FI108347B - Menetelmõ ammoniumnitraatin stabiloimiseksi - Google Patents

Description

108347

Menetelmä ammoniumnitraatin stabiloimiseksi

T

Keksintö koskee menetelmää termisesti ja mekaanisesti stabiilin ammoniumnitraatin valmistamiseksi käyttämällä kiillemine-5 raalien ryhmään kuuluvaa verkkosilikaattia stabiloivana aineena. Lisäksi keksintö koskee tämän menetelmän mukaisesti valmistettua stabiilia ammoniumnitraattia.

Ammoniumnitraattia valmistetaan tyypillisesti neutraloimalla 10 typpihappoa ammoniakilla. Näin saatu tuote käytetään pääasiallisesti, joko suoraan sellaisenaan tai mekaanisesti sekoitettuna seoksen osana, korkealaatuisten typpilannoitteiden tai seoslannoitteiden valmistamiseen. Yleensä kaupallisesti merkittävältä, puhtaalta ammoniumnitraatilta vaaditaan, että 15 sen sisältämän typpipitoisuuden pitää olla suurempi kuin 33,5 % (teoreettinen maksimi 35 %) , jolloin se voi tyypillisesti sisältää noin 4 % epäpuhtauksia, kuten esimerkiksi stabilointiaineita ja vähän vettä. Ammoniumnitraatti on myös tehokas hapetin, johon perustuu sen käyttö räjähdysaineteollisuudes-20 sa.

Ammoniumnitraatille on ominaista materiaalin tilavuuden muutokset, jotka johtuvat eri lämpötiloissa tapahtuvista kide-muodon muutoksista. Ongelmallisin on yhdisteen tyypillisissä * " 25 sovellutuskohteissa, lämpötila-alueella 32 °C tapahtuva pa lautumaton turpoaminen, joka on yhdessä lämpösyklissä, esimerkiksi 25 °C -> 50 °C, 3,6 %. Erityisesti, jos lämpötilaa syklataan useaan otteeseen kyseisellä välillä muutospisteen yli ongelma korostuu. Ammoniumnitraattirakeet alkavat hajota . 30 pieniksi osiksi ja muuttuvat vähitellen pölymäisiksi partik- • < ' * keleiksi. Teollisessa mittakaavassa materiaalin laatu heikke- nee helposti kuljetuksen aikana ja pitkäaikaisessa varastoinnissa, johtuen myös sen hygroskooppisuudesta, tapahtuu paakkuuntumista. Lisäksi tarvitaan toistuvaa tilojen puhdis-35 tamista pölystä, joka voi johtaa ajoittain jopa tehtaan sulkemiseen.

1 08347 2

Lannoitekäytössä turpoamisesta seuraa lannoiterakeiden rik- r koutumista ja rapautumista, säkkien repeämistä ja yhdisteen altistumista ulkoilman kosteudelle.

5 Ammoniumnitraattirakeiden ominaisuuksia on yritetty parantaa jo pitkään sekoittamalla materiaaliin erilaisia lisäaineita.

Nämä stabilaattorit voidaan lisätä kiinteän olomuodon reaktioilla tai suoraan ammoniumnitraattisulaan, jolloin niiden avulla on pystytty muuttamaan esimerkiksi mekaanisia ominai-10 suuksia tai kosteudensietokykyä. Käytettyjä stabilaattoreita ovat esimerkiksi CaS04, H3PO3 + (NH4)2HP04 + (NH4)2S04, ammoni um- ja kaliumpolyfosfaatit, silikageeli, metallioksidit, kaoliini, Mg(N03)2 ja A12(S04)3, kaliumnitraatti, -fluoridi, me-tallidinitramidin suolat, sinkkioksidi, magnesiumoksidi, 15 nikkelioksidi, tiettyjen metallien, kuten Li, Ca, Ba ja AI -suolat, urea, etyleenidiamiinidinitraatti, dietyleenitriamii-nitri-nitraatti, guanidiumnitraatti ja melamiini. Kiteytymis-keskuksina toimivina yhdisteinä on käytetty savea, talkkia, silikaatteja ja luonnollisia piimateriaaleja. Mikään näistä 20 vaihtoehdoista ei kuitenkaan ole osoittautunut kaikilta ominaisuuksiltaan täysin tyydyttäväksi ratkaisuksi ammoniumnit-raatin stabiloimiseksi. Ongelmia ovat aiheuttaneet esimerkiksi huono kosteudensietokyky (Mg(N03)2), rakeiden mekaaninen lujuus (talkki), valmistusprosessin vaarallisuus (KF), tran-25 sitiolämpötilan lasku, tarvittavat suuret lisäainemäärät ja taloudelliset seikat, kuten kilpailukykyinen hinta suurilla tuotantomäärillä.

Ammoniumnitraatin stabiilisuutta on parannettu patentissa . 30 GB 1189448 sekoittamalla ammoniumnitraattisulaan 0,1-10 % hienoksi jauhettua savimateriaalia, kaoliinia, attapulgiit- ' tia, talkkia, montmorilloniittia tai näiden seosta ja rakeistamalla näin saatu sula. Sulaan voidaan myös lisätä savimate-riaalien ohella hydraatteja muodostavia yhdisteitä kuten 35 alumiinioksidia, -sulfaattia, magnesiumoksidia, -karbonaattia tai -nitraattia. Ongelmallista on käytettyjen savimateriaali- 3 108347 en pölyäminen, johtuen niiden hyvin pienestä partikkelikoos-ta (< 75 pm) ja esimerkiksi attapulgiitin korkea hinta.

Yleisimmät luonnossa esiintyvät kiillemineraalit ovat musko-5 viitti KA12 (AlSi3Oio) (OH) 2/ flogopiitti KMg3 (AIS13O10) (OH, F) 2 ja biotiitti K (Mg, Fe) 3 (AI, Fe) S13O10 (OH, F) 2. Näiden keskinäinen luokittelu perustuu raudan, alumiinin ja magnesiumin määrään rakenteessa. Flogopiitti ja biotiitti muodostavat jatkuvan sarjan, mikäli Mg:Fe > 2, on mineraali flogopiittia ja mikäli 10 Mg:Fe < 2 on kyseessä biotiitti. Kiillemateriaalit esiintyvät luonnossa suomu- ja levykiilteinä. Sähköteollisuus on suurin levykiilteiden kuluttaja, johtuen niiden hyvistä eristysomi-naisuuksista, kestävyydestä ja joustavuudesta. Kemiallisesti kiillemateriaalit ovat inerttejä. Suomukiillettä käytetään 15 kiillepaperin valmistukseen, täyteaineena esimerkiksi muoveissa, sementeissä, maaleissa ja kumissa. Käsittelemätöntä flogopiittia voidaan käyttää myös maanparannusaineena, erityisesti hidasliukoisen kaliumin lähteenä. Apatiitin rikas-tuksen sivutuotteena saatavassa flogopiitissa voi olla epä-20 puhtautena esimerkiksi kalsiittia ja dolomiittia.

Flogopiitin ominaisuuksia lannoitekäytössä on tutkittu Liisa Mäkelän diplomityössä (TKK 1998: Flogopiitin ominaisuudet . lannoitteen raaka-aineena). Kokeellisen osan yhteydessä ha- • < 25 valttiin, että flogopiitti muuntuu happokäsittelyssä vermiku-liittityyppiseksi mineraaliksi, jolla on erinomainen vedensi-tomiskyky. Happokäsitelty flogopiitti pystyy sitomaan vettä 2/3 omasta painostaan, mikä selittää flogopiittia sisältävillä lannoitteilla havaitun hyvän kosteudensietokyvyn.

30 ' ‘ Kemiran patentissa FI 100102 on esitetty, miten lannoitera- keiden laatua, lujuutta ja stabiilisuutta voidaan parantaa ' käyttämällä raaka-aineena flogopiittia. Menetelmä mahdollis taa flogopiitin niukkaliukoisen kaliumin ja magnesiumin saat-35 tamisen liukoiseen muotoon ja hyödyntämisen lannoitteena. Näin valmistetut lannoiterakeet kestävät kuljetusta ja varas- 4 1 08347 tointia samoin kuin lämpötilan vaihteluja hajoamatta eivätkä paakkuunnu tai pölyä. Käytetyn menetelmän mukaisessa valmis-tusreseptissä tarvittava flogopiitin määrä oli suuri, 100-300 kg/tn lannoitetta.

5

Yllättäen on havaittu, että termisesti ja mekaanisesti stabiilia ammoniumnitraattia voidaan valmistaa siten, että lisätään vähäinen määrä verkkosilikaattia, kuten flogopiittia, ammoniumnitraatin valmistusprosessiin. Tämä vähensi oleelli-10 sesti ammoniumnitraatin ongelmalliseksi koettua turpoamista ja paransi tuotteen fysikaalisia ominaisuuksia.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan ammoniumnitraattia, joka on mekaanisesti ja termisesti riittävän stabiilia.

15 Tämän keksinnön mukaisesti ensimmäisessä vaiheessa vähäinen määrä, esimerkiksi 10-30 kg verkkosilikaattia, edullisesti biotiittia, flogopiittia tai näiden seosta, liuotetaan 760-770 kg:aan väkevää, 100 % typpihappoa, joka on oleellisesti 20 puhdasta typpihappoa tai voi sisältää vähäisiä määriä muita yhdisteitä, edullisesti esimerkiksi 10-15 kg väkevää rikkihappoa. Tällöin suurin osa mineraaleista liukenee eksotermi-sesti. Reaktioseoksen lämpötilaa pidetään liuotuksen aikana välillä 40-70 °C, edullisesti välillä 50-70 °C. Jos lämpötila * ‘ 25 pääsee kohoamaan liian korkeaksi, seurauksena on myrkyllisten NOx -kaasujen muodostuminen. Lisäksi verkkosilikaatin sisältämät metalliyhdisteet ovat selektiivisesti liukoisia lämpötilan suhteen; korkeammissa lämpötiloissa alkavat ei-toivotut rauta ja alumiiniyhdisteet liueta.

30

Toisessa vaiheessa tämä edellä valmistettu reaktioseos, joka ' sisältää vähäisessä määrin liukenematonta jäännöstä ammonoi-daan lähes neutraaliksi kaasumaisella ammoniakilla. Jos pH jää liian alhaiseksi syntyvä ammoniumnitraatti alkaa hajota 35 ja toisaalta, jos pH säädetään liian korkeaksi ammoniak-kiemissio kasvaa. Seoksen pH säädetään edullisesti arvoon 5 108347 5,0-7,0. Tarvittava ammoniakkimäärä on 200-205 kg/t. Am-monointi voidaan suorittaa joko normaalipaineessa tai kohotetussa paineessa. Ammonoinnin aikana seoksen lämpötila pakotetaan jäähdytyksen avulla välille 110 - 170 °C, edullisesti 5 110-150 °C. Jos lämpötila nousee liian korkeaksi ammoniumnit- raatti alkaa hajota. Näin saadaan aikaan liete.

Kolmannessa vaiheessa edellä aikaansaatu liete rakeistetaan esimerkiksi rummussa, blungerissa, prillaustornissa tai lei-10 jupedillä. Tämän jälkeen saatu tuote kuivataan tavanomaisissa lannoitteen valmistuslaitteissa, esimerkiksi kuivausrummussa. Tuoterakeet jäähdytetään ja pinnoitetaan esimerkiksi pinnoi-teöljyllä ja puuterilla, kuten talkilla.

15 Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettu ammonium- nitraatti on riittävän puhdasta, esimerkiksi lannoitelaaduksi, typpipitoisuuden ollessa välillä 32-34,5 %, edullisesti 33-34 %. Tyypillisinä epäpuhtauksina ovat, esimerkiksi flogo- piittia käytettäessä, vähäiset määrät liukoista kaliumia ja 20 magnesiumia, jotka toimivat myös tarvittaessa lannoitteina, sekä vesi.

Rikkihapon lisäys sitoo verkkosilikaatin, kuten flogopiitin, ... mukanaan tuomaa magnesiumia ja mahdollista kalsiumia sulfaat- «* * ‘ 25 tisuoloiksi. Ilman rikkihappolisäystä nämä metallit olisivat nitraattisuoloina, jolloin ne osaltaan lisäisivät syntyvän tuotteen hygroskooppisuutta.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetyn verkkosilikaatin . 30 ei tarvitse olla täysin puhdasta. Esimerkiksi rikastuksen 1 ‘ sivutuotteena saatu flogopiitti voi sisältää muita mineraale ja kuten 20 % kalsiittia ja 10 % dolomiittia.

Keksinnön mukaisen ammoniumnitraatin termistä ja mekaanista 35 stabiilisuutta kuvaavia ominaisuuksia voidaan testata erilai- 108347 6 silla tyypillisillä mittausmenetelmillä. Tärkeimmät näistä ovat seuraavat: 5 Turpoaminen, joka kuvaa sitä tilavuuden muutosta mikä ammoni-umnitraatilla tapahtuu johtuen kidemuodon muutoksesta 32 °C:ssa, johtuen toistuvista lämpötilan nousuista ja laskuista. Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetulle ammoniumnitraatille on ominaista, että turpoaminen on hyvin 10 vähäistä, tyypillisesti vain 0-2 %.

Öljyn adsorptio, joka kuvaa ammoniumnitraattirakeiden taipumusta absorboida itseensä öljyä ja kuvaa materiaalin potentiaalista räjähdysherkkyyttä. Tämän keksinnön mukaisella mene-15 telmällä valmistetulle ammoniumnitraatille on ominaista, että öljyn adsorptio on hyvin alhainen, tyypillisesti vain noin 4 %.

Paakkuuntuvuus, jolla tarkoitetaan ammoniumnitraatti-rakeiden 20 yhteentarttumista, jolloin tuote ei ole enää vapaasti valuvaa. Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetulle ammoniumnitraatille on ominaista, että paakkuuntuvuus on alhainen, alle 1 %, kun verkkosilikaattia on lisätty riittävästi, 20 kg/tn ja tuote on pinnoitettu.

* ' ' 25

Raelujuus, joka kuvaa rakeiden kykyä kestää staattista kuormitusta esimerkiksi varastoinnin ja kuljetuksen yhteydessä. Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetulle ammoni-umnitraatille on ominaista, että raelujuus on hyvä, suurempi 30 kuin 30 N, kun lisätyn verkkosilikaatin määrä on 15 kg/tn tai φ enemmän.

Lisäksi rakeiden käyttäytymistä eri olosuhteissa voidaan ennustaa, kun tiedetään esimerkiksi materiaalin suhteellinen 35 kriittinen kosteus, kosteuden absorptio, huokoisuus ja tilavuuspaino. Verkkosilikaatin lisääminen vähentää ammoniumnit- 7 ! 08347 raatin huokoisuutta ja samalla nostaa tilavuuspainoa. Rakenne ikään kuin tiivistyy.

Verkkosilikaatin lisääminen tässä keksinnössä kuvatun mene-5 telmän mukaisesti ammoniumnitraatin valmistusprosessiin on teknisesti erittäin yksinkertaista. Lisäksi verkkosilikaat-ti, kuten esimerkiksi flogopiitti on materiaalikustannuksiltaan huomattavan edullista verrattuna muihin stabilaattoreik-si käytettyihin materiaaleihin.

10

Keksintöä kuvataan seuraavassa tarkemmin vertailu- ja suori-tusesimerkein kuitenkaan rajoittamatta näillä keksinnön alaa.

Esimerkki 1.

15 Ammoniumnitraattia valmistettiin ammonoimalla 762 kg (100 %) typpihappoa 110 °C:ssa, kunnes pH oli noin 6,5. Tämän jälkeen liuokseen lisättiin 30 kg dolomiittia. Syntynyt liete rakeistettiin, rakeet kuivattiin ja jäähdytettiin.

20 Esimerkki 2.

Flogopiitilla stabiloitua ammoniumnitraattia valmistettiin liuottamalla 10 kg flogopiittia, joka on saatu Siilinjärven apatiittikaivoksesta rikastusjätteenä, 762 kg:aan (100 %) typpihappoa 50 °C lämpötilassa puolen tunnin ajan. Liuos am- * * 25 monoitiin 110 °C:ssa, kunnes pH oli noin 6.5. Tämän jälkeen liuokseen lisättiin 20 kg dolomiittia. Syntynyt liete rakeistettiin, kuivattiin ja jäähdytettiin.

Esimerkki 3.

30 Flogopiitilla stabiloitua ammoniumnitraattia valmistettiin * i kuten esimerkissä 2 mutta flogopiittia käytettiin 20 kg ja dolomiittia 10 kg.

8 108347

Esimerkki 4.

Flogopiitilla stabiloitua ammoniumnitraattia valmistettiin kuten esimerkissä 2 mutta flogopiittia käytettiin 30 kg eikä dolomiittia lisätty.

5

Esimerkki 5.

Flogopiitilla stabiloitua ammoniumnitraattia valmistettiin liuottamalla 20 kg flogopiittia, 762 kg:aan (100 %) typpihappoa ja 10 kg:aan väkevää rikkihappoa 50 °C lämpötilassa 10 puolen tunnin ajan. Liuos ammonoitiin 110 °C:ssa, kunnes pH oli noin 6,5. Syntynyt liete kuivattiin, rakeistettiin, kuivattiin ja jäähdytettiin sekä päällystettiin 1,5 kg/t Neste öljyä ja 2 kg/t talkkia.

15 Esimerkki 6.

Esimerkkien 1-5 mukaisesti valmistettujen ammoniumnitraatti-rakeiden röntgendiffraktiolla suoritetun rakenneanalyysin, Karl-Fisher -titrauksen ja autoanalysaattorilla määritettyjen NH4 ja NO -typen perusteella voitiin havaita, että rakeiden 20 kokonaistyppipitoisuus oli välillä 32,8-33,6 ja veden määrä 0,74-1,5 %. Veden määrä kasvoi 0,74 -> 1,2 -> 1,5 % kun flo-gopiitin osuus valmistuksessa kasvoi 10 -> 20 -> 30 kg/tn, joka on hyvä osoitus siitä, että flogopiitin lisäys aiheuttaa . paremman vedensietokyvyn. Kaikissa tapauksissa syntynyt yh- * ' 25 diste oli suurimmaksi osaksi (IV)-faasia, sisältäen kuitenkin vähäisessä määrin, alle 4 %, (III)-faasia. Epäpuhtauksina havaittiin hieman kalsiittia ja dolomiittia.

Esimerkki 7.

. 30 Esimerkkien 1-5 mukaisesti valmistettujen ammoniumnitraatti- * rakeiden paakkuuntuvuusominaisuuksia testattiin pitämällä 100 ml:n mikrosäkkejä 24 tuntia puristimessa, 2,1 bar paineessa, ja pudottamalla sen jälkeen säkit 480 mm pudotustornin läpi kovalle tasolle. Tämän jälkeen pussien sisältö seulottiin 7,1 35 mm seulalla ja seulan päälle jääneet paakut punnittiin. Paak-kuuntuvuus ilmoitetaan seulalle jääneen näytteen prosentuaa- 9 108347 lisena osuutena kokonaispainosta. Uunikosteus määritettiin pitämällä ammoniumnitraattinäyte lämpökaapissa 105 °C:ssa 4 h ja mittaamalla painon muutos kuivauksen jälkeen.

5 Taulukko 1,__ __Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 Esim. 5 paakkuuntuvuus 23 39 30 7,2 0,3 (%)______ uunikosteus (%) 0,7__0, 5__1,2__1, 4__1,0_

Taulukossa 1 esitetyistä tuloksista näkyy selvästi flogopiit-tilisäyksen edullinen vaikutus paakkuuntumisen vähentämiseksi. Paakkuuntuminen vähenee oleellisesti, kun flogopiittia on 10 lisätty riittävästi, 30 kg/t kuten esimerkissä 4, vaikka rakenteeseen sitoutunut runsaasti kosteutta. Rikkihapon lisääminen vähentää kosteuden absorptiota ja yhdessä pinnoituksen kanssa vähentää edelleen paakkuuntumista, joka on esimerkin 5 mukaisessa tuotteessa erityisen vähäistä, vain 0,3 %.

15

Esimerkki 8.

Esimerkkien 1-5 mukaisesti valmistettujen ammoniumnitraatti-rakeiden turpoamista mitattiin säilyttämällä rakeita vuorotellen lämpötiloissa 25 °C ja 50 °C. Mittalasiin kaadettujen ... 20 rakeiden tilavuuden muutos määritettiin siten, että lämpöti laa syklattiin viisi kertaa näiden kahden eri olosuhteen, 2 h/50 °C/25 %RH ja 2h/25 °C/50 %RH, välillä. Turpoaminen on ilmoitettu prosentuaalisena tilavuuden muutoksena suhteessa lähtötilanteeseen.

25 ,« Taulukossa 2 esitettyjen tulosten mukaisesti vähäinenkin flo- gopiitin lisäys, 10 kg/tn esimerkissä 2, ammoniumnitraatin valmistusprosessiin vähentää oleellisesti turpoamista ja kun lisätty määrä on riittävän suuri (20-30 kg/tn) turpoaminen on 30 lähes olematonta. Flogopiitin turpoamista pienentävä vaikutus 108347 ίο näkyy selvästi myös siinä tapauksessa, että valmistuksessa on käytetty lisänä vähäistä (10 p-%) rikkihappomäärää.

Taulukko 2.______ __Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 Esim. 5 turpoaminen (%) 8__4__0__0__2_ 5

Esimerkki 9.

Öljyn absorptiota esimerkkien 1-5 mukaisesti valmistettuihin ammoniumnitraattirakeisiin testattiin upottamalla näyterakeet kevyeeseen polttoöljyyn (Neste Oy, viskositeetti: 5 mPas, 40 10 °C; tiheys 0.85 g/ml , 20 °C) . Rakeita seisotettiin öljyssä tunnin ajan, jonka jälkeen ylimääräinen öljy poistettiin rakeiden pinnalta ja rakeet punnittiin. Öljyn absorptioprosent-ti laskettiin näyterakeiden massan muutoksesta suhteessa alkuperäisen näytteen massaan.

15

Huokoisuus määritettiin laittamalla näyterakeet kyvetissä vakuumiin, jonka jälkeen kyvetti täytettiin elohopealla, joka puristettiin näytteiden huokosiin 1 bar paineen avulla. Kyve-tin elohopeapinta aleni, kun elohopea tunkeutui näytteiden 20 huokosiin. Mittaamalla kyvetin suojaputken kapasitanssi saatiin määritettyä näytteen huokostilavuus.

K

Tilavuuspaino määritettiin punnitsemalla litran astiaan vapaasti 440 mm:n korkeudella astian pohjasta olevan täyttösup-25 pilon läpi valuneen näytteen massa.

Taulukossa 3 esitettyjen tulosten mukaisesti rakeiden tila-,· vuuspaino kasvaa, kun valmistusprosessiin lisätyn flogopiitin määrä kasvaa, samoin rakeiden huokoisuus vähenee. Tämä näkyy 1 11 108347 myös rakeiden taipumuksessa adsorboida öljyä, mikä pienenee huomattavasti, kun valmistuksessa on käytetty flogopiittia.

Taulukko 3.______ __Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 Esim. 5 huokoisuus 0,177 0,108 0,094 0,111 0,102 (ml/g)______ tilavuuspaino 0,71 0,73 0,81 0,81 0,82 (kg/1)______ öljyn adsorptio 18 15 4,4 3,9 3,9 (%)______ 5

Esimerkki 10.

Esimerkkien 1-5 mukaisesti valmistettujen ammoniumnitraatti-rakeiden raelujuus määritettiin keskiarvona puristamalla rik-10 ki 30 raetta voimamittarilla varustetulla puristimella.

Taulukossa 4 esitettyjen tulosten mukaisesti vähäinenkin flo-gopiitin lisäys parantaa raelujuutta. Kun ammoniumnitraatti-rakeet valmistetaan lisäämällä valmistusvaiheessa sekä flogo-15 piittia että rikkihappoa, kuten esimerkin 5 mukaisessa tapauksessa, raelujuus paranee huomattavasti.

• r ' • · '

Taulukko 4 .____________ __Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 Esim. 5 raelujuus (N) 16__17__30__31__41_ 20 .* Esimerkki 11.

• V

' Kosteuden vaikutusta esimerkkien 1-5 mukaisesti valmistettui hin ammoniumnitraattirakeiden laatuun tutkittiin mittaamalla rakeiden kriittinen suhteellinen kosteus (CRH) 20 °C:ssa ja 25 kosteuden absorbtion aiheuttama painonmuutos, kun näyterakei-ta pidettiin 80 %RH:ssa ja 22 °C:ssa 2, 4 tai 6 tuntia.

12 108347

Taulukko 5.

I I I ^

Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim, 4 Esim. 5 CRH (%)__35__30__16__12__22_ kosteuden abs.

(%) 2 tuntia 1,9 2,4 3,0 3,1 1,6 4 tuntia 3,8 4,3 5,2 5,4 3,5 6 tuntia__5,6__6, 0__7,2__7,5__5,0_

Taulukosta 5 voidaan havaita, että flogopiitin lisäämisellä valmistusprosessiin yksinään on taipumus huonontaa tuotteen 5 kosteuden vastustuskykyä, mutta lisättäessä apuaineeksi pieni määrä rikkihappoa voidaan häiritsevien hygroskooppisten Mg-ja Ca-suolojen osuutta vähentää, jolloin myös kosteuden vastustuskyky paranee.

10 Esimerkki 12.

Esimerkkien 1-5 mukaisesti valmistettujen ammoniumnitraatti-rakeista määritettiin magnesium- ja kalsiumnitraattipitoisuu-det, jotka on esitetty taulukossa 6. Rikkihapon lisäyksen havaittiin pienentävän huomattavasti jäljelle jäävän hygro-15 skooppisen Mg(NO)3)2:n ja Ca(N03)2:n määrää.

*...· Taulukko 6.

• t ' ~ """ 1' - 1 .il - | | - ...

__Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 Esim. 5

Mg (N03) 2 (%) 0,03 0,56 1, 4__2^_4__0, 69

Ca(N03)2 (%) 1 0, 53 [θ,97 ] 0, 56 | 0,03 | 0,03 • \ ·.

Claims (10)

13 108347 y

1. Menetelmä termisesti ja mekaanisesti stabiilin, rakeisen ammoniumnitraatin valmistamiseksi, tunnettu siitä, 5 että a) verkkomaista metallisilikaattia liuotetaan pääosaltaan typpihaposta koostuvaan nesteeseen b) pääosin typpihaposta ja verkkomaisesta metallisilikaatista koostuva liuos ammonoidaan ammoniumnitraattilietteen muodos- 10 tamiseksi ja liuoksen neutraloimiseksi c) ammoniumnitraattiliete kuivataan ja rakeistetaan

2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että verkkomainen metallisilikaatti on edullisesti biotiittia 15 tai flogopiittia tai niiden seosta, edullisimmin flogopiit-tia.

3. Vaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että flogopiitti tai biotiitti on joko puhdasta tai sisältää 20 epäpuhtautena rikastusjätettä, joka voi olla kalsiittia ja/tai dolomiittia.

4. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotettavan verkkomaisen metallisilikaatin määrä on 1-3 • < *"' 25 p-% ammoniumnitraattituotteen määrästä.

5. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että verkkomainen metallisilikaatti voidaan liuottaa puhtaaseen typpihappoon tai edullisesti typpihappoon, johon on li- . 30 sätty 1-2 p-% väkevää rikkihappoa. t ·*

6. Jonkin vaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu : siitä, että verkkomainen metallisilikaatin liuottaminen suo ritetaan lämpötilassa 40-70 °C, edullisesti 50-70 °C. 35 108347

7. Jonkin vaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ammonointi tehdään 110-170 °C lämpötilassa, edul- ^ lisesti 110-150 °C. 5

8. Jonkin vaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ammonoitaessa pH säädetään arvoon 5.0-7.0.

9. Termisesti ja mekaanisesti stabiili ammoniumnitraatti, 10 tunnettu siitä, että se on valmistettu jonkin vaatimuksen 1-7 mukaisella menetelmällä.

10. Vaatimuksen 9 mukainen termisesti ja mekaanisesti stabiili ammoniumnitraatti, tunnettu siitä, että sen koko- 15 naistyppi pitoisuus on välillä 32-34,5 %, edullisesti 33-34 %. • < • l • < « e m v . 15 1 08347 J