Технология получения новых видов жидких азотно-кальциевых удобрений

Technology for obtaining new types of liquid nitrogen-calcium fertilizers
Цитировать:
Абдурахмонова Н.К., Назирова Р.М., Мирсалимова С.Р. Технология получения новых видов жидких азотно-кальциевых удобрений // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2020. 11(77). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/10859 (дата обращения: 21.06.2021).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

В статье приведены результаты исследований по разработке технологии получения новых видов жидких азотно-кальциевых удобрений на основе раствора КАС и продуктов азотнокислотного разложения кальцийсодержащего шлама. Изучен процесс пенообразования при азотнокислотной переработке кальцийсодержащего шлама. Установлено, что кратность пены увеличивается с повышением нормы азотной кислоты. Кратность пены составляет 5,83-6,50 в зависимости от нормы кислоты, а время жизни пены 10-20 сек.

Также исследован процесс азотнокислотного разложения шлама в зависимости от нормы кислоты. Установлено, что при 100 % нормы азотной кислоты получается азотнокислотная суспензия, содержащая 9,51% азота, 17,91 % кальция (СаО), 0,80 % магния (МgO), 44,38 % воды.

ABSTRACT

The article presents the results of research on the development of technology for obtaining new types of liquid nitrogen-calcium fertilizers based on UAN solution and products of nitric acid decomposition of calcium-containing sludge. The process of foam formation during nitric acid processing of calcium-containing sludge was studied. It was found that the rate of foam increases with an increase in the rate of nitric acid.

The multiplicity of the foam is 5.83-6.50 depending on the acid rate, and the lifetime of the foam is 10-20 seconds.

The process of nitric acid decomposition of sludge depending on the rate of acid was also investigated. It was found that at 100% of the norm of nitric acid, a nitric acid suspension is obtained containing 9.51% nitrogen, 17.91% calcium (CaO), 0.80% magnesium (MgO), 44.38% water.

 

Ключевые слова: селитра, пенообразование, высота пульпы, кальцийсодержащей шлам, норма кислоты, кратность пены.

Keywords: saltpeter, foaming, pulp height, calcium-containing sludge, acid rate, foam ratio.

 

Введение

Жидкая кальциевая селитра является эффективным азотным удобрением, которое обеспечивает высокие урожаи во всех климатических и почвенных условиях. Эффект применения жидкой кальциевой селитры может прямо относиться к нитратному азоту и водорастворенному кальцию или отдельно, или в большинстве случаев как совместное действие этих двух питательных веществ.

При разложении кальцийсодержащего шлама цеха водоподготовки АО «Farg’onaazot» неконцентрированной азотной кислотой (не менее 57 % НNO3) наблюдается интенсивное, устойчивое пенообразование, что приводит к снижению производительности оборудования. При разработке технологии получения новых видов жидких удобрений на основе нитрата кальция изучен процесс пенообразования при азотнокислотной переработке кальцийсодержащего шлама.

Объекты и методы исследования

Для изучения процесса пенообразования 100 г шлама при постоянном перемешивании разлагали в стеклянном цилиндре емкостью 1 л, азотной кислотой. Определяли высоту пены и время полного её исчезновения. Кратность пены Кп при кислотной переработке определяли как отношение общей высоты пульпы и пены к высоте пульпы.

Результаты и их обсуждение

Изучение процесса пенообразования при азотнокислотном разложении шлама показало, что кратность пены увеличивается с повышением нормы азотной кислоты. Это связано с максимальной скоростью разложения карбонатной части образцов. Кратность пены, в зависимости от нормы кислоты, составляет 5,83 -6,50, время жизни пены 10-20 сек.

Исследован процесс азотнокислотного разложения шлама в зависимости от нормы кислоты. В таблице 1 приведены результаты химического анализа полученных азотнокислотных пульп. Установлено, что при 100 % нормы азотной кислоты получается азотнокислотная суспензия, содержащая 9,51 % азота, 17,91 % кальция (СаО), 0,80 % магния (MgO), 44,38 % воды.

Таблица 1.

Химический состав продуктов разложения кальцийсодержащего шлама в зависимости от нормы азотной кислоты, %

Норма кислоты

N

СаО

MgO

Н2О

н.о.

СО2

общ.

водн.

общ.

водн.

80

8,65

20,36

16,28

0,91

0,72

41,72

7,89

3,40

90

9,11

19,06

17,15

0,85

0,76

43,14

3,80

1,59

100

9,51

17,91

17,91

0,80

0,80

44,38

0,21

-

 

Она, в основном, состоит из 52,45 % нитрата кальция и 2,95 % нитрата магния. Определены реологические свойства продуктов азотнокислотного разложения кальцийсодержащего шлама. Вязкость и плотность продукта, полученного при 100 % нормы кислоты, в интервале температур 20-40оС составляет 1,85 – 1,70 спз и 1,24 -1,22 г/см3соответственно.

Новое пролонгированное жидкое сложное азотно-кальциевое удобрение (таблицы 2) получено на основе смешивания раствора КАС-28, продуктов азотнокислотного разложения кальцийсодержащего шлама (АКРШ) и воды. При смешивании 25 % продуктов АКРШ (13,10% Ca(NO3)2, 0,74 % Mg(NO3)2 и 11,18 % H2O), 50 % раствора КАС (20,10 % NH4NO3, 15,00 % CO(NH2)2 и 14,90 % H2O) и 25,01 % воды получают жидкое азотно-кальциевое удобрение, содержащее 16,39 % общего азота, из них 21,48 % находится в аммиачной, 35,88 % в нитратной и 42,71 % в амидной форме, 4,47 % кальция, 0,20 % магния и 51,09 % воды.

Таблица 2.

Химический состав жидкого сложного азотно-кальциевого удобрения на основе КАС, продуктов азотнокислотного разложения шлама и воды, %

АКРШ

КАС

Н2О

Содержание основных компонентов

N

СаО

MgO

H2O

общ.

амм.

нитр.

амид.

10

50

40

14,97

3,52

4,46

7,00

1,79

0,07

59,44

15

50

35

15,44

3,52

4,93

7,00

2,68

0,12

56,65

20

50

30

15,92

3,52

5,41

7,00

3,58

0,16

53,87

25

50

25

16,39

3,52

5,88

7,00

4,47

0,20

51,09

25

55

20

17,79

3,87

6,23

7,68

4,47

0,20

47,48

30

55

15

18,27

3,87

6,71

7,68

5,37

0,23

44,70

35

55

10

18,74

3,87

8,18

7,68

6,26

0,27

41,92

40

55

5

19,22

3,87

7,66

7,68

7,16

0,31

39,14

Примечание: АКРШ – азотнокислый раствор шлама

 

Для получения более концентрированных жидких азотно-кальциевых удобрений (таблица 3) смешивали раствор КАС с азотнокислым раствором шлама при их соотношении от 95: 5  до 30 : 70. При этом в получаемом жидком удобрении содержание азота колеблется в пределах 16,92 – 27,11 %, кальция – 0,90 -10,74 %, магния – 0,04 - 0,47 %.

Таблица 3.

Химический состав жидкого сложного азотно-кальциевого удобрения на основе КАС, продуктов азотнокислотного разложения шлама, %

КАС

АКРШ

Содержание, %

N

СаО

MgO

H2O

 

 

общ.

амм.

нитр.

амид.

95

5

27,11

6,68

7,14

13,28

0,90

0,04

30,53

90

10

26,19

6,33

7,27

12,58

1,79

0,07

31,26

85

15

25,26

5,98

7,39

11,88

2,68

0,12

31,98

80

20

24,34

5,63

7,52

11,18

3,58

0,16

32,71

70

30

22,48

4,93

7,77

9,78

5,37

0,24

34,17

60

40

20,63

4,22

8,01

8,38

7,16

0,31

35,63

50

50

18,77

3,52

8,26

6,99

8,95

0,40

37,09

40

60

16,92

2,82

8,51

5,59

10,74

0,47

38,54

30

70

15,06

2,11

8,75

4,19

12,53

0,55

40,00

 

Жидкое удобрение, содержащее 20,63 % общего азота, 4,22 % азота в аммиачной форме, 8,01 % азота в нитратной форме, 8,38 % азота в амидной форме, 7,16 % кальция, 0,31 % магния и 35,63 % воды, состоит из 29,85 % раствора КАС (12,06 % NH4NO3, 9,00 % CO(NH2)2 и 8,79 % H2O) и 69,94 % АКРШ (36,70 % Ca(NO3)2, 2,03 % Mg(NO3)2 и 31,21 % H2O).

В таблице 4 приведены расходные коэффициенты при получении 1 т жидкого сложного азотно-кальциевого удобрения, содержащего 15,06-27,11 % N, и 0,90-12,53 % СаО, на основе раствора КАС и продуктов азотнокислотного разложения кальцийсодержащего шлама.

Таблица 4.

Расходные коэффициенты при получении жидкого сложного азотно-кальциевого удобрения, кг

Наимено-

вание

Образцы жидкого сложного азотно-кальциевого удобрения

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1.HNO3

37,5

75,1

112,6

150,2

225,2

300,4

375,4

450,5

525,6

HNO3

28,1

42,8

64,2

85,6

128,3

171,2

214

256,7

299,5

2.Шлам влаж

19,9

39,8

59,7

79,7

119,5

159,4

199,2

339,1

278,9

шлам сух

16,6

33,2

49,8

67,4

99,6

132,8

166

199,2

232,4

3.КАС,

в т.ч.

950

900

850

800

700

600

500

400

300

NH4NO3

381,9

361,8

341,7

321,6

281,4

241,2

201,0

160,8

120,6

CO(NH2)2

258,0

270,0

255,0

240,0

210,0

180,0

150,0

120,0

90,0

H2O

283,1

268,2

253,3

238,4

208,6

178,0

149,0

119,2

89,4

 

Список литературы:

  1. Назирова Р., Таджиев С., Мирсалимова С., Хамдамова Ш.. Интенсификация процесса получения сложных удобрений из местного сырья / Отв. ред. Б.С.Закиров. – Уфа: Omega science, 2019. - 126 с.
  2. Roziqova D.A., Sobirov M.M., Nazirova R.M., Hamdamova Sh.SH.// Obtaining Nitrogen-Phosphoric-Potassium Fertilizers Based on Waste Thermal Concentrate, Ammonium Nitrate and Potassium Chloride // International Journal of AdvancedResearch in Science, Engineering and Technology. Vol. 7, Issue 7 , July 2020. . – Р. 14501-14504.
  3. Roziqova D.A., Sobirov M.M., Nazirova R.M., Hamdamova Sh.Sh.//Production of nitrogen-phosphorus-potassum fertilizers based on washed hot concentrate, ammonium nitrate and potassum chloride// Academicia an international multidisciplionary research journal. 2020. vol 10.issue 9,September. – Р. 215-220.
  4. Назирова Р.М., Мирзаолимов А.Н., Таджиев С.М.,Мирсалимова С.Р. Разработка технологии азотно-серного жидкого удобрения на основе местного сырья // Universum: технические науки: научный журнал. – № 8(77). Часть 3. М., Изд. «МЦНО», 2020. – стр 33-38
  5. Назирова Р.М., Таджиев., Мирсалимова С.Р., Кодирова М.Р//Сложные удобрения на основе азотнокислотной переработки необогащённой фосфоритной муки в присутствии нитрата аммония// Universum: технические науки: научный журнал. – № 6(75). Часть 3. М., Изд. «МЦНО», 2020. – стр 18-22.
  6. Nazirova R.M., Khoshimov A.A., Tadjiyev S.M., Mirsalimova S.R. //Investigation of solubility kinetics and interaction of stabilizing additive in production of complex fertilizers based on granular nitrate and stabilizing additives//Academicia an international multidisciplionary research journal. 2020. vol 10.issue 5,may page 657-664.
  7. Назирова Р.М., Таджиев С.М., Хошимов А.А., Мирсалимова С.Р.// Изучение физико-химических свойств добавок при производстве новых видов сложных стабилизированных удобрений// Universum: технические науки: научный журнал. – № 5(74). Часть 2. М., Изд. «МЦНО», 2020. – стр 69-73.
  8. Назирова Р.М, Таджиев С.М., Мирсалимова С.Р., Хошимов А.А. Сложные удобрения на основе азотно-сернокислотной переработки необогащенной фосмуки, нитрата аммония и карбамида // Проблемы современной науки и образования” научно-методический журнал. Издательство «Проблемы науки». Москва, 2020. № 5 (150). – С. 20-25.
  9. Назирова Р.М., Таджиев С.М., Мирсалимова С.Р., Хамдамова З. Интенсификация процесса получения комплексных удобрений на основе местного сырья // Научно-методический журнал ”Наука, техника и образование” - 2019-№ 9 (62) . – С. 8-12.
  10. Назирова Р.М, Таджиев С.М., Мирсалимова С.Р., Худаярова Д. Интенсивная технология получения NPK-удобрений на основе мытого сушёного концентрата Центральных Кызылкумов // Научно-методический журнал ”Проблемы современной науки и образования ” -2019.-№2(135). .6.
  11. Назирова Р.М., Таджиев С.М., Мирсалимова С.Р.,КаримовД.Д. Комплексные удобрения на основе местного сырья // Научно-методический журнал “Проблемы науки”-2019-№11(47). – С. 25-28.
  12. Abdurakhmonova N.K., Nazirova R.M., Mirsalimova S.R. Рhosphoric-potash fertilizers based on sulfuric acid Processing of phosphorite flour and potassium Chloride // Academicia an international multidisciplionary research journal. 2020. vol 10.issue 10, October. – Р. 252-255.
  13. Назирова Р.М., Таджиев С.М., Мирсалимова С.Р., Маруфжанов А. //Фосфорно-калийные удобрения на основе камерного суперфосфата// Международный электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и разработки» Изд. «ОЛИМП», 2028. – С. 614-618.
  14. Назирова Р.М, Таджиев С.М., Закиров Б.С., ТўхтаевС.С. Получение NPK-  удобрения из мытого сушеного фосфоритового концентрата // UNIVERSUM:Технические науки: электрон. науч. журн. 2016. №10(31).URL:htt://7universum.com/ru/tech/archive/item/3774
Информация об авторах

канд. техн. наук, доцент филиала Российского государственного университета имени И.М. Губкина в г. Ташкенте, Республика Узбекистан, г. Ташкент

candidate of technical sciences, associate professor branch of the Russian state University named after I.M. Gubkin in Tashkent, Republic of Uzbekistan, Tashkent

доктор технических наук (PhD), преподаватель кафедра “Технология хранения и первичной переработки сельскохозяйственной продукции”, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана

Doctor of Technical Sciences (PhD), lecturer at the Department of Technology for Storage and Primary Processing of Agricultural Products, Ferghana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Ferghana

канд. хим. наук., доцент кафедры «Химическая технология», Ферганский политехнический институт, 100170, Узбекистан, г. Фергана, Ферганская, 86«а»

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of «Chemical Technology» Chair, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top