способ получения антислеживающегося нитрата аммония (аммиачной селитры)

Формула изобретения

Способ получения антислеживающегося нитрата аммония путем обработки порошкообразными добавками, отличающийся тем, что в качестве антислеживающихся добавок используют смесь фторидов металлов и аэросила в количестве не менее 0,1% от массы нитрата аммония.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения нитрата аммония, в частности нитрата аммония с антислеживающимися добавками для его применения в качестве основного компонента промышленных взрывчатых веществ.

Известен способ уменьшения слеживаемости при использовании малых добавок красящих веществ (0,1-0,03% от массы соли) при получении нитрата аммония (аммиачной селитры). Однако красители хоть и уменьшают слеживаемость, придают нитрату аммония хрупкость, и при этом эффективность их заметно понижается с повышением количества поглощаемой влаги (M.Hashi Rawa, oth, Chem, Soc, Japan. And Chem. Soc, 62 № 1.38 (1959)).

В отечественной практике по борьбе со слеживаемостью нитрата аммония нашли широкое применение кондицирующие добавки - азотнокислые соли кальция и магния, получаемые растворением в азотной кислоте доломита, а также продукты азотнокислого разложения фосфатов - раствор фосфоритной муки или апатитового концентрата. Их вводят в раствор нитрата аммония до его кристаллизации. Гранулированный нитрат аммония с добавками 0,4-0,6% нитратов кальция и магния практически не слеживается в течение 3 месяцев хранения в разных климатических условиях. Но в присутствии добавок изменяется форма кристаллов. Так, добавка нитрата магния, повышающая вязкость раствора, способствует кристаллизации NH₄ NO₃ в виде дендритов. Кристаллы такой формы хрупки и не способны прочно цементировать ранее образовавшиеся кристаллы. Кроме того, добавки способствуют перемещению влаги с поверхности внутрь частиц, что также уменьшает слеживаемость. Отчет Чирчикского электрохимкомбината, ИНТИ, 1953, Госхимиздат, 1957; М.А.Миниович, П.В.Сичков, Н.К.Цельм, Труды ГИАП т.10, 1959, стр.285 (Аналоги).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ уменьшения слеживаемости, который достигается путем припудривания частиц соли порошкообразными добавками, гипсом или тальком, магнезитом. Способ достаточно прост в исполнении. Действительно добавки уменьшают слеживаемость нитрата аммония за счет понижения содержания свободной влаги в частицах (Патент США 3190775) (прототип). Однако эти припудривающие добавки постепенно мигрируют с поверхности вовнутрь частиц, и способность последних адсорбировать и десорбировать влагу вновь восстанавливается. Таким образом, эффект от этих припудривающих добавок можно рассматривать как временный.

Известен способ получения неслеживающегося нитрата аммония путем опудривания его гранул смесью аэросила с тонко дисперсным аммофосом в соотношении аэросил:аммофос = (1-6):(99-94) (АС № 912722 от 15.03.82 г.). При этом аммофос используют для увеличения суммы питательных веществ. Следует отметить, что полученный таким образом неслеживающийся нитрат аммония применяют в гранулированном виде в качестве минерального удобрения в сельском хозяйстве.

Задачей предлагаемого изобретения является получение неслеживающегося нитрата аммония для производства промышленных взрывчатых веществ. Решение поставленной задачи достигается тем, что в измельченный нитрат аммония добавляют мелкоизмельченную смесь фторидов металлов и аэросила в количестве не менее 0,1% от веса нитрата аммония.

Процесс смешения ведут следующим образом. В типичном опыте 10 г мелкоизмельченного нитрата аммония, просеянного через сито № 15, сушат по ГОСТ 2-85 до постоянного веса, затем охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры. В высушенный нитрат аммония добавляют 0,01 г смеси предварительно измельченного фторида металла и аэросила. Смесь перемешивают.

Обработанный таким образом нитрат аммония подвергают испытанию на слеживаемость. Изучение слеживаемости проводили в разборном толстостенном алюминиевом параллелепипеде высотой в 10 см с внутренним сечением 6×6 см. Внутри параллелепипеда находится алюминиевая площадка высотой 2,5 см, соединенная металлическим стержнем с платформой, на который помещали груз. Различные образцы селитры загружали в аппарат, которые находились там под давлением груза 1,5 кг/см² в течение двух недель при 20°С, в результате чего нитрат аммония спрессовывался в кубик, который раздавливали на прессе. При этом для раздавливания различных образцов селитры требовалось различное усилие, величина которого зависела от степени слеживаемости нитрата аммония.

В таблице приведены данные по изучению слеживаемости NH₄NO₃ в зависимости от содержания добавок.

Номер опыта	Образцы селитры	Груз, кг/см2
1	2	3
1	Нитрат аммония по ГОСТ 2-85 без добавок	16
	Нитрат аммония с добавками
2	0,01% (LiF + аэросил)	5,5
3	0,025% (LiF + аэросил)	1,7
4	0,05% (LiF + аэросил)	0,7
5	0,075% (LiF + аэросил)	0,2
6	0,1% (LiF + аэросил)	рассып.
7	0,5% (LiF + аэросил)	рассып.
8	0,75% (LiF + аэросил)	рассып.
9	0,1% (KF + аэросил)	рассып.
10	0,1% (NaF + аэросил)	рассып.
11	0,1% (MgF2 + аэросил)	рассып.
12	0,1% (CaF2 + аэросил)	рассып.
13	0,1% (SrF2 + аэросил)	рассып.
14	0,1% (BaF2 + аэросил)	рассып.
15	0,05% (Na2SiF6 + аэросил)	0,6
16	0,075% (Na 2SiF6 + аэросил)	0,1
17	0,1% (Na 2SiF6 + аэросил)	рассып.
18	0,1% (K2 SiF6 + аэросил)	рассып.

Из таблицы видно, что образец нитрата аммония по ГОСТ 2-85 без добавок слежался и для его раздавливания потребовалось давление 16 кг/см ² (опыт 1).

Образцы этой же селитры с содержанием антислеживающихся добавок от 0,01% до 0,075% (опыты 2-5, 15 и 16) слежались гораздо меньше, и с увеличением содержания добавок давление, необходимое для их раздавливания, резко уменьшается.

Образцы нитрата аммония по ГОСТ 2-85 с содержанием антислеживающихся добавок 0,1% и выше после проведения испытаний остались рассыпчатыми (опыты 6-14, 17 и 18).

Следует отметить, что обработка нитрата аммония смесью фторида металла и аэросила при содержании не менее 0,1% способствует улучшению антислеживающегося эффекта за счет связывания воды фторидами металлов и тем самым увеличивает срок действия аэросила на поверхности частиц нитрата аммония, а также предотвращает фазовые переходы нитрата аммония, в частности при температуре 32°С, при которой происходит деформация частиц селитры, приводящая в конечном итоге к слеживаемости продукта.

Данные показатели значительно превосходят показатели, достигнутые в известном источнике SU 912722 от 15.03.1982 г.

Таким образом, предлагаемый способ получения антислеживающегося нитрата аммония путем обработки его смесью фторида металла и аэросила при содержании не менее 0,1% от массы нитрата аммония позволяет получить нитрат аммония, способный не слеживаться и оставаться рассыпчатым.