Файл: Миниович, М. А. Производство аммиачной селитры.pdf

нитратов кальция и магния (в пересчете на СаО) и не более 0,2% веществ, нерастворимых в 10%-ной азотной кислоте.

Производствам, применяющим фосфорсодержащие добавки, разрешается вырабатывать аммиачную селитру марки Б с содер­ жанием не менее 96% основного вещества и 33,6% азота.

Рассыпчатость селитры марки Б гарантируется заводом-изгото­ вителем в течение шести месяцев при хранении и транспортирова­ нии продукта в соответствующих условиях.

Определение рассыпчатости аммиачной селитры. Контрольную проверку рассыпчатости аммиачной селитры выполняют однократ­ ным сбрасыванием пяти мешков с продуктом на пол (плашмя) с высоты 1 м с последующим рассевом на сите размерами 1100Х Х700 мм (высота борта 120 мм); проволочная сетка из нержавею­ щей стали должна состоять из квадратных ячеек размером 5 мм в свету (сторона ячейки).

Содержимое мешка на сите рассевается в два приема, причем сито должно заполняться по высоте борта не более чем на 60 мм.

Определение гранулометрического состава. Ситовой анализ ве­ дут следующим образом: 250 г взвешенной с точностью до 0,5 г гранулированной селитры рассевают на штампованных ситах с раз­ мерами ячеек 3 и 1 мм в течение 2 мин. Допускается производить рассев вручную с такой же интенсивностью в течение 2 мин. Оста­ тки на ситах с размерами ячеек 3 и 1 мм и частицы, прошедшие че­

определение прочности гранул аммиачной селитры. Однако такое определение часто производят для оценки важного параметра ка­ чества — прочности ее гранул, особенно при выполнении исследо­ вательских и опытных работ.

Прибор для определения прочности гранул основан на измере­

ВТЦ-10 типа ВНЦ, рассчитанных на предельную нагрузку 10 кг (цена деления 5 г), и микропресса, основными деталями которого являются: микровинт, поршень, подставка и станина. Поверхности поршня и подставки тщательно отполированы. При вра^цении вин­ та поршень передвигается только вверх и вниз.

Техника определения прочности гранул следующая: проба се­ литры перед испытанием выдерживается 12 ч при комнатной тем­ пературе в герметически закрытой склянке.

151

и по одной пинцетом помещают на полированную поверхность под­ ставки весов точно по центру поршня микропресса.

После этого вращением винта надвигают пресс на гранулу и осторожно сжимают ее поршнем. При этом стрелка весов откло­ няется вправо в зависимости от нагрузки на гранулу. В тот мо-

-42-

мент, когда нагрузка превысит прочность гранулы, последняя, раз­ давливается и стрелка весов резко отклоняется назад.

После каждого измерения с поверхности подставки и поршня удаляют остатки раздавленной гранулы.

Результаты измерений записывают и вычисляют среднее значе­ ние прочности гранул (в г):

В ГОСТ указано, что температура упаковываемой аммиачной •селитры определяется на ленте транспортера или в бункере непре­ рывно с помощью записывающего регистрирующего прибора или периодически ртутным термометром.

352

МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ

Слеживаемость и гигроскопичность аммиачной селитры создают большие трудности при ее применении в промышленности и в сель­ ском хозяйстве.

Весьма отрицательно также сказывается на качестве аммиач­ ной селитры разрушение ее частиц, особенно гранул сферической формы.

Известно много методов получения аммиачной селитры с улуч­ шенными физическими свойствами. Эти методы можно условно подразделить на следующие*:

получение аммиачной селитры из высококонцентрированного плава;

получение аммиачной селитры с водорастворимыми добавками неорганических солей;

получение аммиачной селитры с гидрофобными добавками; получение аммиачной селитры с нерастворимыми в воде при­

пудривающими добавками; стабилизация гранул аммиачной селитры;

комбинированные методы получения аммиачной селитры.

Получение аммиачной селитры из высококонцентрированного плава

В настоящее время лишь в редких случаях, главным образомпри производстве продукта для технических целей, растворы ам­

миачной селитры упаривают до плава концентрацией 98,2—98,5% NH4NO3. Как отмечалось ранее, при кристаллизации такого плава

получаются гранулы селитры, которые через короткое время при­ обретают неудовлетворительные физические свойства и почти пол­ ностью разрушаются. Так, гранулы, полученные из 98,4%-ного плава в отсутствие добавок и затаренные в шестислойные бумаж­ ные мешки, в процессе хранения в хороших условиях (температура воздуха 23—28 °С, штабель мешков 2,5 м) менее, чем через 1,5 ме­ сяца превращались в комки слежавшихся обломков гранул.

Многолетний опыт производства аммиачной .селитры показы­ вал, что с повышением концентрации плава или при высушивании полученных гранул возрастают их прочность и рассыпчатость.

Учитывая это обстоятельство, за рубежом и у нас стали полу­ чать гранулированную аммиачную селитру из высококонцентриро­ ванного плава. Одновременно продолжали использовать разныедобавки, улучшающие физические свойства готового продукта.

Кристаллизация 99,5—99,6%-ного плава позволила значительно улучшить прочность и рассыпчатость селитры. Не исключено, что в ближайшем будущем гранулированную аммиачную селитру ста-

* Здесь не рассматриваются методы, описанные ранее в соответствующих разделах книги (охлаждение в кипящем слое, применение усовершенствованных грануляционных устройств и т. п.).

153-

луг получать из плава с остаточной влажностью до 0,1% и тогда прочность гранул еще больше возрастет.

Для раздавливания практически сухих гранул селитры диамет­ ром 2—2,4 мм требуются большие усилия: 0,63—1,12 кг, что соот­ ветствует 14—15 кгс/см2 .

Однако гранулы аммиачной селитры, полученные даже из вы­ сококонцентрированного плава, нередко быстро теряют прочность

хранения прочность гранул аммиачной селитры влажностью 0,35— 45% составила лишь 61—63% первоначальной; после восьмимесяч­ ного хранения продукта при обычных температурах прочность гра­ нул влажностью 0,3% снизилась на 62% по сравнению с первона­ чальной.

Для получения высококонцентрированного плава упаривание растворов аммиачной селитры приходится вести при 175—180 °С. При этих температурах возможно небольшое термическое разло­ жение аммиачной селитры, поэтому нередко предпочитают упари­ вать растворы в два этапа: вначале процесс ведут в обычных вы­ парных аппаратах до образования 90—98,5%-ного плава; получен­ ный плав доупаривают с помощью подогретого воздуха в выпар­

определенного рН плава аммиачной селитры, направляемого на грануляцию. Имеются данные, указывающие, что из плавов со сла­ бощелочной средой получаются более прочные гранулы, чем из нейтрального или слабокислого плавов.

Из этого следует, что при получении высококонцентрированных ллавов аммиачной селитры в воздух, поступающий в доупарочнын

оборудованы выпарными аппаратами, в которых высококонцентри­ рованный плав получается с помощью горячего воздуха. Это поз­ воляет снизить влажность готового продукта (содержание маточ­ ного раствора) до 0,3-—0,5%, что значительно улучшает его физи­ ческие свойства.

Следует особо отметить, что получение высококонцентрирован­ ного плава является наиболее значительным усовершенствованием технологии производства аммиачной селитры, осуществленным за последние годы.

154

Опасения, что получению >высококонцентрированного плава бу­ дут сопутствовать значительные потери селитры, не оправдались.

Оказалось, что за счет термического разложения и, видимо, вследствие сублимации аммиачной селитры, даже при температу­ рах 175—200°С, потери ее не превышают 0,25%.

Получение аммиачной селитры с добавками неорганических веществ

Эти методы широко распространены в отечественной промыш­ ленности. Технология приготовления некоторых добавок рассмот­ рена ниже. Здесь мы остановимся на предполагаемых принципах действия добавок, состоящих в основном из хорошо растворимых солей: нитратов кальция и магния и сульфата аммония.

Механизм уменьшения слеживаемости аммиачной селитры под действием этих добавок изучался многими исследователями. Сущ­ ность результатов некоторых исследований, а также сведения об испытании добавок в промышленных условиях изложены ниже.

со значительным содержанием кристаллизационной воды. В про­

частицами аммиачной селитры, так как сокращается количествоперемычек («мостиков») между ними и они становятся весьма не­ прочными. Этим частично устраняются условия, способствующие слеживаемости аммиачной селитры.

2. Кристаллогидраты нитратов кальция и магния при невысо­ ких температурах способны отдавать и поглощать часть кристал­ лизационной воды. Поэтому их можно рассматривать как буфер­ ные соединения, в определенной степени регулирующие влагообмен между воздухом и частицами аммиачной селитры.

Благодаря этому свойству кристаллогидратов исключается воз­ можность накопления в гранулах селитры значительного количе­ ства маточника и переход его в межгранульное пространство, что при остывании соли способствовало бы увеличению ее слеживае­ мости.

3. Растворимость любой соли, как известно, понижается при добавлении к ее водному раствору другой соли с одноименным

растворнмость ее в маточном растворе понижается. Следовательно, при охлаждении соли выпадает меньшее количество мелких кри­ сталлов (о влиянии мелких кристаллов на слеживаемость см. стр. 21).

Гранулированная селитра без добавок нитратоз кальция и маг­ ния при сбрасывании мешка с высоты 2,5 м разбивается на круп-

155-