Модифицирование аммиачной селитры неорганическими кремнийсодержащими соединениями

• Автор: Усмонов, Камаридин Пазлидинович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Характеристики, метод и схемы производства
аммиачной селитры
1.2. Физико-химические свойства и пути улучшения качества
аммиачной селитры
1.2.1. Физико-химические свойства аммиачной селитры
1.2.2. Кондиционирование аммиачной селитры
1.2.3. Модифицирование аммиачной селитры
1.2.4. Использование неорганических добавок и их влияние
на основные свойства аммиачной селитры
1.3. Вопросы безопасности при производстве и использовании аммиачной селитры
1.4. Заключение, обоснование цели и постановка
задач исследования
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Выбор и характеристика неорганических кремнийсодержащих соединений в качестве модифицирующих добавок к аммиачной селитры
2.2. Методы и аналитический контроль исследований
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Изучение свойств модифицирующих добавок
3.1.1. Исследование химического и фазового состава
природных кремнийсодержащих соединений
3.1.2. Исследование ионообменного поведения
бентонита
3.2. Изучение свойств модифицированных образцов
аммиачной селитры

3.2.1. Кислотность водных растворов образцов модифицированной аммиачной селитры
3.2.2. Гигроскопичность экспериментальных образцов
3.2.3. Прочность экспериментальных образцов
3.2.4. Полиморфные превращения нитрата аммония и модифицированной аммиачной селитры
3.2.5. Термические свойства экспериментальных образцов
аммиачной селитры
3.2.6.Фазовый состав и структура модифицированных образцов

аммиачной селитры
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1. Исследование реологических свойств расплавов
модифицированной аммиачной селитры
4.2. Технологические решения по модернизации промышленного процесса
получения модифицированной аммиачной селитры
ВЫВОДЫ
Список сокращений и условных обозначений
Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ
Среди минеральных азотсодержащих удобрений аммиачная селитра (АС) занимает ведущее место, так как является доступным по цене безбалластным удобрением с высокой концентрацией питательных веществ и сбалансированным содержанием аммонийной и нитратной форм азота.
Основными недостатками, ограничивающими распространение аммиачной селитры, являются физиологическая кислотность, гигроскопичность, слеживаемость, недостаточная механическая прочность гранул, термическая нестабильность и взрывоопасность. АС является окислителем, способным поддерживать горение и сама детонировать под воздействием некоторых внешних факторов. Во избежание несчастных случаев и техногенных катастроф большинство стран ввели жесткий контроль в сфере производства и обращения АС, а некоторые из них: Алжир, Китай, Филиппины, Ирландия наложил запрет на использование чистой аммиачной селитры в сельском хозяйстве. Существенным недостатком является также полиморфизм, приводящий к нежелательным изменениям физико-химических и механических свойств удобрения при хранении и транспортировке.
Введение модифицирующих добавок в минеральные удобрения является одним из путей улучшения их потребительских свойств. С этой целью производители АС в качестве материалов-модификаторов успешно используют сульфатные, кальциевые, магнезиальные и др. добавки, которые снижают проявление отрицательных и сохраняют положительные свойства удобрений.
В конце XX века произошло резкое сокращение объема научно-исследовательских работ, направленных на поиск эффективных добавок, разработку рецептуры и научных основ технологии модифицирования удобрений. В связи с чем, практически не наблюдалось увеличения ассортимента выпускаемых удобрений.
Технология получения АС является многотоннажным производством. Ее годовой выпуск только на территории Узбекистана составляет порядка 1,7 млн.т.
В целях повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции,

качества удобрений. В общем случае гигроскопичность характеризуется скоростью сорбции паров воды образцом в стандартных условиях. Относительную влажность воздуха, при которой соль не увлажняется и не подсыхает, называют гигроскопической точкой [13] или в зарубежной литературе CRH - критической относительной влажностью.
Процесс сорбции паров воды растворимыми солями может включать адсорбционную и абсорбционную стадии [133, с. 18]. Степень и интенсивность этого процесса зависят как от химического состава соли и ее удельной поверхности, так и от содержания паров воды в воздухе.
Абсолютно сухая соль сначала адсорбирует влагу. Затем, по мере того как влага заполняет адсорбционные центры на поверхности кристаллов, образуется пленка насыщенного раствора. Движущей силой процесса является разность между давлениям пара над насыщенным раствором соли и равновесным давлением водяных паров в атмосфере при данной температуре, которая
определяет динамику процесса сорбции или десорбции воды [133, с. 18].
Количественной характеристикой гигроскопичности является гигроскопическая точка - отношение упругости водяного пара (Ра) (3) над насыщенном раствором данного вещества к упругости водяного пара (Р), насыщающего воздух при данной температуре [13,119]:
h = Ра/Р • 100 % (3)
Авторы [63, 64] считают, что гигроскопические свойства твердых веществ следует характеризовать изотермами сорбции и кинетическими
закономерностями процесса. Эти характеристики проще получать с помощью динамического метода. В уравнении (4) критерием оценки интенсивности влагопоглощения соли является коэффициент гигроскопичности [63]:
у = K-Wp (4)
где К - константа, зависящая от влажности воздуха;
Wp - давление водяных паров над насыщенным раствором соли.
При положительном значении движущей силы сорбции влага из
межгранульного пространства проникает в тонкие поры соли, где, растворяя