Гуминовые удобрения из сырья Тимашевского месторождения леонардита в Краснодарском крае

1.

к.т.н. горный инженер, геотехнолог, гидрогеолог
Николай Дмитриевич Бычек (Россия. Астрахань)
Астрахань. тел. +7 927 586 3826 e-mail: sapropex@mail.ru
Гуминовые удобрения из сырья Тимашевского месторождения
леонардита в Краснодарском крае
Тимашевское месторождение леонардита расположено в Краснодарском крае и является
одним из значимых источников этого полезного ископаемого в России.
Основные характеристики месторождения:
1. Запасы – точные данные по запасам разведанного леонардита в открытых
источниках не всегда указываются, но месторождение считается перспективным
для промышленной добычи. Предварительная оценка от 5 до 10 млн. т. Требуется
доразведка месторождения.
2. Глубина залегания – леонардит залегает на относительно небольшой глубине (от
5 до 20 метров), что позволяет вести добычу открытым способом.
3. Мощность вскрышных пород – зависит от конкретного участка, но обычно
составляет от 2 до 10 метров.
4. Мощность полезного слоя – варьируется от 1 до 5 метров.
Свойства леонардита Тимашевского месторождения:
Леонардит – это окисленный бурый уголь, содержащий большое количество гуминовых
кислот (до 70-80%). Он обладает следующими свойствами:
Высокая биологическая активность;
Содержит органические кислоты, макро- и микроэлементы;
Хорошая водорастворимость (после обработки);
Способность улучшать структуру почвы и стимулировать рост растений.
Что можно производить из леонардита?
1. Гуминовые удобрения – повышают плодородие почвы, стимулируют рост
растений.
2. Стимуляторы роста – жидкие и сухие препараты на основе гуминовых кислот.
3. Биоактивные добавки для животноводства – улучшают усвоение кормов.
4. Сорбенты – для очистки воды и почвы от тяжелых металлов и нефтепродуктов.
5. Косметические и медицинские препараты – благодаря антиоксидантным
свойствам.
Тимашевское месторождение представляет интерес для сельского хозяйства и
экологических технологий. Добыча и переработка леонардита здесь могут быть
экономически выгодными из-за относительно легкой доступности сырья.

2.

Производство гуминовых удобрений из леонардита включает несколько этапов:
экстракцию гуминовых веществ, модификацию и формование в нужный вид (жидкий,
гель, порошок, гранулы).
1. Общая схема переработки леонардита
Исходное сырье: Леонардит (содержание гуминовых кислот 50–80%).
Основные этапы:
Дробление и измельчение (до фракции 0,1–1 мм).
Щелочная экстракция (KOH, NaOH или аммиак) для перевода гуминовых кислот
в растворимую форму.
Фильтрация (удаление нерастворимого остатка).
Концентрация или сушка (в зависимости от формы выпуска).
Модификация (добавление микроэлементов, ПАВ, стабилизаторов).
2. Рецептуры удобрений из леонардита
2.1. Жидкое гуминовое удобрение (концентрат)
Состав:
Леонардит (измельченный) – 100 кг
Вода – 300–400 л
Гидроксид калия (KOH) или гидроксид натрия (NaOH) – 5–10 кг (pH 10–12)
Аммиачная вода (25%) – опционально (для обогащения азотом)
Микроэлементы (Fe, Zn, Cu, Mn, B, Mo) – 0,1–0,5 кг (в хелатной форме)
Технология:
1.
2.
3.
4.
Леонардит смешивают с водой и щелочью, нагревают до 60–80°C 1–2 часа.
Отстаивают или фильтруют (удаление осадка).
Добавляют микроэлементы и стабилизаторы.
Разбавляют водой перед применением (1:50–1:100).
Выход: ~500 л жидкого концентрата (5–10% гуминовых кислот).
2.2. Гуминовый гель (для листовых подкормок и гидропоники)
Состав:
Жидкий гумат (из предыдущего этапа) – 100 л
Загуститель (агар, каррагинан, ксантановая камедь) – 0,5–2 кг
Глицерин (для пластичности) – 1–3 кг
Консервант (бензоат натрия) – 0,1–0,3 кг
Технология:
1. Жидкий гумат смешивают с загустителем при нагреве до 50–60°C.
2. Добавляют глицерин и консервант.
3. Охлаждают до образования геля.

3.

Применение: Разведение 1:100–1:200 для опрыскивания.
2.3. Порошкообразное гуминовое удобрение
Способ 1 (распылительная сушка):
Жидкий экстракт (10–15% гуминовых кислот) сушат в распылительной сушилке
при 150–200°C.
Добавляют наполнитель (торфяная пыль, лигнин) для сыпучести.
Способ 2 (механический):
Высушенный леонардит тонко измельчают (до 50–100 мкм).
Смешивают с золой или минеральными добавками (NPK).
Состав порошка:
Гуминовые кислоты – 30–60%
Азот (N) – 2–5% (если добавлен аммиак)
Калий (K₂O) – 5–10% (если использовался KOH)
Микроэлементы – 0,5–2%
Применение: 1–5 кг/га (в зависимости от культуры).
2.4. Гранулированные гуминовые удобрения
Состав:
Порошковый гумат – 70%
Наполнитель (торф, глина, целлюлоза) – 20%
Связующее (крахмал, лигносульфонат) – 5–10%
Минеральные добавки (NPK) – опционально
Технология гранулирования:
1. Сухую смесь увлажняют (5–10% воды).
2. Формируют гранулы в экструдере или барабанном грануляторе.
3. Сушат при 80–100°C.
Размер гранул: 2–5 мм.
Применение: Внесение в почву (50–200 кг/га).
3. Дополнительные модификации
Гуматы калия/натрия – используют KOH/NaOH вместо аммиака.
Органоминеральные удобрения – смешивают с NPK, золой, фосфоритами.
Хелатные формы микроэлементов – добавляют EDTA или лимонную кислоту.
Из леонардита можно производить все основные виды гуминовых удобрений. Жидкие и
гелевые формы удобны для листовых подкормок, порошки и гранулы – для почвенного
внесения. Оптимальный способ переработки зависит от требуемого состава и
оборудования.

4.

Спецификация оборудования для добычи леонардита и производства гуматов (30 000
т/год)
(примерно, как иллюстрация для понимания темы)
Проект включает:
1. Добычу леонардита (открытым способом).
2. Переработку в гуминовые удобрения (гелеобразные и сыпучие формы).
1. Оборудование для добычи леонардита
Месторождение:
Глубина залегания: 5–20 м
Мощность вскрыши: 2–10 м
Мощность пласта леонардита: 1–5 м
1.1. Вскрышные работы
Оборудование
Модель / Характеристики
Кол-во
Производительность
Бульдозер
CAT D6T / Komatsu D155A
2
300–500 м³/ч
Экскаватор
Hitachi EX1200 / Liebherr R 9800
1
500–800 м³/ч
Самосвал
БелАЗ-7518 (30 т)
3–4
150–200 т/рейс
1.2. Добыча леонардита
Оборудование
Модель / Характеристики
Кол-во
Производительность
Экскаватор
Volvo EC480E
2
200–400 т/ч
Погрузчик
CAT 980
1
150–300 т/ч
Дробилка
Metso Lokotrack LT106 (щековая)
1
100–150 т/ч
Грохот
Sandvik QA451
1
200 т/ч
2. Оборудование для производства гуматов
2.1. Подготовка сырья

5.

Оборудование
Назначение
Производительность
Колво
Молотковая
дробилка
Измельчение леонардита до
0.1–1 мм
5–10 т/ч
2
Шаровая мельница
Тонкий помол (до 50–100
мкм)
3–5 т/ч
1
Силосы для
хранения
Ёмкость 50–100 т
–
4
2.2. Производство жидких и гелеобразных гуматов
2.2.1. Линия экстракции
Оборудование
Назначение
Производительность
Колво
Реактор с
мешалкой
Щелочная экстракция
(KOH/NaOH)
5 м³, 60–80°C
3
Фильтр-пресс
Отделение нерастворимого
остатка
2–5 т/ч
1
Насосы
Перекачка пульпы
10–20 м³/ч
4
Отстойники
Осветление раствора
20 м³
2
2.2.2. Линия гелеобразных гуматов
Оборудование
Назначение
Производительность
Колво
Смеситель-гомогенизатор
Введение
загустителей
2 т/ч
1
Диспергатор
Формирование геля
1–3 т/ч
1
Автоматический фасовочный
аппарат
Розлив в тару (1–10
л)
500–1000 шт/ч
1
2.3. Производство сыпучих гуматов (порошок/гранулы)
2.3.1. Линия сушки и гранулирования

6.

Оборудование
Назначение
Производительность
Колво
Распылительная
сушилка
Сушка жидкого экстракта
1–2 т/ч
1
Барабанный
гранулятор
Формирование гранул (2–
5 мм)
3–5 т/ч
1
Сушилка для гранул
Удаление влаги (80–
100°C)
2–4 т/ч
1
Вибросито
Калибровка гранул
5 т/ч
1
Фасовочная линия
Упаковка в мешки (25–50
кг)
10–20 мешков/мин
1
3. Вспомогательное оборудование
Оборудование
Назначение
Котёл паровой
Нагрев реакторов (1–2 МВт)
Система очистки воды
Подготовка технологической воды
Лабораторное оборудование
Контроль качества (pH-метры, спектрофотометры)
Система аспирации
Пылеудаление в дробильном цехе
4. Расчет производительности (30 000 т/год)
Добыча леонардита: ~100 000 т/год (с учетом потерь при переработке).
Экстракция: ~50 000 т пульпы → 30 000 т готовой продукции.
Режим работы: 250 дней/год, 2 смены по 8 часов.
5. Стоимость линии (ориентировочно)
Горное оборудование: $2–5 млн.
Линия переработки: $3–7 млн.
Автоматизация и фасовка: $1–2 млн.
Итого: $6–14 млн. (зависит от степени автоматизации).
6. Рекомендуемые производители оборудования
Горная техника: Caterpillar, Komatsu, Hitachi.
Дробилки и мельницы: Metso, Sandvik, Terex.
Химическое оборудование: GEA, Buss-SMS-Canzler, SPX Flow.
Сушилки и грануляторы: Andritz, Glatt, Changzhou Fanqun.

7.

Вывод
Данной линии достаточно для выпуска 30 000 т/год гуматов в разных формах.
Оптимальная конфигурация зависит от:
степени автоматизации,
требований к качеству продукции,
бюджета проекта.
Технико-экономическое обоснование (ТЭО)
Добыча леонардита и производство гуминовых удобрений
Производительность: 30 000 т/год (гелеобразные и сыпучие гуматы)
Фасовка:
Гелеобразные гуматы → еврокубы (IBC, 1000 л)
Сыпучие гуматы → биг-бэги (1000 л, MKR-1000)
1. Технологическая часть
1.1. Добыча леонардита (открытый способ)
Глубина залегания: 5–20 м
Годовая добыча: 100 000 т (с учетом потерь при переработке)
Горно-транспортное оборудование (российское):
Оборудование
Производитель
Модель
Кол-во
Производительность
Бульдозер
ЧТЗ (Челябинск)
Т-13
2
300 м³/ч
Экскаватор
Уралмашзавод
ЭКГ-5А
1
400 т/ч
Самосвал
БелАЗ
7547 (45 т)
3
200 т/рейс
Дробилка
«Урал-Омега»
ДЦ-1,6
1
100 т/ч
1.2. Производство гуминовых удобрений
1.2.1. Подготовка сырья
Дробление: Дробилка ДЦ-1,6 («Урал-Омега») → 100 т/ч
Измельчение: Шаровая мельница МШР-2100х3000 («Уралмашзавод») → 5 т/ч
1.2.2. Экстракция гуминовых кислот
Реакторы: 3 шт. (10 м³, «Химмаш», г. Екатеринбург)
Фильтрация: Фильтр-пресс ФПАКМ-25 («Кубаньхиммаш») → 3 т/ч
Щелочной гидролиз: KOH/NaOH (pH 10–12, 60–80°C)
1.2.3. Производство гелеобразных гуматов

8.

Гомогенизатор: ГК-1000 («Пензмаш») → 2 т/ч
Загуститель: Ксантановая камедь (российский аналог)
Фасовка в еврокубы: Автомат розлива АР-1000 («Боровичихиммаш») → 20
кубов/ч
1.2.4. Производство сыпучих гуматов
Сушка: Распылительная сушилка А1-ОР2Ч («Прогресс», г. Курган) → 1,5 т/ч
Гранулирование: Гранулятор ДГ-1 («Агротехмаш») → 3 т/ч
Фасовка в биг-бэги: Автомат МКР-1000 («Тверьхиммаш») → 15 бэгов/ч
2. Экономическая часть
2.1. Капитальные затраты (CAPEX)
Статья
Сумма, млн руб.
Горное оборудование
120
Дробильно-сортировочный комплекс
50
Линия экстракции и фильтрации
80
Линия производства гелей
60
Линия сушки и гранулирования
70
Фасовочные линии
40
Лаборатория и КИП
20
Итого CAPEX
440
2.2. Эксплуатационные затраты (OPEX, год)
Статья
Сумма, млн руб.
Сырье (леонардит, реагенты)
90
Электроэнергия (5 МВт·ч)
25
Зарплата (30 чел.)
36
Транспорт и логистика
20
Амортизация (10% от CAPEX)
44
Итого OPEX
215

9.

2.3. Доходы (при цене 50 руб./кг)
Годовой оборот: 30 000 т × 50 000 руб./т = 1,5 млрд руб.
Прибыль до налогов: 1,5 млрд – 215 млн = 1,285 млрд руб.
Рентабельность: ~85% (при идеальных условиях месторождения и
технологического процесса)
3. График реализации проекта
Этап
Срок
Проектирование и согласования
6 мес.
Закупка оборудования
8 мес.
Монтаж и пусконаладка
6 мес.
Выход на полную мощность
3 мес.
Итого
23 мес.
4. Выводы
1. Срок окупаемости: 2–3 года (с учетом налогов).
2. Рынок сбыта:
o Сельское хозяйство (гуминовые удобрения),
o Производители органоминеральных смесей,
o Экспорт в СНГ и Азию.
3. Преимущества:
o Использование российского оборудования (минимизация логистики),
o Высокая рентабельность (>80%),
o Спрос на экологичные удобрения.
Рекомендации:
Заключить долгосрочные контракты на поставку KOH/NaOH («Каустик», г.
Волгоград).
Проработать экспортные поставки (Китай, Индия, Турция).
Привлечь авторские технологии переработки леонардита месторождения в
гуминовые удобрения (к.т.н. Н.Д.Бычек)
Для детализации – нужен Геологический отчет по запасам леонардита и ТЭО от
проектного института.
Предварительная подготовка Технологического регламента производства заявленной
проектной продукции разработана к.т.н. Бычеком Николаем Дмитриевичем.