СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОЙ ГРАНУЛИРОВАННОЙ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ Российский патент 2007 года по МПК C01C1/00 C06B31/28 C06B21/00 

Изобретение относится к технологии получения неорганических веществ, а именно к производству пористой гранулированной аммиачной селитры, используемой в производстве взрывчатых веществ.

Основной задачей, на решение которой направлены усилия производителей пористой гранулированной аммиачной селитры, является получение конечного продукта, обладающего повышенной способностью адсорбировать топливо, которая достигается за счет пористости структуры гранул аммиачной селитры, высокой прочностью и низкой слеживаемостью в процессе транспортировки и хранения, которые зависят от содержания воды в конечном продукте.

Пористая структура аммиачной селитры получается за счет ввода порообразующей добавки (ПД), включающей разлагающийся газогенерирующий компонент (ГК). Наиболее распространенными газогенерирующими компонентами являются вещества, способные генерировать диоксид углерода. Как правило, это карбонаты натрия, калия, кальция и магния. Недостатком существующих способов является невозможность получить низкую концентрацию воды в готовом продукте, так как указанные порообразующие добавки не позволяют получить растворы с содержанием воды ниже 35-40%, что приводит к повышенному содержанию воды в готовом продукте. Количество вводимой порообразующей добавки и содержание в ней воды должно приводить к получению аммиачной селитры с содержанием воды не более 0,5%. Кроме того, для упрощения технологического процесса желательно, чтобы порообразующая добавка была жидкой при температурах выше 20°С. Известны различные способы получения пористой гранулированной аммиачной селитры, способной адсорбировать необходимое количество дизельного топлива и устойчивой к слеживанию.

Наиболее распространенными являются способы получения пористой гранулированной аммиачной селитры, основанные на выделении газа из плава аммиачной селитры, причем газ может образовываться посредством различных химических реакций. В таких способах порообразующие добавки вводят в плав аммиачной селитры непосредственно перед стадией гранулирования.

Известен способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры, описанный в патенте России № 616048, МПК С01C 1/18, приоритет от 5 мая 1989 г. согласно которому для получения пористой гранулированной аммиачной селитры с низким содержанием воды в концентрированный плав аммиачной селитры вводят порообразующую добавку на основе раствора кальцинированной соды, причем кальцинированную соду смешивают с раствором карбамида при температуре 75-78°С, а порообразующую добавку вводят в плав в следующем количестве: карбамида 0,1-0,5 мас.%, соды 0,05-0,1 мас.%, диспергатора НФ 0,03-0,2 мас.%.

Недостаток способа заключается в том, что из-за низкой растворимости кальцинированной соды в концентрированном растворе карбамида необходимо постоянно поддерживать высокую температуру раствора, что приводит к разложению карбамида с образованием углеаммонийных солей, поэтому при одинаковой дозировке порообразующей добавки конечный продукт не обладает стабильным качеством.

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры, описанный в патенте №2261842, МПК С01С 1/18, С06В 21/00, С06В 31/28, приоритет от 19 августа 2004 г., согласно которому в раствор аммиачной селитры, полученный путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком, вводят кондиционирующую добавку нитратов магния и/или кальция до 2 мас.% в пересчете на безводный продукт, полученный раствор выпаривают с получением плава. В плав перед гранулированием вводят раствор порообразующей добавки. В качестве порообразующей добавки используют высококонцентрированный раствор карбоната аммония в аммиачной селитре с 28-37 мас.% карбоната аммония, 40-46 мас.% аммиачной селитры и 20-25 мас.% воды с температурой 10°-40°С в количестве 0,05-0,35 мас.% или смесь карбамида с высококонцентрированным раствором карбоната аммония в аммиачной селитре в соотношении (0,6-0,7):1 с 38-42 мас.% карбамида, 17-23 мас.% карбоната аммония, 24-28 мас.% аммиачной селитры и 14-16 мас.% воды с температурой 10°-40°С в количестве 0,1-0,55 мас.%.

Недостаток описанного выше способа получения пористой гранулированной аммиачной селитры заключается в том, что в порообразующей добавке в качестве газогенерирующего компонента использован исключительно неустойчивый в термическом отношении карбонат аммония, что не позволяет регулировать скорость газовыделения при взаимодействии порообразующей добавки с плавом аммиачной селитры, то есть основное газовыделение происходит в начальной стадии процесса, когда основная масса гранулы еще является жидкостью, а прочность кристаллической оболочки недостаточна, что приводит к разрушению гранулы и образованию некондиционных продуктов в виде хлопьев, скорлупок и т.д. Это объясняется тем, что при контакте раствора карбоната с плавом аммиачной селитры, нагретым до 170-175°С, происходит резкое вскипание раствора с образованием огромного числа мелких капель, что приводит к существенному увеличению поверхности контакта карбонатного раствора и плава аммиачной селитры. Скорость генерации диоксида углерода при этом увеличивается как за счет непосредственного увеличения поверхности контакта плава и раствора карбоната, так и за счет быстрого прогрева капель этого раствора.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение пористой гранулированной аммиачной селитры с улучшенными качественными характеристиками за счет регулирования скорости газовыделения.

В первом варианте способа получения пористой гранулированной аммиачной селитры, включающем получение раствора нитрата аммония, введение в него кондиционирующей добавки нитратов магния и/или кальция до 1.8 мас.% в пересчете на безводный продукт, выпаривание раствора с получением плава, введение в плав порообразующей добавки с последующей грануляцией, в котором в качестве порообразующей добавки используют водный раствор, содержащий нитрат аммония, кабамид и газогенерирующую добавку согласно изобретению порообразующая добавка содержит (мас.%): нитрата аммония от 49 до 52, карбамида от 22 до 28, газогенерирующей добавки от 4 до 11, причем в качестве газогенерирующей добавки используют смесь, состоящую из карбамата аммония, формиата аммония и карбоната аммония, при следующем содержании компонентов (мас.%): карбамата аммония от 22,22 до 31,82, формиата аммония от 33,33 до 50, карбоната аммония от 25 до 44,44, при этом порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве от 0,075 до 0,5 мас.%.

В другом варианте способа получения пористой гранулированной аммиачной селитры, включающем получение раствора нитрата аммония, введение в него кондиционирующей добавки нитратов магния и/или кальция до 1,8 мас.% в пересчете на безводный продукт, выпаривание раствора с получением плава, введение в плав порообразующей добавки с последующей грануляцией, причем в качестве порообразующей добавки используют водный раствор, содержащий в качестве базовых компонентов нитрат аммония и кабамид, а также газогенерирующую добавку,согласно изобретению порообразующая добавка содержит от 5 до 14 мас.% газогенерирующей добавки, в качестве которой используют смесь, состоящую из карбамата аммония и формиата аммония в отношении, равном 0,83-1,5, при содержании компонентов в мас.%: карбамата аммония от 45,5 до 60, формиата аммония от 40 до 54,55, при этом порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве от 0,075 до 0,5 мас.%.

В третьем варианте способа получения пористой гранулированной аммиачной селитры, включающем получение раствора нитрата аммония, введение в него кондиционирующей добавки нитратов магния и/или кальция до 1,8 мас.% в пересчете на безводный продукт, выпаривание раствора с получением плава, введение в плав порообразующей добавки с последующей грануляцией, причем в качестве порообразующей добавки используют водный раствор, содержащий в качестве базовых компонентов нитрат аммония и кабамид, а также газогенерирующую добавку, согласно изобретению порообразующая добавка содержит от 8 до 22 мас.% газогенерирующей добавки, в качестве которой используют смесь, состоящую из карбамата аммония и карбоната аммония в отношении, равным 0,01-1,63, при содержании компонентов в мас.%: карбамата аммония от 1,25 до 61,9, карбоната аммония от 38,1 до 98,75, при этом порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве от 0,075 до 0,5 мас.%.

В четвертом варианте способа получения пористой гранулированной аммиачной селитры, включающем получение раствора нитрата аммония, введение в него кондиционирующей добавки нитратов магния и/или кальция до 1, 8 мас.% в пересчете на безводный продукт, выпаривание раствора с получением плава, введение в плав порообразующей добавки с последующей грануляцией, причем в качестве порообразующей добавки используют водный раствор, содержащий в качестве базовых компонентов нитрат аммония и кабамид, а также газогенерирующую добавку, согласно изобретению порообразующая добавка содержит от 7 до 18 мас.% газогенерирующей добавки, в качестве которой используют смесь, состоящую из формиата аммония и карбоната аммония в отношении, равном 0,40-0,86, при содержании компонентов в мас.%: формиата аммония от 28,57 до 46,15, карбоната аммония от 53,85 до 71,43, при этом порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве от 0,075 до 0,5 мас.%.

В заявляемых вариантах способа в качестве газогенерирующей добавки используется смесь, состоящая из трех компонентов: формиата аммония, карбамата аммония и карбоната аммония либо из двух компонентов: карбамата аммония и формиата аммония, карбамата аммония и карбоната аммония, формиата аммония карбоната аммония, что позволяет увеличить удельную газогенерирующую способность и повысить качество получаемой пористой гранулированной аммиачной селитры за счет регулирования скорости газовыделения, а также позволяет уменьшить количество воды, вводимой в плав аммиачной селитры за счет более концентрированного раствора порообразующей добавки, а также за счет уменьшения выделения воды в результате реакции разложения газогенерирующих компонентов смеси.

Изменение соотношения базовых компонентов порообразующей добавки: нитрата аммония [NH₄NO₃], имеющего кислотный характер и карбамида [(NH₂)₂CO], имеющего основной характер, позволяет использовать как основной, так и кислотный газогенерирующий компонент, то есть создавать газогенерирующие смеси с различной термической стабильностью и, как следствие, с различной скоростью газовыделения. Это объясняется тем, что взаимодействие базового компонента порообразующей добавки, имеющего кислотный характер, например нитрата аммония [NH₄NO₃], с газогенерирующим компонентом порообразующей добавки, имеющим основной характер, например, с карбонатом аммония [(NH₂)₂СО₃], приводит к образованию более термостабильного (стабильного в термическом отношении) соединения типа [NH₄NO₃·Х (NH₂)₂СО₃], где Х=0,5 - 2. Аналогичным образом, взаимодействие базового компонента порообразующей добавки, имеющего основной характер, например, карбамида [(NH₂)₂CO] с газогенерирующим компонентом порообразующей добавки, имеющим кислотный характер, например, с формиатом аммония [NH₄COOH], также приведет к образованию более термостабильного соединения типа [(NH₂)₂CO·X NH₄COOH], где Х=0,5 - 2. Использование системы, содержащей в своем составе как компоненты кислотного характера [например, нитрата аммония (NH₄NO₃), формиата аммония (NH₄COOH)], так и основного характера [например, карбамида [(NH₂)₂СО, карбоната аммония (NH₂)₂СО₃, карбамата аммония NH₄COONH₂] позволяет получить порообразующую добавку с заданной термостабильностью и, соответственно, с заданной скоростью газовыделения путем изменения соотношения указанных веществ в смеси. Взаимодействие газогенерирующего компонента с базовым компонентом приводит к повышению растворимости компонентов системы и позволяет создавать порообразующие добавки с минимальным количеством воды.

В соответствии с данным изобретением получают пористую гранулированную аммиачную селитру с регулируемым значением насыпной плотности от 0,71 до 0,95 кг/литр и регулируемыми значениями маслопоглощения от 5,5 до 15,68%,что полностью удовлетворяет требованиям потребителей к качеству выпускаемого продукта. Для создания наиболее эффективного заряда взрывчатого вещества необходимо обеспечить содержание дизельного топлива в смеси в диапазоне 5,5-6,5%, поэтому впитывающая способность пористой аммиачной селитры должна находиться в диапазоне 5,5-9%, так как меньшая впитывающая способность приведет к стеканию дизельного топлива на дно скважины, а большая впитывающая способность не позволит создать заряд с одинаковым соотношением дизельного топлива и аммиачной селитры во всем объеме заряда. Статическая прочность получаемых гранул пористой гранулированной аммиачной селитры составляет от 0,54 до 0,87 кг/гран, причем полученный продукт не требует дополнительной поверхностной обработки кондиционирующими добавками против слеживания и может храниться в удовлетворительном состоянии длительное время. Кроме того, для производства пористой гранулированной аммиачной селитры используется действующее оборудование, производящее аммиачную селитру в качестве удобрения.

Осуществление способа получения пористой гранулированной аммиачной селитры в соответствии с предлагаемым изобретением по вариантам 1-4 иллюстрирует описание следующих примеров.

Пример 1 (1 вариант).

В качестве газогенерирующей добавки используется смесь трех компонентов: карбамата аммония, формиата аммония и карбоната аммония при максимальном содержании газогенерирующей добавки, равной 11 мас.% и при минимальном введении порообразующей добавки в плав в количестве 0,075 мас.% (см. таблицу 1, пример 14).

В раствор нитрата аммония, полученный путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком, вводят раствор нитрата магния и/или кальция в количестве 0,3 мас.% в пересчете на безводный продукт. Полученный раствор выпаривают с получением плава до содержания воды 0,3 мас.%. В плав перед гранулированием вводят порообразующую добавку состава (мас.%): нитрата аммония - 49, карбамида - 22, воды - 18 и газогенерирующей добавки - 11 (состав газогенерирующей добавки: карбамат аммония - 31,82, формиат аммония - 36,36, карбонат аммония - 31,82). Пересчет содержания газогенерирующих компонентов на весь состав добавки дает (мас.%): карбамат аммония - 3,5, формиат аммония - 4, карбонат аммония - 3,5 (таблица 1, пример 14, столбцы 5-7). Порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве 0,075 мас.%. Плав разбрызгивают по сечению грануляционной башни. В процессе кристаллизации капель расплава за счет термического разложения газогенерирующей смеси происходит выделение диоксида углерода, который формирует пористую структуру в кристаллизующейся капле аммиачной селитры. Полученные гранулы охлаждаются в потоке восходящего воздуха. Окончательное охлаждение осуществляют в аппаратах кипящего слоя. При этом получают пористую гранулированную аммиачную селитру с содержанием воды 0,34 мас.%, насыпной плотностью 0,95 кг/литр, маслопоглощением 7,03 мас.% и статической прочностью 0,81 кг/гран (таблица 1, пример 14, столбцы 9-12).

Пример 2 (1 вариант).

В качестве газогенерирующей добавки используется смесь трех компонентов: карбамата аммония, формиата аммония и карбоната аммония при минимальном содержании газогенерирующей добавки, равной 4 мас.% и при максимальном введении порообразующей добавки в плав в количестве 0,5 мас.% (см. таблицу 1, пример 15).

В раствор нитрата аммония, полученный путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком, вводят раствор нитрата магния и/или кальция в количестве 0,3 мас.% в пересчете на безводный продукт. Полученный раствор выпаривают с получением плава до содержания воды 0,3 мас.%. В плав перед гранулированием вводят порообразующую добавку состава (мас.%): нитрата аммония - 52, карбамида - 28, воды - 16 и газогенерирующей добавки - 4 (состав газогенерирующей добавки: карбамат аммония - 25,0 формиат аммония - 50,0, карбонат аммония - 25,0). Пересчет содержания газогенерирующих компонентов на весь состав добавки дает (мас.%): карбамат аммония - 1,формиат аммония - 2, карбонат аммония - 1, (таблица 1, пример 15, столбцы 5-7). Порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве 0,075 мас.%. Плав разбрызгивают по сечению грануляционной башни. В процессе кристаллизации капель расплава за счет термического разложения газогенерирующей смеси происходит выделение диоксида углерода, который формирует пористую структуру в кристаллизующейся капле аммиачной селитры. Полученные гранулы охлаждаются в потоке восходящего воздуха. Окончательное охлаждение осуществляют в аппаратах кипящего слоя. При этом получают пористую гранулированную аммиачную селитру с содержанием воды 0,34 мас.%, насыпной плотностью 0,95 кг/литр, маслопоглощением 7,03 мас.% и статической прочностью 0,81 кг/гран (таблица 1, пример 15, столбцы 9-12).

Пример 3 (2 вариант).

В качестве газогенерирующей добавки используется смесь двух компонентов: карбамата аммония и формиата аммония при максимальном содержании газогенерирующей добавки, равной 14 мас.% и при минимальном введении порообразующей добавки в плав в количестве 0,075 мас.% (см. таблицу 1, пример 2).

В раствор нитрата аммония, полученный путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком, вводят раствор нитрата магния и/или кальция в количестве 0,3 мас.% в пересчете на безводный продукт. Полученный раствор выпаривают с получением плава до содержания воды 0,3 мас.%. В плав перед гранулированием вводят порообразующую добавку состава (мас.%): нитрата аммония - 36, карбамида - 29, воды - 21 и газогенерирующей добавки - 14 (состав газогенерирующей добавки: карбамат аммония - 57,14, формиат аммония - 42,86), что соответствует отношению 1,33 (см. таблицу 2, пример 2, столбец 10). Пересчет содержания газогенерирующих компонентов на весь состав добавки дает (мас.%): карбамат аммония - 8, формиат аммония - 6 (таблица 1, пример 2, столбцы 5, 6). Порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве 0,075 мас.%. Плав разбрызгивают по сечению грануляционной башни. В процессе кристаллизации капель расплава за счет термического разложения газогенерирующей смеси происходит выделение диоксида углерода, который формирует пористую структуру в кристаллизующейся капле аммиачной селитры. Полученные гранулы охлаждаются в потоке восходящего воздуха. Окончательное охлаждение осуществляют в аппаратах кипящего слоя. При этом получают пористую гранулированную аммиачную селитру с содержанием воды 0,3 мас.%, насыпной плотностью 0,87 кг/литр, маслопоглощением 6,01 мас.% и статической прочностью 0,84 кг/гран (таблица 1, пример 2, столбцы 9-12).

Пример 4 (2 вариант).

В качестве газогенерирующей добавки используется смесь двух компонентов: карбамата аммония и формиата аммония при минимальном содержании газогенерирующей добавки, равной 5 мас.% и при максимальном введении порообразующей добавки в плав в количестве 0,5 мас.% (см. таблицу 1, пример 3).

В раствор нитрата аммония, полученный путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком, вводят раствор нитрата магния и/или кальция в количестве 0,3 мас.% в пересчете на безводный продукт. Полученный раствор выпаривают с получением плава до содержания воды 0,3 мас.%. В плав перед гранулированием вводят порообразующую добавку состава (мас.%): нитрата аммония - 45, карбамида - 33, воды - 17 и газогенерирующей добавки - 5 (состав газогенерирующей добавки: карбамат аммония - 60,0 формиат аммония - 40,0), что соответствует отношению 1,5 (см. таблицу 2, пример 3, столбец 10). Пересчет содержания газогенерирующих компонентов на весь состав добавки дает (мас.%): карбамат аммония - 3, формиат аммония - 2 (таблица 1, пример 3, столбцы 5, 6). Порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве 0,075 мас.%. Плав разбрызгивают по сечению грануляционной башни. В процессе кристаллизации капель расплава за счет термического разложения газогенерирующей смеси происходит выделение диоксида углерода, который формирует пористую структуру в кристаллизующейся капле аммиачной селитры. Полученные гранулы охлаждаются в потоке восходящего воздуха. Окончательное охлаждение осуществляют в аппаратах кипящего слоя. При этом получают пористую гранулированную аммиачную селитру с содержанием воды 0,28 мас.%, насыпной плотностью 0,75 кг/литр, маслопоглощением 9,22 мас.% и статической прочностью 0,86 кг/гран, (таблица 1, пример 3, столбцы 9-12)

Пример 5 (3 вариант).

В качестве газогенерирующей добавки используется смесь двух компонентов: карбамата аммония и карбоната аммония при максимальном содержании газогенерирующей добавки, равной 22 мас.% и при минимальном введении порообразующей добавки в плав в количестве 0,075 мас.% (см. таблицу 1, пример 6).

В раствор нитрата аммония, полученный путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком, вводят раствор нитрата магния и/или кальция в количестве 0,3 мас.% в пересчете на безводный продукт. Полученный раствор выпаривают с получением плава до содержания воды 0,3 мас.%. В плав перед гранулированием вводят порообразующую добавку состава (мас.%): нитрата аммония - 37, карбамида - 21, воды - 20 и газогенерирующей добавки - 22 (состав газогенерирующей добавки: карбамат аммония - 45,45, карбонат аммония - 54,55), что соответствует отношению 0,83 (см. таблицу 2, пример 6, столбец 12). Пересчет содержания газогенерирующих компонентов на весь состав добавки дает (мас.%): карбамат аммония - 10, карбонат аммония - 12 (см. таблицу 1, пример 6, столбцы 5, 7). Порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве 0,075 мас.%. Плав разбрызгивают по сечению грануляционной башни. В процессе кристаллизации капель расплава за счет термического разложения газогенерирующей смеси происходит выделение диоксида углерода, который формирует пористую структуру в кристаллизующейся капле аммиачной селитры. Полученные гранулы охлаждаются в потоке восходящего воздуха. Окончательное охлаждение осуществляют в аппаратах кипящего слоя. При этом получают пористую гранулированную аммиачную селитру с содержанием воды 0,46 мас.%, насыпной плотностью 0,91 кг/литр, маслопоглощением 5,58 мас.% и статической прочностью 0,74 кг/гран (таблица 1, пример 6, столбцы 9-12).

Пример 6 (3 вариант).

В качестве газогенерирующей добавки используется смесь двух компонентов: карбамата аммония и карбоната аммония при минимальном содержании газогенерирующей добавки, равной 8 мас.% и при максимальном введении порообразующей добавки в плав в количестве 0,5 мас.% (см. таблицу 1, пример 7).

В раствор нитрата аммония, полученный путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком, вводят раствор нитрата магния и/или кальция в количестве 0,3 мас.% в пересчете на безводный продукт. Полученный раствор выпаривают с получением плава до содержания воды 0,3 мас.%. В плав перед гранулированием вводят порообразующую добавку состава (мас.%): нитрата аммония - 43, карбамида - 31, воды - 18 и газогенерирующей добавки - 8 (состав газогенерирующей добавки: карбамат аммония - 1,25, карбонат аммония - 98,75), что соответствует отношению 0,01 (см. таблицу 2, пример 7, столбец 12). Пересчет содержания газогенерирующих компонентов на весь состав добавки дает (мас.%): карбамат аммония - 0,1, карбонат аммония - 7,9 (таблица 1, пример 7, столбцы 5, 7). Порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве 0,075 мас.%. Плав разбрызгивают по сечению грануляционной башни. В процессе кристаллизации капель расплава за счет термического разложения газогенерирующей смеси происходит выделение диоксида углерода, который формирует пористую структуру в кристаллизующейся капле аммиачной селитры. Полученные гранулы охлаждаются в потоке восходящего воздуха. Окончательное охлаждение осуществляют в аппаратах кипящего слоя. При этом получают пористую гранулированную аммиачную селитру с содержанием воды 0,48 мас.%, насыпной плотностью 0,76 кг/литр, маслопоглощением 6,93 мас.% и статической прочностью 0,54 кг/гран. (таблица 1, пример 7, столбцы 9-12).

Пример 7 (4 вариант).

В качестве газогенерирующей добавки используется смесь двух компонентов: формиата аммония и карбоната аммония при максимальном содержании газогенерирующей добавки, равной 18 мас.% и при минимальном введении порообразующей добавки в плав в количестве 0,075 мас.% (см. таблицу 1, пример 10).

В раствор нитрата аммония, полученный путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком, вводят раствор нитрата магния и/или кальция в количестве 0,3 мас.% в пересчете на безводный продукт. Полученный раствор выпаривают с получением плава до содержания воды 0,3 мас.%. В плав перед гранулированием вводят порообразующую добавку состава (мас.%): нитрата аммония - 40, карбамида - 22, воды - 20 и газогенерирующей добавки -18 (состав газогенерирующей добавки: формиат аммония - 38,89, карбонат аммония - 61,11), что соответствует отношению 0,64 (см. таблицу 2, пример 10, столбец 11). Пересчет содержания газогенерирующих компонентов на весь состав добавки дает (мас.%): формиат аммония - 7, карбонат аммония - 11 (таблица 1, пример 10, столбцы 6, 7). Порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве 0,075 мас.%. Плав разбрызгивают по сечению грануляционной башни. В процессе кристаллизации капель расплава за счет термического разложения газогенерирующей смеси происходит выделение диоксида углерода, который формирует пористую структуру в кристаллизующейся капле аммиачной селитры. Полученные гранулы охлаждаются в потоке восходящего воздуха. Окончательное охлаждение осуществляют в аппаратах кипящего слоя. При этом получают пористую гранулированную аммиачную селитру с содержанием воды 0,45 мас.%, насыпной плотностью 0,85 кг/литр, маслопоглощением 6,2 мас.% и статической прочностью 0,75 кг/гран (таблица 1, пример 10, столбцы 9-12).

Пример 8 (4 вариант).

В качестве газогенерирующей добавки используется смесь двух компонентов: формиата аммония и карбоната аммония при минимальном содержании газогенерирующей добавки, равной 7 мас.% и при максимальном введении порообразующей добавки в плав в количестве 0,5 мас.% (см. таблицу 1, пример 11).

В раствор нитрата аммония, полученный путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком, вводят раствор нитрата магния и/или кальция в количестве 0,3 мас.% в пересчете на безводный продукт. Полученный раствор выпаривают с получением плава до содержания воды 0,3 мас.%. В плав перед гранулированием вводят порообразующую добавку состава (мас.%): нитрата аммония - 43, карбамида - 33, воды - 17 и газогенерирующей добавки - 7 (состав газогенерирующей добавки: формиат аммония - 28,57, карбонат аммония 71,43), что соответствует отношению 0,40 (см. таблицу 2, пример 11, столбец 11). Пересчет содержания газогенерирующих компонентов на весь состав добавки дает (мас.%): формиат аммония - 2, карбонат аммония - 5 (таблица 1, пример 11, столбцы 6, 7). Порообразующую добавку с температурой 15°-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве 0,075 мас.%. Плав разбрызгивают по сечению грануляционной башни. В процессе кристаллизации капель расплава за счет термического разложения газогенерирующей смеси происходит выделение диоксида углерода, который формирует пористую структуру в кристаллизующейся капле аммиачной селитры. Полученные гранулы охлаждаются в потоке восходящего воздуха. Окончательное охлаждение осуществляют в аппаратах кипящего слоя. При этом получают пористую гранулированную аммиачную селитру с содержанием воды 0,39 мас.%, насыпной плотностью 0,74 кг/литр, маслопоглощением 9,43 мас.% и статической прочностью 0,67 кг/гран (таблица 1, пример 11, столбцы 9-12).

Полученный продукт не слеживается в течение гарантийного срока хранения, составляющего 6 месяцев, и позволяет доставлять полученный продукт потребителю самыми различными видами транспорта. Таким образом, для получения пористой гранулированной аммиачной селитры с регулируемыми значениями насыпной плотности и маслопоглощения за счет изменения соотношения между кислотным и основным компонентами, можно изменять как растворимость в указанной смеси, так и термическую стабильность газогенерирующего компонента (см. таблицу 1), тем самым появляется возможность регулирования скорости газовыделения и содержания воды. Это происходит потому, что указанные смеси образуют соединения типа смешанных солей, более стабильные в термическом отношении, чем карбонат аммония, при этом растворимость сложной солевой системы выше, чем растворимость каждой индивидуальной соли, входящей в эту смесь.

Таблица 1Содержание магнезиальной добавки (в пересчете на MgO) в плаве, % 0,3Содержание воды в плаве перед смешением с порообразующей добавкой (ПД), % 0,3№ п.п.Содержание ПД в плаве перед гранулированием мас.%Состав порообразующей добавки, мас.%Показатели качества готового продуктаНитрат аммонияКарбамидКарбамат аммонияФормиат аммонияКарбонат аммонияВодаВода %Маслопогл мас.%Прочность кг/гран.Плотность кг/литр12345678910111210,0754028560210,305,570,840,8920,0753629860210,306,010,840,8730,54533320170,289,220,860,7540,54033640170,2815,680,870,7150,07538211308200,415,590,770,9160,075372110012200,465,580,740,9170,543310,107,9180,486,930,540,7680,53928707190,4712,820,570,7290,0754423067200,395,500,780,89100,07540220711200,456,200,750,85110,54333025170,399,430,670,74120,54230047170,4214,500,580,71130,0754924234180,355,580,800,95140,07549223,543,5180,347,030,810,95150,55228121160,348,700,830,77160,55126232160,4114,620,790,73

Таблица 2
Пересчет состава газогенерирующей добавки№ ппКомпоненты газогенерирующей добавки (ГГД)Состав ГГД в частяхСумма, частиСостав ГГД %Сумма, %Отношения компонентов в ГГДКомпонентКомпонентКарбамат аммонияФормиат аммонияКарбонат аммонияКарбамат аммонияФормиат аммонияКарбонат аммонияКарбамат ФормиатФормиат КарбонатКарбамат Карбонат123456789 1011121Карбамат + формиат аммония5601145,4554,55 100,00,83  2Карбамат + формиат аммония8601457,1442,86 100,01,33  3Карбамат + формиат аммония320560,0040,00 100,01,50  4Карбамат + формиат аммония6401060,0040,00 100,01,50  5Карбамат + карбонат аммония13082161,90 38,10100,0  1,636Карбамат + карбонат аммония100122245,45 54,55100,0  0,837Карбамат + карбонат аммония0,107,981,25 98,75100,0  0,018Карбамат + карбонат аммония7071450,00 50,00100,0  1,009Формиат + карбонат аммония06713 46,1553,85100,0 0,86 10Формиат + карбонат аммония071118 38,8961,11100,0 0,64 11Формиат + карбонат аммония0257 28,5771,43100,0 0,40 12Формиат + карбонат аммония04711 36,3663,64100,0 0,57 13Карбамат + формиат + карбонат аммония234922,2233,3344,44100,00,670,750,5014Карбамат + формиат + карбонат аммония3,543,51131,8236,3631,82100,00,881,141,0015Карбамат + формиат + карбонат аммония121425,0050,0025,00100,00,502,001,0016Карбамат + формиат + карбонат аммония232728,5742,8628,57100,00,671,501,00

Изобретение относится к технологии получения неорганических веществ, а именно к производству пористой гранулированной аммиачной селитры, используемой в производстве взрывчатых веществ. Способ по варианту 1 включает получение раствора нитрата аммония, введение в него кондиционирующей добавки нитратов магния и/или кальция до 1,8 мас.% в пересчете на безводный продукт, выпаривание раствора с получением плава, введение в плав порообразующей добавки с последующей грануляцией. В качестве порообразующей добавки используют водный раствор, содержащий в качестве базовых компонентов нитрат аммония и карбамид, и газогенерирующую добавку. Порообразующая добавка содержит (мас.%): нитрата аммония от 49 до 52, карбамида от 22 до 28, газогенерирующей добавки от 4 до 11, причем в качестве газогенерирующей добавки используют смесь, состоящую из карбамата аммония, формиата аммония и карбоната аммония при следующем содержании компонентов в газогенерирующей добавке (мас.%): карбамата аммония от 22,22 до 31,82, формиата аммония от 33,33 до 50, карбоната аммония от 25,0 до 44,4. Порообразующую добавку вводят в плав аммиачной селитры с температурой 15°-40°С в количестве от 0,075 до 0,5 мас.%. Способы по вариантам 2-4 содержат в качестве газогенерирующей добавки смеси из двух компонентов: карбамат аммония и формиат аммония, карбамат аммония и карбонат аммония; формиат аммония и карбонат аммония соответственно. Содержание газогенерирущей добавки в порообразующей добавке составляет в мас.%: от 5 до 14 (2 вариант), от 8 до 22 (3 вариант) и от 7 до 18 (4 вариант). Технический результат заключается в получении пористой гранулированной аммиачной селитры с улучшенными качественными характеристиками за счет регулирования скорости газовыделения. 4 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры, включающий получение раствора нитрата аммония, введение в него кондиционирующей добавки нитратов магния и/или кальция до 1,8 мас.% в пересчете на безводный продукт, выпаривание раствора с получением плава, введение в плав порообразующей добавки с последующей грануляцией, причем в качестве порообразующей добавки используют водный раствор, содержащий в качестве базовых компонентов нитрат аммония и карбамид, а также газогенерирующую добавку, отличающийся тем, что порообразующая добавка содержит, мас.%: нитрата аммония от 49 до 52, карбамида от 22 до 28, газогенерирующей добавки от 4 до 11, причем в качестве газогенерирующей добавки используют смесь, состоящую из карбамата аммония, формиата аммония и карбоната аммония при следующем содержании компонентов в газогенерирующей добавке, мас.%: карбамата аммония от 22,22 до 31,82, формиата аммония от 33,33 до 50, карбоната аммония от 25,0 до 44,44, а порообразующую добавку с температурой 15-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве от 0,075 до 0,5 мас.%.2. Способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры, включающий получение раствора нитрата аммония, введение в него кондиционирующей добавки нитратов магния и/или кальция до 1,8 мас.% в пересчете на безводный продукт, выпаривание раствора с получением плава, введение в плав порообразующей добавки с последующей грануляцией, причем в качестве порообразующей добавки используют водный раствор, содержащий в качестве базовых компонентов нитрат аммония и карбамид, а также газогенерирующую добавку, отличающийся тем, что порообразующая добавка содержит от 5 до 14 мас.% газогенерирующей добавки, в качестве которой используют смесь, состоящую из карбамата аммония и формиата аммония в отношении, равном 0,83-1,5, при содержании компонентов, мас.%: карбамата аммония от 45,5 до 60, формиата аммония от 40 до 54,55, при этом порообразующую добавку с температурой 15-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве от 0,075 до 0,5 мас.%.3. Способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры, включающий получение раствора нитрата аммония, введение в него кондиционирующей добавки нитратов магния и/или кальция до 1,8 мас.% в пересчете на безводный продукт, выпаривание раствора с получением плава, введение в плав порообразующей добавки с последующей грануляцией, причем в качестве порообразующей добавки используют водный раствор, содержащий в качестве базовых компонентов нитрат аммония и карбамид, а также газогенерирующую добавку, отличающийся тем, что порообразующая добавка содержит от 8 до 22 мас.% газогенерирующей добавки, в качестве которой используют смесь, состоящую из карбамата аммония и карбоната аммония в отношении, равном 0,01-1,63, при содержании компонентов, мас.%: карбамата аммония от 1,25 до 61,9, карбоната аммония от 38,1 до 98,75, при этом порообразующую добавку с температурой 15 - 40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве от 0,075 до 0,5 мас.%.4. Способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры, включающий получение раствора нитрата аммония, введение в него кондиционирующей добавки нитратов магния и/или кальция до 1,8 мас.% в пересчете на безводный продукт, выпаривание раствора с получением плава, введение в плав порообразующей добавки с последующей грануляцией, причем в качестве порообразующей добавки используют водный раствор, содержащий в качестве базовых компонентов нитрат аммония и карбамид, а также газогенерирующую добавку, отличающийся тем, что порообразующая добавка содержит от 7 до 18 мас.% газогенерирующей добавки, в качестве которой используют смесь, состоящую из формиата аммония и карбоната аммония в отношении, равном 0,4-0,86, при содержании компонентов, мас.%: формиата аммония от 28,57 до 46,15, карбоната аммония от 53,85 до 71,43 при этом порообразующую добавку с температурой 15-40°С вводят в плав аммиачной селитры в количестве от 0,075 до 0,5 мас.%.