ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЛЕЖИВАНИЯ АЗОТНО-ФОСФАТНЫХ УДОБРЕНИЙ
Аннотация
Слеживаемость является одной из основных причин потери качества гранулированных минеральных удобрений при транспортировке и хранении. В основе механизма слеживания удобрений лежат многочисленные циклы его увлажнения-подсыхания, приводящие сначала к образованию насыщенного раствора между частицами, а затем, при высыхании образца - к формированию твердых солевых мостиков в точках контакта. В работе представлен актуализированный вариант метода количественного определения слеживаемости, разработанный на основе ГОСТ 21560.4-76. С целью моделирования различных условий транспортировки удобрений (в герметичных мешках, так называемых «биг-бегах», и при бестарной транспортировке навалом) подобраны два варианта параметров проведения испытаний: в сушильном шкафу Binder ED 53 и в климатической камере Binder KMF 115. В качестве объекта при проведении испытаний выбран аммофос – гранулированное азотно-фосфорное удобрение. Исследована зависимость абсолютной влажности в межгранульном пространстве образца от времени для каждого из вариантов испытаний. Изучена зависимость слеживаемости образца аммофоса от продолжительности проведения испытания, показано, что при испытании в климатической камере слеживаемость достигает максимальных значений приблизительно за 4 ч. Для варианта с выдерживанием в климатической камере исследована зависимость слеживаемости образца от нагрузки при формировании брикета, показано, что зависимость имеет близкий к линейному характер. Установлено, что получаемые значения слеживаемости образца аммофоса линейно возрастают при увеличении относительной влажности в климатческой камере. При этом для образца, обработанного кондиционирующей добавкой, значения слеживаемости значительно ниже, чем для варианта без обработки.
Для цитирования:
Соколов В.В., Кочетова И.М., Шестаков Г.А., Медников И.С., Колпакова Н.В., Андриянова Е.А. Исследование процесса слеживания азотно-фосфатных удобрений. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 5. С. 49-55. DOI: 10.6060/ivkkt.20256805.9f.
Литература
Tyc A., Penkala S., Biegan M., Nieweś D., Huculak-Mączka M., Hoffmann K. The effectiveness of commercial anticaking agents for ammonium nitrate fertilizers. Ecol. Chem. Eng. 2019. V. 26. N 1-2. DOI: 10.2428/ecea.2019.26(1-2)11.
Lök B., Gedikağaoğlu M., Şen F. Studies for alternative anticaking additives used in the production of ammonium nitrate. J. Sci. Rep. 2023. N 057. P. 1-11. DOI: 10.59313/jsr-a.1238934.
Chen M., Wu S., Xu S., Yu B., Shilbayeh M., Liu Y., Zhu X., Wang J., Gong J. Caking of crystals: Characterization, mechanisms and prevention. Powder Technol. 2018. V. 337. P. 51-67. DOI: 10.1016/j.powtec.2017.04.052.
Kayalıoğlu A. Alternative solutions for the physicochemical evaluation and improvement of the caking properties of calcium ammonium nitrate fertilizer as a quality problem under atmospheric conditions. J. Chin. Inst. Eng. 2023. V. 46. N 7. P. 795-804. DOI: 10.1080/02533839.2023.2238778.
Senhaji M. L., Hafnaoui A., Khouloud M., El Agri A., El Arsi M., Boulahna A. Screening and mixture design applied to formulate anticaking compositions for reducing the caking tendency of granular phosphate fertilizers. Mediter. J. Chem. 2021. V. 11. N 2. P. 115-125. DOI: 10.13171/mjc02102221569mls.
Hauryliuk A.N., Dormeshkin O.B. Research of physical and chemical transformations occurring in the volume of granules of integrated mineral fertilizers in the storage process. Tr. BGTU. Ser. 2: Khim. teknologii, biote-knologiya, geoekologiya. 2021. N 1 (241). P. 126-138 (in Russian).
Albadarin A.B., Lewis T.D., Walker G.M. Granulated polyhalite fertilizer caking propensity. Powder Technol. 2017. V. 308. P. 193-199. DOI: 10.1016/j.powtec.2016.12.004.
Nikolaeva N.V., Pochitalkina I.A., Sokolov V.V. Determination of optimal conditions for preparation and con-ducting analysis of caking of granulated mineral fertilizers. Usp. Khim. Khim. Tekhnol. 2021. V. 35. N 6 (241). P. 79-81 (in Russian).
Ulusal A., Avsar C. Understanding caking phenomena in industrial fertilizers: A review. Chem. Biochem. Eng. Quarterly. 2020. V. 34. N 4. P. 209-222. DOI:10.15255/CABEQ.2020.1866.
Avsar C., Ulusal A. Granular fertilizer caking: A research on the performance evaluation of coating agents. Eur. J. Chem. 2021. V. 12. N 3. P. 273-278. DOI: 10.5155/eurjchem.12.3.273-278.2120.
Chen M., Zhang D., Dong W., Luo Z., Kang C., Li H., Wang G., Gong J. Amorphous and humidity caking: A review. Chin. J. Chem. Eng. 2019. V. 27. N 6. P. 1429-1438. DOI: 10.1016/j.cjche.2019.02.004.
Gordina N.E., Melnikov A.A., Gusev G.I., Gushchin A.A., Rumyantsev R.N., Astrakhantseva I.A. Mechano-chemical and plasmachemical processing in the synthesis of catalytic systems based on vermiculite and zirconium oxychloride. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 5. P. 43-57. DOI: 10.6060/ivkkt.20226505.6612.
Tyc A., Nieweś D., Pankalla E., Huculak-Mączka M., Hoffmann K., Hoffmann J. Anti-Caking Coatings for Improving the Useful Properties of Ammonium Nitrate Fertilizers with Composition Modeling Using Box–Behnken Design. Materials. 2021. V. 14. N 19. P. 5761. DOI: 10.3390/ma14195761.
González-León J.A., Simon F., Besson Ch., Nicol P. Variables Affecting Caking on Granular Phosphorous Containing Fertilizers (May 18, 2020). SYMPHOS 2019 – 5th International Symposium on Innovation & Technolo-gy in the Phosphate Industry. DOI: 10.2139/ssrn.3604187.
Hong W., Peng G., Wu S., Wang J., Yang Z., Ru T. Effect of Potassium Nitrate on Anti-Caking Performance of AN-based NPK Granular Compound Fertilizer. Integr. Ferroelectr. 2020. V. 208. N 1. P. 17-27. DOI: 10.1080/10584587.2020.1728710.
Tyc A., Nieweś D., Penkala S., Grzesik R., Hoffmann K., Hoffmann J. Influence of anti-caking agents on the highly effective organic coatings for preventing the caking of ammonium nitrate fertilizers. Coatings. 2020. V. 10. N 11. P. 1093. DOI: 10.3390/coatings10111093.
Gezerman A.O. A novel industrial-scale strategy to prevent degradation and caking of ammonium nitrate. Heliyon. 2020. V. 6. N 3. DOI: 10.1016/j.heliyon.2020.e03628.
Gorbovskiy K., Kazakov A., Norov A., Malyavin A., Mikhaylichenko A. Properties of complex ammonium ni-trate-based fertilizers depending on the degree of phos-phoric acid ammoniation. Int. J. Ind. Chem. 2017. V. 8. P. 315-327. DOI: 10.1007/s40090-017-0121-4.
Kolpakov V.M., Norov A.M., Pagaleshkin D.A., Fedotov P.S., Kochetova I.M., Petropavlovskiy I.A. Effect on degree of phosphoric acid neutralization on properties of nitrate-containing nitrogen-phosphorous-potassium fertilizers. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 3. P. 52-58. DOI:10.6060/ivkkt.20216403.6289.
Wu S., Zhao X., Zeng G., Yang Z., Zhang H. Ammoni-um polyphosphate combined with potassium nitrate was used to modify the anticaking property of nitro-compound fertilizer. Ferroelectrics. 2024. V. 618. N 11-12. P. 1895-1906. DOI: 10.1080/00150193.2024.2320559.
Kunin A.V. Mechanochemical hydrophobization of monoammonium phosphate. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 2. P. 87-94. DOI: 10.6060/ivkkt.20216402.6345.
GOST 21560.4-76 Fertilizers mineral. Method for determination of caking property. (in Russian).
