Использование антислеживателей для улучшения качества минеральных удобрений

Многолетняя практика производства и применение минеральных удобрений свидетельствует, что наиболее трудноустранимым неблагоприятным свойством этих продуктов является слеживаемость [1].

Минеральные удобрения в порошкообразной или гранулированной форме проявляют склонность к слеживанию – образованию твердых агломератов, чему способствует влажность. Изменение температуры среды вызывает циклы растворения и повторной кристаллизации с образованием кристаллических мостов в точках контакта гранул [2].

Несмотря на крупные достижения в технологии – использование современных прогрессивных технологических схем, широкое внедрение новых методов гранулирования, обеспечивающих получения прочных гранул требуемого класса крупности, целенаправленное непрерывное совершенствование гранулометрического состава, снижение влажности гранул – проблема слеживаемости минеральных удобрений до конца не решена [3].

Уменьшения слеживаемости удобрений можно добиться использованием припудривающих добавок, полученных из веществ минерального происхождения. Наиболее распространены гидрофильные порошки; гипс, кизельгур, диатомит, каолин и др., обладающие большой удельной поверхностью. Механизм их действия состоит в том, что, адсорбируя влагу из воздуха, они уменьшают содержание свободной влаги в частицах удобрения, а также создают на поверхности гранул защитную оболочку, исключающую контакт частиц удобрения между собой. Гигроскопические свойства инертных добавок можно повысить добавлением таких гигроскопичных соединений как хлорид или нитрат кальция [4]. Однако, инертным добавкам присущ ряд недостатков, таких как большие расходы (до 10 массовых %), вследствие чего понижается содержание питательных веществ в удобрении; высокая запыленность производственных помещений, сопутствующая их применению; уменьшение эффективности во времени из-за осыпания их с поверхности гранул, а также из-за ограниченной влагоемкости добавки.

Более перспективным для модификации поверхности гранул минеральных удобрений является применение поверхностно-активных веществ (ПАВ), органических гидрофобных агентов.

Наиболее широко используемые анионные поверхностно-активные вещества – ариловые сульфонаты, которые предотвращают слеживание путем торможения кристаллизации на поверхности и уменьшения поверхностного натяжения, таким образом, солевой раствор распределяется по поверхности как тонкая пленка.

Недостатком является слабая защита от окружающей влаги, а также необходимость сочетания его с довольно большим количеством инертного порошка во многих случаях. Жирные кислоты и их соли, полимеры и сополимеры акриловой кислоты можно отнести к другим примерам анионных ПАВ, используемых при обработке против слёживания.

В области катионных ПАВ преобладают жирные амины, особенно с длиной углеродной цепью, как октадециламин.

Эти катионные ПАВ - наиболее принятые органические ПАВ, используемые при обработке против слеживания [5, 6].

Они представляют собой маслорастворимые ПАВ, которые прилипают к поверхности гранул и делают ее гидрофобной, что уменьшает способность удобрения поглощать влагу.

          Катионные ПАВ также оказывают влияние на форму кристалла и подавляют образование зоны контакта, а также уменьшают предел прочности на растяжение связей между гранулами.

         Жидкие силиконы могут рассматриваться как пример неионных ПАВ. Они используются для обработки против слеживания многих порошков, но их использование для удобрений ограничено, главным образом, в связи с их высокой стоимостью.

     Органические гидрофобные агенты не являются поверхностно-активными, а просто гидрофобными. Примерами являются парафины, синтетические полимеры и минеральные масла. Они создают гидрофобный барьер между гранулами, который предотвращает смачивание по точкам контакта и задерживает поглощение влаги из окружающего воздуха.

Однако для достижения высокой эффективности обработки предпочтительно используется комбинированный эффект различных добавок.

Одним из примеров комбинированного продукта являются жирные амины, растворенные в минеральном масле с добавками, усиливающими кондиционирующие действие например, парафинов. Применение масляного раствора имеет ряд преимуществ: более легкое дозирование, поскольку раствор может быть применен как жидкость, более легкое распределение поверхностно-активного амина по поверхности гранул, усиление гидрофобного характера поверхности и уменьшенное пыление удобрений.

В ООО «Русская инженернохимическая компания» разработан антислеживатель для минеральных удобрений Миксент-Агро-123, который является новейшим отечественным высокоэффективным средством, предназначенным для обработки минеральных удобрений (поверхности гранул) с целью улучшения их антислеживающих и пылеподавляющих свойств при хранении и транспортировке. Представляет собой смесь очищенного минерального масла, парафинов, полимеров и поверхностно – активных веществ.

Образуя на гранулах удобрений покрытие или, иначе говоря, оболочку, даже при очень низких концентрациях Миксент-Агро-123 эффективно изменяет характер послепроизводственного формирования кристаллов, не допуская их сращивания, а, следовательно, слеживания и пылеобразования.

Наносят Миксент-Агро-123 обычно распылением с нормой расхода 0,5 – 0,7 кг/тн для аммиачной селитры и 1 – 1,2 кг/тн для сложного азотно-фосфорного удобрения.

В таблице 1 показан результат испытаний эффективности антислеживателя Миксент-Агро-123 при поверхностной обработки им гранул минеральных удобрений.

Эффективность обработки минеральных удобрений антислеживателем Миксент-Агро-123 определялось относительно необработанных проб и рассчитывалось по формуле:

Е = 100 – 100 × Р_к/Р_о

Где:

Е – Эффективность обработки, %

Р_о – Разрушающая нагрузка для образца без покрытия, кгс/см².

Р_к – Разрушающая нагрузка для образца с покрытием, кгс/см².

Как видно из таблицы 1, предлагаемый антислеживатель для минеральных удобрений Миксент-Агро-123 показал стабильно высокую эффективности во всех испытаниях.

Примечание: Для определения слеживаемости образцы выдерживались в термошкафу в течение 240 часов под давлением 15 КПа при циклической смене температур от 20°С до 60°С.

Антислеживатель Миксент-Агро-123 является малоопасным веществом и по степени воздействия на организм человека относится к 4-му классу опасности по ПДК паров углеводородов и к 3-му классу опасности по ПДК масляного тумана.

Антислеживатель Миксент-Агро-123 стабилен при хранении и эксплуатации, не образует токсичных соединений в воздушной среде и сточных водах в присутствии других веществ или факторов.

Выпускается антислеживатель Миксент-Агро-123 по ТУ 0253–001–76035768–2005. По физико-химическим показателям соответствует требованиям и нормам, указанным в таблице 2.

Поставка производится в металлических бочках со съемными крышками вместимостью 200 дм³. Допускается транспортировать антислеживатель в автомобильных и железнодорожных цистернах, оснащенных паровой рубашкой для разогрева содержимого.

Возможна поставка концентрата антислеживателя Миксент-Агро-123. Для получения готового к применению антислеживающего агента марки Миксент-Агро-123 смешать 25% концентрата с 75% масла И-40А при температуре 80°С.

Концентрат антислеживателя Миксент-Агро-123 расфасован в брикеты по 20 кг.

Литература

1. Кувшинов И.М., Минеральные удобрения и соли. М., 1987.

2. Зеленая С.А. и др., Катионные поверхностно-активные вещества. Тематический обзор ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, М., 1979

3. Кувшинников И.М., Пути улучшения качества минеральных удобрений. Обзорная информация НИИТЭХИМ, М., 1976

4. Позин М.Б., Технология минеральных солей. Л., Химия, 1974

5. Thompson D.C., Proc.Fert.Soc., №122, 1972

6. Niville R.S., Nitrogen, №116, 1978