УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ НА ОСНОВЕ ФОСФОРСОДЕРЖАЩИХ ДОБАВОК

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены способы улучшения свойства аммиачной селитры (АС) путем применения различных неорганических добавок. Показано, что использование в качестве добавки простого или аммонизированного суперфосфата и раствор сульфат аммоний – продукта АО «Farg’naazot» в гранул АС позволяет получить стабилизированное удобрение, содержащее в своем составе кроме азота и фосфора, такие макроэлементы, как кальций и сера, исключительно в усвояемых формах. При этом массовое соотношение АС:СА(раствор):простого и аммонизированного суперфосфата варьировалось в диапазоне от 95:1,5:5 до 70:9:30. Установлено, что любое количество этих добавок значительно улучшает свойства и качества АС.

ABSTRACT

The ways of improving the properties of ammonium nitrate (AS) by using various inorganic additives are considered. It is shown that the use as an additive of simple or ammoniated superphosphate and a solution of ammonium sulfate – a product of JSC "Farg'naazot" in granules allows to obtain a stabilized fertilizer containing in its composition, in addition to nitrogen and phosphorus, macronutrients such as calcium and sulfur, exclusively in digestible forms. At the same time, the mass ratio of AC:CA (solution):simple and ammoniated superphosphate ranged from 95:1.5:5 to 70:9:30. It has been established that any amount of these additives significantly improves the properties and qualities of AS.

Ключевые слова: аммиачная селитра (АС), сульфата аммония,  простой суперфосфат, аммонизированной суперфосфат, гранула, свойства, пористость, впитываемость, слеживаемость.

Keywords: ammonium nitrate (AS), ammonium sulfate, simple superphosphate, ammoniated superphosphate, granule, properties, porosity, absorbency, traceability.

Аммиачная селитра обладает способностью сильно слеживаться. Этому способствует сравнительно большая растворимость в воде, высокий температурный коэффициент растворимости, гигроскопичность соли и полиморфные превращения [1].

Обработка АС гидрофобными веществами уменьшает ее слеживаемость. Уменьшение слеживаемости достигается припудриванием частиц соли порошкообразными минеральными добавками – фосфоритной или костяной мукой, талькмагнезитом, золой, гипсом, каолином и др. Одни из этих добавок только уменьшают активную поверхность частиц, другие обладают также адсорбционными свойствами. В качестве одной из лучших припудривающих добавок для устранения слеживаемости АС (карбамид и сложных удобрений) рекомендуют изготавливать из силиката магния и аммония [2].

Одной из отраслей химической индустрии является промышленность по производству минеральных удобрений, которые играют огромную роль в повышении эффективности и улучшении качества продукции растениеводства. Важными показателями качества гранулированных минеральных удобрений являются механическая прочность гранул и их слеживаемость, к которым агрохимики предъявляют повышенные требования в связи с массовым внедрением в действующих цехах бестарного хранения и отгрузки насыпью товарной продукции потребителям [3].

За рубежом практически вся гранулированная аммиачная селитра поступает на рынок в опудренном виде. Даже селитра, содержащая наиболее эффективную добавку боратно-фосфатно-сульфатную подвергается опудриванию [4].

При обработке поверхности гранул аммиачной селитры насыщенным раствором аммонийных солей последний заполняет микропоры (микротрещины) гранул и крепко сцепляет опудриваемое вещество - высококарбонатную фосфоритную муку на их поверхности, т.е. на поверхности гранул стабилизированной аммиачной селитры образуется защитный слой. В процессе опудривания на поверхности гранул происходит взаимодействие связывающего реагента с компонентами высококарбонатной фосфоритной мукой. Кроме того, на поверхности образуется менее гигроскопичная двойная соль сульфат-нитрат аммония. Например, сульфат аммония или сульфат-нитрат аммония с добавкой образуют сульфат кальция и фосфаты кальция, а фосфаты аммония – фосфаты кальция, которые тонким слоем покрывают поверхность гранул, т.е. на поверхности гранул образуется защитный слой, состоящий из солей с меньшей растворимостью,  он изолирует гигроскопичные соли нитратов аммония и кальция гранул от внешней окружающей среды. При дальнейшей обработке поверхности полученных гранул связывающим реагентом - насыщенным раствором аммонийных солей и опудривающим веществом – высококарбонатной фосфоритной мукой, происходит увеличение толщины защитного слоя. Из-за отсутствия на поверхностном слое стабилизированной  гранулы быстро растворимых, гигроскопичных солей – нитратов аммония и кальция, полученный продукт  при длительном хранении и повышении влажности не слеживается [5].

Для установления физико-механических и физико-химических свойств нами выбраны гранулы образцов АС, обработанные растворами сульфата аммония и порошками двух марок активированного суперфосфата – простого и аммонизированного. В качестве образцов для сравнения были выбраны гранулы NH₄NO₃ марки Б с содержанием 34,6% N и 0,28% магнезиальной добавки в пересчете на MgO[6,7,8,9].

В таблица приведены характеристики гранул АС, обработанных растворами сульфата аммония и порошками активированного суперфосфата.

Из неё следует, что при опудривании поверхности гранул АС порошками простого суперфосфата с увеличением массового соотношения NH₄NO₃ : раствор (NH₄)₂SO₄ : Суперфосфат в присутствии 40%-ного раствора сульфата аммония пористость гранул АС снижается от 8,92 до 8,15%, соответственно. Тогда как пористость гранул чистого NH₄NO₃ и АС с магнезиальной добавкой составляет 22,0 и 9,10%, что в 1,1 и 2,5 раза больше по сравнению с модифицированной АС.

В то же время для аммонизированного суперфосфата этот показатель снижается с 8,94 до 8,27%.

В зависимости от NH₄NO₃ : раствор (NH₄)₂SO₄ : Суперфосфат, вида суперфосфата и концентрации раствора сульфата аммония впитываемость гранул продуктов колеблется в пределах соответственно 4,25-4,01 и 4,22-3,93г солярового масла по отношению 100г продукта. У чистого NH₄NO₃ данный показатель равен 4,82г., а у АС с 0,28% MgO – 4,33г.

Несмотря на то, что показатели впитываемости гранул близки чистому NH₄NO₃ и промышленной АС, значения слеживаемости опудренных гранул АС в зависимости от массовых соотношений исходных компонентов и вида порошка суперфосфата снижается от 2,10 до 1,53 и от 2,24 до 1,28 кгс/см², соответственно. Тогда как у гранулированного NH₄NO₃ без добавки слеживаемость составляет 5,62 кг/см², а АС с магнезиальной добавкой - 4,67 кг/см², то есть, в 2,4-3,6 раза превышает этот показатель для разработанных опудренных удобрений.

Таблица 1.

Физико-механические свойства гранул АС, обработанных растворами сульфата аммония и порошками суперфосфата

Здесь следует отметить, что порошки обоих видов суперфосфатов проявили себя наиболее эффективно в плане снижения пористости гранул АС. Пористость подтверждает причину высоких значений прочности гранул продуктов по сравнению с магнезиальной АС. А относительно низкая слеживаемость гранул модифицированной АС способствует улучшению свойств при их хранении, перевозке и применении.

Заключение

В результате проведенных исследований легко прийти к заключению, что и в настоящее время переработка отходов производства химической промышленности с точки зрения экономики и экологии является актуальным и особо важным аспектом.

В ходе эксперимента было найдено, что при опудривании поверхности гранул АС порошками простого и аммонизированного суперфосфатов пористость гранул снижается с 8,92 до 8,15% и с 8,94 до 8,27%, соответственно, что в 1,1 и 2,5 раза меньше по сравнению с чистой АС. В то же время впитываемость гранул колеблется в пределах 4,01-4,25 и 3,93-4,22 г солярового масла по отношению к 100г продукта, и составляет у гранулированного чистого NH₄NO₃  4,82 г., у АС с 0,28% MgO – 4,33 г.

Список литературы:

1. Аммиачная селитра: свойства, производство, применение. / А.К.Чернышов, Б.В.Левин, А.В.Туголуков, А.А.Огарков, В.А.Ильин. – М.: ЗАО «ИНФОХИМ», 2009 – 7-8 с.
2. Патент UZ IAP 03844. Способ получения стабилизированной аммиачной селитры. / Тухтаев С., Таджиев С., Ибрагимов Г и др. / №2006003. – Заявлено 06.02.2006; Опубликовано 30.01.2009.
3. Хошимов А.А., Сейтназаров А.Р., Таджиев С.М., Тожиев Р.Р., Реймов А.М., Мирсалимова С.Р. Улучшение состава и свойств гранул аммиачной селитры путем обработки порошками серосодержащих удобрений в присутствии связующего раствора. // Химическая промышленность. - Санкт-Петербург, 2021. - т. 98, №1. - С.3-4.
4. Хошимов А.А., Сейтназаров А.Р., Тожиев Р.Р., Турдиалиев У.М., Номозов Ш.Ю. Активация Кызылкумской фосфоритной муки в присутствии азот-фосфор-серосодержащего удобрения – Супрефоса-NS. // Научный журнал Universum: Технические науки. - Москва, 2021.– № 5(86). – С. 35-39. (02.00.00, №1)
5. Назирова Р.М., Таджиев С.М., Хошимов А.А., Мирсалимова С.Р. Изучение физико-химических свойств добавок при производстве новых видов сложных стабилизированных удобрений. // Научный журнал Universum: Технические науки. - Москва, 2020.– № 5(74). – С. 69-74. (02.00.00, №1)
6. Hoshimov A.A., Seytnazarov А.R., Tadjiev S.M., Alimov U.К., Tojiev R.R. and Madenov B.D. NPSCA-containing fertilizers based on ammonium nitrate melt and powder Suprefos-NS. //  Tashkent, 2021. - IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 939012034 doi: 10.1088/1755-1315/939/1/012034 Scopus (Scopus - IF, 0.203).
7. 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). стр 20-25.
8. А.А.Хошимов Физико-химические и товарные свойства фосфор- И серосодержащих удобрений на основе плава нитрата аммония и супрефоса-NS (pp. 73-77) http://www.scientificprogress.uz
9. А.А.Хошимов Получение сложных фосфорсодержащих удобрений на основе плава нитрата аммония и простого суперфосфата (pp. 78-83) http://www.scientificprogress.uz