CC BY
41
Рис.4.Потенциодинамические катодные поляризационные кривые сплавов М-Сг и №-Сг-^
1 -сплав №-Сг. 2.- сплав Ni-Cr-W
Исследования состава покрытия методом энергодисперсионного анализа выполнены на оборудовании ЦКП «Центр коллективного пользования научным оборудованием им. Д.И. Менделеева» в рамках госконтракта № 16.552.11.7046.
УДК 661.152.3
К.Г. Горбовский, А.И. Михайличенко, A.M. Норов, А.С. Малявин
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия ОАО «Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. профессора Я.В. Самойлова», Москва, Россия
ИЗУЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОМПЛЕКСНЫХ NPK-УДОБРЕНИЙ С СООТНОШЕНИЕМ N:P2O5:K2O=1:1:1, СОДЕРЖАЩИХ КАРБАМИД
В докладе представлены результаты исследований качественных показателей (статическая прочность, гигроскопичность, слёживаемость) комплексных NPK-удобрений с использованием карбамида на примере марок 16-16-16 и 17-17-17. Изучено влияние этих показателей в зависимости от мольного отношения [NH3]:[H3PO4] в фосфатно-аммиачной пульпе в интервале от 1,0 до 1,7. На основе проведённых исследований выбраны оптимальные соотношения исходных компонентов, позволяющие получать наиболее качественный продукт.
The paper presents the results of qualitative research (static strength, higroscopicity, blocking property) of complex NPK-fertilizer urea using the example of 16-16-16 and 17-17-17 marks. The influence of these parameters depending on the molar ratio of [NH3]:[H3PO4] in phosphate-ammonia pulp in the range of 1.0 to 1.7. Based on the studies selected the optimal ratio of initial components, allowing to obtain the must qualitative product.
С агрохимической точки зрения наиболее важными элементами являются азот, фосфор и калий. Азот входит в состав белков, которые являются основой живой ткани. Фосфор способствует увеличению засухостойкости и морозостойкости растений. Калий улучшает водный режим растений, способствует обмену веществ и образованию углеводов и так же, как и фосфор, повышает засухостойкость и морозостойкость [1].
Возможность внесения одновременно всех трёх компонентов значительно увеличивает агрохимическую ценность удобрений. Современной промышленностью выпускаются различные виды NPK-удобрений. Самыми распространёнными среди них являются уравновешенные марки, в которых отношение N:P2O5:K2O = 1:1:1 (масс.). Наиболее концентрированные из них могут быть получены лишь на основе компонентов, содержащих максимальное количество азота. К таким компонентам относятся аммиачная селитра и карбамид. Однако работа с аммиачной селитрой осложнена рядом трудностей, вызванных в первую очередь её взрывоопасностью. Помимо этого нитрат-ионы аммиачной селитры токсичны, склонны накапливаться в растениях и могут легко вымываться из почвы, тогда как карбамид нетоксичен, легко усваиваются растениями и не вымывается из почвы [2]. Основным препятствием к внедрению в производство NPK-удобрений с карбамидом (карбоаммофосок) является высокая гигроскопичность и слёживаемость продукта. Целью настоящей работы является нахождение такого сочетания исходных компонентов, при которых удастся получить продукт с наилучшими физико-химическими свойствами.
С целью улучшения физико-химических свойств карбоаммофоски и получения необходимой марки продукта количество карбамида в продукте регулировалось сульфатом аммония, который является побочным продуктом на металлургических и коксохимических предприятиях или может быть получен нейтрализацией серной кислоты аммиаком.
Для получения карбоаммофоски использовали полугидратную упаренную экстракционную фосфорную кислоту, которую аммонизировали до мольного отношения [NH3]:[H3PO4] в фосфатно-аммиачной пульпе от 1,0 до 1,75. В полученную пульпу добавляли измельчённый карбамид, сульфат аммония, хлорид калия (флотационный) и ретур с размером частиц менее 2 мм. Приготовленную смесь тщательно перемешивали и гранулировали на тарельчатом грануляторе. Полученный продукт высушивали до значения влажности 0,6ч0,9%, затем анализировали.
Были приготовлены марки 16-16-16 и 17-17-17 с различным мольным отношением [NH3]:[H3PO4] в фосфатно-аммиачной пульпе. Образцы NPK-удобрений анализировали на содержание основных компонентов, а также для всех образцов были определены гигроскопичность, прочность и слёживаемость.
Измерение прочности гранул осуществлялось в соответствии с [3] для гранул со средним диаметром ёср=3,5 мм. Гигроскопичность определялась с использованием климатической камеры с внутренней вентиляцией BINDER KBF 115 при температуре 250С и 80% относительной влажности воздуха (условия летней климатической нормы) для гранул размером 3ч4 мм. Гигроскопичность определялось как величина, соответствующая среднему значению количества поглощенной влаги образцом за 1 час. Определение слёживаемости осуществлялось в климатической камеры BINDER KBF 115с использованием специальных прессов, снабжённых тарированной пружиной. Условия определения слёживаемости - 380С и 46% относительной влажности
воздуха. Нагрузка пружины на один образец соответствовала 16 кг. Продолжительность пребывания образцов в камере - 4 часа и затем 2 часа при комнатных условиях.
На рисунках 1-3 представлены зависимости прочности, гигроскопичности и слёживаемости для марок 16-16-16 и 17-17-17.
Из представленных графиков можно заключить, что переход от марки 16-16-16 к марке 17-17-17 способствует снижению прочности гранул и увеличению гигроскопичности.
1 ...................................
1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7
Мольное отношение [МН!]:[Н,Р04] в фосфатно-аммиачной пульпе
Рис. 1. Зависимость прочности гранул марки 16-16-16 и 17-17-17 от мольного отношения ^Н3]:[Н3Р04] в фосфатно-аммиачной пульпе
4,2
3 ........................................
1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8
Мольное отношение [МН,]/[Н,Р04] в фосфатно-аммиачной пульпе
Рис. 2. Зависимость влагопоглощения гранул 16-16-16 и 17-17-17 от мольного
Мольное отношение [МН,1/[Н,РОа1 в фосфатно-аммиачной пульпе
Рис. 3. Зависимость слёживаемости гранул марки 16-16-16 и 17-17-17 от мольного отношения ^Н3]:[Н3Р04] в фосфатно-аммиачной пульпе
Зависимость гигроскопичности и слёживаемости от мольного отношения [КНз]:[НзР04] в фосфатно-аммиачной пульпе имеет полиэкстремальный характер, минимум которой соответствует мольному отношению 1,1, а максимум 1,4. Гигроскопичность и слёживаемость - это параметры качества продукта, зависящие от большого количества факторов: природы веществ, фазового состава, способа гранулирования, качества исходных компонентов, условий окружающей среды и так далее. В наших условиях способ гранулирования, исходные компоненты и параметры окружающей среды оставались постоянными. Таким образом, основными факторами, определяющими гигроскопичность и слёживаемость, являются природа веществ и фазовый состав. По всей видимости, определяющим параметром является растворимость компонентов, входящих в состав продукта. Так, например, при увеличении растворимости и последующей кристаллизации образуются более прочные фазовые контакты между гранулами, что способствует увеличению слёживаемости минеральных удобрений [4]. Помимо этого высокая растворимость способствует более быстрому проникновению воды внутрь гранулы, тем самым увеличивая их гигроскопичность. Так в работе [5] установлено, что в насыщенных растворах карбамида, моноаммоний-фосфата и диаммонийфосфата наибольшая растворимость наблюдается при мольном отношении [NH3]:[H3P04] = 1,4.
Можно предположить, что причиной полиэкстремального характера гигроскопичности и слёживаемости является сложный фазовый состав системы. Экстремумы, по всей видимости, соответствуют переходу системы из одной области растворения в другую.
По результатам рентгенофазового анализа установлено протекание следующих химических реакций:
(NH4>2S04 + 2KCl = K2SO4 + 2NH4CI NH4H2P04 + KCl = KH2P04 + NH4Cl C0(NH2)2 + NH4CI = C0(NH2)2"NH4Cl Помимо этого, установлено присутствие твёрдых растворов (NH4,K)H2P04 и (NH4,K)2S04. Ранее в работе [6] отмечалось, что (NH4^HP04 не взаимодействует с KCl. При этом в изученных системах не установлено присутствия свободных NH4Cl и C0(NH2)2. Результаты ренгенофазового анализа представлены на рисунке 5. Ранее в [7] отмечалось, что при содержании карбамида в системе менее 33% образуется свободный NH4Cl, при этом с увеличением карбамида гигроскопичность уменьшалась. Напротив, в работе [8] показано, что при увеличении содержания карбамида гигроскопичность возрастает. По всей видимости, различие в результатах объясняется получением карбоаммофосок в различных условиях. Такое возможно при получении продукта в условиях далёких от равновесных для твёрдофаз-ных реакций, приведенных выше. Это возможно, если получение карбоам-мофоски осуществлялось с использованием твёрдых компонентов и минимальным количеством жидкой фазы или при температуре плавления.
По результатам выполненной работы определено оптимальное соотношение компонентов в исходной фосфатно-аммиачной пульпе, при котором продукт обладает наилучшими качественными показателями - макси-
мальной прочностью, минимальными гигроскопичностью и слёживаемо-стью. Это продукт, приготовленный на основе фосфатно-аммиачной пульпы с мольным отношением [NH3]:[H3PO4] от 1,6 до 1,7.
Библиографические ссылки
1. Позин М.Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот), ч.1, изд. 4-е, испр. Л., Изд-во «Химия», 1974.
2. А.Т. Зотов. Мочевина. Госхимиздат. М., 1963.
3. ГОСТ 21560.2-82. Удобрения минеральные. Метод определения статической прочности.
4. Физико-химическая механика природных дисперсных систем/ Под ред. Е.Д. Щукина, Н.В. Перцова, В.И. Осипова, Р.И. Злочевской. - М.: Изд-во МГУ, 1985.
5. Г.Х. Черечес, Н.И. Воробьёв, О.Б. Дормешкин, А.Н. Гаврилюк. Исследование влияния карбамида на растворимость в системе NH4H2PO4 -(NH4)2HPO4 - H2O. Ресурсо- и энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии: материалы Междунар. Науч.-техн. Конф., Минск, 2010.
6. С.Я. Шпунт, В.М. Борисов, З.И. Гусева, З.Л. Ленева, А.В. Подлесская. Исследование растворимости и устойчивости фосфатов и хлоридов калия, аммония и мочевины в процессе получения карбоаммофоски. Комплексные удобрения. Труды НИУИФ. Выпуск 221. Под редакцией д.т.н., профессора В.М. Борисова. Москва, 1973.
7. Кувшинников В.И. Минеральные удобрения и соли: Свойства и способы их улучшения. - М., Химия, 1987.
8. В.М. Борисов, Ю.В. Ажикина, Л.С. Герке, Н.С. Ларин, Е.П. Смирнова, З.И. Соловьёва. Физико-химические исследования получения новых видов гранулированных комплексных удобрений на основе мочевины и фосфатов аммония. Комплексные удобрения. Труды НИУИФ. Выпуск 221. Под редакцией д.т.н., профессора В.М. Борисова. Москва, 1973.
УДК 541.183:612.111.11
Г.Р. Гараева, A.A. Степанов, Т.Г. Царькова1, М.М. Гольдин, Ю.А.Курилкин
Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, Москва, Россия Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
АДСОРБЦИЯ СВОБОДНОГО ГЕМОГЛОБИНА НА АКТИВИРОВАННЫХ УГЛЯХ И ТЕРМОРАСШИРЕННОМ ГРАФИТЕ
Исследована адсорбция свободного гемоглобина из водных растворах на активированных углях и термически расширенном графите. Выявлен наиболее активный адсорбент (уголь СКТ-6А). С помощью измерений эффективных чисел электронов показано, что адсорбция свободного гемоглобина на углях сопровождается переносом электронов.
Adsorption of free hemoglobin on activated carbons and thermally expanded graphite from aqueous solutions was investigated. It was obtained that carbon SKT-6A is most active sorbent. It was obtained by effective numbers of electrons method that electron transfer occurs during adsorption of free hemoglobin on activated carbon.
