FI66341C

FI66341C - Foerfarande foer framstaellning av stabiliserade ammoniumnitrathaltiga granulat

Info

Publication number: FI66341C
Application number: FI800764A
Authority: FI
Inventors: Willy Henri Prudent Van Hijfte; Rafael Arsene Jozef Goethals
Original assignee: Azote Sa Cie Neerlandaise
Priority date: 1979-03-15
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1984-10-10
Also published as: AT372361B; DK151190B; DZ230A1; SE8001905L; IE49520B1; DK112080A; NO149658B; NL173387C; DE3008891C2; US4316736A; GR67266B; FR2451351B1; PT70930A; DK151190C; FI66341B; SU1421257A3; ATA112780A; CS222172B2; ES489170A1; IE800380L

Description

|t M KUULUTUSJULKAISU (L £Li λ a ™ utlAccningsskript 6 6341 ^ (51) K*Jk!/taco.3 C 05 C 1/02 SUO M I—FI N LAND (21) 800764 (n) HdW*Mh*--AWeta*w*e 12.03.80 (23) AMatpahr·—GlMfhttadag 12.03.80 (41) Tdtac HUmM - MM* offMdfc 16.09.80 FMwttl· ja rekisterihallitut /4A___.____ . . .

Patent- och ragltterttyralaaii ' * Ai·»— nti^dodtwaXSiS!»prttearad 29.06.81« (32X33X31) FrrJtty mtmoikmn kfH rrtocKt 15.03.79 Hollanti-Hoi land(NL) 7902086 (71) Compagnie NÖerlandaise de 1'Azote S.A., Louizalaan 149, 1050 Bryssel, Belgia-Belgien(BE) (72) Willy Henri Prudent Van Hijfte, Assenede,

Rafael Arsine Jozef Goethals, Ertvelde, Belgia-Belgien(BE) (74) Berggren Oy Ab (54) Menetelmä stabiloitujen ammoniumnitraattipitoisten rakeiden valmistamiseksi - Förfarande för framställning av stabi1iserade ammoniumnitrat-haltiga granulat

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää stabiloitujen ammonium-nitraattipitoisten rakeiden valmistamiseksi.

Ammoniumnitraatti voi esiintyä erilaisina kidemuunnoksina läm-pätilasta riippuen. Muuttuminen jostain kidemuunnoksesta toiseksi ja erikoisesti muuttuminen lämpötilassa noin 32°C muunnoksesta III muunnokseen IV ja päinvastoin, aiheuttaa kiteiden ko-koonkutistumisen ja vastaavasti laajenemisen, jolloin kiderakenteessa esiintyy jännityksiä. Kun ammoniumnitraattirakeet ohittavat noin 32°C suuruisen raja-arvon vuoron perään useita kertoja kumpaankin suuntaan, seuraa tästä aiheutuvista jännityksistä se, että rakeet tulevat huokoiseramiksi, paisuvat, menettävät murskauslujuutensa ja lopuksi hajoavat jauheeksi. Tämä ei tapahdu ainoastaan sellaisissa rakeissa, jotka muodostuvat pelkästään ammoniumnitraatista, vaan myös rakeissa, jotka sisältävät ammoniumnitraattia ja yhtä tai useampaa mineraali-täyteainetta, kuten kalsiumammoniumnitraatti- tai magnesium-ammoniumnitraattirakeissa. Tällaiset hajoamisilmiöt ovat erittäin haitallisia sellaisilla alueilla, joissa lämpötila nousee päivällä yleensä yli noin 32°C ja laskee, yöllä tämän 66341 arvon alapuolelle, mutta myös viileämmillä alueilla, mikäli rakeita varastoidaan ulkoilmassa joko irtonaisina tai pakattuina muovisäkkeihin.

Suuren huokoisuuden omaavat ammoniumnitraattirakeet räjähtävät yleensä E.E.C.-räjähdyskokeessa (katso aikakausjulkaisua Official Journal of the European Communities, n:o C 16/4, 23 tammikuuta 1976). Vähäisen huokoisuuden omaavat rakeet eivät taas yleensä räjähdä tässä kokeessa ja tällaisia rakeita nimitetään pysyviksi ammoniumnitraattirakeiksi. Tämän lisäksi voidaan sellaisia ammoniumnitraattirakeita, joilla on niin alhainen huokoisuus, että niissä ei esiinny räjähdysvaaraa, saada ainoastaan muodostamalla pallosia pääasiallisesti vedettömästä ammoniumnitraattisulatteesta tai rakeistamalla sitä, jolloin sulatteen väkevyys on yleensä 99,8 paino-% tai suurempi ja jolloin muodostuu suuren tiheyden omaavia pallosia tai rakeita. Nämä ns. pysyvät rakeet menettävät kuitenkin tavallisesti sta-biilisuutensa kun ne sivuuttavat toistuvasti suunnilleen lämpötilan 32°C niitä kuumennettaessa tai jäähdytettäessä, ja kun niitä käsitellään esimerkiksi viiden lämpötilajakson avulla välillä 25 ja 50°C E.E.C.-räjähtävyyskokeessa. Niissä esiintyvät tällöin edellä mainitut vaikutukset, jotka aiheuttavat hajoamisen, ja ne räjähtävät yleensä käsiteltyinä E.E.C.-räjäh-tävyyskokeessa. Tämä ei koske vain sellaisia rakeita, jotka sisältävät ainoastaan ammoniumnitraattia, vaan myös rakeita, jotka sisältävät ammoniumnitraattia ja yhtä tai useampaa mine-raalitäyteainetta sellaisessa määrässä, että typpipitoisuus on vähintään 28 %. E.E,C.-määräysten mukaisesti ammoniumnitraatti-pitoisia lannoiterakeita, joiden typpipitoisuus on vähintään 28 %, voidaan markkinoida ainoastaan mikäli nämä rakeet ovat pysyviä .

On tunnettua, että voidaan saada sellaisia ammoniumnitraattirakeita, joilla on parantunut stabiilisuus, pallottamalla tai rakeistamalla pääasiallisesti vedetöntä ammoniumnitraattisula-tetta, jonka väkevyys on 99,8 paino-% tai suurempi, ja johon on lisätty sellaista stabiloimisainetta, joka erikoisesti hidastaa uudelleenkoteytymistä tai estää tämän. On ehdotettu käytettäväksi erilaisia stabiloimisaineita, kuten kaliumnitraattia, 3 66341 aluminiumsulfaattia ja magnesiumnitraattia (J.Agr.Food Chem.

19, n:o 1 (1971), s. 83), boorihapon tai sen alkalimetalli-tai ammoniumsuolan seosta mono- tai diammoniumfosfaatin ja diammoniumsulfaatin kanssa (US-patentti 3 317 276), ja aluminium, magnesium ja/tai kalsiumsilikaattia sisältäviä savia hienojakoisessa muodossa (US-patentti 3 379 496). Muutamia näistä materiaaleista on käytetty käytännössä stabiloitujen ammoniumnitraat-tirakeiden tai pallosten valmistamiseksi.

Eräs haitta, joka aikaisemmin on esiintynyt menetelmissä, joilla valmistetaan stabiloituja ammoniumnitraattirakeita, on se, että ne vaativat oleellisesti vedettömän ammoniumnitraattisulatteen, jonka väkevyys on yleensä 99,8 paino-% tai suurempi.

Syy tähän on se, että maksimistabiilisuuden aikaansaamiseksi tulee ammoniumnitraattirakeilla olla minimihuokoisuus (so. maksi-mitiheys) . Näin ollen rakeiden valmistuksessa käytetyn ammonium-nitraattisulatteen sisältäessä enemmän vettä, on rakeistettaessa tai pallosia muodostettaessa saaduista rakeista haihdutettava enemmän vettä niin, että rakeisiin muodostuu enemmän huokosia ja kanavia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä käyttäen pienen väkevyyden omaavia vesipitoisia ammoniumnit-raattiliuoksia, joiden väkevyys on vähintään 80 paino-%, ammo-niumnitraattipitoisten rakeiden valmistamiseksi, joilla on hyvä pyöreys ja sileät, suljetut pinnat, suuri tiheys, suuri murskaus-lujuus, suuri vastustuskyky hienojen ainesten muodostumista vastaan iskujen vaikutuksesta, ja vastustuskyky lentopölyn muodostumista vastaan osasten hankautuessa toisiaan vasten, ja säädettävä raekoko, esimerkiksi sellainen, jonka halkaisija on välillä 2 ja 12 mm, jotka rakeet pysyvät vapaasti virtaavina pitkäaikaisenkin varastoimisen jälkeen, kestävät toistettuja lämpötilanvaihteluja välillä -20 ja +60°C tämän johdosta heiken-' tymättä, turpoamatta tai hajoamatta jauheeksi, ja jotka tämän johdosta voidaan varastoida suljetuissa säkeissä ulkoilmassa ilman, että ne menettävät korkeaa laatuaan olosuhteissa, jotka vaihtelevat arktisesta trooppiseen ilmanalaan, ja jotka eivät räjähdä E.E.C.-räjähtävyyskokeessa viidenkään lämpötila-jakson jälkeen välillä 25 ja 50°C.

66341

Esillä olevan keksinnön mukaisesti tämä päämäärä aikaansaadaan liuottamalla vesipitoiseen ammoniumnitraattiliuokseen, jonka ammoniumnitraattiväkevyys on vähintään 80 paino-%, Mg(N0^)2:a määrässä 0,5-3,0 paino-% liuoksessa olevasta amrao-niumnitraatista laskettuna, ja suspendoimalla hienojakoista mineraalitäyteainetta määrässä 0-45 paino-% laskettuna suspensiossa olevasta ammoniumnitraatin ja täyteaineen kokonaismäärästä, suihkuttamalla saatu liuos tai suspensio kiinteille ydinosille samalla kun niitä pidetään oleellisesti erillään toisistaan sekoitetussa massakerroksessa tai massassa ja kosketuksissa kuuman kaasuvirran kanssa, jolloin suihkutettujen sydänosien lämpötila pidetään välillä 120 ja 135°C, suihkutetun liuoksen tai suspension tippojen saostamiseksi näille sydänosille, jotka kuivataan in situ poistamalla haihtunut vesi kaasuvirran avulla siksi, kunnes haluttu raekoko on saavutettu, ja jäähdyttämällä saadut rakeet tämän jälkeen jäähdytysväli-aineella lämpötilaan alle 50°C sillä tavoin, että rakeet pysyvät pääasiallisesti homogeenisina jäähdytysalueen lämpötilassa 70-50°C.

Ensimmäisen toteuttamismuodon mukaisesti käytetään keksinnön mukaista menetelmää stabiloitujen, suuren tiheyden omaavien ammoniumnitraattirakeiden valmistamiseksi, jolloin lähtötuote on vesipitoinen ammoniumnitraattiliuos, johon MgfNO^^ on liuotettu.

Keksinnön toisen toteuttamismuodon mukaisesti käytetään keksinnön mukaista menetelmää stabiloidun ammoniumnitraatin valmistamiseksi, joka sisältää lannoiterakeita, kuten kalsium-ammoniumnitraattia tai rnagnesiumammoniumnitraattia, jolloin lähtötuote on mineraalitäyteaineen suspensio vesipitoisessa am-moniumnitraattiliuoksessa, johon MgiNO^^ on liuotettu.

Kalsiumammoniumnitraatti on kemiallisesti saatu tuote, joka sisältää ammoniumnitraattia pääasiallisena aineosana ja lisäksi mineraalitäyteaineita, erikoisesti kalsiumkarbonaattia (kalkki, merkeli, kalkkikivi), magnesiumkarbonaattia tai kalsium-magnesiumkarbonaattia (dolomiitti). Kalsiumammoniumnitraatti sisältää vähintään 20 paino-% typpeä nitraatin ja ammoniakaa-lisen typen muodossa, joista kumpikin muoto vastaa suunnilleen 66341 puolta läsnäolevan typen määrästä, ja vähintään 20 paino-% yhtä tai useampaa mainittua karbonaattia, jonka puhtauden tulee olla vähintään 90 paino-% (katso Official Journal of the European Communities 30.1.1976, No. L 24/25).

Magnesiumammoniumnitraatti on kemiallisesti saatu tuote, joka sisältää nitraatteja ja ammoniumsuoloja ja magnesiumyhdisteitä (dolomiitti, magnesiumkarbonaatti ja/tai magnesiumsulfaatti) pääasiallisina aineosina. Magnesiumammoniumnitraatti sisältää vähintään 90 paino-% typpeä ammoniakaalisen tai nitriittitypen muodossa, jolloin nitriittitypen määrän tulee olla vähintään 6 paino-% ja mineraalihappoon liukoisen magnesiumin määrän vähintään 5 paino-% magnesiumoksidina laskettuna (katso Official Journal of the European Communities 30.1.1976, No. L 24/26).

Keksinnön mukaisen menetelmän toisen toteuttamismuodon mukaisesti valmistetaan lähtöainesuspensio suspendoimalla vesipitoiseen ammoniumnitraattiliuokseen, jonka ammoniumnitraattiväkevyys on vähintään 80 paino-% ja johon on liuotettu 0,5-3,0 paino-% MgiNO^^ liuoksessa olevasta ammoniumnitraatista laskettuna, hienojakoista mineraalitäyteainetta määrässä, joka ei ylitä 45 paino-% suspensiossa olevan ammoniumnitraatin ja täyteaineen kokonaismäärästä laskettuna. Edullisimpia mineraalitäyteainei-ta ovat kalkkikivi, merkeli, kalkki, dolomiitti, magnesiumkarbonaatti ja/tai magnesiumsulfaatti. Typpipitoisuuden pienentämiseksi on kuitenkin mahdollista käyttää myös muita täyteaineita, kuten kipsiä, savea yms. Mineraalitäyteaineen osasten suuruus on edullisesti pienempi kuin 0,2 mm osasten keskimääräisen suuruuden ollessa noin 0,05 mm.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä rakeet muodostuvat vuoron perään kostuttamalla kiinteitä osasia ammoniumnitraattipitoisel-la liuoksella tai suspensiolla ja kuivaamalla, jonka käsittelyn aikana on vältettävä kostuneiden osasten agglomeroitumista. Tässä tarkoituksessa suihkutetaan liuos tai suspensio sekoitettuun osaskerrokseen tai massaan, jossa suihkuttamisen aikana osaset pidetään oleellisesti erillään toisistaan ja saatetaan kosketuksiin kuuman kaasuvirran kanssa. Tämä kuuma kaasuvirta antaa sen lämpömäärän, joka tarvitaan veden haihduttamiseksi osasille 6 66341 saostuneista tipoista, ja poistaa haihtuneen veden. Käytetyn lämpömäärän tulee olla riittävä kuivaamaan suihkutetut osaset lyhyessä ajassa niin, että agglomeroituminen estyy kun osaset joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa, esimerkiksi törmätessään toisiinsa tai muulla tavoin. Kaikki tämä voidaan aikaansaada tavanomaista tekniikkaa käyttäen. Sopivia esimerkkejä tekniikasta ovat fluidisointitekniikka valutuskerrostekniikka ja pallotustekniikka.

Fluidisoimistekniikkaa käytettäessä mainitussa tarkoituksessa fluidisoidaan verkolla oleva kiinteiden osasten kerros ja pidetään tässä tilassa kuuman kaasuvirran avulla, joka johdetaan verkon kautta ylöspäin kerroksen lävitse, samalla kun liuosta tai suspensiota suihkutetaan fluidisoituun kerrokseen yhden tai useamman suuttimen kautta. Säätämällä sopivasti fluidisoimis-kaasun määriä ja lämpötiloja ja suihkutettavaa liuosta tai suspensiota voidaan aikaansaada se, että kerroksessa olevat osaset vuoron perään kostuvat liuoksella tai suspensiolla ja kuivuvat. Lisäinformaatiota fluidisoimistekniikasta on esitetty esimerkiksi Daizo Kunii'n ja Octave Levenspiel'in kirjassa "Fluidization Engineering", John Wiley & Sons, New York (1969) .

Valutuskerrostekniikka on kuvattu brittiläisessä patentissa 962 265. Käytettäessä tätä tekniikkaa edellä olevassa tarkoituksessa aikaansaadaan säiliössä oleva kiinteiden osasten kerros, ja kuuma kaasuvirta johdetaan säiliön pohjassa olevan keskeisen aukon kautta sellaisella nopeudella, että muodostuu osasten laimennettu faasi, joka joutuu tämän kaasuvirran mukana kerroksen keskiosaan, johon suihkutetaan liuosta tai suspensiota edullisesti kerroksen alaosassa. Tässä laimeassa faasissa osaset kulkeutuvat kerroksen keskiosassa kaasuvirran mukana kerroksen tason yläpuolelle ja putoavat sitten takaisin kerroksen rengasmaiseen osaan, joka sijaitsee kerroksen keskiosan ja astian seinämän välillä, jossa rengasmaisessa osassa ne laskeutuvat jälleen alaspäin siksi, kunnes kaasuvirta vaikuttaa niihin ja niihin kohdistuu liuossuihku. Niiden viipymisajan kuluessa laimeassa faasissa on näiden kostuneiden osasten kuivattava riittävästi agglomeroitumisen estämiseksi silloin, kun ne putoavat takaisin mainittuun rengasmaiseen osaan. Tämä voidaan helpos- 66341 ti aikaansaada valitsemalla sopivasti kaasuvirran lämpötila ja sen liuoksen tai suspension määrä, joka suihkutetaan aikayksikössä .

Useita rinnakkain sijaitsevia täten valuvia kerroksia voidaan yhdistää yhdeksi valuvien kerrosten yhdistelmäksi sovittamalla kerros suuren halkaisijan omaavaan säiliöön, johon useita kaasu-virtoja johdetaan säiliön pohjan kautta sopivan etäisyyden päässä toisistaan, ja suihkuttamalla liuosta tai suspensiota kuhunkin muodostuneeseen laimeaan faasiin. Koska käsiteltävien osasten tai rakeiden dimensiot eivät aiheuta vaikeuksia valuvassa kerroksessa, kuten voi tapahtua fluidisoidussa kerroksessa, voi olla edullista yhdistää keksinnön tarkoituksissa yksi tai useampi fluidisoitu kerros yhden tai useamman valuvan kerroksen kanssa. Lisäinformaatiota valuvia kerroksia käyttävästä tekniikasta ja mahdollisista yhdistelmistä on esitetty Kishan B. Mathur'in ja Norman Epstein'in kirjassa "Spouted Beds",

Academic Press, New York (1974).

Pallonmuodostustekniikka on kuvattu brittiläisessä patentissa 894 773. Tässä tekniikassa käytetään pyörivää rumpua, jonka sisäseinällä on pitkittäissuuntaiset siivet. Suihkutuslaitteet on sovitettu sopiviin kohtiin rummun sisäpuolelle. Käytettäessä tätä tekniikkaa keksinnön tarkoituksissa johdetaan osaset ja kuuma kaasuvirta rummun tulopäähän. Pyörivän rummun sisäseinään kiinnitetyt siivet johtavat rummun pohjalla olevat osaset eteenpäin ja pyörähdyksen määrätyn osan jälkeen antavat näiden liukua irti jälleen, jolloin osaset putoavat sademaisesti toisistaan erillään rummun lävitse. Osasten putoamisen aikana niihin suihkutetaan suihkutuslaitteiden avulla liuosta tai suspensiota ja täten kostutetut osaset kuivataan kuuman kaasuvirran avulla. Valitsemalla sopivasti kaasuvirran lämpötila ja sen liuoksen tai suspension määrä, joka suihkutetaan aikayksikössä, voidaan aikaansaada, että osasten kohdatessa toisensa jälleen rummun pohjalla ovat ne riittävän kuivia agglomeroitumisen estämiseksi.

On luonnollista, että voidaan käyttää myös muita sopivia menetelmiä .

66341

Useat tutkijat olettavat, että rakeistettaessa oleellisesti vedetöntä MgiNO^^Uf joka sisältyy ammoniumnitraattisulatteeseen, tämä Mg(NO^^ toimii pääasiallisesti kosteutta sitovana aineena siten, että rakeissa oleva vesi sitoutuu kemiallisesti MgiNO^^: een kidevetenä. Tällaiset rakeet ovat kuivia fysikaalisessa mielessä. Siirtymisen kidefaasien välillä tapahtuessa emäliuos-faasin kautta /katso Proceedings of the Royal Society 266 (1962) 329/, tapahtuu faasin siirto tällaisissa rakeissa niin hitaasti, että rakeissa ei käytännöllisesti tapahdu haitallisia vaikutuksia lämpötilan vaihteluista johtuen.

Keksinnön mukaisesti on todettu, että rakeistettaessa alhaisemmassa väkevyydessä Mg{NO3)2-pitoisia ammoniumnitraattiliuoksia, on MgiNO^^^la myös lisätehtävä, jonka seurauksena, riippumatta suihkutetun ammoniumnitraattiliuoksen väkevyydestä, aikaansaadaan aina suuren tiheyden omaavia rakeita. Eräs selitys tähän on se, että vedettömällä binäärisellä järjestelmällä NH^NO^-Mg(NO^)2 on eutektinen piste suunnilleen lämpötilassa 115°C, jonka ylittävässä lämpötilassa kaikki Mg(N03)2 esiintyy ammoniumnitraattiliuoksessa.

Sellainen rae, jonka muodostaa ammoniumnitraatti, jossa on 2 paino-% MgCNO^).-,, käsittää eutektisen pisteen yläpuolella olevissa lämpötiloissa nestefaasin, jonka määrä riippuu lämpötilasta siten kuin seuraavassa taulukossa on esitetty.

Lämpötila °C Rakeessa oleva neste- Nestefaasin koostumus faasi, paino-% Mg(NO^)2, % NH^NO^/ % 120 9,4 21,1 78,9 130 11,3 17,8 82,2 140 14,0 14,2 85,8 Käytännössä rakeet sisältävät 0,1-0,5 % vettä niin, että neste-faasin määrä näissä rakeissa on vielä suurempi.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä muodostuneet rakeet sisältävät täten huomattavan määrän nestefaasia, josta on seurauksena, että rakeet ovat plastillisia, ja johtuen siitä, että ne jatkuvasti törmäävät toisiinsa ja nankaavat toisiaan vasten niiden muodostumisen aikana, tulevat ne erittäin pyöreiksi ja saavat si- 66341 lean suljetun pinnan. Kun rakeet jäähdytetään käsittelyn seu-raavassa faasissa, kiteytyvät ammoniumnitraatti ja magnesium-nitraatti rakeiden huokosissa, jonka seurauksena saadaan tuote, jolla on erittäin suuri tiheys ja alhainen huokoisuus, ja joka on erittäin kovaa ja iskunkestävää.

Kokeellisesti on edelleen todettu, että sillä tavalla, jota käyttäen keksinnön mukaisesti valmistetut rakeet jäähdytetään, on erittäin tärkeä vaikutus rakeiden stabiilisuuteen hajoamista vastaan. Erikoisesti on todettu välttämättömäksi jäähdyttää rakeet lämpötilaan alle 50°C siten,että ne pysyvät pääasiallisesti homogeenisina lämpötila-alueella 70-50°C. Tämä aikaansaadaan edullisesti jäähdyttämällä rakeet, joilla on haluttu koko, lämpötilassa välillä 70 ja 50°C tasaisella nopeudella korkeintaan 3°C minuutissa.

Keksinnön tätä piirrettä kuvataan seuraavien kokeiden avulla.

i

Ammoniumnitraattirakeita, joiden keskimääräinen halkaisija oli 4 mm, valmistettiin keksinnön mukaisesti suihkuttamalla 95 pai- ! i no-%:sta ammoniumnitraattiliuosta, joka sisälsi 2 paino-%

MgiNO^^» kiinteiden ammoniumnitraattiosasten fluidisoituun kerrokseen, jonka käsittelyn aikana muodostuneiden rakeiden lämpötila pidettiin välillä 125 ja 130°C. Rakeet poistettiin kerroksesta lämpötilassa noin 120°C ja jäähdytettiin tämän jälkeen ympäristön ilman avulla lämpötilaan noin 90°C. Tämän jälkeen tuote seulottiin ja halutun halkaisijan omaavat rakeet jäähdytettiin edelleen.

Osa rakeita (rakeet A) jäähdytettiin ympäristön ilman avulla lämpötilaan 30°C 3 minuutin kuluessa. Täten jäähdytetyillä rakeilla A oli poikkeuksellisen suuri tiheys 1,68.

Toinen osa rakeita (rakeet B) jäähdytettiin tasaisella nopeudella lämpötilaan 50°C 15 minuutin kuluessa käyttäen ilmaa, jonka lämpötila oli 50°C. Täten jäähdytettyjen rakeiden B tiheys oli 1,63-1,64, so. huomattavasti alhaisempi kuin 1,68.

Kokeiden ja kirjallisuuden perusteella olisi voitu olettaa, että rakeilla A, joilla oli suurempi tiheys, olisi myös suurempi 10 66341 vastustuskyky hajoamista vastaan. Kun jäähdytettyihin rakeisiin A ja B kohdistettiin viiden lämpötilajakson käsittävä koe lämpötilassa välillä 25 ja 50°C, todettiin kuitenkin, että nopeasti jäähdytettyjen rakeiden A tiheys aleni arvosta 1,68 arvoon 1,57, mikä osoittaa kasvanutta huokoisuutta ja vastaavaa turpoamista, kun taas hitaasti ja tasaisesti jäähdytettyjen rakeiden B tiheys pysyi muuttumattomana 1,63-1,64. Vastoin odotuksia osoittautui, että rakeet A olivat voimakkaasti paakkuuntuneet yhteen kun niitä varastoitiin suljetuissa säkeissä, kun taas rakeet B, vaikka niitä varastoitiin pitkiä aikoja olosuhteissa, joissa lämpötila vaihteli, pysyivat vapaasti juoksevina.

Eräs mahdollinen selitys näille vaikutuksille on se, että kun rakeita jäähdytetään liian nopeasti, niin ainakaan osa magnesium-nitraattia ei saavuta kiteytyspistettä vaan jää jäljelle rakeisiin amorfisena kiinteänä aineena. Tällaisissa olosuhteissa ei MgiNO^^ kykene sitomaan vettä kidevetenä niin, että rakeet sisältävät jatkuvasti vapaata vettä, joka varastoitaessa aiheuttaa paakkuuntumista, ja johtuen emäliuosfaasien muodostumisesta edistää faasin siirtymistä kidemuunnosten välillä ja täten rakeiden hajoamista.

Lukuisten kokeiden tuloksena on nyt todettu, että se kriittinen alue, jolla rakeet on jäähdytettävä hitaasti ja tasaisesti edellä kuvatulla tavalla, on välillä 70 ja 50°C. Rakeet voidaan jäähdyttää korkeasta lämpötilasta lämpötilaan 70°C ja lämpötilasta 50°C ympäristön lämpötilaan millä hyvänsä halutulla nopeudella vaikuttamatta haitallisesti rakeiden laatuominaisuuksiin .

Sen ammoniumnitraatti1iuoksen väkevyys, jota käytetään keksinnön mukaisessa menetelmässä, ei periaatteessa ole kriittinen, mutta on olemassa taloudellisia tekijöitä, jotka tekevät liian alhaisten väkevyyksien käytön vähemmän toivottavaksi. Näin ollen valittaessa liuoksen väkevyys alhaisemmaksi on tuotteen saanto aikayksikköä kohden pienempi, ja se vesimäärä, joka on haihdutettava aikayksikössä, on suurempi. Käytännössä on osoittautunut, että tyydyttävä rakeiden saanto voidaan aikaansaada käytettäessä sellaista ammoniumnitraattiliuosta, jonka väkevyys on vähintään 80 paino-%, jolloin suihkutettujen rakeiden kuivaus ei 11 66341 aiheuta vaikeuksia. Edullisesti käytetään kuitenkin sellaisia liuoksia, joiden väkevyys on 90-95 paino-%, koska ensiksikin tällaiset liuokset ovat halpoja verrattuna sellaiseen vedettömään sulatteeseen, joka on vaadittu valmistettaessa aikaisemmin suuren tiheyden omaavia ammoniumnitraattirakeita, ja koska toiseksi ne aikaansaavat erinomaisen rakeiden saannon. Väkevyyden ylärajana, mikäli tällaista tarvitaan, voidaan mainita käytännöllisesti katsoen vedettömän ammoniumnitraattisulatteen väkevyys, joka on vaadittu aikaisemmin tunnetuissa menetelmissä, joka on suunnilleen 99,7 paino-% ja joka tapauksessa vähintään 99,5 paino-% .

Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä ammo-niumnitraattiliuos tai suspensio sisältää 0,5-3,0 paino-% Mg(N0^)2:ta' j°ka voidaan lisätä liuokseen tai suspensioon hyd-raattina tai muodostaa liuoksessa in situ lisäämällä MgO:ta määrässä, joka vastaa liuoksen haluttua magnesiumnitraattipitoi-suutta, jota seuraa reaktio magnesiumnitraatin muodostamiseksi. Käytettäessä tällä 0,5-3,0 paino-%:n alueella liuoksen tai suspension korkeampia magnesiumnitraattipitoisuuksia, valitaan rakeiden lämpötila niiden muodostamisen aikana edullisesti alueen 120-135°c alapäästä, koska nestefaasin määrä osasissa riippuu sekä magnesiumnitraattipitoisuudesta että lämpötilasta. Seurauksena on, että liuoksen tai suspension suuren magnesium-nitraattipitoisuuden ja rakeiden korkean lämpötilan yhdistelmä niiden muodostamisen aikana voi aiheuttaa sellaisia rakeita, joilla on liian suuri plastillisuus suuren nestefaasimäärän esiintymisen johdosta. Edullisesti käytetään sellaista ammoniumnit-raattia sisältävää liuosta tai suspensiota, jonka MgiNO^^-pitoisuus on 1,0-2,0 paino-%, jossa väkevyydessä haitallista plastillisuutta ei esiinny lämpötila-alueella 120-135°C.

Nyt on todettu, että muodostuslämpötilan ylittäessä 135°C rakeet tulevat niin plastillisiksi, että ne agglomeroituvat helposti, erikoisesti pienemmät rakeet, ja paakkuuntuvat pöhjalevylle, ja että muodostuslämpötilan ollessa alle 120°C alkaa muodostua hienojakoisia aineita. Lämpötilassa noin 110°C ja sen alapuolella on rakeistaminen mahdotonta ja muodostuu ainoastaan hienojakoista tuotetta.

12 66341

Suihkutetun liuoksen tai suspension tippojen suuruus ei ole kriittinen. Käytännössä aikaansaadaan erinomaisia tuloksia tippojen keskimääräisen halkaisijan ollessa välillä 0,01 ja 0,1 mm, mutta suuremmat keskimääräiset halkaisijat on todettu sangen sopiviksi erikoisesti valuvissa kerroksissa.

Sydänosina voidaan käyttää pieniä ammoniumnitraattipallosia tai kooltaan liian pieniä seulottuja tuoterakeita. On myös mahdollista jauhaa liian suuret tuoterakeet ja kierrättää ne uudelleen rakeistukseen. Sydänosat voivat sisältää myös muita aineita, joilla ei ole haitallista vaikutusta tuotteeseen. Haluttaessa voidaan käyttää inertisiä sydänosia.

Rakeistus voidaan suorittaa keksinnön mukaisesti jatkuvana tai jaksottaisena. Sopivan kokoiset rakeet jäähdytetään edullisesti välittömästi valmistamisensa jälkeen niiden plastisuuden pienentämiseksi. Keksinnön mukaisesti on rakeiset tuotteet jäähdytettävä niin, että jäähdytysalueella 70-50°C rakeet pysyvät pääasiallisesti homogeenisena tässä lämpötilassa. Tämä aikaansaadaan edullisesti jäähdyttämällä rakeet mainitulla jäähdytysalueella käyttäen tasaista jäähdytysnopeutta, joka ei ylitä 3°C minuutissa. Jäähdytys voidaan suorittaa tavanomaisessa laitteistossa. Käytännössä on kuitenkin osoittautunut, että jäähdytettäessä rakeet fluidisoidussa kerroksessa on vaikeata aikaansaada tasaista jäähtymisnopeutta, joka ei ylitä 3°C minuutissa, koska rakeet jäähtyvät nopeammin kerroksen pohjaosassa kuin sen yläosassa ellei jäähdytyskaasua, jonka muodostaa tavallisesti ilma,ole esikuumennettu lämpötilaan noin 50°C, mikä voi olla taloudellisesti edullista.

Osaksi tästä syystä on edullista suorittaa tuoterakeiden jäähdyttäminen jäähdytysalueella 70-50°C jäähdytysrummussa ilman avulla, jonka lämpötila on esimerkiksi 25-35°C, ja jota on käsitelty sen vesipitoisuuden pienentämiseksi siten, että jääh-dytyskäsittelyn aikana kosteuden adsorptio jäähdytysilmasta rakeisiin on mahdollisimman pieni.

Rakeiden plastisuuden pienentämiseksi jäähdytetään tuote edullisesti välittömästi sen valmistamisen jälkeen lämpötilaan, joka on turvallisen määrän arvon 70°C yläpuolella, esimerkiksi 13 66341 välillä 80 ja 90°C. Tämä voidaan toteuttaa millä hyvänsä nopeudella esimerkiksi ulkoilmaa käyttäen. On toivottavaa, että rakeet seulotaan tämän jälkeen, jonka jälkeen alikokoinen fraktio voidaan kierrättää välittömästi uudelleen rakeistukseen ja yli-kokoinen fraktio voidaan ensin murskata ja kierrättää tämän jälkeen rakeistukseen, ja saattaa sitten halutun kokoinen fraktio edellä kuvattuun jäähdytyskäsittelyyn lämpötila-alueella 70-50°C. Jäähdyttäminen lämpötilasta 50°C ympäristön lämpötilaan voi jälleen tapahtua millä hyvänsä halutulla nopeudella. Rakeet, jotka on jäähdytetty lämpötilaan 50°C tai sen alittavaan lämpötilaan, voidaan esimerkiksi pakata säkkeihin ja antaa niiden jäähtyä ympäristön lämpötilassa.

Haluttaessa voidaan rakeiden seulominen lykätä siksi, kunnes rakeet ovat jäähtyneet lämpötilaan 50°C tai sen alapuolelle.

Tällä on kuitenkin se haitta, että alisuuri ja ylisuuri fraktio on myös jäähdytettävä lämpötila-alueella 70-50°C ja on tämän jälkeen uudelleen kuumennettava ennen uudelleenkiertoa rakeis-tuskäsittelyyn.

Rakeiden valmistamiseksi on myös mahdollista suorittaa jäähdytys siitä lämpötilasta, jossa ne on poistettu rakeistuskäsitte-lystä, lämpötilaan alle 50°C käyttäen tasaista jäähdytysnopeutta, joka ei ylitä 3°C minuutissa, mutta tällä ei saavuteta mitään erikoisia etuja.

Keksintöä kuvataan seuraavassa alla olevien esimerkkien avulla. Kaikissa esimerkeissä määrättiin saatujen rakeiden tiheys käyttäen menetelmää "TVA Procedures for determining physical properties of fertilizers", Special Report No. S-444 (syyskuu 1970), sivu 9, "Apparent density of fertillizer granules",

Applied Research Branch, Division of Chemical Development, Tennessee Valley Authority, Muscle Shoals, Alabama.

Esimerkki I

95 paino-%:seen ammoniumnitraattliuokseen lisättiin 0,6 paino-% MgO, jonka jälkeen seoksen annettiin reagoida lämpötilassa 170°C 2 tuntia. Liuos sisälsi tällöin suunnilleen 2 paino-%

Mg (N03) 2 · 14 66341

Leijukerrosrakeistuslaitteessa, joka oli varustettu kahdella suihkutuslaitteella ja pöhjalevyllä, jonka aukon suuruus oli 7 %, fluidisoitiin 40 kg ammoniumnitraattipallosia (33,5 % N), joiden keskimääräinen halkaisija oli 2,4 mm, käyttäen suunnil-

O

leen 1200 Nm fluidisoimisilmaa tunnissa siten, että kerroksen korkeus oli suunnilleen 30 cm.

Edellä kuvattu ammoniumnitraattiliuos suihkutettiin fluidisoi-tuun kerrokseen lämpötilassa 150°C nopeudella 120 kg/tunti kahden suihkutuslaitteen lävitse käyttäen ilmaa, jonka lämpötila oli 160°C, ja painetta 245,2 kPa. Kerroksen lämpötila säädettiin arvoon 130°C säätämällä fluidisoimisilman lämpötilaa.

15 minuutin kuluttua oli muodostuneiden rakeiden keskimääräinen halkaisija 2,95 mm, 30 minuutin kuluttua 3,75 mm, 45 minuutin kuluttua 4,50 mm ja 1 tunnin kuluttua 5,35 mm. 1 tunnin pituisen käytön jälkeen koe keskeytettiin. Rakeet poistettiin rakeistajasta, jäähdytettiin välittömästi ulkoilman avulla lämpötilaan noin 90°C ja seulottiin tämän jälkeen. Saadusta tuotteesta 93 kg:lla oli rakeiden halkaisija 4-6 mm, 31 kg:lla alle 4 mm ja 36 kg:11a suurempi kuin 6 mm.

Tuote, jonka osaskoko oli 4-6 mm, jaettiin kolmeen erään, jotka jäähdytettiin jäähdytysrummussa erilaisilla jäähdyttämis-nopeuksilla. Jäähdytystavat ja saadut tulokset on esitetty taulukossa A.

15 66341

Taulukko A

Erä ABC

Jäähdytysilman lämpötila °C 50 40 30 Jäähdytyskäsittelyn kestoaika,min 14 14 10

Lopullinen lämpötila 50 40 30

Tiheys jäähdyttämisen jälkeen 1,634 1,658 1,662 sama 5 jakson jälkeen lämpötilassa välillä 25 ja 50°C 1,630 1,585 1,553

Turpoamis-% 1 jakson jälkeen 0 64 2 jakson jälkeen 0 12 8 5 jakson jälkeen 0 12 14 10 jakson jälkeen 0 20 22 20 jakson jälkeen O hienoja- hienoja koista koista 50 jakson jälkeen 2

Tulokset osoittavat, että se jäähdytyskäsittely, joka kohdistettiin erään A, oli ainoa, joka aikaansai pysyvän tuotteen, jolla 011 suuri tiheys.

Ammoniumnitraattirakeiden turpoaminen sen jälkeen, kun niitä on käsitelty yhden tai useamman lämpötilajakson avulla välillä 25 ja 50°C, voidaan mitata yksinkertaisella tavalla saattamalla määrätty raemäärä hyvin suljetussa pullossa toistuvasti jaksottaiseen käsittelyyn lämpötilassa välillä 25 ja 50°C ja mittaamalla kunkin jakson jälkeen rakeiden saman painomäärän tilavuus esimerkiksi mittasylinterissä. Tilavuuden kasvu on turpoamisen mittapuu.

Erän A rakeilla, jotka oli valmistettu keksinnön mukaisesti, oli erinomainen pyöreys ja tasaiset, suljetut pinnat. Tämän tuotteen öljynpidätyskyky /huokoisuuden mittapuu, katso Official Journal of the European Communities 23.1.1976, No. C 16(4-7)_/ oli 0,95 % ja se sisälsi 0,30 paino-% vettä ja 1,65 paino-% MgiNO^^· Tuotteen 10 paino-%:sen vesiliuoksen pH oli 6,6.

4 mm:n halkaisijan omaavien rakeiden murskauslujuus oli 35,3 N.

Esimerkki II

Samalla tavoin kuin esimerissä I on kuvattu valmistettiin liuos, jossa oli suunnilleen 2 paino-% MgiNO^)^, lisäämällä Mg0:ta 16 66341 97,5 paino-%:seen anunoniumnitraatti liuokseen ja suorittamalla reaktio tämän jälkeen. Saadun liuoksen eriä laimennettiin vedellä niin, että muodostui vastaavasti 85, 90 ja 95 paino-%:n suuruiset anunoniumnitraatti väkevyydet.

Vertailun vuoksi valmistettiin 95 paino-%:set ammoniumnitraatti-liuokset, jotka sisälsivät vastaavasti aluminiumsulfaattia, bentoniittiä, ammoniumpolyfosfaattia ja boorihapon, diammonium-fosfaatin ja diammoniumsulfaatin seosta.

Sarjassa kokeita suihkutettiin saadut liuokset esimerkissä I kuvatulla tavalla ammoniumnitraattiosasten fluidisoituun kerrokseen siten, että 85 %:nen liuos suihkutettiin lämpötilassa 110°C nopeudella 80 kg/tunti, 90 %:nen liuos lämpötilassa 120°C nopeudella 120 kg/tunti, 95 %:nen liuos lämpötilassa 150°C nopeudella 200 kg/tunti ja 97,5 %:nen liuos lämpötilassa 170°C nopeudella 200 kg/tunti.

Kaikki kokeet keskeytettiin 1 tunnin pituisen käsittelyjakson jälkeen, jonka jälkeen tuote poistettiin kerroksesta, jäähdytettiin välittömästi tämän jälkeen lämpötilaan 80°C ulkoilman avulla leijukerrosjäähdyttäjässä ja seulottiin tämän jälkeen. Fraktio, jonka osaskoko oli välillä 4-8 mm, jäähdytettiin sitten lämpötilaan 50°C rumpujäähdyttäjässä ilman avulla, jonka lämpötila oli 30°C, tasaisella jäähdytysnopeudella 15 minuutin kuluessa, jonka jälkeen tuotteen annettiin jäähtyä säkeissä ympäristön lämpötilaan.

Tämän kokeen tulokset on esitetty taulukossa B. Nämä tulokset osoittavat selvästi, että käytettäessä muita stabiloimisainei-ta kuin magnesiumnitraattia ei muodostu stabiileja ammonium-nitraattirakeita mikäli lähtötuote on liuos, jonka NH^NO^-väkevyys on 95 paino-%, mutta keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan pysyviä ammoniumnitraattirakeita, joilla on suuri tiheys, käytettäessä sellaisia liuoksia, joiden NH^NO^-väkevyys on välillä 85 ja 97,5 paino-%.

17 66341

(N

I —s H ro in n) dp O in ro

* α I Z n i—l fN id di ι-l :<TJ

r-~ O ' »''·' - > m n β Cp o cd σ rH O Ή O O in >i 2 no Λ in co LO rl H Ί1 in oi o ^ ** — *^ ** " v r- I O <o Ή rH O co Ororol

(Tl ro (N rr ID

(M

dP

I ro m O O O no

m οι β 2 ro O rg id O O

ΟΊ - -H —' ^ r ^ r ^ *. ;(fl H n) Cl O CO 00 rH rH rH O O ON > as no Sh

,G

ro in m r-ι m m o Ή σ I - - - ·> - »

O id m i—i i—i id co O m I

ro i—I ^ in PQ rg <X> r-, O I no 44 m O O O ro 44 O <» G Z ro id ro id O O :id G σι » -h — * ^ *· · «· «. β> f—I iHlOiJI o ID in r—I i—I rH o rg rg >, G a g ro Ä iti

H

rg dP r-, I ro m 0 O ·π< ro m G Z roiHroiDOH :rd CO * · H *— s ^ « S> i—I id Cn O id r- i—I rH i—i O rg ^ Sh as no X! :ifl

r—I rH Ή rH

in en :id S. O Z >

>1 G

> -H g G

0) -H g φ 44 dP 0) :iti G o· 44

> H) * rH G

dP G TSL >i :rö G G Φ G O I ·· 44 τη Φ Φ Φ Φ G O dP Ui >i rt0 φ Φ 44 in -H G I G 44 G 44 44 Ή 44 id -HOG UJO » H H (Il

0 in id G -no >1 in G :id ltd -ro G

G -H a -H 3 -P 44 U Φ το -ro G

•H g (d rH :<d idO G G in

rH -H ^ a in 'Ö to O -H G G O -H

1 <*> o in G -HingootnrH

no i rH G O id in a m S in in ϋ h O O rl φ φ rH 44 >1 G m O 44 44 G Ή Z G X) -p -p in Φ >i id -ro a id id -ro λ ΊΉ id O in ^ P -ΓΟ g G -ro -ro Id

K id -P GOKG-HrHidinG O -P

Z a cfl E-i44ag-P:0(niN £h ro in h co 18 66341

I I

2 2 2 2

*H *H

+ Ό Ό o\o +

I 3 ιΛ° ctP

O O I li I U

3 Pj Ο *H Ο Ή

-η a 3 4-1 3 -P

rd 3 -H 3 -Η 3 ^ <d (d fd πί ro cn i—1 lo 00 cn -rH 0_i <d O-ί fd v " *· *> < ·.

ΙΟ P 3 4-) O LO LO .H O tO iHtDtD I

m H OO MHH >» ,H CN **· co ~ O ^ 0 - 3 0 X) o 4-1 O tn

H 3 I -P

*νΡ3 2 3 1 2 4-1

•H tfl O iN

ίΟ o\o ο οι n σι m tn r~ O-ι I 4—1 >· *- v - ^ * to 0>i OLOLOrHO VO rHOOOOl σν rH 3 γη to fHrotn 0 a Ή

3 -P

3 I -P

^ Ή -H 1—I "O' -P rd ov -h cn cn m 0 00 id a I C - •nuo OO O to ov 1—1 1—ι σ\ oovoOl '-'σνοΐβ-ρ cn Hoovo 3 ω ra Λ

O

X

3 ro r—i o'P -—s 3 I ro τ 3 OO voovOioloco E-ι m in c ω _ cr« ^ -H - O O rH O tn rHvovoi H li (N LO ,H CN -¾1

Pj Ή

C

to

OJ

:3

rH 1—i •H

** rH

U) M :n3 >1 o 2 > >1 3 «· > -H g 3 <u rH g a) rM dP (1) :rö 3 ^ Λί > CU «- .H 3 ov> 3 O. >1 :3 3 3 0> 3 ai 1 ·· x -ro cd ai ai

0)3 Oc»PU) >1 dP φ ai M

tn H 3 I 3 3 x x r-i X 3 -H 03 Ui O « rH rH C3 Ui 0 tn 3 3 -n >1 tn 3 :3 :3 -ro 3 3 -h Pj -H 3 4-1 X Q) -ro -ro 3 -PE 3 3 :3 3 3 3cn

1 1 H - Pj tn Ό -ro -H 3 3 O -H

iot°o tn 3 -h u E o o tn ή <01 -n 30mtnPjioo m ie m y -4 oo h ω cd .h λ: >, 3 o o λ: 3 -h 23X1 4-14-1 to <D >ι 3 lo pj (d fO -n X3 "=*3 3 Otn^MxJ-roE p to -ro 3 233 3023-HiH33 3 03

2 Pj t/2 E-i^PjS3:OW-roE-irotO^-l CO

19 66341

Esimerkki III

Esimerkissä I kuvatulla tavalla valmistettiin liuos, jossa oli suunnilleen 2 paino-% MgiNO^^/ 95 paino-%:sessa ammo-niumnitraatin vesiliuoksessa. Tähän liuokseen suspendoitiin 4 paino-% dolomiittia, jonka osasten suuruus oli alle 0,2 mm.

Saatu suspensio rakeistettiin valutuskerroksessa. Rakeistaminen suoritettiin sylinterimäisessä astiassa, jossa oli kar-tiomainen pohja. Sylinterimäisen osan halkaisija oli 25 cm ja korkeus 50 cm ja kartiomainen osa oli 20 cm korkea. Kar-tiomainen osa oli varustettu keskeisellä aukolla, jonka halkaisija oli 4 cm, johon oli yhdistetty ilmakanava, jonka halkaisija oli 8 cm, joka kapeni 4 cm:n halkaisijaksi siinä päässä, joka oli yhdistetty mainittuun keskeiseen aukkoon. Nesteen suihkulaite oli sovitettu siten, että sen nokka sijaitsi keskeisen aukon kohdalla.

Astia täytettiin 30 cm:n korkeuteen kalsiumammoniumnitraat-tirakeilla (33,5 % N), joiden osasten koko oli 0,5-2,5 mm.

Tähän kerrokseen johdettiin ilmaa, jonka lämpötila oli 130-140°C, paineessa 9,8 kPa nopeudella 400 Nm^/tunti niin, että muodostui valuva kerros. Suihkutuslaitteen kautta suihkutettiin mainittu suspensio lämpötilassa 160°C paineessa 150 kPa ja nopeudella 120 kg/tunti karkeina tippoina ilmavirtaan, jonka nopeus lisääntyi kapenemisen johdosta, jolloin rakeet joutuivat laimeaan faasiin kerroksen keskikohdalla suurella nopeudella, jonka johdosta suspensio jakaantui rakeille pääasiallisesti homogeenisesti.

Kerroksen lämpötila oli 120°C.

1 tunnin pituisen käsittelyjakson jälkeen keskeytetyin rakeistaminen. Välittömästi tämän jälkeen tuote poistettiin astiasta ja jäähdytettiin rumpujäähdyttäjässä ilman avulla, jonka lämpötila oli 30°C, lämpötilaan noin 45°C 30 minuutin kuluessa.

Tuotteella oli seuraavat ominaisuudet: 6 6341 20

Kosteuspitoisuus 0,35 %

Murtumislujuus, 0 4 mm 37,3 N

3

Tiheys, g/cm 1,63 Öljyn retentio 1,0 % sama 5 jakson jälkeen välillä 25 ja 50°C 1,1 %

Turpoaminen, % 3 jakson jälkeen 0 5 jakson jälkeen 2 10 jakson jälkeen 4

Stabiilisuus hyvä

Ulkonäkö pyöreät rakeet, joilla sileä pinta

Esimerkki IV

Esimerkin III mukainen suspensio rakeistettiin kahdessa kokeessa fluidisoidun kerroksen ja valuvan kerroksen yhdistelmää käyttäen. Kummassakin kokeessa sellaisten kalsiumammoniumnit-raattirakeiden (33,5 % N) muodostama kerros, jonka raekoko 011 0,5-2,5 mm, fluidisoitiin ja pidettiin fluidisoidussa tilassa ilmavirran avulla.

Ensimmäisessä kokeessa suihkutettiin suspensio kerrokseen kahden pneumaattisen suihkutuslaitteen avulla. Suihkutuslaittei-den sekundääristä ilmaa ei käytetty ainoastaan suspension hie-nontamiseen, vaan myös antamaan suihkutusvyöhykkeessä oleville rakeille suuri nopeus valuvan kerroksen paikallisesta muodostumisesta johtuen, josta on seurauksena nopeampi rakeiden siirtyminen paikasta toiseen ja huomattavasti homogeenisempi suspension jakautuminen näille rakeille.

Toisessa kokeessa käytettiin hydraulista suihkutuslaitetta, joka oli sovitettu sekundääriseen ilmavirtaan. Suspensio hajoi-tettiin nestepaineen avulla. Myös tässä kokeessa antoi suihku-tuslaitteen lähellä oleva sekundäärinen ilmavirta rakeille suihkutusvyöhykkeessä suuremman nopeuden johtuen valuvan kerroksen paikallisesta muodostumisesta, jolloin vaikutus oli sama kuin ensimmäisessä kokeessa.

21 66341

Molemmat kokeet keskeytettiin 1 tunnin pituisen käsittelyn jälkeen. Kummassakin tapauksessa koko tuote johdettiin välittömästi rumpukuivaajaan, jossa se jäädytettiin lämpötilaan noin 45°C 30 minuutin kuluessa käyttäen ilmaa, jonka lämpötila oli 30°C.

Näiden kokeiden olosuhteet ja tulokset on esitetty taulukossa C.

Taulukko C

Koe 1 2

Olosuhteet

Fluidisoimisilma

Nopeus, Nm3/tunti 1000-1200 1000 Lämpötila, °C 140-150 130-140

Paine, kPa 11,8 9,8

Sekundäärinen ilma

Nopeus, Nm3/tunti 120 120 Lämpötila, °C 160 120

Paine, kPa 253 152

Fluidisoitu kerros

Kerroksen korkeus, cm 30-40 40-50 Lämpötila, °C 120-130 120

Suspensio

Nopeus, kg/tunti 120 180 Lämpötila, OC 160 160

Paine, kPa 150 608

Tuote

Kosteuspitoisuus, % 0,30 0,32

Murtumislujuus, 0 4 mm N 38,2 41,2

Tiheys, g/cm3 1,63 1,63 öljyn retentio, % 1,0 0,8 sama 5 jakson jälkeen välillä 25 ja 50¾ 1,1 0,8

Turpoaminen, % 3 jakson jälkeen O 0 5 jakson jälkeen O 0 10 jakson jälkeen 2 2

Stabiilisuus hyvä hyvä

Ulkonäkö pyöreitä rakeita, hieman kul- joilla sileä mikkaita pinta rakeita, joilla sileä pinta 22 66341

Esimerkki V

Esimerkin I mukaisella tavalla valmistettiin liuos, jossa oli suunnilleen 2 paino-% MgfNO^^» 95 paino-%:sessa ammoniumnit-raatin vesiliuoksessa. Tähän liuokseen suspendoitiin dolomiittia, jonka osassuuruus oli pienempi kuin 0,2 mm, 25 paino-% laskettuna suspensiossa olevan ammoniumnitraatin ja dolomiitin kokonaismäärästä.

Saatu suspensio rakeistettiin valuvassa kerroksessa esimerkissä III esitetyissä olosuhteissa ja käyttäen sydänosina kal-siumammoniumnitraattirakeita {26 % N), joiden osasten suuruus oli 0,5-2,5 mm.

1 tunnin pituisen käsittelyjakson jälkeen rakeistaminen keskeytettiin ja tuote jäähdytettiin esimerkissä III kuvatulla tavalla.

Saadulla tuotteella oli seuraavat ominaisuudet:

Kosteuspitoisuus 0,35 %

Murtumislujuus, 0 4 mm 44,1 N

3

Tiheys, g/cm 1,81 öljyn retentio 0,9 % sama 5 jakson jälkeen välillä 25 ja 50°C 1,1 %

Turpoaminen, % 3 jakson jälkeen 0 5 jakson jälkeen 2 10 jakson jälkeen 3

Stabiilisuus hyvä

Ulkonäkö pyöreitä rakeita, joilla sileä pinta

Esimerkki VI

Esimerkissä V kuvattu suspensio rakeistettiin esimerkin IV ensimmäisessä kokeessa kuvatulla tavalla käyttäen ydinosasina kaisiumammoniumnitraattirakeita (26 % N), joiden osasten suuruus oli 0,5-2,5 mm. 1 tunnin pituisen käsittelyn jälkeen rakeistaminen keskeytettiin ja tuote jäähdytettiin esimerkissä IV kuvatulla tavalla.

66341 23

Olosuhteet ja tulokset on esitetty taulukossa D.

Taulukko D

Olosuhteet Fluidisoimisiima

Nopeus, Nm'Vtunti 1000-1200 Lämpötila, °C 130-140

Paine, kPa 9,8-11,8

Sekundäärinen ilma

Nopeus, Nm'Vtunti 120 Lämpötila, °C 160

Paine, kPa 253

Fluidisoitu kerros

Kerroksen korkeus, cm 40 Lämpötila, °C 120

Suspensio

Nopeus, kg/tunti 120 Lämpötila, °C 160

Paine, kPa 150

Tuote

Kosteuspitoisuus, % 0,30

Murtumislujuus, 0 4 mm N 53,9

Tiheys, g/cnV 1,82 Öljyn retentio, % 1,0 sama 5 jakson jälkeen välillä 25 ja 50°C 1,1

Turpoaminen, %

3 jakson jälkeen O

5 jakson jälkeen O

10 jakson jälkeen 2

Stabiilisuus hyvä

Ulkonäkö pyöreitä rakeita, joilla sileä pinta

Claims

24 66341

1. Menetelmä stabiloitujen ammoniumnitraattipitoisten rakeiden valmistamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää Mg(N0^)2:n liuottamisen sellaiseen ammoniumnitraatin vesiliuokseen, jonka ammoniumnitraattiväkevyys on vähintään 80 paino-%, määrässä 0,5-3,0 paino-% liuoksessa olevasta ammoniumnitraa-tista laskettuna, ja hienojakoisen mineraalitäyteaineen suspen-soimisen määrässä 0-45 paino-% suspensiossa olevan ammoniumnitraatin ja täyteaineen kokonaismäärästä laskettuna, saadun liuoksen tai suspension suihkuttamisen kiinteille sydänosasille, samalla kun näitä pidetään oleellisesti erillään toisistaan sekoitetussa osasten kerroksessa tai massassa ja kosketuksissa kuuman kaasuvirran kanssa samalla kun suihkutettujen sydän-osasten lämpötila pidetään arvossa välillä 120 ja 135°C, suihkutetun liuoksen tai suspension tippojen saostamiseksi näille sydänosille ja niiden kuivaamiseksi in situ poistamalla haihdutettua vettä kaasuvirran mukana siksi, kunnes on saavutettu haluttu raesuuruus, jonka jälkeen saadut rakeet jäähdytetään jäähdytysväliaineen avulla lämpötilaan alle 50°C siten, että jäähdytysalueella 70-50°C rakeet pysyvät oleellisesti homogeenisina tässä lämpötilassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään vesipitoista ammoniumnitraattiliuosta, jonka ammoniumnitraattiväkevyys on 90-95 paino-%.

3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että 1,0-2 paino-% Mg (NO-j) 2:ta, liuoksessa olevasta ammoniumnitraatista laskettuna, liuotetaan ammoniumni traatti liuokseen.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu mineraalitäyteaine on kalkkikivi, merkeli, kalkki, dolomiitti, magnesiumkarbonaatti ja/tai magnesiumsulfaatti.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuos tai suspensio suihkutetaan sydänosille fluidisoidussa kerroksessa, valuvassa kerroksessa tai näiden yhdistelmässä. 25 66341

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakeet jäähdytetään jäähdytys-alueella 70-50°C tasaisella nopeudella, joka ei ole suurempi kuin 3°C/minuutti.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että rakeet jäähdytetään jäähdytysrummussa ilman avulla, jonka lämpötila on 25-35°C, ja jota on esikäsitelty veden poistamiseksi.