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

Низкая механическая прочность частиц селитры. Аммиачная селитра выпускается в виде частиц округлой формы (гранул), пла­ стинок (чешуек) или мелких кристаллов. Частицы гранулирован­ ной аммиачной селитры имеют меньшую удельную поверхность и более правильную форму, чем чешуйчатой и мелкокристалличе­ ской, поэтому гранулы меньше слеживаются. Однако в процессе

Установлено, что пустотелые гранулы разрушаются также вслед­ ствие рекристаллизации*.

На механическую прочность гранул влияют разные причины (см., например, стр. 25). Здесь только отметим, что в случае по­ вышенного содержания влаги в готовом продукте в северных райо­ нах страны в зимнее время можно иногда наблюдать его смер­ зание. Оно происходит в результате охлаждения продукта ниже температуры замерзания содержащегося в нем маточника.

При повышении температуры окружающего воздуха гранулы •селитры почти полностью теряют свою прочность, и такой продукт сильно слеживается.

Изменение кристаллических модификаций аммиачной селитры.

Переходы аммиачной селитры из одной кристаллической модифи­ кации в другую при изменении температурных условий следует считать одной из важных причин возникновения ее слеживаемо-

22

сти. Уже отмечалось (стр. 12), что модификационные переходы сопровождаются изменениями кристаллической структуры, плот­ ности и других свойств аммиачной селитры, которые сказываются на ее рассыпчатости.

ся, как отмечалось выше, практически неслеживающейся. В про­ изводственных же условиях даже при охлаждении аммиачной селитры в аппаратах с кипящим слоем (стр. 113) в летнее время

На рис. 5 представлены данные, характеризующие слеживаемость аммиачной селитры в зависимости от температуры ее загрузки в тару. Из рисунка видно, что усилия для раздавливания слежавшейся грану­ лированной аммиачной селитры, за­ груженной в тару при температурах выше 32 °С, сильно возрастают.

что аммиачная селитра, загруженная в воздухопроницаемую тару (бумажные мешки), увлажняется или подсыхает.

При поглощении влаги из воздуха в верхнем слое селитры об­ разуется, как отмечалось, насыщенный раствор, постепенно про­ никающий в более глубокие слои. Затем через поры и капиллярыг имеющиеся в частицах селитры, раствор проходит в толщу соли. Далее при понижении температуры окружающей среды начинают протекать процессы, вызывающие слеживаемость аммиачной се­ литры (стр. 21). Одним из эффективных средств предотвращения слеживаемости' селитры является упаковка ее в герметичную тару (например, полиэтиленовые мешки).

Гранулометрический состав селитры. Напомним, что чем круп­ нее частицы твердого вещества сферической формы, тем меньше между ними точек соприкосновения, при этом число последних обратно пропорционально кубу величины частиц.

Применительно к аммиачной селитре это означает, что с умень­ шением точек соприкосновения частиц в готовом продукте мож­ но ожидать уменьшения его слеживаемости. Следовательно, в слу-

23

чае необоснованного выбора размера частиц аммиачной селитры или если размеры полученных гранул не соответствуют заданным,

1 мм и меньше, то, несомненно, рассыпчатость готового продукта после длительнвго хранения была бы значительно большей, чем в настоящее время. Такой вывод можно сделать, если учесть, что при выпуске, например, гранул размером 2 мм вместо 0,5—1 мм количество точек соприкосновений частиц в готовом продукте уменьшилось бы более чем в 50 раз. При этом, конечно, необходи­ мо, чтобы форма гранул была максимально близка к шаровидной.

На слеживаемость готового продукта влияют также следующие факторы: продолжительность и условия хранения аммиачной се­ литры; условия транспортирования ее к месту хранения и по­ требления.

Слеживаемость аммиачной селитры пропорциональна длитель­ ности ее хранения: чем дольше хранится готовый продукт, тем больше он подвергается различным воздействиям, которые увели­ чивают его слеживаемость. Обеспечение условий, препятствующих увеличению слеживаемости аммиачной селитры при хранении,— задача весьма трудная.

Одним из таких условий могло бы явиться строительство вбли­ зи мест потребления аммиачной селитры большого числа специ­ альных закрытых складов. В них было бы необходимо поддержи­ вать стабильный температурный режим, установить круглосуточ­ ное дежурство и т. д.

В настоящее время во многих районах страны объединением «Сельхозтехника» созданы крупные базисные склады удобрений. Это позволит в течение длительного времени сохранять первона­ чальную сыпучесть аммиачной селитры.

Требуемые для транспортирования аммиачной селитры усло­ вия, как правило, соблюдаются: продукт грузится в закрытые очи­ щенные вагоны; по воде перевозится сравнительно небольшое его количество и т. д. Однако к потребителю селитра нередко посту­

ревозке к месту потребления. Это вызывает слеживаемость амми­ ачной селитры еще до поступления ее на склад.

РАЗРУШЕНИЕ ЧАСТИЦ

В процессе гранулирования, хранения и транспортирования ам­ миачной селитры в большей или меньшей степени происходит раз­ рушение ее частиц или нарушение их сферической формы.

24

Из ряда факторов, вызывающих разрушение (температура, дав­ ление, содержание влаги, плотность и т. д.), наибольшее влияние оказывают изменения температурных условий, следствием кото­ рых являются моднфикационные переходы (превращения).

Как правило, модификационным переходам сопутствуют зна­ чительные изменения объема частиц аммиачной селитры, что вид­ но из следующих данных:

нул воздухом, может также протекать превращение II—>-IV, ми­ нуя модификацию I I I .

Установлено, что при превращении IV—>-Ш и II—>-IV на по­ верхности гранул аммиачной селитры появляется особенно много-- трещин, извилин и т. п., ослабляющих прочность частиц.

Такие гранулы уже при относительно небольшом механическом усилии дробятся, превращаясь в обломки, а иногда даже в по­ рошок.

При длительном хранении аммиачной селитры, особенно в раз­ ных климатических условиях, превращения формы IV в I I I про­ исходит много раз, если в продукте содержится, как уже упомина­ лось, хотя бы небольшое количество влаги. Так, температура пре­

Понятно, что при частых модификационных переходах неми­ нуемо в большей или меньшей степени нарушение сферической формы частиц аммиачной селитры. Последнее же увеличивает гигроскопичность и слеживаемость готового продукта. Кроме того, очень важно, что при разрушении сферических частиц аммиачной селитры резко ухудшается ее рассеваемость*, а это вызывает мно­ го трудностей при внесении селитры в почву в качестве одинарного или смешанного удобрения.

Проблему сохранения сферической формы частиц аммиачной селитры пытались и пытаются решить главным образом путем при­ менения различных добавок (см. «Стабилизация частиц аммиачной селитры», стр. 164).

* Основное значение гранулирования заключается в том, что оно способ­ ствует хорошей рассеваемости даже влажной гранулированной аммиачной се­ литры.

25.

ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ. ВЗРЫВООПАСНОСТЬ. ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Аммиачная селитра с точки зрения взрывобезопасиости относи­ тельно мало чувствительна к толчкам, трению, ударам, сохраняет устойчивость при попадании искр различной интенсивности. При­ меси песка, стекла и металлические примеси не повышают чувст­ вительности аммиачной селитры к механическим воздействиям. •Она способна взрываться только под действием сильного детона­ тора или при термическом разложении в описываемых ниже усло­ виях.

При продолжительном нагревании аммиачная селитра постепен­ но разлагается на аммиак и азотную кислоту:

NH4 N03 = NH3 + HN03 — 41730 кал

Этот процесс, протекающий с поглощением тепла, начинается при температуре выше 110°С.

При дальнейшем нагревании происходит разложение аммиач­ ной селитры с образованием закиси азота и воды:

NH4 N03 = N2 0 + 2Н 2 0 + 8820 кал

По одним данным, разложение аммиачной селитры с образо­ ванием N 2 0 и Н 2 0 начинается при 170—190 °С, по другим — при 210 °С.

Термическое разложение аммиачной селитры протекает по та­ ким последовательным стадиям:

гидролиз* (или диссоциация) молекул NH 4 N0 3 ;

термическое разложение азотной кислоты, образующейся при гидролизе;

взаимодействие двуокиси азота и аммиака, образующихся на первых двух стадиях.

При интенсивном нагревании аммиачной селитры до 220—240 °С

жении селитры, сильно зависит от ее влажности. Например, если

26