Введение к работе
Актуальность проблемы. Объем выпуска и экспорта аммиачной селитры как ценного азотного удобрения постоянно возрастает. Важной задачей является улучшение товарных свойств удобрения, для этого ведутся исследования по подбору высокоэффективных кондиционирующих добавок. Основными недостатками аммиачной селитры являются ее высокая слеживаемость, обусловленная гигроскопичностью, растворимостью, модификационными переходами, термическая нестабильность.
Проблема получения аммиачной селитры и продуктов на ее основе повышенной термостабильности, актуальна на сегодняшний день - нитрат аммония сильный окислитель, способен самопроизвольно разлагаться в отсутствие теплоотвода и вентиляции при хранении и транспортировке и в присутствии органических веществ.
Ситуация с хранением и использованием нитрата аммония, аспекты эксплуатации и техники безопасности производства продолжают исследоваться и обсуждаться производителями и другими заинтересованными сторонами. В связи с ужесточением требований, а в ряде стран ограничением применения аммиачной селитры в качестве удобрения, проблема получения продукта повышенной термостабильности стоит перед производителем особенно остро. Для обеспечения безопасности разрабатывается и применяется комплекс законодательных правил и актов по производству, упаковке, транспортировке, складированию и хранению аммиачной селитры.
В этой связи получение удобрения на основе аммиачной селитры с повышенной термической стабильностью является актуальной задачей.
Целью работы является получение удобрения на основе аммиачной селитры с повышенной термостабильностью, улучшенными физико-механическими характеристиками.
Решение поставленной задачи включает:
- исследование различных добавок для получения термостабильного удобре
ния;
- анализ физико-механических характеристик, химического и фазового соста
ва удобрения;
исследование термической стабильности удобрения с использованием методов дифференциально-термического анализа и дифференциально-сканирующей калориметрии;
разработку рекомендаций для организации промышленного производства удобрения, в том числе разработку способа получения удобрения на основе аммиачной селитры с повышенной термостабильностью, ориентируясь на сложившиеся в России технологии.
Научная новизна. Получено удобрение на основе аммиачной селитры путем добавления в плав фосфогипса с содержанием азота общего 33,5%(масс). Изучены его физико-химические свойства, исследованы процессы модификационных переходов при нагревании и охлаждении плава. Проведена оптимизация состава удобрения с получением наиболее прочных гранул.
Впервые разработан способ получения термостабильного удобрения путем нанесения на гранулы аммиачной селитры фосфогипса с содержанием азота общего 28-24%(масс). Проведена оценка качества полученного удобрения. Определен фазовый состав поверхностного слоя удобрения, приведена структура гранулы, позволяющая адекватно оценить ее свойства, исследована термическая стабильность удобрения с использованием современных методов.
Практическая значимость. Предложена схема получения термо стабильного удобрения на основе аммиачной селитры с учетом возможностей действующих технологий.
Разработаны рекомендации по способу организации производства удобрения. Полученный продукт обладает рядом преимуществ по сравнению с чистой аммиачной селитрой:
более высокой прочностью гранул;
пониженной гигроскопичностью;
повышенной стойкостью к теплосменам;
повышенной термостабильностью.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Результаты исследования влияния фосфогипса, используемого в качестве добавки в плав и на поверхность гранул (прилл), на последовательность
модификационных превращений и качество удобрения на основе аммиачной селитры.
Результаты рентгенофазового исследования поверхностного слоя гранулы удобрения на основе аммиачной селитры.
Результаты исследования термической стабильности удобрения.
Рекомендации по технологии получения термостабильного удобрения на основе аммиачной селитры, в том числе способ получения удобрения на основе аммиачной селитры при нанесении инертных добавок на поверхность гранул.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на региональных, общероссийской научно-технической и международной научно-практической конференциях, в том числе на региональных научно-технических конференциях «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» г. Ставрополь 2001, 2002, 2004, 2005 г.г.; общероссийской научно-технической конференции «Новые технологии в азотной промышленности» г. Ставрополь; международной научно-практической конференции «Экология и жизнь» Пенза 2004 г.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 6 тезисов докладов, 4 статьи.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы (101 наименование) и приложения. Материал изложен на 164 страницах машинописного текста и содержит 22 рисунка и 29 таблиц.
