BRPI0714101A2 - gránulos de nitrato de amÈnio poroso de grau explosivo, composição de explosivo anfo, método para produzir gránulos de nitrato de amÈnio de grau explosivo, método para controlar a altura de um leito fluidizado em granulador de leito fluidizado e granulador de leito fluidizado - Google Patents
gránulos de nitrato de amÈnio poroso de grau explosivo, composição de explosivo anfo, método para produzir gránulos de nitrato de amÈnio de grau explosivo, método para controlar a altura de um leito fluidizado em granulador de leito fluidizado e granulador de leito fluidizado Download PDFInfo
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Abstract
GRANULOS DE NITRATO DE AMÈNIO POROSO DE GRAU EXPLOSIVO, COMPOSIçãO DE EXPLOSIVO ANFO, MéTODO PARA PRODUZIR GRáNULOS DE NITRATO DE AMÈNIO DE GRAU EXPLOSIVO, MéTODO PARA CONTROLAR A ALTURA DE UM LEITO FLUIDIZADO EM UM GRANULADOR DE LEITO FLUIDIZADO E GRANULADOR DE LEITO FLUIDIZADO. Esta invenção relaciona-se com grânulos porosos de nitrato de amónio de grau explosivo. Os grânulos são produzidos em um leito fluidizado e são formados por uma combinação de deposição em camadas e aglomeração para produzir grânulos de nitrato de amónio que têm formatos esféricos, lisos, duros e secos e não se decompóem facilmente durante o manuseio. Os grânulos de nitrato de amónio de uma faixa de tamanho e densidade específica podem ser preparados e a faixa de tamanho e densidade dos grânulos podem ser variadas, dependendo da aplicação dos grânulos, e isto tem particulares vantagens na preparação de grânulos para uso em composiçóes de explosivo ANFO.
Description
"GRÂNULOS DE NITRATO DE AMÔNIO POROSO DE GRAU EXPLOSIVO, COMPOSIÇÃO DE EXPLOSIVO ANFO, MÉTODO PARA PRODUZIR GRÂNULOS DE NITRATO DE AMÔNIO DE GRAU EXPLOSIVO, MÉTODO PARA CONTROLAR A ALTURA DE UM LEITO FLUIDIZADO EM UM GRANULADOR DE LEITO FLUIDIZADO E GRANULADOR DE LEITO FLUIDIZADO".
Antecedentes da invenção
Esta invenção relaciona-se com grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo. É um objetivo da invenção prover um método para produzir grânulos de nitrato de grau explosivo e grânulos de nitrato de amônio de graus explosivos. Sumário da invenção
Um primeiro aspecto da invenção relaciona-se com grânulos porosos de nitrato de amônio de grau explosivo, contendo 99-100%, tipicamente um mínimo de 99,8%, (m/m) de nitrato de amônio, produzido em um leito fluidizado, os grânulos sendo formados através de uma combinação de deposição em camadas e aglomeração. Os grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo preferivelmente têm formato esférico, têm uma superfície externa substancialmente lisa, e têm um tamanho médio de 1,5 mm a 3,0 mm.
Preferivelmente, os grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo têm uma densidade aparente de 0,75 a 0,9 g/cm3. Tipicamente, os grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo incluem microvazios, os microvazios sendo vazios dentro dos grânulos tendo um diâmetro de 10 a 100 mícrons. Estes grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo têm poros superficiais variando de 4 a 8 mícrons de diâmetro, através dos quais óleo combustível é absorvido.
Os grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo podem incluir aditivos tais como auxiliar(es) de granulação e modificador(es) de hábito cristalino.
Tipicamente, os grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo incluem (em base ativa) 300-600 ppm, preferivelmente 350-450 ppm, o mais preferivelmente 450 ppm de modificador(es) de hábito cristalino; e/ou 50 a 300 ppm, preferivelmente 100 a 200 ppm, o mais preferivelmente 150 ppm de auxiliar (es) de granulação. 0(s) modificador(es) de hábito cristalino é(são) preferivelmente um sal de sulfato de alquil naftaleno, preferivelmente o sal de sódio.
0(s) auxiliar(es) de granulação é(são) preferivelmente um sal de um sulfonato de cadeia reta, preferivelmente o sal de sódio.
A invenção também se relaciona com grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo como descritos acima, tendo uma absorção de óleo de 6% a 15% em peso de um óleo combustível.
A invenção adicionalmente se relaciona com uma composição explosiva, tal como uma composição explosiva ANFO, contendo grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo como descritos acima, bem como óleo combustível. Um segundo aspecto da invenção relaciona-se com um método para produzir grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo como descritos acima, o método incluindo:
a) prover um fundido de nitrato de amônio;
b) fornecer o fundido de nitrato de amônio, via pelo menos um bico, para um primeiro leito fluidizado que é
suprido com ar que foi preferivelmente condicionado para umidade relativa menor que 30% a 40°C e aquecido a uma temperatura de 95°C a 105°C, preferivelmente 100°C para formar grânulos de nitrato de amônio; e
c) passar grânulos formados no primeiro leito fluidizado preferivelmente diretamente para um segundo leito
fluidizado e resfriar os grânulos de nitrato de amônio para uma temperatura de 60°C a 80°C, preferivelmente 70°C ou menor, no segundo leito fluidizado.
Tipicamente, os grânulos de nitrato de amônio são formados no primeiro leito fluidizado pulverizando um fundido de nitrato de amônio contendo de 92% a 96%, preferivelmente de 93% a 95% em peso de nitrato de amônio concentrado no leito através de pelo menos um bico. Os grânulos a partir do segundo leito fluidizado são tipicamente enviados para um classificador a partir do qual grânulos subdimensionados são reciclados para o primeiro leito fluidizado como partículas de semeadura.
Tipicamente, o fundido de nitrato de araônio contém (em base ativa) 300-600 ppm, preferivelmente 350-450 ppm, o mais preferivelmente 450 ppm de modificador(es) de hábito cristalino; e/ou 50 a 300 ppm, preferivelmente 100 a 200 ppm, o mais pref erivelmente 150 ppm de auxiliar (es) de granulação.
0(s) modificador(es) de hábito cristalino é(são) preferivelmente um sal de sulfato de alquil naftaleno, preferivelmente o sal de sódio. 0(s) auxiliar(es) de granulação é(são) preferivelmente um sal de um sulfonato de cadeia reta, preferivelmente o sal de sódio.
A invenção também se relaciona com um grânulo de nitrato de amônio de grau explosivo tendo uma seção transversal substancialmente igual àquele refletida na figura 2; uma superfície substancialmente igual àquela refletida na figura 4; e uma estrutura cristalina substancialmente igual àquela refletida na figura 6.
Um terceiro aspecto da invenção relaciona-se com um método e aparelho para controlar a altura de um leito fluidizado em um granulador de leito fluidizado, o aparelho incluindo uma zona morta que não é suprida com ar fluidizado e que está em comunicação direta com o leito fluidizado, a zona morta incluindo meios de detecção para detectar a altura do leito fluidizado e meios de remoção para remover grânulos da zona morta; sendo que o meio de detecção está em comunicação com e controla o meio de remoção tal que o meio de detecção controle a altura do leito fluidizado. Descrição resumida dos desenhos
A figura 1 é uma representação esquemática de um aparelho e processo de acordo com a invenção para produzir grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo; A figura 2 é uma fotografia por microscópio eletrônico de uma seção transversal de um grânulo de nitrato de amônio produzido pelo processo desta invenção;
A figura 3 é uma fotografia por microscópio eletrônico de uma seção transversal através de uma pepita porosa de nitrato de amônio da técnica anterior;
A figura 4 é uma fotografia por microscópio eletrônico de um grânulo de nitrato de amônio produzido pelo processo desta invenção;
A figura 5 é uma fotografia por microscópio eletrônico de uma pepita porosa de nitrato de amônio da técnica anterior;
A figura 6 é uma fotografia por microscópio eletrônico de um grânulo de nitrato de amônio produzido pelo processo desta invenção; e
A figura 7 é uma fotografia por microscópio eletrônico da estrutura cristalina de uma pepita porosa de nitrato de amônio da técnica anterior. Descrição de configurações
Os grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo da invenção são produzidos em um aparelho melhorado em relação àquele descrito na publicação de patente internacional n° WO 2004/047976, o teor da qual é incorporado aqui por referência.
Com referência à figura 1, um aparelho de granulação para produzir grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo é mostrado geralmente pelo numerai 10. 0 aparelho 10 inclui primeiro e segundo leitos fluidizados 12 e 14 os quais estão em comunicação direta entre si. "Comunicação direta" e "diretamente" significa que não existe barreira entre os leitos fluidizados e grânulos formados no fluxo do primeiro leito fluidizado 12 para o segundo leito fluidizado 14 sem a necessidade de um conduto ou um transportador.
0 primeiro leito fluidizado 12 está localizado em um granulador 16 definido por um alojamento. O primeiro leito fluidizado 12 está localizado acima de uma placa perfurada orientada horizontalmente 20. Uma corrente de ar 18 é bombeada para o fundo do granulador 16, através da placa perfurada 20 para dentro do leito fluidizado 12 e extraído em uma saída superior 22, depois do que o ar é passado através de um lavador e liberado na atmosfera. A placa perfurada 20 tem uma área superficial de 0,8 m2 a 2 m2, preferivelmente 1 m2 a 1,6 m2, tipicamente cerca de 1,4 m2, e as perfurações têm um diâmetro de 1 a 3 mm, tipicamente 1,6 mm. 0 primeiro leito fluidizado 12 está dividido em duas zonas que são mostradas como Zona 1 e Zona 2. A Zona 1 pode ter de 0,5 m - 1 m, tipicamente cerca de 0,7 m de comprimento e a Zona 2 pode ter de 1,4 m - 2 m, tipicamente cerca de 1,7 m de comprimento. A Zona 1 é uma zona de condicionamento (ela não contém quaisquer bicos de spray) e a Zona 2, que inclui um número de bicos de ar atomizado (neste caso 6, mas podem ser mais) 26A-26F, é uma zona de granulação. Os bicos de ar atomizado 26A-26F são arranjados para fornecer um fundido de nitrato de amônio em um padrão de spray chato perpendicular ao fluxo de ar 18 através da placa perfurada 20. Cada bico 26A-26F é provido com uma válvula (não mostrada) tal que o spray de um bico possa ser desligado quando uma produção reduzida for requerida. Opcionalmente, a Zona 2 pode incluir um número de barreiras, neste caso seis defletores planos orientados verticalmente 24A-24F. Cada defletor 24A-24F está localizado acima de um bico 26A-26F. 0 tamanho de cada defletor 24A-24F é selecionado para garantir fluxo de massa constante por área de seção transversal.
Um fuso de alimentação 28 é provido para alimentar partículas de semeadura para dentro do granulador 16. 0 segundo leito fluidizado 14 está localizado em um resfriador/secador primário 30 definido por um alojamento. O segundo leito fluidizado está localizado acima de uma placa perfurada orientada horizontalmente 31. A placa perfurada 31 tem uma área superficial de 0,4 m2 a 1 m2, pref erivelmente 0,6 m2 a 0,9 m2, tipicamente cerca de 0,85 m2. Uma corrente de ar 32 é bombeada para o fundo do resfriador/secador primário 30, através da placa perfurada 31 e extraída na saída superior 34, depois do que o ar é passado por um lavador e liberado para a atmosfera.
A superfície superior dos grânulos fluidizados nos leitos fluidizados 12 e 14 está representada por uma linha tracejada, 15, Localizada adjacente ao segundo leito fluidizado 14 e em comunicação direta com aquele leito está uma "zona morta" 36 a qual não é suprida diretamente com ar fluidizante. Um fuso 37 é provido para remover grânulos de nitrato de amônio da zona morta 36. Um detector de nível 39 é provido para medir o nível da superfície 15 dentro da zona morta 36. O detector de nível 39 (que pode ser um detector de radar) está em comunicação e controla o fuso 37, para assim manter o nível da superfície 15 em uma altura constante. Uma altura preferida da superfície 15 dentro da zona morta 36 é 0, 3 a 0, 5 m.
Os grânulos de nitrato de amônio removidos do aparelho 10 pelo fuso 37 são enviados para um classif icador 38. Partículas finas subdimensionadas 40 a partir do classif icador 38 são recicladas via uma calha 42 para o fuso de alimentação 28 como partículas de semeadura para o primeiro leito fluidizado 12. Os grânulos superdimensionados 44 são enviados para um triturador 46, triturados, e também reciclados via a calha 42 para o fuso de alimentação 28 como partículas de semeadura. As partículas no tamanho certo 48 são enviadas para um resfriador secundário 50 onde elas são resfriadas para uma temperatura de aproximadamente 350C e então enviadas para embalagem 52.
Em uma configuração da invenção para produzir grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo, ar ambiente é extraído para dentro de um condensador e condicionado para remover a umidade do ar. O ar condicionado preferivelmente tem uma umidade relativa menor que 30% a 40°C. O ar condicionado é então passado por um aquecedor de vapor que aquece o ar até uma temperatura de 95 0C a 105°C, tipicamente IOO0C. O ar aquecido condicionado 18 é então bombeado para dentro do granulador 16 para formar o primeiro leito fluidizado 12. Em uma configuração preferida, o ar aquecido condicionado 18 está a uma temperatura de IOO0C e tem uma umidade relativa menor que 10% .
Um fundido de nitrato de amônio liquido concentrado tendo uma concentração de 92% a 96% (m/m), tipicamente de 93% a 95% (m/m) é bombeado para dentro do granulador 16 através dos bicos 26.
O fundido de nitrato de amônio preferivelmente inclui um auxiliar de granulação e um modificador de hábito cristalino. O modificador de hábito cristalino é tipicamente um sal de sulfonato de naftaleno, preferivelmente o sal de sódio. O modificador de hábito cristalino pode ser adicionado a 300-600 ppm (em base ativa) , preferivelmente 350-450 ppm, tipicamente 400 ppm. O auxiliar de granulação é tipicamente um sal de um sulfonato de cadeia reta, preferivelmente o sal de sódio. 0 auxiliar de granulação pode ser adicionado a 50-300 ppm, preferivelmente 100-200 ppm, preferivelmente 150 ppm. Cada um dos aditivos mencionados anteriormente impõe propriedades de porosidade- aos grânulos, mas para resultados ótimos ambos são usados. O fundido de nitrato de amônio também pode incluir um agente antiespumação tal como silica precipitada. Tipicamente, uma solução de nitrato de amônio é passada em tanques de ajuste, onde 1 kg de auxiliar de granulação e 20 1 de modificador de hábito cristalino são adicionados por 15 t de solução. Estes aditivos impõem características de porosidade e resistência aos grânulos de nitrato de amônio. O nitrato de amônio é concentrado para entre 92 a 96% (m/m) com 4 a 8% de teor de umidade livre. Utilizando uma bomba a 3,5 a 4,5 bar de pressão, o nitrato de amônio concentrado é então injetado no primeiro leito fluidizado 12 do granulador 16 via bicos de spray 26 a uma temperatura entre 130 e 160°C. Em adição à pressurização pela bomba, ar comprimido a uma pressão de 5 a 6,5 bar auxilia com a atomização do bico de fundido de Nitrato de Amônio 26. O ar comprimido é aquecido para uma temperatura de 90 a IlO0C. O ar comprimido aquecido retarda a cristalização do fundido, o que promove a deposição em camadas dos grânulos e intensifica a formação dos grânulos esféricos, lisos, preferidos, da invenção.
As partículas de semeadura de nitrato de amônio que têm um tamanho de aproximadamente 0,5 mm a 1,0 mm são alimentadas dentro do granulador 16 pelo fuso de alimentação 28. As partículas de semeadura passam pela Zona 1 do primeiro leito fluidizado 12 onde elas são pré- condicionadas, isto é, aquecidas pelo ar 18 e também secadas. Esta etapa de pré-condicionamento garante a ótima deposição em camadas da semeadura para garantir dureza, lisura e esfericidade dos grânulos quando entrando na Zona 2 do primeiro leito fluidizado 12. O nitrato de amônio líquido pulverizado a partir dos bicos 26 é depositado sobre as partículas de semeadura de nitrato de amônio para formar grânulos de nitrato de amônio. Os grânulos de nitrato de amônio são higroscópicos. 0 condicionamento do ar 18, o qual preferivelmente tem uma umidade relativa menor que 10% a 100°C, é importante. Se o ar 18 não foi condicionado, os grânulos podem absorver umidade do ar, se tornar grudentos, e se aglomerar. Na Zona 2, gotículas atomizadas de spray de fundido impactam com partículas no leito fluidizado e formam uma camada sobre as partículas, provocando assim o crescimento uniforme de tamanho. A configuração dos defletores 24A-24F pode otimizar o contato entre as gotículas e partículas e impedir fluxo de retorno, o que reduz a sobregranulação e partículas superdimensionadas. Os grânulos de nitrato de amônio formados no primeiro leito fluidizado 12 fluem diretamente para dentro do segundo leito fluidizado adjacente 14 do
resfriador/secador primário 30. O resfriador/secador primário 30 resfria os grânulos para abaixo de 70°C, tipicamente entre 60 e 80°C com ar condicionado 32. Embora as partículas sejam geralmente resfriadas para entre 50 e 70°C, é possível resfriar as partículas para uma temperatura acima de 40°C porque, na presente configuração do aparelho 10, as partículas de semeadura frias retornam para o alimentador 28 e podem ser aquecidas para a temperatura requerida na Zona 1 de pré- condicionamento. 0 resfriador/secador primário 30 também torna possível aumentar a capacidade de produção do granulador 16, uma vez que a taxa de fluxo do fundido quente a 130 até 160°C dentro do granulador 16 pode ser aumentada. A porosidade do grânulo de nitrato de amônio é criada no granulador 16, como é a maior porção da secagem dos grânulos. À medida que água é forçada para fora durante o processo de deposição em camadas, os poros são formados. O teor de umidade dos grânulos de nitrato de amônio pode ser adicionalmente reduzido para abaixo de 0,3% no resfriador/secador primário 30.
Um fuso 36 remove grânulos de nitrato de amônio do resfriador/secador primário 30. Os grânulos removidos pelo fuso 36 são classificados no classif icador 38 e as partículas finas são recicladas para o fuso de alimentação 28 como partículas de semeadura. Os grânulos superdimensionados são triturados no triturador 4 6 e também reciclados para o fuso de alimentação 28. Os grânulos no tamanho certo (40-80% de 1,5 mm a 3,0 mm) são enviados do classificador 38 para o resfriador secundário 50 para resfriamento e então embalagem.
Os grânulos de nitrato de amônio produzidos pelo aparelho e processo da invenção são de grau explosivo, de formato esférico, lisos, duros e secos e não se decompõem facilmente durante o manuseio. Tipicamente, os grânulos têm uma dureza média de grânulos de 1 kg a 3 kg, a média sendo determinada avaliando 10 grânulos pelo método seguinte: a dureza é determinada aplicando uma força medida em kg sobre um único grânulo na faixa de tamanho de 1,5-3,0 mm, com o resultado da dureza sendo a força em quilogramas que resulta na fratura do grânulo, isto é o ponto de escoamento. Os grânulos têm um teor de umidade tipicamente menor que 0,3% mas preferivelmente menor que 0,2%. Os grânulos adicionalmente têm uma superfície lisa, o quê impõe características de fluxo favoráveis.
Uma particular vantagem dos grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo da invenção é que devido aos grânulos serem formados por uma combinação de deposição em camadas e aglomeração é possível variar o tamanho do grânulo dependendo do requisito ou aplicação. Cada grânulo inclui microvazios tendo um diâmetro de 10 a 100 mícrons. Os microvazios nas diferentes camadas do grânulo não estão necessariamente conectados diretamente. Como um resultado, os microvazios na superfície do grânulo não estão necessariamente conectados diretamente com os microvazios do núcleo do grânulo. Isto afeta o comportamento destes grânulos no uso em composições de explosivo ANFO, quando eles são combinados com combustível na forma de um óleo. Quando expostos a óleo, os grânulos absorvem de 6% a 15% em massa de óleo combustível, o qual é capaz de penetrar até o núcleo. Uma vantagem adicional desta invenção é que grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo de uma faixa de tamanho e densidade específicas podem ser preparados e a faixa de tamanho e densidade dos grânulos podem ser variadas, dependendo da aplicação dos grânulos. Os grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo da invenção têm uma particular aplicação em uma composição de explosivo ANFO. Uma composição ANFO típica compreende 94% de Nitrato de Amônio (pepitas ou grânulos) e 6% de óleo combustível. ANFO é preparado em um processo de mistura onde óleo combustível é pulverizado sobre as pepitas ou grânulos a uma taxa de alimentação prescrita que proverá a desejada razão de oxidante para combustível. As duas fases são misturadas entre si e o tempo de retenção adequado permite a absorção de combustível. A porosidade da pepita ou grânulo de Nitrato de Amônio permitirá a absorção do óleo combustível, provendo uma mistura íntima de oxidante com combustível. Testes mostraram que uma composição ANFO compreendendo grânulos de nitrato de amônio da presente invenção pode resultar em velocidade de detonação (VOD) mais alta ou, se desejado, mais baixa (dependendo do que for requerido) que uma composição ANFO usando nitrato de amônio em pepitas porosas, dependendo de condições operacionais específicas para a fabricação dos grânulos de nitrato de amônio.
0 ANFO produzido com grânulos de nitrato de amônio da presente invenção foi testado em tubos de aço quanto às VOD's. 0 ANFO produzido usando grânulos de nitrato de amônio demonstrou sensibilidade ao detonador 6D. 0 produto preparado com grânulos de nitrato de amônio da presente invenção detonou confiavelmente e se comparou muito bem com ANFO convencional usando nitrato de amônio em pepitas porosas. Em um exemplo, nitrato de amônio granular com uma dureza de 0,96 kg (onde a densidade da carga estava 8% mais alta que ANFO convencional usando nitrato de amônio em pepitas porosas), as VOD's foram, na média, 20,0% mais altas. Os resultados dos testes são mostrados na Tabela 1 abaixo:
Tabela 1
Produto VOD MÉDIA (m/s) ANFO usando nitrato de amônio em pepitas porosas 3. 169 ANFO usando grânulos de nitrato de amônio da invenção (dureza = 0, 96 kg) 3. 800
30
Em um exemplo adicional, nitrato de amônio granular com uma dureza de 1,84 kg, a VOD foi, na média, 13,6% mais baixa do que ANFO convencional usando nitrato de amônio em pepitas porosas. Os resultados dos testes são mostrados na Tabela 2 abaixo: Tabela 2
Produto VOD MÉDIA (m/s) ANFO usando nitrato de amônio em pepitas porosas 3. 169 ANFO usando grânulos de nitrato de amônio da invenção (dureza = 1,84 kg) 2 . 737
As características físicas dos grânulos de nitrato de amônio preparados pelo processo da presente invenção podem ser comparadas com pepitas porosas da técnica anterior com referencia às figuras 2-7: Seção transversal A partir das figuras 2 e 3 pode ser visto que a pepita da figura 3 tem um furo central característico, enquanto este furo está ausente do grânulo da figura 2. A pepita também tem muitas fendas e trincas com bordas afiadas o que também está evidente na figura 7, enquanto os vazios no grânulo têm bordas mais lisas, como também pode ser visto na figura 6. Superfície externa
Com referência às figuras 4 e 5, o grânulo tem uma superfície externa muito mais lisa do que a pepita. Uma vantagem disto é que os grânulos escoam mais livremente do que as pepitas e têm menos chance de formar grumos. Finalmente, testes foram executados em grânulos de nitrato de amônio produzidos pelo processo da invenção para determinar o efeito da dureza e densidade interna dos grânulos na VOD (velocidade de detonação) . Estes resultados são fornecidos nos Gráficos 1 e 2 abaixo. Interessantemente, do Gráfico 1 é aparente que a VOD aumenta com a dureza diminuindo. Isto pode ser explicado como segue: como os grânulos mais macios são carregados por sopro, os grânulos se decompõem o que aumenta a densidade da carga. Isto leva a um aumento na VOD. Do Gráfico 2 está aparente que a densidade interna ótima para VOD é de 1,30 a 1,32. •k "k k
VOD (média) = VOD (média)
Dureza
Gráfico 1 - Gráfico da VOD vs. dureza para grânulos de nitrato de amônio produzidos pelo processo da invenção
10
* -*· *
VOD (média) = VOD (média)
15
Densidade interna Gráfico 2 - gráfico da VOD vs. densidade interna para grânulos de nitrato de amônio produzidos pelo processo da invenção
20
A invenção será agora descrita em mais detalhes com referência aos exemplos não limitantes seguintes: Exemplo
Um processo em bateladas foi usado para produzir nitrato de amônio granular poroso puro contendo 99,8% (m/m) de nitrato de amônio. A solução de nitrato de amônio foi obtida de uma instalação de Nitrato de Amônio em concentrações entre 88% e 90%. Cada batelada foi produzida de 15 t de solução de nitrato de amônio, 1 kg de modificador de hábito cristalino (neste caso o sal de sódio de sulfonato de alquil naftaleno disponível a partir de Lake International Technologies (agentes para Armaz Custom Chemicals) sob o nome comercial Galoryl®), e 1 de auxiliar de granulação (neste caso o sal de sódio de um sulfonato de cadeia reta disponível de Cheminmark (PTY) Ltd (agentes para Kao Corporation S.A.), sob o nome comercial SK Fert®). Esta solução foi então concentrada a pressão atmosférica evaporando água. Isto foi realizado passando vapor (8-10 bar) através de serpentinas em um tanque concentrador. Com uma referência à figura, a segunda solução em uma concentração acima de 95%, com uma temperatura de 150- 160°C foi bombeada para dentro do granulador 16 do aparelho 10 através de quatro bicos 2 6 a uma taxa de 2 t/h. 0 granulador 16 alojou um primeiro leito fluidizado 12 tendo uma área total de superfície fluidizante 20 de 1 m2 com 8% de aberturas de furos de 1,5 mm de diâmetro. 0 ar 18 fornecido para este leito fluidizado tinha uma temperatura de 98°C e uma umidade relativa menor que 15%. Os grânulos de nitrato de amônio a partir do granulador 16 fluiram diretamente para o resfriador/secador primário 30, o qual alojou um segundo leito fluidizado 14 tendo uma área total fluidizante de 0,65 m2. Este segundo leito fluidizado também tinha as mesmas aberturas que o primeiro leito fluidizado. Ar condicionado 32 fornecido para o segundo leito fluidizado estava a uma temperatura de 300C e tinha umidade relativa de 25% a 30°C.
Grânulos a partir do resfriador/secador primário 30, com tamanhos de partícula variando de <0,5 mm a 10 mm, foram então enviados para o classificador. Os grânulos foram classificados usando uma tela de piso duplo com aberturas dimensionadas entre 1,5 mm e 3 mm. As partículas subdimensionadas são recicladas para o primeiro leito fluidizado e as partículas superdimensionadas são trituradas para um tamanho abaixo de 3,0 mm e também retornadas para o primeiro leito fluidizado como material de semeadura. 0 produto final foi passado no resfriador secundário com uma superfície fluidizante total de 0,6 m2 e o mesmo tamanho de abertura que os outros leitos fluidizantes. O produto final deixando o resfriador secundário tinha uma temperatura de 4 6°C. O produto final foi embalado diretamente em sacos de 1 t (1.000 kg). Estes sacos foram transportados para uma unidade de resfriamento, onde eles são abertos e alimentados dentro do tambor de revestimento. Os grânulos são revestidos com 0,15% de agente anti-aglutinante. A composição do produto final utilizando as condições especificas acima foi: Nitrogênio 34,5% (m/m)
Umidade 0,24% (m/m)
pH 4,6
Dureza 1,31 kg
A composição típica do produto final é: Nitrogênio 34,5-35%
Umidade <0,3% (m/m)
pH 4-6
Dureza 1-3 kg
Claims (42)
1. Grânulos de nitrato de amônio poroso de grau explosivo.
2. Grânulos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de terem formato esférico e terem um tamanho médio de 1,5 mm a 3,0 mm.
3. Grânulos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de terem uma densidade aparente de 0,7 5 a 0,9 g/cm3.
4. Grânulos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de incluírem microvazios.
5. Grânulos, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de os microvazios terem um diâmetro de 10 a 100 mícrons.
6. Grânulos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de terem poros superficiais.
7. Grânulos, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de os poros superficiais terem de 4 a 8 mícrons de diâmetro de tamanho.
8. Grânulos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de incluírem um modificador(es) de hábito cristalino.
9. Grânulos, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de conterem (em base ativa) 300 a 600 ppm de modificador(es) de hábito cristalino.
10. Grânulos, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de conterem de 350 a 450 ppm de modificador(es) de hábito cristalino.
11. Grânulos, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de conterem 4 00 ppm de modificador(es) de hábito cristalino.
12. Grânulos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de o(s) modificador(es) de hábito cristalino ser(em) um sal de um sulfonato de alquil naftaleno.
13. Grânulos, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o(s) modificador(es) de hábito cristalino ser(em) o sal de sódio de sulfonato de alquil naftaleno.
14. Grânulos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracteri zado pelo fato de incluírem um auxiliar(es) de granulação.
15. Grânulos, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de conterem (em base ativa) 50 a 300 ppm de auxiliar(es) de granulação.
16. Grânulos, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de conterem 100 a 200 ppm de auxiliar(es) de granulação.
17. Grânulos, de acordo com a reivindicação 16, 15 caracterizado pelo fato de conterem 150 ppm de auxiliar(es) de granulação.
18. Grânulos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 11, caracterizado pelo fato de o(s) auxiliar(es) de granulação ser(em) um sal de um sulfonato de cadeia reta.
19. Grânulos, de acordo com a reivindicação 1 a 18, caracterizado pelo fato de terem uma absorção de óleo de 6% a 15% em peso de um óleo combustível.
20. Composição de explosivo ANFO, caracterizado pelo fato 25 de conter grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo como identificados em qualquer uma das reivindicações 1 a 19 e óleo combustível.
21. Método para produzir grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo, caracterizado pelo fato de incluir: a) prover um fundido de nitrato de amônio; b) pulverizar o fundido de nitrato de amônio, através de pelo menos um bico, para dentro de um primeiro leito fluidizado o qual é suprido com ar que foi condicionado para uma umidade relativa menor que 30% a 40°C e aquecido para uma temperatura de 95°C a 105°C para formar grânulos de nitrato de amônio; e d) passar grânulos formados no primeiro leito fluidizado para um segundo leito fluidizado e resfriar os grânulos de nitrato de araônio para uma temperatura de 60°C a 80°C no segundo leito fluidizado.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de o fundido de nitrato de amônio conter de 92% a 96% em peso de nitrato de amônio concentrado.
23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de o fundido de nitrato de amônio conter de 93% a 95% em peso de nitrato de amônio concentrado.
24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizado pelo fato de os grânulos a partir do segundo leito fluidizado serem enviados para um classificador a partir do qual grânulos subdimensionados são reciclados para o primeiro leito fluidizado como partículas de semeadura.
25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de os grânulos superdimensionados 20 a partir do classificador serem primeiro triturados e então também reciclados para o primeiro leito fluidizado como partículas de semeadura.
26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 25, caracterizado pelo fato de o fundido de nitrato de amônio conter um modificador(es) de hábito cristalino.
27. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de o fundido de nitrato de amônio conter (em base ativa) 300 a 600 ppm de modif icador (es) de hábito cristalino.
28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de o fundido de nitrato de amônio conter 350 a 450 ppm de modificador(es) de hábito cristalino.
29. Método, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de o fundido de nitrato de amônio conter 400 ppm de modificador(es) de hábito cristalino.
30. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações .26 a 29, caracterizado pelo fato de o(s) modificador(es) de hábito cristalino ser(em) um sal de sulfonato de alquil naftaleno.
31. Método, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de o(s) modificador(es) de hábito cristalino ser(em) o sal de sódio de sulfonato de alquil naftaleno.
32. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 31, caracterizado pelo fato de o fundido de nitrato de amônio conter um auxiliar(es) de granulação.
33. Método, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de o fundido de nitrato de amônio conter (em base ativa) 50 a 300 ppm de auxiliar (es) de granulação.
34. Método, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de o fundido de nitrato de amônio conter 100 a 200 ppm de auxiliar(es) de granulação.
35. Método, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de o fundido de nitrato de amônio conter 150 ppm de auxiliar(es) de granulação.
36. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 a 35, caracterizado pelo fato de o(s) auxiliar (es) de granulação ser(em) um sal de um sulfonato de cadeia reta.
37. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de o(s) auxiliar (es) de granulação ser (em) o sal de sódio de um sulfonato de cadeia reta.
38. Grânulo de nitrato de amônio de grau explosivo, caracterizado pelo fato de ter uma seção transversal substancialmente igual àquela refletida na figura 2.
39. Grânulo de nitrato de amônio de grau explosivo, caracterizado pelo fato de ter uma superfície substancialmente igual àquela refletida na figura 4.
40. Grânulos de nitrato de amônio de grau explosivo, caracterizado pelo fato de ter uma estrutura cristalina substancialmente igual àquela refletida na figura 6.
41. Método para controlar a altura de um leito fluidizado em um granulador de leito fluidizado, caracterizado pelo fato de o granulador ser provido com uma zona morta que não é suprida com ar fluidizante e que está em comunicação direta com o leito fluidizado, a zona morta incluindo meios de detecção para detectar a altura do leito fluidizado e meios de remoção para remover grânulos a partir da zona morta; sendo que o meio de detecção está em comunicação com e controla o meio de remoção e está arranjado para controlar a altura do leito fluidizado.
42. Granulador de leito fluidizado, caracterizado pelo fato de ser arranjado para ser suprido com ar fluidizante, o granulador incluindo uma zona morta que não é suprida com ar fluidizante e que está em comunicação com o leito fluidizado, a zona morta incluindo meios de detecção para detectar a altura do leito fluidizado e meios de remoção para remover grânulos da zona morta; sendo que o meio de detecção está em comunicação com e controla o meio de remoção tal que o meio de detecção controle a altura do leito fluidizado.
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