ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ НА СВОЙСТВА НИТРАТСОДЕРЖАЩИХ АЗОТНО-ФОСФОРНО-КАЛИЙНЫХ УДОБРЕНИЙ
Аннотация
Основной задачей данной работы является обоснование оптимального технологического режима производства нитроаммофоски с уравновешенным содержанием питательных веществ. В статье на примере азотно-фосфорно-калийного удобрения марки 17:17:17 представлены результаты исследования зависимости химического и фазового состава, а также структуры и физико-механических характеристик гранулированных образцов от степени нейтрализации промышленной экстракционной фосфорной кислоты аммиаком, выраженной значением мольного отношения [NH3]:[H3PO4]. Приведены методики синтеза, гранулирования и изучения свойств образцов удобрений. Отмечены особенности процесса гранулирования удобрений, полученных с различной степенью нейтрализации: образцы с мольным отношением от 1,0 до 1,2 налипают на стенки гранулятора, образуя крупные агломераты из отдельных гранул; при увеличении мольного отношения более 1,2 и выше наблюдается стабилизация процесса гранулирования, образуются гранулы близкой к сферичной формы; при значениях мольного отношения более 1,6 полученные гранулы начинают интенсивно истираться между собой в тарелке гранулятора. Определены значения статической прочности и среднего диаметра гранул, слеживаемости и коэффициента гигроскопичности образцов удобрений. Предложено объяснение полиэкстремального характера зависимостей свойств удобрений от степени нейтрализации. Выполнен количественный рентгенофазовый анализ кристаллической фазы при различной степени нейтрализации. Описана зависимость изменения фазового состава кристаллической части удобрений при увеличении степени нейтрализации. Показано влияние примесей, вносимых с экстракционной фосфорной кислотой, на коэффициент гигроскопичности удобрений, измельченных до состояния порошка. Представлены микрофотографии сколов гранул. Предложены оптимальные значения мольного отношения [NH3]:[H3PO4] при получении наиболее востребованных удобрений марки 17:17:17.
Литература
MVI N. 020-00203683-2000. Method for determining the ratio [NH3]: [H3PO4] in the ammonium phosphate slurry and finished product. (in Russian).
GOST 21560.2-82. Mineral fertilizer. Method for determining static strength (in Russian).
Yunovidov D.V., Sidorova E.E., Aksenchik K.V., Nadezhin M.N., Nadezhina I.V. Determination of accepta-ble sample weight of mineral fertilizers to keep those samples to be representative ones in terms of particle size distribution. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. [Chem-ChemTech]. 2019. V. 62. N 6. P. 106-111 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196206.6002.
Lanovetskiy S.V., Fedotova О.А., Poiylov V.Z., Shein V.А., Melkomukova O.G. Study of granulation process of ilmenite concentrate by pelleting method. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. [ChemChemTech]. 2019. V. 62. N10. P. 124-130 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196210.5948.
MVI N. 1104-00209438-146-2016. Determination of caking of mineral fertilizers. (in Russian).
Kuvshinnikov I.M. Mineral fertilizers and salts: properties and methods for their improvement. М.: Khimiya. 1987. 256 p. (in Russian).
Mccusker L., Von Dreele R., Cox D. Rietveld refinement guidelines. J. Appl. Crystallography. 1999. V. 32(1). P. 36-50. DOI: 10.1107/S0021889898009856.
Klopotov A.A., Abzaev Yu.A., Potekaev A.I., Volokitin O.G. Fundamentals of X-ray structural analysis in materials science: a training manual. Tomsk: Izd-vo Tomsk. gos. arkhitekt-stroit. un-ta. 2012. P. 207-248 (in Russian).
Kochetova I.M., Sokolov V.V., Mikhaylichenko A.I., Bakhvalov A.S., Bakhvalova E.V. Features of determining the phase composition of complex mineral fertilizers using non-destructive methods of analysis - microtomography and electron microscopy. Khim. Prom. Segodnya. 2016. N 10. P. 11-17 (in Russian).
Gerald L. Tucker, Leland Frederic Roy. Caking in ammonium phosphate fertilizers. J. Agric. Food Chem. 1969. V. 17. N 6. P. 1279-1283. DOI: 10.1021/jf60166a054.
Gorbovskiy K.G., Mikhaylichenko A.I., Norov A.M., Malyavin A.S. The study of qualitative features of complex NPK fertilizers with a ratio of N: P2O5: K2O = 1: 1: 1 containing urea. Uspehi v khim. i khim. tekhnol.: Collection of scientific papers of D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia. 2012. V. 26. N 8. P. 14-18 (in Russian).
Gorbovskiy K.G., Norov A.M., Malyavin A.S. Physico-chemical properties of complex balanced grades of NPK fertilizers using urea. Khim. Prom. Segodnya. 2013. N 6. P. 12-19 (in Russian).
Gorbovskiy K.G., Norov A.M., Malyavin A.S., Pagaleshkin D.A., Mikhaylichenko A.I. Obtaining urea-containing nitrogen-phosphorus-potassium fertilizers based on extraction phosphoric acid from Karatau phosphorites. Khim. Tekhnol. 2014. V. 15. N 1. P. 8-13 (in Russian).
Gorbovskiy K., Kazakov A., Norov A., Malyavin A., Mikhaylichenko A. Properties of complex ammonium ni-trate-based fertilizers depending on the degree of phosphoric acid ammoniation. Int. J. Ind. Chem. 2017. V. 8. P. 315-327. DOI: 10.1007/s40090-017-0121-4.
Gorbovskiy K.G., Lobacheva M.P., Kochetova I.M., Norov A.M., Malyavin A.S., Mikhaylichenko A.I. The ef-fect of ammonium nitrate on the thermal decomposition of complex nitrogen-phosphorus-potassium fertilizers. Khim. Tekhnol. 2015. V. 16. N 12. P. 705-713 (in Russian).
Chernyshev A.K., Levin B.V., Tugolukov A.V., Ogarkov A.A., Ilyin V.A. Ammonium nitrate: properties, production, application. М.: CJSC " Infochim». 2009. 544 p. (in Russian).
Beglov B.M., Namazov Sh.S., Seitnazarov A.R., Mama-taliev A.A. Potassium ammonium nitrate based on concen-trated solutions and melt of ammonium nitrate and potassium chloride. Khim. Prom. 2013. N 6. P. 267-278 (in Russian).
Kolpakov V.M., Norov A.M., Kochetova I.M., Sokolov V.V. Investigation of the properties of granular NPK fertilizers using scanning electron microscopy. Khim. Tekhnol. 2019. V. 20. N 5. P. 200-206 (in Russian). DOI: 10.31044/1684-5811-2019-20-5-200-206.
Gorbovskiy K.G., Kolpakov V.M., Malyavin A.S., Mi-khaylichenko A.I., Norov A.M. Investigation of the prop-erties and phase composition of nitrate-containing fertilizers obtained with different degrees of phosphoric acid ammonization. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. [ChemChemTech]. 2015. V. 58. N 2. P. 31-34 (in Rus-sian).
Gorbovskiy K.G., Kazakov A.I., Pagaleshkin D.A., No-rov A.M., Malyavin A.S., Plishkin N.A., Kurochkina L.S., Kolpakov V.M., Mikhaylichenko A.I. Investigation of the thermal decomposition of complex nitrate-containing fertilizers obtained with varying degrees of ammoniation of phosphoric acid. Khim. Prom. 2014. V. 91. N 3. P. 155-162 (in Russian).
Kolpakov V.M., Norov A.M., Malyavin A.S., Pagalesh-kin D.A., Gorbovskiy K.G., Mikhaylichenko A.I. Devel-opment of an explosion- and fireproof method for producing complex nitrate-containing fertilizers. Materials of the inter-national scientific-practical conference "Modern trends in the production and use of phosphorus-containing fertilizers and inorganic acids". М.: NIUIF. 2015. P. 61-66 (in Russian).
Kolpakov V.M., Norov A.M., Pagaleshkin D.A., Fedotov P.S., Gorbovskiy K.G., Mikhaylichenko A.I. Investigation of the phosphoric acid ammonization degree effect on the thermal stability of complex nitrate-containing fertilizers. Khim. Tekhnol. 2018. V. 19. N 10. P. 434-441 (in Russian). DOI: 10.31044/1684-5811-2018-19-10-434-440.
