· Добавка в кирпичи или керамику (снижает плотность).

· Заполнитель для дорожных насыпей (после уплотнения).

✅ Промышленность:

· Сорбент для очистки сточных вод от тяжелых металлов.

· Топливо для котлов (низкая теплота сгорания, требует смешивания с углем).

2. Щелочные сточные воды

Характеристика:

· Растворы с pH 10–12, содержат остатки щелочи, соли (NaCl, KCl), следы гуминовых веществ.

Обработка и утилизация:
🔧 Нейтрализация:

· Подкисление HCl/H₂SO₄ до pH 6–8 → осаждение солей.

· Использование CO₂ (дешевле и экологичнее).

✅ Повторное использование:

· В цикле выщелачивания (после корректировки pH).

· Для орошения щелочеустойчивых культур (с контролем засоления).

⚠ Запрещено:

· Сброс в водоемы без очистки (нарушает экобаланс).

3. Минеральные осадки (после нейтрализации)

Характеристика:

· Твердый осадок (гидроксиды алюминия, железа, соли натрия/калия).

Применение:
✅ Строительные материалы:

· Добавка в цемент (до 5% не снижает прочность).

· Наполнитель для тротуарной плитки.

✅ Сельское хозяйство:

· Микроудобрение (содержит Ca, Mg, K).

4. Упаковочные отходы (еврокубы, геомембраны)

Переработка:

· ПВХ-емкости: промывка и повторное использование.

· Геомембраны: рециклинг в гранулы для новых изделий.

Экологические риски и меры снижения

 

Вывод

Отходы кучного выщелачивания леонардита не являются бесполезными и могут быть:

· Утилизированы в сельском хозяйстве (80% объема).

· Переработаны в стройматериалы или сорбенты.

· Обезврежены с минимальными затратами (нейтрализация).

Технология соответствует принципам циркулярной экономики, снижая нагрузку на полигоны.

 

Применение гуматов в сельском хозяйстве: дозировки, культуры, регионы

Гуминовые удобрения (гуматы) повышают урожайность, улучшают стрессоустойчивость растений и качество почвы. Их эффективность зависит от дозировки, способа внесения и типа культуры.

1. Общие нормы внесения гуматов

 

2. Эффективное применение по культурам

Россия (европейская часть, Сибирь, Дальний Восток)

 

Средняя Азия (Узбекистан, Казахстан, Туркменистан)

   

Ближний Восток (Саудовская Аравия, ОАЭ, Иран)

 

3. Примеры успешного применения

Россия: картофель в Краснодарском крае

· Технология: 2 обработки (всходы + цветение) по 3 л/га.

· Результат: +27% урожайности, снижение заболеваемости паршой.

Узбекистан: хлопок в Ферганской долине

· Технология: 4 л/га гумата + капельное орошение.

· Результат: +32% волокна, снижение расхода воды на 15%.

Саудовская Аравия: финиковые пальмы

· Технология: 10 л/дерево 2 раза в сезон.

· Результат: Увеличение урожая с 80 кг до 110 кг с дерева.

4. Вывод

· Оптимальные дозы: 0,5–10 л/га в зависимости от культуры.

· Лучшие результаты: на зерновых, хлопке, овощах, фруктах.

· Региональные особенности:

o Россия: защита от холода, повышение урожайности.

o Средняя Азия: борьба с засолением, засухоустойчивость.

o Ближний Восток: улучшение качества плодов в экстремальном климате.

Гуматы — универсальное и экономичное решение для повышения продуктивности сельского хозяйства в разных климатических зонах.

 

Адаптация технологии кучного выщелачивания гуматов для разных месторождений леонардита

Технология кучного выщелачивания (КВ) гуматов из леонардита требует индивидуальной настройки под каждый новый тип сырья. Ключевые параметры для адаптации включают геохимические свойства леонардита, климатические условия и инфраструктуру месторождения. Рассмотрим основные этапы адаптации.

1. Анализ сырья и корректировка технологии

1.1. Определение ключевых параметров леонардита

Перед запуском КВ необходимо провести лабораторные исследования:

· Содержание гуминовых кислот (может варьироваться от 30% до 80%).

· Зольность (высокая зольность требует дополнительной промывки).

· Влажность (сырой леонардит может потребовать сушки).

· Гранулометрический состав (влияет на скорость выщелачивания).

Пример адаптации

· Высокозольный леонардит (Казахстан):
→ Предварительная промывка водой для удаления глинистых частиц.
→ Увеличение концентрации щелочи (до 3% NaOH) для компенсации потерь.

· Малозольный леонардит (Кемеровская обл.):
→ Стандартное выщелачивание (1–2% NaOH).

2. Корректировка параметров выщелачивания

2.1. Оптимизация щелочного раствора

 

2.2. Время выщелачивания

· Обычно: 30–90 дней.

· Для плотных леонардитов (Урал, Монголия): до 120 дней с периодическим перемешиванием.

3. Учет климатических условий

3.1. Холодный климат (Сибирь, Канада)

· Проблема: Замерзание раствора зимой.

· Решение:
→ Утепление кучи (геотекстиль + солома).
→ Использование хлорида кальция (CaCl₂) как антифриза в растворе.

3.2. Жаркий климат (Ближний Восток, Средняя Азия)

· Проблема: Испарение воды, засоление.

· Решение:
→ Капельное орошение (снижает потери воды).
→ Добавление гуминовых препаратов для защиты от засоления.

4. Оборудование и инфраструктура

4.1. Для малых месторождений (до 10 000 т/год)

· Мобильные установки:
→ Дробилка СМД-109 + передвижной ленточный конвейер.
→ Компактные насосы ХМЛ 50/30.

4.2. Для крупных месторождений (50 000+ т/год)

· Стационарные линии:
→ Валковая дробилка ДВГ-400 + система рециркуляции раствора.
→ Автоматизированные фильтр-прессы и сушилки.

5. Примеры адаптации под конкретные месторождения

5.1. Леонардит в Казахстане (высокозольный)

· Изменения в технологии:
→ Дополнительная промывка сырья перед загрузкой в кучу.
→ Увеличение концентрации NaOH до 2,5%.

· Результат: выход гуматов +15% по сравнению со стандартной схемой.

5.2. Леонардит в Турции (высокая влажность)

· Изменения:
→ Предварительная сушка на солнце (снижение влажности с 40% до 15%).
→ Использование KOH вместо NaOH (лучшая растворимость).

· Результат: ускорение выщелачивания на 20%.

5.3. Леонардит в США (низкое содержание гуминовых кислот)

· Изменения:
→ Добавление перекиси водорода (H₂O₂) для окисления органики.
→ Увеличение времени выщелачивания до 150 дней.

· Результат: повышение выхода гуматов с 20% до 35%.

6. Экономическая эффективность адаптации

 

Вывод

Адаптация технологии кучного выщелачивания под разные месторождения леонардита включает:

1. Лабораторный анализ сырья (гуминовые кислоты, зольность, влажность).

2. Корректировку реагентов (концентрация щелочи, добавки).

3. Учет климата (утепление/охлаждение, борьба с испарением).

4. Подбор оборудования (мобильное или стационарное).

Гибкий подход позволяет максимизировать выход гуматов и минимизировать затраты для каждого конкретного месторождения.

 

Успешный пример кучного выщелачивания леонардита: проект «Гумат-Кузбасс» (Россия)

1. Объект и сырьевая база

· Месторождение: Кедровское (Кемеровская область, Россия).

· Сырье: Леонардит с содержанием гуминовых кислот 60–65%, зольность 15–20%.

· Масштаб: Пилотная установка производительностью 5 000 т/год гумата калия.

2. Технология кучного выщелачивания

Этапы реализации:

1. Подготовка сырья:

o Дробление леонардита до фракции 5–20 мм.

o Формирование кучи высотой 3 м на геомембране (площадь 2 000 м²).

2. Выщелачивание:

o Орошение 1,5% раствором KOH (калийная щелочь для получения гумата калия).

o Расход раствора: 10 л/м² в сутки.

o Длительность цикла: 60 дней.

3. Сбор и переработка раствора:

o Фильтрация через песчаные фильтры.

o Подкисление HCl до pH 3 для осаждения гуминовых кислот.

o Сушка в распылительной сушилке при 120°C.

4. Утилизация отходов:

o Отработанный леонардит использован для рекультивации земель.

o Щелочные стоки нейтрализованы и возвращены в цикл.

3. Результаты

· Выход гумата: 45% от массы сырья (2 250 т/год).

· Качество продукта:

o Содержание гуминовых кислот: 85–90%.

o Растворимость в воде: 95%.

· Экономика:

o Себестоимость производства: 18 000 руб/т.

o Рыночная цена: 50 000 руб/т.

o Чистая прибыль: 72 млн руб/год.

4. Применение гумата

Продукт успешно протестирован в агрохозяйствах Сибири:

· Пшеница: +22% урожайности (3 обработки по 2 л/га).

· Картофель: снижение заболеваемости фитофторозом на 40%.

Создать карусель Добавьте описание

Международный пример: проект «Leonardite BioGold» (Турция)

1. Особенности технологии

· Сырье: Леонардит с высоким содержанием серы (из месторождения в районе Элязыг).

· Адаптации:

o Использование морской воды (дефицит пресной воды в регионе).

o Добавление H₂O₂ для окисления сернистых соединений.

2. Результаты

· Производительность: 10 000 т/год жидкого гумата (20%).

· Экспорт в страны Ближнего Востока для финиковых плантаций.

Ключевые факторы успеха

1. Правильный подбор щелочи: KOH дал лучшую растворимость, чем NaOH.

2. Замкнутый водный цикл: Снижение затрат на воду на 70%.

3. Использование отходов: Отсутствие экологических штрафов.

Вывод: Технология кучного выщелачивания леонардита коммерчески успешна при грамотной адаптации к местным условиям.

Подготовкой технологических регламентов участков кучного выщелачивания гуматов из леонардита и бурого угля, а также разработкой ТЭО процессов занимается коллектив под руководством к.т.н. горного инженера, геотехнолога, гидрогеолога Николая Дмитриевича Бычека (Россия)

Читайте и скачивайте статью в фомате PDF на нашем канале в ВК по настояшей ссылке