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

Приводим в виде примера данные о влиянии на гигроскопи­ ческую точку аммиачной селитры добавки нитрата магния (ве­ щество, обладающее большойгигроскопичностью) и нитрата ка­ лия (вещество практически негигроскопично):

Из приведенных данных видно, что увеличение добавки нит­ рата магния к аммиачной селитре резко снижает ее гигроскопиче­ скую точку; увеличение же добавки нитрата калия значительно в меньшей степени снижает гигроскопическую точку аммиачной селитры.

Влияние добавок нитратов кальция и магния на гигроскопиче­ скую точку нитрата аммония при 25 °С показано ниже:

Почти все азотные удобрения гигроскопичны. Ниже приведены данные о гигроскопичности азотных удобрений при 25 °С и влаж­ ности около 2 %:

*См. Приложение XIII .

**По другим данным—60—62%.

Кальциевая и известково-аммиачная селитры имеют сравни­ тельно низкое давление водяных паров над насыщенными рас­ творами; при определенной температуре им соответствует наиболее низкая относительная влажность воздуха. Это самые гигроскопич­ ные соли среди указанных выше азотных удобрений. Наименее гигроскопичен сульфат аммония и практически совершенно не­ гигроскопична калиевая селитра.

На рис. 3 представлена номограмма для определения равновес­ ных давлений водяного пара над насыщенными растворами ам-

18

миачной селитры в зависимости от температуры и влажности воздуха. На номограмме приводится равновесная относительная влажность воздуха, температура которого равна температуре ам­ миачной селитры. Выделены области подсушивания и увлажнения твердой соли.

Зная гигроскопические точки аммиачной селитры или, соответ­ ственно, давления паров над насыщенными ее растворами, пред-

О/рносительная влажность Воздуха, %

(штриховыми линиями отмечены температуры модификационных переходов).

ставляется возможным, исходя из средних метеорологических сведений о температуре (см. Приложение III) и давлении паров воздуха, определить степень поглощения влаги или подсыхания продукта в разных районах и в задаваемое время года.

Влага поглощается только сравнительно небольшим слоем со­ ли, непосредственно граничащим с окружающим воздухом. Однако даже такое увлажнение селитры сильно ухудшает физические свойства готового продукта. Скорость поглощения аммиачной се­ литрой влаги из воздуха с повышением его температуры резко увеличивается. Так, при 40 °С скорость поглощения влаги в 2,6 ра­ за больше, чем при 23 °С.

Предложено много способов уменьшения гигроскопичности ам­ миачной селитры, но в промышленности они нашли пока ограни­ ченное применение.

Один из таких способов основан на смешении или сплавлении аммиачной селитры с другой солью. При выборе второй соли ис­ ходят из следующего правила: для понижения гигроскопичности давление водяных паров над насыщенным раствором смеси солей должно быть больше их давления над насыщенным раствором чистой аммиачной селитры.

Установлено, что гигроскопичность смеси двух солей, имеющих общий ион, больше, чем наиболее гигроскопичной из них (исклю­ чение составляют смеси или сплавы аммиачной селитры с суль­ фатом аммония н некоторые другие). Смешение же аммиачной селитры с негигроскопичными, но нерастворимыми в воде вещест­ вами (например, с известняковой пылью, фосфоритной мукой, дикальцийфосфатом и др.) не уменьшает ее гигроскопичности. Мно­ гочисленные опыты показали, что все соли, которые имеют такую же или большую растворимость в воде, чем аммиачная селитра, обладают свойством увеличивать ее гигроскопичность.

Соли же, способные уменьшать гигроскопичность аммиачной се-, литры, приходится добавлять в больших количествах (например, сульфат калия, хлористый калий, диаммонийфосфат), что резко снижает содержание в продукте азота.

В этой связи были предприняты попытки применить в качестве добавки к аммиачной селитре карбамид, имеющий высокое содер­ жание азота. Однако результаты опытов оказались совершенно не удовлетворительными: гигроскопичность смеси аммиачной се­ литры и карбамида оказалась значительно выше, чем чистой се­ литры.

Кроме того, было замечено, что такая смесь даже при не­ большом повышении температуры образует некоторое количество смолистых веществ, которые забивают отверстия в устройствах, предназначенных для внесения удобрений в почву.

Определено, что на поверхности частиц аммиачной селитры почти всегда удерживается только 3—5% влаги от всего ее коли­ чества, поглощенного из воздуха. Остальная влага перемещается внутрь массы частиц селитры.

При этом количество влаги, поглощенной солью, почти как пра­ вило, обратно пропорционально толщине ее слоя, что видно из следующего примера:

Механизм гигроскопичности часто представляют в виде двух стадий: начальной, когда частицы аммиачной селитры адсорбиру­ ют своей поверхностью пары воды из воздуха, и второй, стадии,, когда пары воды из воздуха поглощаются раствором, образовав­ шимся на поверхности соли.

20

Наиболее эффективным способом уменьшения поглощения вла­ ги из воздуха является покрытие частиц селитры защитными плен­ ками из не смачиваемых водой органических веществ. Защитная пленка в 3—5 раз снижает скорость поглощения влаги и спо­ собствует улучшению физических свойств аммиачной селитры (стр. 162).

СЛЕЖИВАЕМОСТЬ

Отрицательным свойством аммиачной селитры является ее спо­ собность слеживаться—терять при хранении сыпучесть (рассып­ чатость). При этом аммиачная селитра превращается в твердуюмонолитную массу, с трудом поддающуюся измельчению. Слеживаемость аммиачной селитры вызывается многими причинами. Ни­ же рассмотрены важнейшие из них.

Повышенное содержание влаги в готовом продукте. В части­ цах аммиачной селитры любой формы всегда содержится влага в виде насыщенного (маточного) раствора. Содержание NH4NO3-. в таком растворе соответствует растворимости соли при темпера­ турах ее загрузки в тару. Во время остывания готового продукта маточный раствор часто переходит в пересыщенное состояние. При дальнейшем понижении температуры из пересыщенного рас­ твора выпадает большое количество кристаллов размерами 0,2— 0,3 мм. Эти новые кристаллы цементируют ранее не связанные-

Рассмотрим и другой пример, иллюстрирующий зависимость между количеством выпадающих кристаллов и растворимостьюаммиачной селитры в воде, которая увеличивается с повышением температуры. Если 40 кг аммиачной селитры влажностью 0,8% загрузить при температуре 60 °С в мешок, то в нем будет содер­ жаться 0,32 кг воды и 1,347 кг соли в растворе. При остывании: такого продукта с 60 °С до 20 °С из раствора выпадет 0,733 кг соли.

Если принять, что размер выпавших частиц селитры даже 3 мм (фактически они мельче) и плотность их только 1,5, то получим, что в выделившихся 0,733 кг соли будет содержаться примерно 1,5 млн. кристаллов.

Естественно, что дополнительное выпадение такого огромного количества кристаллов в сравнительно небольшом объеме селитры должно вызвать повышенную слеживаемость готового продукта.

21