ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ АНТИСЛЕЖИВАТЕЛЯ ДЛЯ НИТРАТА КАЛИЯ

Куликов М.А.

ORCID: 0000-0001-8944-9522, кандидат химических наук, Березниковский филиал Пермского национального исследовательского политехнического университета

ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ АНТИСЛЕЖИВАТЕЛЯ ДЛЯ НИТРАТА КАЛИЯ

Аннотация

Рассмотрены результаты опытно-промышленных испытаний карбоната калия в качестве добавки для снижения слеживаемости технической калиевой селитры. Представлена технологическая схема участка обработки калиевой селитры раствором антислеживателя. Приведены результаты аналитического контроля опытных партий продукта непосредственно после получения, через три и шесть месяцев хранения.

Ключевые слова: нитрат калия, поташ, слеживаемость, антислеживатель, опытно-промышленные испытания

Kulikov M.A.

ORCID: 0000-0001-8944-9522, PhD in Chemistry, State National Research Politechnical University of Perm, Berezniki branch

PILOT TESTS ANTI-CAKING FOR POTASSIUM NITRATE

Abstract

The results of pilot tests of potassium carbonate as an additive to reduce caking of technical potassium nitrate.The technological scheme of processing portion potassium nitrate anti-caking agent solution.The results of the analytical control of experimental batches of the product immediately after preparation, after three and six months of storage.

Keywords: potassium nitrate, potassium carbonate, caking, anti-caking agent, pilot tests

Техническая калиевая селитра – ценное химическое вещество, имеющее применение, как в промышленности, так и в сельском хозяйстве [1]. Отрицательной стороной продукта является его слеживаемость в процессе транспортировки и хранения. Для устранения слеживаемости калиевую селитру обрабатывают поверхностно-активными веществами, например, сульфонолом[2,3].Обработка продуктасульфонолом обеспечивает 100%-ную рассыпчатость, но в тех случаях, когда потребитель использует водный раствор калиевой селитры, происходит сильное вспенивание, что осложняет его применение.

Еще одним способом снижения слеживаемости нитрата калия является выпуск продукта в гранулированном виде [4]. Недостаток способа – высокие энергозатраты, обусловленные температурой плавления нитрата калия (334 °С).

Из неорганических антислеживающих добавок наибольший интерес представляет поташ [5], применение которого в количестве 0,2-1,2 % позволяет сохранить 100 %-ную рассыпчатость продукта. Достоинством поташной добавки служит и отсутствие вспенивания полученных растворов.

Для проверки данного способа проведены опытно-промышленные испытания, обработка калиевой селитры раствором поташа осуществлялась по технологической схеме, представленной на рис. 1.

Рис. 1 –Технологическая схема обработки нитрата калия раствором поташа: 1 – растворитель поташа; 2 – емкость раствора поташа; 3 – насос; 4 – дозирующее устройство; 5 – шнек; 6 – сушилка кипящего слоя

В емкость с мешалкой 1 закачивается паровой конденсат и при перемешивании загружается расчетное количество предварительно измельченного поташа.

Готовый раствор с концентрацией K₂CO₃ 36-38% и плотностью 1,36-1,38 г/дм³ самотёком поступает в приемную емкость 2, откуда центробежным насосом через дозирующее устройство4 подается в шнек 5 на обработку влажного нитрата калия. Дозировка раствора осуществляется из расчета содержания K₂CO₃ в готовом продукте 0,6-0,8%.Влажная соль далее поступает в сушилку кипящего слоя 6, а затем в бункер и на упаковку.

Отмечено, что калиевая селитра, обработанная поташом, при упаковке не зависает в бункере и хорошо засыпается в мешки. Полученный продукт содержит 0,64-0,78% карбоната калия, что соответствует показателю, заложенному в программе опытно-промышленных испытаний. Всего было выпущено десять опытно-промышленных партий неслеживающегося нитрата калия в количестве 272 тонны.

Калиевую селитру с добавкой поташа, упакованную в полипропиленовые мешки с полиэтиленовым вкладышем, в количестве 1,5 тонны (по 3 мешка от каждой партии) уложили в штабель из 30 мешков (10 рядов по 3 мешка в ряд) на складе для длительного хранения с последующим анализом через три и шесть месяцев. При закладке продукция, упакованная в мешки, сохранила свою подвижность и текучесть без признаков слеживаемости. Усредненные показатели качества калиевой селитры и нормы для марки А, используемой в промышленности, представлены в таблице 1.

По истечении срока хранения три месяца мешки с калиевой селитрой из закладки визуально были проверены на рассыпчатость, которая составила 100%.После шести месяцев хранения продукт проанализирован по показателю «Рассыпчатость» согласно ГОСТ 21560.5-82[6].С этой целью каждый из выбранных мешков нитрата калия сбрасывают вручную с высоты 1 метр плашмя на плоскую твердую поверхность.

Таблица 1 –Усредненные показатели качества калиевой селитры

Затем мешок переносят на сито, разрезают, продукт освобождают от тары и проводят рассев. Комочки соли, оставшиеся на сите, взвешивают, и рассчитывают показатель рассыпчатости по формуле:

где g – масса калиевой селитры в мешке до рассева, кг;

g₁ – масса остатка калиевой селитры на сите, кг;

n – количество мешков с калиевой селитрой, подвергнутых испытанию.

Аналитические показатели качества калиевой селитры с антислеживающей добавкой после получения, через 3 и 6 месяцев хранения представлены в таблице 2.

Таблица 2 –Аналитические показатели калиевой селитры после хранения

Данные таблицы 2 показывают, что в процессе хранения показатели качества продукта остаются относительно стабильными, а рассыпчатость по истечении шести месяцев снижается всего на 15 %.

Таким образом, результаты опытно-промышленных испытаний показали эффективность использования поташа в качестве антислеживающей добавки для калиевой селитры. При этом, полученный продут не соответствует требованиям стандарта для марки А по нескольким показателям и не может выпускаться по ГОСТ Р 53949-2010. Однако, по согласованию с потребителями для данного продукта может быть разработана отдельная нормативная документация.

Литература

1. Нитрат калия и его применение – URLhttp://fb.ru/article/17402/nitrat-kaliya-i-ego-primenenie (дата обращения 16.04.2016 г.).
2. ГОСТР 53949-2010. Селитракалиеваятехническая. Техническиеусловия. – М.: Стандартинформ, 2011.
3. 3.Способ получения нитрата калия: А. с. 1721016А1 СССР / Э.Э. Пфефер, Н.К. Баюро[и др.]. № 4633836/26; заявл. 09.01.1989; опубл. 23.03.1992. Бюлл. № 11. – 3 с.
4. Способ получения нитрата калия: пат. 2317255 Рос. Федерация / А.И. Суханов, С.Е. Макаров [и др.]. № 2006132939/15; заявл. 13.09.2006; опубл. 20.02.2008. Бюлл. № 5. – 4 с.
5. Способ предотвращения слеживаемости нитрата калия: пат. 2324652 Рос. Федерация / А.И. Суханов, Н.И. Бердичевский, А.П. Стародумов, С.В. Костюшева. № 2006145997/15; заявл. 26.12.2006; опубл. 20.05.2008. Бюлл. № 14. – 4 с.
6. ГОСТ 21560.5-82. Удобренияминеральные. Метод определения рассыпчатости. – М.: Стандартинформ, 2003.

References

1. Nitratkalija i ego primenenie – URL http://fb.ru/article/17402/nitrat-kaliya-i-ego-primenenie (data obrashhenija 16.04.2016 g.).
2. GOST R 53949-2010. Selitrakalievajatehnicheskaja.Tehnicheskieuslovija. – M.: Standartinform, 2011.
3. Sposobpoluchenijanitratakalija: A. s. 1721016A1 SSSR / Je.Je. Pfefer, N.K. Bajuro [i dr.].№ 4633836/26; zajavl.09.01.1989; opubl. 23.03.1992. Bjull. № 11. – 3 s.
4. Sposobpoluchenijanitratakalija: pat. 2317255 Ros.Federacija / A.I. Suhanov, S.E. Makarov [i dr.].№ 2006132939/15; zajavl.13.09.2006; opubl. 20.02.2008. Bjull. № 5. – 4 s.
5. Sposobpredotvrashhenijaslezhivaemostinitratakalija: pat. 2324652 Ros.Federacija / A.I. Suhanov, N.I. Berdichevskij, A.P. Starodumov, S.V. Kostjusheva. № 2006145997/15; zajavl.26.12.2006; opubl. 20.05.2008. Bjull. № 14. – 4 s.
6. GOST 21560.5-82. Udobrenijamineral'nye.Metodopredelenijarassypchatosti. – M.: Standartinform, 2003.