Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОЙ ГРАНУЛИРОВАННОЙ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОЙ ГРАНУЛИРОВАННОЙ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОЙ ГРАНУЛИРОВАННОЙ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к технологии получения простых, дешевых, доступных и одновременно взрывобезопасных взрывчатых веществ, применяемых в горной, горнорудной, угольной промышленности, а именно, к способу получения пористой гранулированной аммиачной селитры с высокой прочностью гранул. Способ включает нейтрализацию азотной кислоты аммиаком, последующую выпарку раствора с получением высококонцентрированного плава, введение в плав порообразующих добавок, в количестве, мас.%: карбамида 0,1 - 0,5, кальцинированной соды 0,05 - 0,2 и диспергатора НФ 0,005 - 0,2, а перед стадией выпарки вводится раствор NH4NO3, содержащий соединения кальция и фосфора в пересчете на CaO 0,015 - 0,04 мас.% и P2O5 0,005 - 0,03 мас.%. При этом получается продукт со следующими характеристиками: впитывающая способность 16 г/100 г, сод H2O 0,3 - 0,6 мас.% /по Фишеру/, насыпной вес 0.71-0.85 г/см3, прочность гранул 560 - 780 г/гр. Продукт поглощает 5,5% дизельного топлива. Одновременно с введением добавок, повышающих прочность гранул, снижается нижний предел диспергатора НФ (до 0,005 мас.%) с повышением верхнего предела кальцинированной соды (до 0,2 мас.%).
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2010023
Класс(ы) патента: C05C1/02
Номер заявки: 5057151/26
Дата подачи заявки: 29.04.1992
Дата публикации: 30.03.1994
Заявитель(и): Новгородское производственное объединение "Акрон"
Автор(ы): Невская В.Н.; Селезнева Л.А.; Олевский В.М.; Иванов В.А.; Горбунов Л.К.; Милованов В.А.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Акрон"
Описание изобретения: Изобретение относится к технологии получения простых, дешевых, доступных и одновременно взрывобезопасных взрывчатых веществ, - игданитов и гранулитов М, применяемых в горной, горнорудной, угольной и водной промышленности.
Однако, как показало проведение экспериментов потребителями пористой гранулированной амселитры, оно применимо также для получения, например, нового вида комбизара, где процентное содержание тротила уменьшено практически в 2 раза.
Согласно последним исследованиям, изобретение может быть использовано для изготовления эмуланов, применяемых в водонаполненных скважинах.
Существует несколько принципиально различных способов получения пористой амселитры. Один из них основан на введении в плав амселитры разных порообразующих добавок. Суть заключается в том, что, распределяясь равномерно в объеме плава и вступая с ним в реакцию, выделяющиеся газы улетучиваются при грануляции, образуя поры, повышающие сорбционную способность полученного продукта. Применение порообразующих добавок позволяет получить селитру с повышенной удерживающей способностью гранул по отношению к дизельному топливу или другим нефтепродуктам до 6 мас.% вместо 0,9-1,5 мас.%. Однако при этом снижается прочность гранул.
Известен способ получения пористой селитры путем введения в плав NH4NO3 инфузорной земли, или инфузорной земли и карбамида, или одного карбамида. Однако пористая селитра, полученная с помощью одного карбамида, имеет очень хрупкие гранулы и, следовательно, мало пригодна в качестве товарного продукта. Предложенная смесь содержит от 0,5 до 3 мас.% инфузорной земли и от 0,1 до 0,3 мас.% карбамида. Высокое содержание инфузорной земли значительно снижает содержание основного вещества. Это делает невозможным применение пористой селитры в качестве удобрения. Помимо этого имеются затруднения при изготовлении порообразующих добавок: должна быть использована инфузорная земля специального сорта, имеющая невысокую плотность, карбамид перед дозировкой следует измельчать [1].
Известен также способ получения пористой селитры с повышенной прочностью гранул путем введения в плав NH4NO3 перед гранулированием мела с дисперсностью частиц 5-20 мм в количестве 0,25-3,0 мас.%. Прочность гранул готового пористого продукта составляет 500-550 г/гр [2].
Недостатком способа является применение порообразующей добавки в твердом виде и невозможность использования ее в жидком виде из-за незначительной растворимости в воде CaCO3. Это создает значительные трудности при подаче твердой добавки на высоту гранбашни (более 60 м). При этом в значительном объеме используется ручной труд.
Прочность образцов пористой гранулированной селитры инофирм также находится в пределах 250-400 г/гр.
Известен также способ получения пористой селитры путем введения в плав NH4NO3 диспергатора НФ, применяемого в виде 10-40% водного раствора в количестве 0,01-0,1 мас.% от массы селитры. При сравнительно высокой впитывающей способности гранул (до 13 г на 100 г) прочность продукта сравнительно невысока - приблизительно 350 г/гр [3].
Этот способ взят в качестве прототипа.
В настоящее время возникла необходимость в обеспечении потребителей пористой селитры продуктами с более высокой прочностью гранул. При этом продукт должен сохранять свою прочность (с минимальной ее потерей) при долговременных смешанных перевозках.
Предлагается способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры путем нейтрализации NHO3 аммиаком, выпарку раствора с получением плава, введение в плав аммиачной селитры смеси порообразующих добавок: кальцинированной соды, карбамида и диспергатора НФ, предварительное введение в раствор аммиачной селитры перед стадией выпарки раствора NH4NO3, содержащего соединения кальция и фосфора в количестве на CaO - 0,015-0,04 мас.% и P2O5 - 0,005-0,03 мас.%.
Количество вводимых порообразующих добавок: карбамида, кальцинированной соды и диспергатора НФ составляет соответственно, мас.%: 0,1-0,5, 0,05-0,2 и 0,005-0,2.
Диспергатор НФ является дефицитным продуктом, так как его в сравнительно небольшом количестве производит только Новомосковский завод органического синтеза.
Соединения CaO и P2O5, попадая в плав амселитры, содержащий сульфатную добавку в количестве 0,3-0,7 мас.%, вступая в реакцию с сульфатом аммония, образуют сульфатно-фосфатные и сульфатно-кальциевые соединения, способствующие повышению прочности гранул пористой селитры. Продукт имеет следующую характеристику: впитывающая способность гранул 9-16 г/100 г; сод. H2O - 0,3-0,6 мас. % (по Фишеру); насыпной вес 0,71-0,85 г/см3; прочность гранул 560-780 г/гр.
Новизна способа состоит в том, что в раствор аммиачной селитры перед стадией выпарки вводят растворы соединений кальция и фосфора в пересчете на СaO 0,015-0,04 мас.% и на P2O5 0,005-0,03 мас.%.
Новизна способа состоит также и в том, что значительно (в 6 раз) снижается нижний предел диспергатора НФ (до 0,005 мас.%) с одновременным сравнительно незначительным (в 2 раза) увеличением верхнего предела содержания кальцинированной соды, что дает возможность варьирования пределами изменения насыпного веса от 0,7 до 0,85 г/см3.
Применение CaO и P2O5 позволяет использовать конверсионые растворы цеха азофоски, количеством подаваемого конверсионного раствора возможно регулировать прочность гранул.
В табл.1 представлены результаты анализов образцов пористой селитры при введении конверсионных растворов, содержащих разное количество добавок кальция (CaO 0,015-0,04) и фосфора (P2O5 0,005-0,03%).
Для сравнения приведены данные анализа пористого продукта без дополнительных добавок.
Как следует из табл.1, пористый продукт без дополнительного введения добавок отличается низкой прочностью гранул по сравнению с пористым продуктом по предлагаемому способу.
Одновременно с повышением прочности гранул готового продукта уменьшается процентное содержание уноса пыли аммиачной селитры, т.е. улучшается экология процесса.
Данные анализов, представленные в табл.2, получены как средние результаты при выпуске опытно-промышленных партий пористой гранулированной аммиачной селитры.
В табл. 3 представлены результаты анализа образцов пористой гранулированной аммиачной селитры, полученных при введении в плав амселитры (как порообразующих добавок) уменьшенного количества диспергатора НФ и увеличенного количества кальцинированной соды, что дает возможность широкого варьирования насыпным весом (по требованию потребителей).
Количественное содержание диспергатора НФ и соды были подобраны опытным путем с учетом высокой прочности гранул полученного продукта.
Как следует из табл. 3, уменьшение количества диспергатора НФ меньше 0,005 мас. % влияет на снижение величины впитывающей способности гранул, лежащей за пределами допустимой (согласно Извещению N 3 об изменении ТУ на пористую амселитру этот показатель должен быть не менее 9 г/100 г).
В результате проведения физико-химических исследований установлено, что устойчивость гранул образцов пористой гранулированной амселитры с повышенной прочностью гранул при температурных колебаниях 20-50оС значительно выше по сравнению с образцами пористой селитры с более низкой прочностью гранул (см. табл.4).
Как следует из табл.4, гранулы пористой селитры повышенной прочности гранул под влиянием полиморфных превращений теряют прочность гранул в 3,4 раза после десяти циклов в то время, как гранулы пористой селитры с прочностью ≈350 г/гр - почти в 3 раза после пяти циклов.
Одновременно были проведены опыты по определению устойчивости гранул обоих образцов пористой селитры к минусовым температурным колебаниям (от - 35 до - 50оС) в сравнении с устойчивостью гранул при t = - 50оС.
Данные сведены в табл.5.
Основой данных опытов является проведение испытания на визуальное определение количества целых гранул (из 25 шт.), охлаждаемых в сосудах Дьюара при низких температурах (каждый цикл - 2 ч).
Как следует из табл.5, термостойкость гранул испытуемых образцов значительно выше (как при постоянной, так и при переменной температурах) в случае испытания гранул пористой селитры с повышенной прочностью гранул.
Изучение влагопоглощения обоих образцов пористой селитры статическим методом при относительной влажности воздуха 100% показало, что образец пористой селитры с повышенной прочностью гранул поглощает влаги меньше, чем образец с более низкой прочностью гранул. Это дает надежду на перевозку пористую селитру с высокой прочностью гранул в минераловозах и хопперах, что очень важно для потребителей.
Определение физико-химических характеристик, обеспечивающих поглощаемость дизельного топлива (5,5%) гранулами пористого продукта, представлены в табл.6.
Для сравнения представлен анализ образца рядовой гранулированной аммиачной селитры.
Как видно из табл.6, возможность поглощения 5,5% дизельного топлива (по сравнению с 2% у рядовой селитры) объясняется увеличением общего объема пор (в 1,6 раза); значительно большей прочностью гранул, увеличением удельной поверхности пор. Причем ≈76% объема пор приходится на макропоры и лишь меньшая его часть (24%) - на переходные поры. В образце рядовой гранулированной амселитры наблюдается та же картина распределения.
В примерах представлено изменение прочности гранул готового продукта после введения перед стадией выпарки раствора NH4NO3, содержащего соединения кальция и фосфора.
П р и м е р 1. В упаренный высококонцентрированный плав NH4NO3 в количестве 30 т/ч перед стадией грануляции вводят диспергатор НФ в количестве 12 кг/ч. При этом получают пористый продукт, имеющий следующую характеристику: впитывающая способность 13 г/100 г; удерживающая способность 5,5%; содержание H2O по Фишеру 0,42%; насыпной вес 0,78 г/см3; гранулометрический состав по ТУ на пористую селитру; прочность гранул 350 г/гр.
П р и м е р 2. Перед стадией выпарки в раствор аммиачной селитры вводят раствор NH4NO3, содержащий соединения кальция и фосфора в пересчете на CaO в количестве 4,5 кг/ч (0,015 мас.%) и в пересчете на P2O5 в количестве 1,5 кг/ч (0,005 мас.%). Далее раствор упаривают до получения высококонцентрированного плава, и в плав в количестве 30 т/ч вводят порообразующие добавки: карбамид 75 кг/ч; кальцинированная сода 19 кг/ч; диспергатор НФ 12 кг/ч.
При этом получается продукт, имеющий следующую характеристику: впитывающая способность 12,8 г/100 г; удерживающая способность 5,5%; прочность гранул 760 г/гр; насыпной вес 0,82 г/см3; содержание H2O (по Фишеру) 0,44%; гранулометрический состав по ТУ на пористую селитру. (56) 1. Патент США N 3447982, кл. C 05 B 1/04, 1969.
2. Авторское свидетельство СССР N 767025, кл. C 01 C 1/18, C 05 C 1/02, 1980.
3. Авторское свидетельство СССР N 421627, кл. C 01 C 1/18, 1973.
Формула изобретения: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОЙ ГРАНУЛИРОВАННОЙ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ , включающий нейтpализацию азотной кислоты аммиаком, выпаpку с получением высококонцентpиpованного плава, введение поpодообpазующих добавок с последующей гpануляцией пpодукта, отличающийся тем, что пpедваpительно пеpед стадией выпаpки вводят pаствоp аммиачной селитpы, содеpжащий соединения кальция и фосфоpа в количестве в пеpесчете на CaO 0,015 - 0,04 мас.% и P2O5 0,005 - 0,03 мас.%, а в качестве поpодообpазующих добавок используют каpбамид, кальциниpованную соду и диспеpгатоp НФ в количествах 0,1 - 0,5 мас.%, 0,05 - 0,2 мас.% и 0,005 - 0,2 мас.% соответственно.