Умумий ва ноорганик кимё институти ва тошкент кимё-технология институти ҳузуридаги илмий даражалар берувчи dsc

Таблица 5
Состав азотнофосфорных удобрений, полученных на основе расплава аммиачной селитры, аммофоса и Ходжакульской фосмуки

Массовое соотноше-ние АС : Добавка	N, %	Р2О5общ., %	Р2О5усв по 0,2М тр.Б, %	Р2О5усв по 2 %-лим. к-те, %	Р2О5водн, %	Р2О5усв Р2О5общ по 0,2М тр.Б %	Р2О5усв Р2О5общ. по 2%-лим. к-те, %	Р2О5водн Р2О5общ %	Прочность гранул, МПа
с добавкой аммофоса
100 :5	33,31	2,33	2,21	2,27	2,00	94,84	97,42	85,83	3,24
100 : 10	32,31	4,24	4,01	4,14	3,64	94,57	97,64	85,85	4,98
100 : 12	31,92	5,01	4,73	4,89	4,30	94,41	97,60	85,83	5,18
100 : 15	31,35	6,07	5,74	5,88	5,22	94,56	96,87	85,99	5,75
100 : 18	30,81	7,10	6,68	6,88	6,08	94,08	96,90	85,63	6,14
100 : 21	30,28	8,09	7,65	7,90	6,94	94,56	97,65	85,78	6,40
100 : 24	29,80	9,01	8,52	8,74	7,72	94,56	97,00	85,68	6,56
100 :27,5	29,24	10,06	9,51	9,82	8,63	94,53	97,61	85,78	6,74
100 : 35	28,01	12,08	11,42	11,78	10,37	94,53	97,51	85,84	6,94
с добавкой Ходжакульской фосмуки
100 : 3	33,45	0,56	0,53	0,48	0,06	85,71	94,64	10,71	3,24
100 : 8	31,69	1,42	1,31	1,19	0,13	83,80	92,25	9,15	5,16
100 : 15	29,85	2,49	2,27	2,05	0,21	82,33	91,16	8,43	6,52
100 : 20	28,46	3,21	2,89	2,60	0,26	81,00	90,03	8,10	7,35
100 : 25	27,56	3,79	3,38	3,02	0,28	79,68	89,18	7,39	8,24
100 : 30	26,40	4,42	3,89	3,48	0,28	78,73	88,01	6,33	8,92
100 : 35	25,44	4,96	4,32	3,82	0,24	77,02	87,09	4,84	10,26
100 : 40	24,48	5,47	4,74	4,16	0,18	76,05	86,65	3,29	11,05

В табл. 5 также приведены прочность гранул и состав селитры, фосфатизированной с помощью Ходжакульской (19,05% Р₂О₅) фосмуки.
Анализ полученных образцов показал, что введением в 100г расплава АС в количестве от 3 до 40г желвакового фосфорита получаются азотнофосфорные удобрения с содержанием 24,48-33,45% N и 0,56-5,47% Р₂О₅. При этом прочность гранул продуктов меняется от 3,24 до 11,05 МПа.
Самое главное, расплав селитры при 170-180С активизирует фосфатный минерал, то есть переводит в нем неусвояемую форму Р₂О₅ и кальция в усвояемую. Сущность активации заключается в разрушении структуры фосфатного минерала – деформации его кристаллической решетки без разложения, вследствие чего повышается содержание усвояемой формы Р₂О₅. Так в продуктах относительное содержание усвояемого фосфора по 2 %-ной лимонной кислоте и 0,2 М трилону Б в зависимости от количества вводимой добавки колеблется в пределах 86,65-94,64% и 76,05-85,71%. При этом относительное содержание усвояемой формы кальция повышается до 81,79-90,18%. Величины усвояемых форм Р₂О₅ и СаО позволяют считать фосфатную составляющую в АС эффективным фосфорным удобрением.
В продуктах активации с использованием плава NH₄NO₃ и фосмуки появляются в незначительных количествах водорастворимые формы СаО (4,44-23,4%) и Р₂О₅ (3,29-10,71%). Это говорит о том, что благодаря своему кислому характеру нитрат аммония при 175^оС разлагает частично карбонат кальция и фосфат, находящиеся в фосмуке с образованием нитрата кальция:
2NH₄NO₃ + CaСО₃  Ca(NO₃)₂ + 2NН₃ + СО₂ + H₂O
В реакционной массе наблюдается образование мелкоячеистой пены, что говорит о процессе декарбонизации сырья (5,90-21,25%). Для остальных марок фосфоритов Каракалпакии: Ходжейли (16,48% Р₂О₅), Назархан (11,93% Р₂О₅) и Чукай-тукай (6,58% Р₂О₅) наблюдается аналогичная картина. Чем меньше в исходном фосфорите содержание Р₂О₅, тем ниже значение последнего в продукте.
Нами проверено, какими же реологическими свойствами обладают нитратно-фосфатные плавы? Показано, что введение аммофоса в плав нитрата аммония оказывает ощутимое влияние на плотность и вязкость последнего (рис. 1-а и 1-в). Увеличение количества добавки аммофоса от 5 до 35 весовых частей на 100 весовых частей селитры повышает плотность плава при 180^оС от 1,439 до 1,475 г/см³, то есть в 1,03 раза, при соответствующем возрастании вязкости плава от 5,55 до 21,04 сПз, то есть в 3,79 раза. Понижение температуры до 160^оС приводит к возрастанию плотности и вязкости плавов с 1,451 до 1,494 г/см³ и с 7,28 до 27,46 сПз соответственно. Но в любом случае расплавы обладают достаточной текучестью, что дает возможность гранулировать их методом приллирования.


Рис. 1 Плотность и вязкость фосфатно-нитратных расплавов в зависимости от массового соотношения АС : Аммофос (а, в), АС : ФС (б, г) и температуры.
А увеличение количества добавки Ходжакульской фосмуки от 3 до 40 весовых частей на 100 весовых частей АС приводит к увеличению плотности расплавов при 160С от 1,534 до 1,695 г/см³ и вязкости от 6,07 до 11,09 сПз (рис. 1-б и 1-г). Увеличение температуры приводит к снижению плотностей и вязкостей расплавов в независимости от соотношения фосфорита к плаву АС. Наиболее высокой вязкостью (6,62-17,51 сПз) обладает пульпа на основе Назарханской фосмуки, а наименьшей (6,32-10,57 сПз) на основе Чукай-тукайской. Расплавы с такими вязкостями можно легко гранулировать в гранбашне.
Таким образом, желваковые фосфориты Каракалпакии можно считать перспективной добавкой как для обеспечения термической стабильности АС, так и для получения азотнофосфорного удобрения с высоким содержанием усвояемой формы Р₂О₅.
Следует отметить, что при изучаемых соотношениях АС : Агроруда (100 : 5-35) получается бентоселитра либо глаукоселитра с содержанием азота в пределах 25,5-32,7%, представлящие из себя кремниевые удобрения (SiO₂ 15% и 17,5%) с макро- и микроэлементами. Влияние кремниевых минералов на увеличение прочности гранул АС (от 4,84 до 12,15 МПа для бентоселитры и от 5,24 до 11,79 МПа для глаукоселитры) объясняется тем, что они уменьшают размеры кристаллов NH₄NO₃, являясь центрами кристаллизации. Их расплавы легко гранулируются методом приллирования.
Далее изучались физико-химические свойства некоторых образцов модифицированной АС с помощью неорганических добавок.
Слёживаемость гранул. Чем ниже слёживаемость гранул, тем дольше хранится продукт в рассыпчатом состоянии. Слёживаемость гранул чистой NH₄NO₃ составляет 5,62 кг/см², а АС с магнезиальной добавкой - 4,67 кг/см² (табл. 6). Так, с увеличением соотношения АС : МКФ от 100 : 3 до 100 : 50 (от 23,22 до 33,47% N, от 1,67 до 18,92% Р₂О_5общ.) слёживаемость гранул селитры снижается от 2,98 до 2,20 кг/см², то есть в 1,9-2,6 раза. При АС : ДКФ = 100 : 2,5÷30,2 (26,31-33,60% N, 1,33-11,78% Р₂О_5общ.) этот показатель составляет 1,94-2,45 кг/см² и при АС : ТКФ = 100 : 2,25÷36 (25,19-33,58% N, 1,05-11,91% Р₂О_5общ.) – 1,85-2,52 кг/см², т.е. соответственно в 2,3-2,9 и 2,2-3 раза слёживаемости ниже чем у чистой АС.
В плане снижения слёживаемости АС наиболее эффективной добавкой можно считать фосмуку. Так, при АС : ФС = 100 : 3 слёживаемость продукта для Ходжакульской фосмуки составляет 1,75 кг/см², при 100 : 12 – 1,25 кг/см², при 100 : 20 – 1,20 кг/см² и при 100 : 35 – 1,14 кг/см², то есть по сравнению со слёживаемостью производственной АС с добавкой 0,28% MgO ниже чем в 2,7; 3,7; 3,9 и 4,1 раза соответственно. При АС : Аммофос = 100 : 100 : 5÷30 этот показатель составляет 2,51-2,80 кг/см², что ниже в 2-2,2 раза чем у чистой АС. Гранулы с низкой слёживаемостью обладают также продукты, полученные на основе плава NH₄NO₃ и глауконитового песка Каракалпакии (1,79-2,14 кг/см²). Это гарантирует 100 %-ную рассыпчатость в течение установленного для этого удобрения срока хранения (6 мес.).