ОБРАЗЕЦ КАЛИЙСОДЕРЖАЩЕГО АЭРОСИЛА ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

АННОТАЦИЯ

В данной статье показано, что добавление минералов калия и сульфата к аммиачной селитре использовалось для модификации щелочной аммиачной селитры и улучшения состояния аэросила. В качестве минерала калия использовали местную золу.

ABSTRACT

In this article we see that the addition of potassium and sulfate minerals to ammonium nitrate was used to modify alkali ammonium nitrate and improve the condition of aerosil. Local ash was used as the potassium mineral.

Ключевые слова: аммиачной селитры, аэрасил, термоситабилность,  калийсодержащие удобрения, модификацией.

Keywords: ammonium nitrate, aerasil, thermostability, potassium-containing fertilizers, modification.

Введение. В настоящее время Mg(OH)₂ и MgO и методы их получения освещены в прикладных исследовательских работах, сделанных в области порошковых технологий [1].

В [5] показано, что нитрат магния повышает температуру перехода IV→III от 32 до 55^оС и III→II от 84 до 90^оС. При охлаждении плава АС последовательно протекают превращения: плав→I, I→II и II→IV соответственно при 167, 128 и 50°С, минуя фазу III.

Кинетика и механизм термического разложения аммиачной селитре (АС) хорошо изучены применительно к условиям его превращения в расплаве [1]. Первичная реакция, подобно другим ониевым солям, представляет собой диссоциацию на основание и кислоту:

NH₄NO₃ ↔ NH₃ + HNO₃

Все многообразие дальнейшего химического превращения АС как в индивидуальном виде, так и в смесях зависит от особенностей протекания вторичных реакций с участием NH₃ и HNO₃.

Считается, что скорость распада АС определяется, с одной стороны [2], скоростью разложения НNO₃ [1]:

Эта схема хорошо согласуется с торможением процесса аммиаком и водой и с ускорением его HNO₃. Наличие этих веществ в качестве примеси может существенно влиять на скорость разложения АС [1].

Повышение качества и расширение ассортимента азотсодержащих минеральных удобрений – важная народнохозяйственная задача. Снижения слеживаемости, повышения термостабильной и улучшения других характеристик удобрений при одновременном повышении их агрохимической эффективности добиваются введением различных минеральных добавок или отходов промышленности [3, 4].

В работе для улучшения количества гранулированной аммиачной селитры (ГОСТ 2-75) в качестве добавки использован модифицированный аэросил марки АК1-300.

Объекты и методы исследования. Аэросил А-300, выпускаемый опытным производством «Фаргонаазот» АО, подвергали одностадийной модификации обработкой неводными растворами аммиачного комплекса калий по методике описанной ранее. В качестве растворителей использовали метанол, диметилформамидная и др., в качестве аминов – аммиак, пиридин или формамид. Содержание калий в аэросиле составляло 1,3%. С целью усиления взаимодействия калийсодержащего аэросиле с аммиачной селитрой его дополнительно обрабатывали сероводородом или сульфидом щелочного металла в неводной среде (ацетоне или метаноле) с образованием калий сульфидного аэросила. Содержание сульфида калий составляло 1,12 %. Полученные образцы аэросилов вводили в аммиачную селитру в количестве до 0,67%, селитру расплавляли в кварцевом сосуде, смесь тщательно перемешивали при 183-187°С и выпускали через капиллярную трубку в днище прибора в цилиндр, заполненный керосином или трибутилфосфатом [5-8]. Полученные гранулы сушили на фильтровальной бумаге сначала при комнатной температуре, затем в сушильном шкафу при 45-50°С. Для исследований отбирали гранулы размером 2,0±0,2 мм и помещали их в бюкс, хранившийся в экстракторе.

Таблица 1.

Зависимость прочности гранул аммиачной селитры от содержания добавки и обработки

*Все гранулы разрушились после 90, ** – после 100 термоударов.

Физико-химические и механические испытания гранул проводили по методикам, рекомендованным для лабораторий заводов минеральных удобрения. Прочность гранул определяли на приборе МИП-1-10. Не менее 30 высушенных гранул помещали на горизонтальном столике, и замеряли усилие, которое надо приложить для разрушения отдельной гранулы. Относительная ошибка определений не превышали ±5 %.

Результаты и их обсуждение. Из представленных в табл. 1 результатов следуют, что введение в аммиачную селитру аэрасила АК1-300 и калийсодержащего аэрасила повышает прочность и термоситабилность гранул. Однако наибольший эффект достигается при добавлении в селитру калий сульфидного аэросила в количестве 0,25 – 0,5 %. Это подтверждают и данные табл. 2.

Таблица 2.

Влияние добавок на термоустойичивость гранул аммиачной селитры

Определена также скорость поглощения влаги гранулами в диапазоне относительных влажностей воздуха 68-87 %. Опыты проводили эксикаторным методом. Установлено, что скорость поглощения влаги гранулами аммиачной селитры при введение в нее калийсодержащего аэрасила уменьшается в среднем на 10-13 % и на 25-75 % при использовании калий сульфидного аэрасила.

Гранулы аммиачной селитры, содержащие 0,25-0,5% калийсодержащего и калий сульфидного аэросила, при хранения в течение шести месяцев в негерметический закрытой таре не слеживаются и сохраняют 100 %-ю рассыпчатость. Следовательно, такая добавка к аммиачной селитре калийсодержащего и калий сульфидного аэросила существенно улучшает физико-химические и механические свойстве ее гранул. Увеличение прочности кристаллов аммиачной селитры при введении указанных азотсодержащих удобрений, приготовленных на основе аммиачной селитры.

 Использование модифицированных аэросилов в качестве припудривающих добавок значительно снижает слиживаемость удобрений, особенно нитроаммофоски. Сера и калий были выбраны в качестве добавок к удобрениям, поскольку они являются микроэлементами питания растений. Представляло интерес выяснить, достаточны-ли указанные выше малые количества добавок серы и калийной удобрений для повышения его биологической активности. Испытания были проведены на озимой пшенице сорта Фергана-112.

Таблица 3.

Влияние аммиачной селитры содержащей микроэлементы на развитие семян озимой пшеницы сорта Фергана-112

Определяли длину корней и стеблей пшенице через 4 и 15 сутки после посева. Условия опытов: ложе для прорастания – фильтровальная бумага, температура 20°С, содержание удобрения в воде для полива семян 0,2 %. Опыт выполнен в термостате без освещения.

Из данных, представленных а таб-3, следует, что аммиачная селитра, содержащая аэросил с добавками сера и калий, заметно ускоряет прорастание и развитие растений, что должно положительно сказываться на урожае и качестве сельскохозяйственных культур.

Заключение. Таким образом, калийсодержащего и калий сульфидного гранулированного азотсодержащих удобрение можно считать весьма перспективной добавкой, для получения аммиачной селитры, обладающей меньшей детонационной стабильностью.

Введение в аммиачную селитру аэросила, модифицированного калий и серой, существенно повышает физико-химические и механические характеристики гранулированной аммиачной селитры и оказывает благотворное влияние на ее агрохимическую эффективность.

Список литературы:

1. Технология аммиачной селитры / Под ред. В.М. Олевского. – М.: Химия, 1978. – 311с.
2. В.А. Черный, О.А. Стельцов. Применение медьсодержащего аэросила для модифицирования азотсодержащих минеральных удобрений. Укр. с.-х. акад., Киев. Химическая технология, 1988, №2. С. 47-49.
3. Е.Г. Соколова, Д.С. Русаков, Г.С. Варанкина, А.Н. Чубинский. Влияние аэросила технического на свойства клеевых композиций. «Известия вузов. Лесной журнал». 2021. № 3. С. 133-142. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-133-144.
4. Плотникова Г.П., Плотников Н.П. Модификация карбамидоформальдегидных связующих для производства ДСтП // Сб. науч. тр. SWORLD Т. 44, № 3. Одесса, 2013. С. 88–90.
5. Патент № 2253639 Россия. Кл. С 05 В 7/00, С 05 G 1/06, С 05 С 1/02. Способ получения гранулированного минерального удобрения, содержащего азот и фосфор, и гранулированное минеральное удобрение / В.А.Сеземин, О.Б.Абрамов. – Б.И. 2005, № 16.
6. A. Uzakov, Z.K. Dehkanov, X.Sh. Aripov. Obtaining Potassium Nitrate by the Conversion Method / Annals of the Romanian Society for Cell Biology, ISSN:1583-6258, Vol. 25, Issue 2, 2021, Pages. 3164-3170. http://annalsofrscb.ro/index.php/journal/article/view/1295.
7. З.К. Дехканов, Ш.С. Намазов, Б.Э. Султанов, Б.С. Закиров, А.Р. Сейтназаров. Азотнокислотное обогащение фосфоритов Центральных Кызылкумов. Химическая технология. Контроль и управление, 2011. С. 5-11.
8. Ф.А. Абдуназаров, З. Тураев, З.К. Дехканов. Грануляция нитрата кальция после добавки бентонитовых глин. Advances in Science and Technology, 2018. с. 79-80.
9. Р.Б. Эркинов, Г.И. Исмоилова, З.Ш. Усмонова, М.Н. Хусанова и З.К. Дехканов. Физико-химические свойства аммиачной селитры с добавкой зола. Universum: технические науки: научный журнал. – № 4(85). – 2021, С. 68-70. http://7universum.com/ru/tech/archive/category/485