CN102557761A

CN102557761A - 一种无机防爆剂及由其制成的农用防爆硝酸铵

Info

Publication number: CN102557761A
Application number: CN2012100494322A
Authority: CN
Inventors: 刘永明; 全慧锋
Original assignee: SHANDONG TOND CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: SHANDONG TOND CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明涉及一种农用硝酸铵用防爆剂，具体为一种无机防爆剂及由其制成的农用防爆硝酸铵。一种无机防爆剂，其是由下述质量百分比的原料组成：阻爆剂60-80%，钝感剂5-10%，消爆剂10-30%，降速剂4-10%，抗结块剂1-10%。由上述的无机防爆剂制成的农用防爆硝酸铵，其是由下述质量百分比的原料组成：硝酸铵96-98.5%，防爆剂1.5-4%。本发明所述防爆剂在农用防爆硝酸铵生产过程中作为有效钝化剂，可制得抗爆性、不可还原性、对土壤无污染、有利于作物生长、储存期内有优良松散性的防爆硝酸铵；可广泛适用于农用防爆硝酸铵的制备。

Description

一种无机防爆剂及由其制成的农用防爆硝酸铵

技术领域

本发明涉及一种农用硝酸铵用防爆剂，具体为一种无机防爆剂及由其制成的农用防爆硝酸铵。

背景技术

硝酸铵是传统的优质农用肥料，又是铵基***的主要原料。极易被私自加工成“土***”用于非法采矿，甚至于恐怖活动，破坏资源，影响社会治安。为此国家于2002年发布了国务院52号文件，对硝酸铵严格管理，禁止将硝酸铵作为农用化肥销售。由于某些农作物对硝态氮肥的市场需求，允许将硝酸铵改性处理，使之失去***性作为农用化肥销售和使用。

为了解决硝酸铵改性要求，国内外都有报道关于硝酸铵改性的专利。美国专利US003366468中在硝酸铵中加入5%-10%以上磷酸一氢铵或磷酸二氢铵作阻燃剂，并降低硝酸铵在农肥中氮含量从而降低硝酸铵化肥的***性；中国四川齐达公司连续在2002-2003年期间提出两篇发明专利CN02156254.7、CN03117530.9报道研制了两种防爆剂，采用物理掺混磷酸一氢铵和惰性矿粉来钝化硝酸铵；2004年中国专利CN200410042733.8中由增强剂、顿感剂和稳定剂组成的防爆剂，添加到硝酸铵中的比例是3-10%，其特点是粉末防爆剂和硝酸铵共晶形成钝化硝酸铵从而改善了前人的防爆效果；2005年中国中北大学采用碱式碳酸镁等单组分抑爆剂来钝化硝酸铵，使其制成的铵油***的冲击感度***百分数从88%降低到24%；随后中国专利CN200810000654.9、CN200910157950.4中关于硝酸铵的改性，运用了大量有机成分成功制备出硝酸铵用防爆剂。但上述各种防爆剂均未取得工业性批量生产和运用，主要原因是存在防爆剂添加用量大、防爆剂水溶性不良、防爆效果差、农用硝酸铵中的有机成分不容易被作物吸收、制品在储存期内易板结等技术缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种无机防爆剂及由其制成的农用防爆硝酸铵。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种无机防爆剂，其是由下述质量百分比的原料组成：阻爆剂60-80%，钝感剂5-10%，消爆剂10-30%，降速剂4-10%，抗结块剂1-10%；其中：所述阻爆剂采用硫酸铝、硫酸铵、硫酸钾、硫酸钠等硫酸盐类；顿感剂采用氧化镁、氧化锌、磷酸钙、磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵中的其中一种；消爆剂采用碳酸钙、碳酸镁、碳酸铝、碳酸锌等碳酸盐类；降速剂采用膨胀珍珠岩或海泡石或高岭土；抗结块剂采用钾长石或白炭黑。

对本发明所述的无机防爆剂进行检测，其技术指标如下表1所示：

表1

外观	白色粉末状固体混合物
		细度	60目（过筛率）≥90%
堆密度（g/ cｍ³ ）	0.60-0.70
		热分解温度℃（DSC-TGA）	≥200
水分	≤2.5
		与硝酸铵、油相的相溶性	良好

由上述的无机防爆剂制成的农用防爆硝酸铵，其是由下述质量百分比的原料组成：硝酸铵96-98.5%，防爆剂1.5-4%。其制备方法是本领域技术人员容易实现的技术，如：1、将本发明所述防爆剂加入浓度为90%-92%的结晶硝酸铵母液中，在结晶机内通过熔合真空结晶，干燥后得到农用防爆硝酸铵；2、将本发明所述防爆剂加入浓度为98.5%-99%的熔融态硝酸铵造粒喷头前的混合槽中，通过热熔混合、喷头造粒后得到农用防爆硝酸铵。其中无机防爆剂中各组分所起的作用如下：阻爆剂与硝酸铵可生成致密的共晶或混晶结构，能增强硝酸铵的颗粒强度和密度，阻爆剂本身生成热大，晶格能大因而阻止爆轰波在硝酸铵中传播、阻碍爆轰过程的链式反应；顿感剂能降低硝酸铵的起爆感度，阻止点火、热点生成和传递；消爆剂可使已引起的***即刻被抑制而衰减或熄灭；降速剂可使正在引起的***迅速减弱；抗结块剂能提高硝酸铵产品中粒子的自由流动性，起到防结块性能，有利于运输和储存。

在农用防爆硝酸铵的制备过程中采用SDT-Q600型差热扫描量热-热重分析联合仪（亦称DSC-TGA法）检测防爆剂的热分解动力温度，检测结果见下表2：

表2

试样名称	初始热分解温度To℃	终点热分解温度Te℃	分析日期
				硝酸铵（未加入防爆剂前）	213.64	281.85	2010.12
本发明农用防爆硝酸铵	242-251.94	310.08-414.14	2010.12

从上表2中可知本发明防爆硝酸铵具有耐高热性，特别是本发明制品的初始热分解温度远高于生产造粒硝酸铵时的工艺温度（168℃-173℃），故生产使用过程安全。

将本发明所述无机防爆剂与普通防爆剂（比较例）和硝酸铵均按相同的上述质量百分比混合后制得农用防爆硝酸铵，将其应用于2#铵油***制造，依据行业标准《WJ9050-2006农用硝酸铵抗爆性能试验方法及判定》对该铵油***的抗爆性能进行检测：将制备好的铵油***试样，按照装填密度为0.85-0.90g/cｍ³的范围，装入直径为80㎜、管长为160㎜的铁质样品管内，制成药卷，一端用牛皮纸板封闭，另一端敞口，然后将普通钢板底座置于水平地面，支架放在底座之上，再将碳素结构钢材1㎜厚的验证板平放在支架上，把药卷放置在验证板中央，用***起爆。判定规定：三次验证板均未击穿或撕裂，则抗暴性能合格。检测9次，结果表示采用本发明无机防爆剂制得的铵油***试样均未击穿，达到抗爆性能要求；采用普通防爆剂制得的铵油***试样有7次未击穿，2次击穿。实验结果表明本发明所述无防爆剂制得的农用防爆硝酸铵抗爆性好。

将本发明制得的农用防爆硝酸铵用于农用化肥中时，在施有添加本发明农用防爆硝酸铵的农用化肥的土地和施有普通化肥的土地（比较例）上种植同样的农作物，农作物收割后二者相比，添加本发明防爆硝酸铵的农用化肥不仅不影响肥效还起到了增效作用，对土壤无污染、易被农作物充分吸收，农作物收割后与比较例相比其产量增加了3%。

本发明所述无机防爆剂在农用防爆硝酸铵生产过程中作为有效钝化剂且在农用防爆硝酸铵的制备方法中用量少，可使得农用防爆硝酸铵稳定、耐高热、不可还原、总养分不低于34%，用于农用化肥中不但不影响肥效且会有增效作用，对土壤无污染、易被作物充分吸收，储存六个月不结块、不硬化、有优良松散性，生产成本低、工人劳动强度小；可广泛适用于农用防爆硝酸铵的制备。

具体实施方法

实施例1

一种无机防爆剂，其是由下述质量百分比的原料组成：硫酸铝71%，磷酸二氢铵5%，碳酸铝15%，膨胀珍珠岩4%，钾长石5%。

在高塔造粒生产硝酸铵生产线的168℃-173℃混合槽中，注入熔融态硝酸铵母液（浓度为98.5-99.0%），通过加料皮带向混合槽中加入与硝酸铵母液以质量百分比为1.5%:98.5%的上述防爆剂，分离器真空度控制为0.075MPa-0.085 MPa,混合4-6分钟后，打开混合槽合部倒淋，以10t/h-12t/h造粒流量经旋转喷头连续造粒，制的直径为1-2mm的粒状农用防爆硝酸铵。其外观结白，流散性良，松散度90%-95%,粒度≥90% ，颗粒强度8-13N/颗，总养分≥34。

实施例2. 一种无机防爆剂，其是由下述质量百分比的原料组成：硫酸钙80%，磷酸一氢铵5%，碳酸钙10%，海泡石4%，白炭黑1%。

将上述防爆剂与硝酸铵母液以质量百分比为2.75%:97.25%参照实施例1的制备方法制得农用防爆硝酸铵，将其应用于2#铵油***制造，依据行业标准《WJ9050-2006农用硝酸铵抗爆性能试验方法及判定》对该铵油***的抗爆性能进行检测：将制备好的铵油***试样，按照装填密度为0.85-0.90g/cｍ³的范围，装入直径为80㎜、管长为160㎜的铁质样品管内，制成药卷，一端用牛皮纸板封闭，另一端敞口，然后将普通钢板底座置于水平地面，支架放在底座之上，再将碳素结构钢材1㎜厚的验证板平放在支架上，把药卷放置在验证板中央，用***起爆。判定规定：三次验证板均未击穿或撕裂，则抗暴性能合格。检测结果为合格，达到抗爆性能要求。

实施例3. 一种无机防爆剂，其是由下述质量百分比的原料组成：硫酸钾60%，氧化镁10%，碳酸镁10%，海泡石10%，白炭黑10%。

将上述防爆剂与硝酸铵母液以质量百分比为4%:96%参照实施例1的制备方法制得农用防爆硝酸铵，经检测符合抗爆要求。

实施例4. 一种无机防爆剂，其是由下述质量百分比的原料组成：硫酸钠60%，磷酸钙5%，碳酸锌30%，高岭土4%，白炭黑1%。

在结晶机内负压吸入质量百分比为2%:98%的浓度为90%-92%的硝酸铵母液和上述防爆剂，在搅拌下升温至120℃，搅拌2-3分钟后快速抽真空并保证在1分钟内达到真空度≧0.07MPa以上，真空干燥5-6分钟后破真空在搅拌状态下出料，制品通过皮带螺旋输送至冷却装置后经物料翻动和热交换散热，在70℃以下包装制得结晶农用防爆硝酸铵。将其制成2#铵油***后依据行业标准《WJ9050-2006农用硝酸铵抗爆性能试验方法及判定》检测，结果达到抗暴性能要求。

实施例5. 一种无机防爆剂，其是由下述质量百分比的原料组成：硫酸钠65%，磷酸钙7%，碳酸锌20%，高岭土7%，白炭黑1%。

将上述防爆剂与硝酸铵母液以质量百分比为3%:97%参照实施例4的制备方法制得农用防爆硝酸铵，经检测符合抗暴性能要求。

Claims

1.一种无机防爆剂，其特征在于：其是由下述质量百分比的原料组成：阻爆剂60-80%，钝感剂5-10%，消爆剂10-30%，降速剂 4-10%，抗结块剂1-10%；其中：所述阻爆剂采用硫酸盐类；顿感剂采用氧化镁、氧化锌、磷酸钙、磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵中的其中一种；消爆剂采用碳酸盐类；降速剂采用膨胀珍珠岩或海泡石或高岭土；抗结块剂采用钾长石或白炭黑。

2.由权利要求1所述的无机防爆剂制成的农用防爆硝酸铵，其特征在于：其是由下述质量百分比的原料组成：硝酸铵96-98.5%，防爆剂1.5-4%。