Технология получения новых видов жидких азотно-кальциевых удобрений

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 К_п 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, %

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 20-40^оС 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, %

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, %

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

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). -С.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