PL176297B1

PL176297B1 - Sposób otrzymywania porowatej saletry amonowej

Info

Publication number: PL176297B1
Application number: PL95307388A
Authority: PL
Inventors: Witold Pągowski; Ryszard Ścierzyński; Mariusz Wasilewski; Bohdan Subocz; Daniel Buczkowski
Original assignee: Inst Przemyslu Organiczego; Instytut Przemyslu Organicznego
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1999-05-31
Also published as: AU4925596A; WO1996026158A1; PL307388A1; MX9706336A; CA2213479A1

Abstract

woda nieporowatej saletry amonowej, zwlaszcza zawierajacej dodatki substancji modyfi- kujacych jej wlasciwosci fizyko-mechaniczne, znamienny tym, ze nieporowata saletre amo- nowa po jej zwilzeniu wodnym roztworem saletry amonowej w ilosci odpowiadajacej wprowadzeniu do 3% wagowych wody w stosunku do saletry poddaje sie ogrzewaniu do tem- peratury powyzej 84,2°C, najkorzystniej do temperatury powyzej 91°C, to jest powyzej tem- peratury warunkujacej dokonanie sie w produkcie przemiany III postaci krystalicznej saletry w postac II, a gotowy produkt ewentualnie poddaje sie suszeniu i chlodzeniu dowolnym spo- sobem. P L 176297 B 1 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy technologii wytwarzania porowatej saletry amonowej z rolniczej nieporowatej saletry amonowej granulowanej, zwłaszcza zawierającej dodatki substancji modyfikujących jej właściwości fizyko-mechaniczne.

Znanyjest z polskiego opisu patentowego 95 331 z roku 1974 sposób przerobu saletry amonowej nieporowatej na produkt porowaty, polegający na ogrzewaniu do temperatury powyżej 32,3° granul nieporowatej saletry amonowej, zawierających dodatek soli kwasów .tlenowych w ilości od 0,02 do 5% i wody w ilości od 0,05 do 1⁰% wagowych. Istota tego postępowania sprowadza się do stworzenia warunków dla dokonania w granuli przemiany IV postaci krystalicznej saletry amonowej w postać III oraz dokonania tej przemiany. Uzyskana w taki sposób porowata saletra amonowa mogła być stosowana dla wykonywania AN-FO na ciepło, lub po ochłodzeniu do temperatury poniżej 32,3°C.

Sposobem według wynalazku jak wyżej można było przetwarzać dostępne na rynku w latach 70 odmiany saletry amonowej, uzyskując porowatą saletrę o chłonności rzędu 6-8% wagowych. Obróbkę termiczną granul można było powtarzać kilkakrotnie, uzyskując zadowalającą saletrę porowatą nawet z bardzo twardych granul saletry rolniczej, zawierających dodatki soli wapnia, magnezu itp.

Sposób analogiczny do opisanego w patencie 95 331, zakładający otrzymywanie porowatej saletry amonowej z granulowanej saletry amonowej stabilizowanej dodatkiem azotanów Mg, Ca, fosforanów, itp. soli kwasów tlenowych zdolnych do hydratacji, poprzez poddawanie wilgotnych granul cyklicznej obróbce termicznej, zapewniającej zachodzenie w granulach przemian postaci krystalicznych saletry IV-III-IV został opatentowany w USA pod nr5078813wl 989 r.

Istotną wadą sposobów opisanych w cytowanych patentach okazała się konieczność kilkakrotnego powtarzania obróbki termicznej saletry stabilizowanej dodatkami soli magnezu, niezbędnej dla dokonania w granulach odpowiedniej ilości przemian postaci krystalicznych (IV-In-IV), potrzebnych dla uzyskania wystarczającej dla celów technicznych chłonności produktu.

Jak wykazały doświadczenia opisane w cytowanym patencie USA, czas trwania poszczególnych cykli obróbki termicznej, niezbędny dla dokonania się w granulach przemian postaci krystalicznych saletry IV-III-IV okazał się nadmiernie długi, niekorzystny z punktu widzenia technologicznego.

Celem niniejszego wynalazku było opracowanie bardziej prostej, skutecznej i wydajnej metody uzyskiwania porowatej saletry amonowej z nieporowatej saletry amonowej, zwłaszcza

176 297 zawierającej dodatki substancji modyfikujących jej właściwości fizyko-mechaniczne typu soli Mg, Ca itp.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że możliwe jest osiągnięcie zadanego celu, jeżeli nieporowatą saletrę amonową, zwilżoną wodnym roztworem saletry amonowej użytym w ilości odpowiadającj wprowadzeniu do 3% wagowych wody w stosunku do saletry, podda się ogrzewaniu powyżej 84,2°C, najkorzystniej do temperatury powyżej 91°C, tojest powyżej temperatury zapewniającemu dokonanie się w produkcie przemiany III postaci krystalicznej saletry w postać Π.

Sposób otrzymywania porowatej saletry amonowej poprzez ogrzewanie zwilżonej wodą nieporowatej saletry amonowej, zwłaszcza zawierającej dodatki substancji modyfikujących jej właściwości fizyko-mechaniczne według wynalazku polega na tym, że nieporowatą saletrę amonową, po jej zwilżeniu wodnym roztworem saletry amonowej w ilości odpowiadającej wprowadzeniu do 3% wagowych wody w stosunku do saletry, poddaje się ogrzewaniu do temperatury powyżej 84,2°C, najkorzystniej do temperatury powyżej 91°C, to jest powyżej temperatury warunkującej dokonanie się w produkcie przemiany III postaci krystalicznej saletry w postać II. Zawartość wody w saletrze w trakcie zachodzenia w niej przemiany III postaci krystalicznej w postać II wynosi co najmniej 120% ilości wody niezbędnej dla całkowitego uwodnienia zawartych w niej dodatków substancji zdolnych do hydratacji, jednak nie mniej niż 0,2% wagowych w stosunku do saletry.

Proces ogrzewania saletry do momentu dokonania się w niej przemiany z utworzeniem II postaci krystalicznej saletry można prowadzić dowolnym sposobem.

Uzyskana sposobemjak wyżej porowata saletra amonowa może być stosowana bezpośrednio do wytwarzania materiałów wybuchowych lub poddawana procesom fizycznymjak suszenie i chłodzenie dowolnym sposobem, jeżeli istnieje taka potrzeba.

Porowata saletra amonowa wykonana sposobem według wynalazku charakteryzuje się o 20 do 100%, a w pewnych przypadkach o ponad 100% wyższą zdolnościąpochłaniania ciekłych składników typu oleju napędowego w porównaniu do produktu wykonanego z tego samego surowca, na przykład przy zastosowaniu techniki znanej z polskiego patentu nr 95 331 lub patentu USA nr 5.078.813.

Wykonanie z tego samego surowca porowatej 'saletry amonowej o analogicznej chłonności,jak uzyskiwana sposobem według wynalazku, przy zastosowaniu znanych wcześniej sposobów postępowania wymaga kilkakrotnego powtarzania cyklu obróbki termicznej saletry, warunkującego przemiany jej postaci krystalicznych IV-III-IV, a także stosowania większego dodatku wody.

Sposób postępowania według wynalazkujest mniej kłopotliwy i energochłonny, a zmniejszenie ilości cykli obróbki termicznej najczęściej wiąże się z mniejszą ilością pyłów powstających w procesie.

Zastosowanie dla zwilżania saletry wodnego roztworu saletry amonowej zamiast czystej wody pozwala na zagospodarowanie pyłów powstających w procesie wytwarzania porowatej saletry amonowej, a także, co jest szczególnie istotne, powoduje znaczne zmniejszenie się ilości granul ulegających rozpadowi na mniejsze fragmenty i pył w czasie realizacji procesu jak wyżej. Po ustaleniu się parametrów procesu, w instalacji produkcyjnej można uzyskać stałą ilość zawracanego pyłu w postaci roztworu.

Dla wytwarzania porowatej saletry amonowej sposobem według wynalazku może być wykorzystywana nieporowata saletra rolnicza zawierająca dodatki azotanów wapnia, magnezu, ich mieszaniny, a także fosforany i polifosforany, siarczany, związki boru i inne dodatki, stosowane dla zwiększenia odporności granul na oddziaływania termicznej i mechaniczne.

Sposobem według wynalazku mogąbyć poddawane porowaceniu marki saletry amonowej rolniczej zawierające dodatki preparatów antyzbryłających opartych na aminach alifatycznych, co nie zawsze z różnych powodów jest dopuszczalne w przypadku stosowania innych technik uzyskiwania porowatej saletry amonowej.

176 297

Przykład I. W tabeli 1 podano wyniki przetwarzania na produkt porowaty granulowanej rolniczej saletry amonowej zawierającej ok. 0,5% azotanu magnezu, o wilgotności ok. 0,1% i chłonności 0,5 cm³ oleju napędowego na 100 g granul. Znaleziona derywatograficznie temperatura przemiany IV-III wynosiła 49,7°C, a przemiany ΙΠ-ΙΙ ok. 89°C. Granule zwilżano 50% wodnym roztworem saletry amonowej, wprowadzając do produktu określoną w tabeli 1 ilość wody. Zwilżone granule poddawano ogrzewaniu do temperatury 95°C, tj powyżej punktu, w którym zachodzi przemiana III postaci krystalicznej saletry w postać II.

Ogrzewanie granul prowadzono przeponowo bez suszenia w ogrzewanym mieszalniku bębnowym. Produkt ochłodzono przeponowo do temperatury 20° i oznaczano jego zdolność pochłaniania oleju oraz gęstość nasypową.

Dla porównania, tę samąpróbkę saletry amonowej poddawano obróbce termicznej według znanej technologii zapewniającej dokonywanie się w produkcie cyklu przemian postaci krystalicznych saletry IV-III-IV, stosując dla zwilżania granul czystą wodę. Ogrzewanie zwilżonych wodą granul prowadzono do temperatury 60°C. Uzyskany produkt chłodzono przeponowo do 20°C i oznaczano zdolność pochłaniania oleju oraz gęstość nasypową.

Tabela 1

Przykłady uzyskania porowatej saletry amonowej z saletry z dodatkiem azotanu magnezu

Typ obróbki termicznej	Według wynalazku	Realizacja przemiany IV-III-IV
Ilość dodanej wody (%)	1,0	2,0	1,0	2,0
3 Chłonność produktu (cm na 100 g)	3,5	4,5	1,5	0,5
Gęstość nasypowa (g/cm³)	0,92	0,85	0,89	0,94

Podaną w tabeli 1 chłonność, tj. zdolność do trwałego pochłaniania oleju napędowego, wyrażaną w cm3 oleju na 100 g porowatej saletry amonowej oznaczano w następujący sposób:

100 g porowatej saletry amonowej naważano z dokładnością do 1g w kolbie stożkowej o pojemności 250 cm3. Następnie do kolby wkraplano objętościowo olej napędowy porcjami po 0,5 cm3. Po wymieszaniu zawartości kolby obserwowano stopień wchłonięcia oleju przez granule saletry. Kolejnąporcję oleju dodawano po upewnieniu się, że nie występuje naklejanie się warstwy granul na powierzchni ścianki kolby.

W przypadku tworzenia się takiej warstwy odczekiwano do 20 minut, okresowo wstrząsając i mieszając zawartość kolby.

Jako wynik badania przyjmowano tę ilość oleju pochłoniętego przez granule, przy której po 20 minutowym okresie oczekiwaniajeszcze nie występuje tworzenie się wyraźnej warstwy naklejonych granul. Uznawano przy tym dopuszczalne naklejanie się pojedynczych granul saletry.

W przypadku zastosowania dłuższego niż 20 minut czasu wchłaniania, metodą jak wyżej uzyskuje się wartość granicznej zdolności pochłaniania oleju, maksymalnie możliwej dla danego produktu. Jest ona zazwyczaj o 1-2 cm3 na 100 g produktu wyższa, niż znaleziona dla 20-minutowego wchłaniania oleju.

Pr^^l^łi^diu. W tabeli 2 zestawiono wyniki przetwarzania na produkt porowaty granulowanej rolniczej saletry amonowej zawierającej dodatek ok. 0,6% siarczanu amonowego, o początkowej wilgotności około 0,1%, o chłonności początkowej poniżej 0,5 cm3 oleju napędowego na 100 g produktu. Granule saletry zwilżano wodnym roztworem saletry amonowej, wprowadzając do produktu wodę w ilości wskazanej w tabeli 2, po czym granule poddawano ogrzewaniu do temperatury powyżej 95°C, powodując w produkcie przemianę III postaci krystalicznej saletry w postać II. Granule ogrzewano przeponowo w ogrzewanym mieszalniku bez jedno176 297 czesnego suszenia, po czym chłodzono do temperatury 20°C i oznaczano zdolność pochłaniania oleju napędowego oraz gęstość nasypową, jak w przykładzie I.

Dla porównania, tę samąpróbkę saletry po zwilżeniu wodąw ilości podanej w tabeli 2 poddawano obróbce termicznej według znanej technologii, zapewniającej dokonaniu się w produkcie cyklu przemian postaci krystalicznych saletry IV-III-IV. Granule ogrzewano przeponowo do temperatury 60°C, chłodzono do 20°C, po czym oznaczano ich zdolność pochłaniania oleju napędowego oraz gęstość nasypową, jak w przykładzie I.

Tabela 2

Przykłady uzyskania porowatej saletry amonowej z saletry z dodatkiem siarczanu amonowego

Typ obróbki termicznej	Według wynalazku	Realizacja przemiany IY-III-IY
Ilość dodanej wody (%)	0,5	1,0	0,5	1,0
Chłonność produktu (cm na 100 g)	5,5	6,0	3,0	4,0
Gęstość nasypowa (g/cm³)	0,86	0,76	0,86	0,76

176 297

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób otrzymywania porowatej saletry amonowej poprzez ogrzewanie zwilżonej wodą meporowatej saletry amonowej, zwłaszcza zawierającej dodatki substancji modyfikujących jej właściwości fizyko-mechaniczne, znamienny tym, że nieporowatąsaletrę amonowąpojej zwilżeniu wodnym roztworem saletry amonowej w ilości odpowiadającej wprowadzeniu do 3% wagowych wody w stosunku do saletry poddaje się ogrzewaniu do temperatury powyżej 84,2°C, najkorzystniej do temperatury powyżej 91°C, tojest powyżej temperatury warunkującej dokonanie się w produkcie przemiany III postaci krystalicznej saletry w postać II, a gotowy produkt ewentualnie poddaje się suszeniu i chłodzeniu dowolnym sposobem.