CC BY
54
№ 1 (70)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2020 г.
МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ СЛЁЖИВАЕМОСТИ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ
Тожибоев Мирзаабдулла Мустафакулович
ассистент, Ферганский политехнический институт,
Узбекистан, г. Фергана
Абдуллаева Масохат Абдулбориевна
ст. преп., Ферганский политехнический институт,
Узбекистан, г. Фергана
Хамракулова Муборак Хакимовна
д-р техн. наук (PhD), Ферганский политехнический институт,
Узбекистан, г. Фергана
Сайдазимов Муродхон Сайджамолович
ассистент, Ферганский политехнический институт,
Узбекистан, г. Фергана E-mail: mr.mir198 [email protected]
METHODS FOR REDUCING THE COLLECTIVITY OF AMMONIUM NITRATE
Mirzaabdulla Tojiboyev
Assistant, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana
Masoxat Abdullayeva
Senior Lecturer, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana
Muborak Khamrakulova
Doctor of technical sciences (PhD), Fergana Polytechnic Institute,
Uzbekistan, Фергана region
Murodxon Saydazimov
Assistant, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana
АННОТАЦИЯ
В данной статье приведены результаты изучения воздействия полиморфных превращений аммиачной селитры и повышения начала температуры её разложения, повышение прочности и понижение слёживаемости гранул продукта.
ABSTRACT
This article presents the results of a study of the effects of polymorphic transformations of ammonium nitrate and an increase in the onset of its decomposition temperature, an increase in strength and a decrease in the caking of the product granules.
Ключевые слова: магнезита, бентонит, вермикулит, полиморфные превращения, опудривание, дисперсный и минералогический состав, физико-механические свойства.
Keywords: magnesite, bentonite, vermiculite, polymorphic transformations, dusting, dispersed and mineralogical composition, physical and mechanical properties.
В Республике благодаря осуществлению широких мер достигаются существенные результаты по производству фосфатизированной, бентонитовой и известковой аммиачной селитры на АО
«Кауо1уа2оЪ>, «Ра^'опаа2о1» и «Maxam-Chirchiq» на основе переработки местных сырьевых материалов.
Аммиачная селитра является самым крупнотоннажным азотным удобрением в мире. Её мировое
Библиографическое описание: Методы снижения слёживаемости аммиачной селитры // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Тожибоев М.М. [и др.]. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/ tech/ar-chive/item/8 710
№ 1 (70)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2020 г.
производство превышает 43 млн. т в год. Она используется в сельском хозяйстве для внесения на любых типах почв и под все сельскохозяйственные культуры. Важной задачей в настоящее время является улучшение потребительских свойств аммиачной селитры. Поэтому во всём мире проведение исследований по подбору высокоэффективных добавок, повышающих прочность, снижающих слёживаемость гранул и улучшающих термостабильность селитры является актуальной.
Вместе с тем общеизвестны проблемы, связанные с необходимостью улучшения товарных, физико-химических свойств аммиачной селитры и безопасностью её обращения. Однако современные технологические разработки позволяют учесть этот нюанс и оптимизировать его ещё на стадии производства. Введение необоснованно жестких ограничений в сфере производства и обращения с аммиачной селитрой, с одной стороны, ставит на грань закрытия соответствующие предприятия и ведет к существенному сокращению использования действительно агрохимически ценного удобрения. С другой стороны, нельзя игнорировать риски возникновения неуправляемых ситуаций на любой стадии производства, хранения и транспортирования аммиачной селитры.
Склонность удобрения поглощать атмосферную влагу (гигроскопичность) влияет на условия производства, качество продукта при хранении, транспортировке и внесении в почву. При значительной гигроскопичности аммиачной селитры слёживается, ухудшается её сыпучесть, гранулы теряют твёрдость.
Опудривание удобрений проводится различными инертными веществами: соединениями, в состав которых входит кремний (аттапульгит, сепио-лит, диатомит, монтмориллонит, инфузорная и фуллеровая земли, тальк, бентонит, тонкодисперсные вулканические породы - перлит и обсидиан, аэросилы различных марок; природные цеолиты; ре-
комендованы соединения кальция, магния, алюминия, иллит, обезвоженный кизерит, окись магния и алюминия, углекислый кальций и сернокислый барий, нефелиновый коагулянт и т.п. [1-7]. Однако инертным добавкам присущ ряд недостатков, таких, как большие расходы (до 10 мас.%), вследствие чего понижается содержание питательных веществ в удобрении; высокая запыленность производственных помещений, сопутствующая их применению; уменьшение эффективности со временем из-за осыпания их с поверхности гранул, а также из-за ограниченной влагоёмкости добавки.
Добавки каустического магнезита [8], бентонита, вермикулита, гипса [9], солей трёхвалентного железа [10], сульфатных солей микроэлементов, азотнокис-лотная вытяжка природного силиката магния [11] улучшают гигроскопические характеристики аммиачной селитры. Особое влияние на гигроскопичность оказывают добавки водонерастворимых фосфатов кальция, магния, полуторных окислов или смеси их в водорастворимыми веществами (РФМ, РАП, аммофос из экстракционной фосфорной кислоты). Многие из них, как и нитраты, в условиях получения селитры теряют кристаллогидратную воду, а при охлаждении гранул насыщаются водой за счёт оставшейся влаги в селитре.
Для получения образцов фосфатизированной селитры в качестве основного компонента служил кристаллический нитрат аммония (КЩКОз) марки «ч» и заводской гранулированный продукт (АО «Махат-Chirchiq») - аммиачная селитра марки Б с содержанием 34,6% N и 0,28% магнезиальной добавки в пересчете на М§О. В качестве образцов для сравнения были выбраны производственный продукт и чистая аммиачная селитра из NH4NO3 марки «ч», полученная в лабораторных условиях. Качественные показатели гранулированной аммиачной селитры марки Б для нужд сельского хозяйства должны отвечать требованиям ГОСТ 2-85 (Таблица 1).
Таблица 1.
Селитра аммиачная (ГОСТ 2-85)
№ Наименование показателя Нормы для марки Б
1. Суммарная массовая доля нитратного и аммонийного азота в пересчете:
на N^N03 в сухом веществе, %, не менее не нормируется
на азот в сухом веществе, %, не менее 34,4
2. Массовая доля воды, %, не более, определяемая методом сушки (с добавками нитра-
тов кальция и магния) 0,3
з. Массовая доля добавок в пересчете на сухое вещество: нитратов кальция и магния в
пересчете на СаО, % 0,2-0,5
4. рН 10%-ного водного раствора, не менее 5,0
5. Гранулометрический состав:
массовая доля гранул от 1 до 4 мм, %, не менее 95
массовая доля гранул от 2 до 4 мм, %, не менее 80
массовая доля гранул менее 1 мм, %, не более 3
массовая доля гранул боле 6 мм, % 0,0
6. Статическая прочность гранул (кг/гранулу), не менее (с добавками нитратов кальция
и магния) 0,8
7. Рассыпчатость, %, не менее 100
ik UNi
m\ те)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2020 г.
№ 1 (70)
В качестве объектов исследования выбраны кристаллический КЩКОз марки «ч»; гранулированный аммиачной селитры марки Б (АО «Maxam-Chirchiq») с содержанием 34,6% N и 0,28% М§О; чистые соли: моно-, ди и трикальцийфосфаты; аммофос производства АО «АттоЮв-Махат» и агроруды Каракалпакии: желваковые фосфориты, глауконитовые пески и бентонитовые глины.
Приведены дисперсный и минералогический состав, физико-механические свойства (дисперсный состав, влажность, насыпная плотность, угол естественного откоса, текучесть, рН, гигроскопичность, влагоемкость) агроруд Каракалпакии, а также солевой состав аммофоса. Показано, что аммофос в основном состоит из дигидроорто- и гидрофосфата и сульфата аммония. Основными минералами желва-ковых фосфоритов Каракалпакии являются фторкар-бонатапатит, кальцит, доломит, кварц и фторид кальция, бентонитов - монтмориллонит, каолинит, полыгорскит, гидрослюда и хлорит. Кроме глинистых компонентов в них присутствуют кальцит, кварц, калиевый полевой шпат, барит, галит и др. Минералогический состав глауконитовой породы состоит из глауконита, кварца, полевого шпата, гидроокиси железа, гипса, слюды и кальцита. Состав и физико-механические свойства агроруд Каракалпакстана показывают принципиальную возможность их применения в качестве модифицирующей добавки к аммиачной селитре.
Контроль качества полученных образцов аммиачной селитры с неорганическими добавкой проводили по следующим показателям: содержание азота, рН 10 %-ного раствора, прочность, слёживаемость, скорость растворения гранул в воде, гигроскопические свойства, термическая стабильность - буферное действие, пористость, впитываемость гранул по отношению к дизельному топливу, морфология и структура, полиморфные превращения при циклическом изменении температуры, термоустойчивость гранул к многократно повторяющимся циклам нагрев-охлаждение в диапазоне 20^50°С, начальная температура и значение энергии активации термического разложения КН^03. При этом изучены реологические свойства расплава аммиачной
селитры с различными неорганическими соединениями.
Изучались физико-механические и физико-химические свойства (слёживаемость, прочность, скорость растворения гранул в воде, пористость, впиты-ваемость) модифицированной аммиачной селитры. В качестве образцов сравнения были выбраны гранулы NH4N0з марки «ч» и аммиачной селитры марки Б с содержанием 34,6% N и 0,28% Mg0.
Слёживаемость является одним из важнейших показателей товарных свойств минеральных удобрений. Она определяет пригодность гранулированного продукта к длительному его хранению. Чем ниже слёживаемость гранул, тем дольше храниться продукт в рассыпчатом состоянии. Слёживаемость чистого гранулированного NH4N0з составляет 5,62 кг/см2, а аммиачная селитра с магнезиальной добавкой - 4,67 кг/см2. В табл.2 приведены слёживаемости гранул некоторых образцов фосфатизированной аммиачной селитры в зависимости от количества неорганических добавок по отношению 100г плава селитры. Из неё видно, что добавка любого вида неорганического вещества снижает слеживаемость аммиачной селитры и придает туку сыпучесть, подвижность при хранении и рассыпчатость.
Характер изменения слёживаемости гранул аммиачной селитры в зависимости от количества добавки и её вида одинаков для всех неорганических веществ. С увеличением количества последнего слёживаемость селитры уменьшается. Так, с увеличением соотношения аммиачная селитра (АС): МКФ от 100 : 3 до 100 : 50 (содержание N от 23,22 до 33,47%, Р2О5общ. от 1,67 до 18,92%) слёживаемость гранул фосфатизированной селитры снижается от 2,98 до 2,20 кг/см2, то есть в 1,9-2,6 раза. При АС: ДКФ = 100 : 2,5-30,2 ( 26,31-33,60% N 1,33-11,78% Р2О5общ.) этот показатель составляет 1,94-2,45 кг/см2, при АС : ТКФ = 100 : 2,25-36 (25,19-33,58% N 1,05-11,91% Р2О5общ.) - 1,85-2,52 кг/см2 и при АС : Аммофос = 100 : 100 : 5-30 (29,24-33,31% N 2,33-10,06% Р2О5общ.) - 2,51-2,80 кг/см2, т.е. соответственно в 2,32,9, 2,2-3 и 2-2,2 раза ниже чем чистая АС.
Таблица 2.
Состав и свойства термостабильной аммиачной селитры с неорганическими добавками
Массовое соотношение АС : ФС Содержание азота,% Р2О5 общ., % Слеживаемость, кгс/см2 Пористость гранул, % Впитываемость гранул, гр.
Чистая АС без добавки 34,96 - 4,67 22,0 4,82
АС с магнезиальной добавкой 34,60 - 5,62 9,10 4,33
С добавкой МКФ
100 : 3,0 33,47 1,67 2,98 8,43 2,95
100 : 22,9 28,25 10,51 2,56 7,58 2,39
100 : 50,0 23,22 18,92 2,20 6,88 2,02
С добавкой ДКФ
100 : 2,5 33,60 1,33 2,45 8,31 2,93
№ 1 (70)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2020 г.
100 : 22,5 28,09 9,32 2,12 7,28 2,35
100 : 30,2 26,31 11,78 1,94 7,19 2,28
С добавкой ТКФ
100 : 2,25 33,58 1,05 2,52 8,38 2,95
100 : 18,9 28,86 7,09 2,26 7,31 2,42
100 : 36,0 25,19 11,91 1,85 7,12 2,24
С добавкой аммофос
100: 5 33,31 2,33 2,80 8,68 3,39
100:15 31,35 6,07 2,66 8,15 3,10
100: 30 29,80 9,01 2,51 7,39 2,96
Сдобавкой фосфорита Ходжакульского месторождения
100 : 3 32,89 0,55 1,75 8,25 2,90
100 : 12 30,35 2,0,3 1,25 7,48 2,48
100 : 20 28,48 3,13 1,20 7,22 2,35
100 : 35 25,42 4,9 1,14 7,14 2,11
Сдобавкой Глауконит Ходжакульского месторождения
100 : 5 32,25 - 2,14 6,81 2,97
100 : 20 28,25 - 2,03 4,42 2,52
100 : 35 25,21 - 1,79 2,95 2,41
Наиболее эффективной добавкой в плане снижения слёживаемости можно считать Ходжакульскую фосмуку [162, рр.76-82]. Так, при соотношении АС:ФС=100:3 слёживаемость продуктов для Ходжа-кульской фосмуки составляет 1,75 кг/см2, при 100 : 12 - 1,25 кг/см2, при 100 : 20 - 1,20 кг/см2 и при 100:35 - 1,14 кг/см2, то есть по сравнению со слёживаемо-стью АС с добавкой 0,28% М§0 (слёживаемость которой составляет 4,67 кг/см2), показатель ниже чем в 2,7; 3,7; 3,9 и 4,1 раза соответственно.
Низкой слёживаемостью обладают также продукты, полученные на основе плава КЩКОз и глауконитового песка Каракалпакии (1,79-2,14 кг/см2), что гарантирует 100%-ную рассыпчатость в течение установленного для этого удобрения срока хранения (6 мес.). Полученные данные дают основание считать, что эти добавки весьма перспективны для получения селитры, пригодной для бестарной перевозки и хранения.
Список литературы:
1. Указ Президента Республики Узбекистан № УП-4947 от 07 февраля 2017 года «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан».
2. Постановление Президента Республики Узбекистан №3236 от 27 августа 2017 года «О программе развития химической промышленности на 2017-2021 годы».
3. Аммиачная селитра: свойства, производство, применение / А.К.Чернышов, Б.В.Левин, А.В.Туголуков, А.А.Огарков, В.А.Ильин. - М.: ЗАО «ИНФОХИМ», 2009. - 544 с.
4. Технология аммиачной селитры / Под ред. проф. В.М.Олевского. - М.: Химия, 1978. - 312 с.
5. Левин Б.В., Соколов А.Н. Проблемы и технические решения в производстве комплексных удобрений на основе аммиачной селитры // Мир серы, N, P и K. - Москва, 2004. - № 2. - С. 13-21.
6. Лавров В.В., Шведов К.К. О взрывоопасности аммиачной селитры и удобрений на её основе // Научно -технические новости: ЗАО «ИНФОХИМ». - Спецвыпуск. - Москва, 2004. - № 4. - С. 44-49.
7. Исследование влияния на модификационные превращения нитрата аммония / Сообщение VEB комбината агрохимии Пистериц и высшей технической школы «К. Шорлеммер» // Chemicshe Technik, (GDR). - 1988. -V.40. - № 3. - рр. 125-129.
8. Позин М.Е. Технология минеральных солей. - Л.: Химия. - 1974. - Ч. II - С. 1178-1236.
9. Олевский В.М., Гальперин Н.И., Иванов М.Е., Цеханская Ю.В. Таран А.Л. Пути повышения качества гранулированной аммиачной селитры // Химическая промышленность. - Москва, 1987. - № 11. - С.676-682.
10. Авт. св. СССР № 988795, Кл. С 05 С 1/02. Способ получения гранулированной аммиачной селитры / Н.Н.Поляков, В.Н.Невская, В.Р.Кутергин, Е.П.Сычёва, В.Г.Валов - Б.И. 1983, №2.
11. Патент РФ 2228919. Кл. С05С1/02. Способ получения аммиачно-нитратного удобрения / Е.А.Маклашина, Л.П.Грошева, Н.В.Горшкова, Т.Н.Черкасова, И.И.Николаева, В.А.Милованов, А.Е.Пестов, Ю.К.Самсонов, Е.В.Лысенко, А.В.Балагуров - РЖХим 2004. - №20. - 19л 119.
№ 1 (70)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2020 г.
12. Таджиев С.М., Тожибоев М.М., Абдуллаева М.А. Производство термостабильной аммиачной селитры с добавкой бентонитов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 11(68).
