RO120703B1 - Process for obtaining stabilized ammonium nitrate - Google Patents

Abstract

The invention relates to a process for obtaining the ammonium nitrate by the treatment with complexing, nucleation and drying agents. In the ammonium nitrate melt there is introduced before the pearling, a synergistic mixture consisting of complexing agents, nucleation agents and drying agents, which induce the rapid crystallization of 3NH4NO3, (NH4) 2SO4 and NH4 H2PO4 compounds and the heteronucleation of ammonium nitrate on particles of 3NH4 NO3, (NH4) 2 SO4 and NH4H2PO4.

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a azotatului de amoniu stabilizat, cu proprietăți fizice și mecanice superioare ale granulei, controlabile în limite largi, în scopul ajustării calității acestora la cerințele impuse de depozitarea, transportul și încorporarea în sol a produsului ca îngrășământ azotos cu conținut de fosfor. Produsul are capacitatea standard de absorbție a uleiului redusă, rezistență mecanică, statică și dinamică ridicate, nu se prăfuiește în cursul operațiilor de manipulare/transport și nu se aglomerează în timpul depozitării îndelungate.The invention relates to a process for obtaining stabilized ammonium nitrate, with superior physical and mechanical properties of the granule, controllable within wide limits, in order to adjust their quality to the requirements imposed by the storage, transport and incorporation in the soil as nitrogenous fertilizer with phosphorus content. The product has low standard oil absorption capacity, high mechanical, static and dynamic resistance, does not dust during handling / transport operations and does not agglomerate during long storage.

Sunt cunoscute procedee de obținere a azotatului de amoniu stabilizat, care constau în: a) perlarea în tum, respectiv granularea în tambur sau în strat fluidizat a topiturii de azotat de amoniu cu concentrația cuprinsă între 85 și 99%, cu sau fără utilizarea entalpiei de cristalizare și b) uscarea și răcirea perlelor/granulelor în aer, în regim controlat de temperatură și de umiditate. Conform acestor procedee, structura cristalină a granulelor se realizează prin solidificarea rapidă a topiturii, însoțită de eliminarea apei reziduale din granula parțial sau total solidificată în cursul operației de uscare/răcire.Methods for obtaining stabilized ammonium nitrate are known, consisting of: a) pearl in the tum, respectively granulation in the drum or fluidized layer of the ammonium nitrate melt with a concentration between 85 and 99%, with or without the use of enthalpy crystallization and b) drying and cooling of the pearls / granules in the air, under a controlled regime of temperature and humidity. According to these processes, the crystalline structure of the granules is achieved by the rapid solidification of the melt, accompanied by the elimination of the waste water from the partially or totally solidified granule during the drying / cooling operation.

în lipsa agenților de condiționare și control ai operației de solidificare a topiturii, rezistența mecanică a granulelor este foarte mică. Spargerea granulelor și mărirea fluctuantă a ponderii fracțiilor subgabaritice reciclate, în faza de preparare a topiturii, produc disfuncționalități pe fluxul tehnologic și micșorează productivitatea instalației.in the absence of the conditioning and control agents of the melt solidification operation, the mechanical strength of the granules is very low. The breaking of the granules and the fluctuating increase of the weight of the recycled sub-gauge fractions, during the preparation phase of the melt, produce malfunctions on the technological flow and decrease the productivity of the installation.

în general, destabilizarea mecanică a granulelor se datorează contracției și dilatării rețelei cristaline în timpul tranziției NH₄NO₃IV « NH₄NO₃ III, într-un interval de temperatură apropiat de temperatura uzuală de depozitare. Prezența apei în granulă sau acumularea de apă higroscopică la suprafața granulei accelerează și favorizează tranziția NH₄NO₃IV ~ NH₄NO₃ III, contribuind în același timp la aglomerarea materialului granular.In general, the mechanical destabilization of the granules is due to the contraction and expansion of the crystalline network during the transition NH ₄ NO ₃ IV «NH ₄ NO ₃ III, within a temperature range close to the usual storage temperature. The presence of water in the granule or the accumulation of hygroscopic water on the surface of the granule accelerates and favors the transition of NH ₄ NO ₃ IV ~ NH ₄ NO ₃ III, while contributing to the agglomeration of the granular material.

Există două tipuri de aditivi de granulare utilizați în vederea stabilizării termice și mecanice a granulei de azotat de amoniu: aditivi de complexare și aditivi de nucleație. Aditivii de complexare modifică structura cristalină a NH₄NO₃IV, deplasează punctul de tranziție NH₄NO₃IV ~ NH₄NO₃ III la 4O...5O°C sau favorizează tranziția NH₄NO₃IV ~ NH₄NO₃II, care decurge fără variația volumului celulei cristaline. Aditivii de nucleație promovează heteronucleația în masa topiturii, măresc viteza de solidificare a granulei, determină micșorarea cristalitelor și creșterea gradului de împachetare a cristalitelor în granulă. Utilizarea ambelor tipuri de aditivi este posibilă tehnic și practicată la scară industrială.There are two types of granulation additives used for thermal and mechanical stabilization of ammonium nitrate granule: complexing additives and nucleation additives. The complexing additives change the crystalline structure of NH ₄ NO ₃ IV, move the transition point NH ₄ NO ₃ IV ~ NH ₄ NO ₃ III to 4O ... 5O ° C or favor the transition NH ₄ NO ₃ IV ~ NH ₄ NO ₃ II , which proceeds without changing the volume of the crystalline cell. The nucleation additives promote heteronucleation in the mass of the melt, increase the rate of solidification of the granule, determine the decrease of the crystallites and increase the degree of packing of the crystallites in the granule. The use of both types of additives is technically possible and practiced on an industrial scale.

Agenții de complexare introduși în soluția de azotat de amoniu înainte de concentrare sau direct în masa topiturii fac parte din clasele: fosfați și polifosfați de amoniu, extract nitric din fosforite naturale, compuși cu bor, inclusiv borații de amoniu, sulfați de amoniu și aluminiu, azotat de magneziu etc.The complexing agents introduced into the ammonium nitrate solution before concentration or directly into the mass of the melt belong to the classes: ammonium phosphates and polyphosphates, nitric extract of natural phosphorites, boron compounds, including ammonium borate, ammonium sulphate and aluminum, magnesium nitrate etc.

Au fost identificate amestecuri sinergice ale aditivilor de complexare, spre exemplu amestecuri de sulfați, fosfați și borați, însă efectul acestora asupra stabilității mecanice a granulelor este incert, la concentrații mici ale aditivilor și încă necunoscut la concentrații mari ale acestui tip de aditivi.Synergistic mixtures of complexing additives have been identified, for example mixtures of sulphates, phosphates and borates, but their effect on the mechanical stability of the granules is uncertain, at low concentrations of the additives and still unknown at high concentrations of this type of additives.

în ultimii ani, polimerii cu grupe funcționale active (conținând în moleculă grupări: acrilice, polivinilice, stirenice, alilice, polipropilenice, policarbonatice etc. sau copolimeri anhidridă maleică polistiren), activați chimic cu unul sau mai mulți compuși din clasele: amine, fosfați, fosfonați, fosfiți, sulfați, sulfonați etc., interacționează cu azotatul de amoniu și determină formarea unei microstructuri cristaline mixte, conferind granulelor o rezistență mecanică superioară. O creștere semnificativă a rezistenței mecanice s-a obținut prin mărirea vitezei de răcire a granulelor în una sau mai multe trepte, până la o temperatură mai mică de 32°C (punctul de tranziție NH₄NO₃IV ~ NH₄NO₃ III).in recent years, polymers with active functional groups (containing in the molecule groups: acrylic, polyvinyl, styrene, allyl, polypropylene, polycarbonate etc. or maleic anhydride copolymers polystyrene), chemically activated with one or more compounds of the classes: amines, phosphates, phosphonates, phosphites, sulfates, sulfonates, etc., interact with ammonium nitrate and cause the formation of a mixed crystalline microstructure, giving the granules a higher mechanical strength. A significant increase in mechanical strength was obtained by increasing the cooling rate of the granules in one or more steps, up to a temperature lower than 32 ° C (transition point NH ₄ NO ₃ IV ~ NH ₄ NO ₃ III).

RO 120703 Β1RO 120703 Β1

Agenții de nucleație introduși direct în topitura de azotat de amoniu și numai în anu- 1 mite cazuri în soluții înainte de concentrarea finală fac parte din clasele: silice și silicați naturali sau sintetici, fluoruri de siliciu sau fluosilicați alcalini (în soluția și în topitura de azotat 3 de amoniu), fluorura de potasiu, sitele moleculare cu dimensiunea porilor mai mică de 13 Â (în topitura de azotat de amoniu). 5The nucleation agents introduced directly into the ammonium nitrate melt and only in some cases in solutions before the final concentration are part of the classes: silica and natural or synthetic silicates, silicon fluorides or alkaline fluosilicates (in solution and in melting solution). ammonium nitrate 3), potassium fluoride, molecular sieves with pore size less than 13 Â (in ammonium nitrate melt). 5

Recent, pentru stabilizarea termică a fazei NH₄NO₃IV, în vederea folosirii azotatului de amoniu drept combustibil sau exploziv cu viteză controlată de detonare, se utilizează ca 7 aditivi complecșii diaminici, tetraminici sau dinitramidici ai cuprului și nichelului sub formă de perclorați sau sulfați, oxizii de cupru și zinc, oxizii de molibden și vanadiu asociați cu sub- 9 stanțe polimerice etc. Deși acești stabilizanți sunt foarte eficienți, extinderea folosirii acestui tip de aditivi la producția azotatului de amoniu îngrășământ este exclusă, pe de o parte, da- 11 torită realizării efectului scontat la concentrației mari (10...30%), iar pe de altă parte, datorită sensibilității produsului stabilizat fazic la detonare. 13Recently, for the thermal stabilization of the NH ₄ NO ₃ IV phase, in order to use ammonium nitrate as a fuel or explosive with controlled detonation speed, 7 additives are used for the diamine, tetramine or dinitramide complexes of copper and nickel as perchlorates or sulphates. , copper and zinc oxides, molybdenum and vanadium oxides associated with sub-9 polymeric layers, etc. Although these stabilizers are very efficient, the extension of the use of this type of additives to the production of ammonium nitrate fertilizer is excluded, on the one hand, due to achieving the expected effect at high concentrations (10 ... 30%), and on the other part, due to the sensitivity of the phase stabilized product upon detonation. 13

Procedeele curente de obținere a azotatului de amoniu stabilizat prezintă mai multe dezavantaje legate de dispersia agenților de complexare și de nucleație în masa topiturii la 15 concentrații mai mici de 0,5... 1,0%, deformarea de aglomerate amorfe, distribuite neuniform în masa granulei, și de descompunerea compușilor unitari, urmată de acidularea masei to- 17 pite. în plus, succesul aplicării tehnologice a acestor procedee este condiționat de capacitatea instalației de topire/granulare de a asigura un conținut de apă mai mic de 0,3...0,4% în 19 produsul finit.The current processes for obtaining stabilized ammonium nitrate have several disadvantages related to the dispersion of complexing and nucleation agents in the melt mass at 15 concentrations lower than 0.5 ... 1.0%, deformation of amorphous agglomerates, unevenly distributed in the mass of the granule, and the decomposition of the unitary compounds, followed by the acidification of the mass. In addition, the success of the technological application of these processes is conditioned by the ability of the melting / granulating plant to provide a water content of less than 0.3 ... 0.4% in the 19 finished product.

Introducerea unui amestec sinergetic de agenți de tratare asigură concomitent: a)for- 21 marea unei microstructuri compacte, stabile, a granulei; b) modificarea structurii cristaline a NH₄NO₃IV, în sensul deplasării punctului de tranziție la faza NH₄NO₃ III și al promovării 23 tranziției NH₄NO₃IV ~NH₄NO₃ II și c) accelerarea și uniformizarea vitezei de uscare a granulelor. Efectul amestecului sinergie acoperă atât îmbunătățirea și omogenizarea 25 proprietăților produsului granulat, cât și productivitatea instalației de perlare/granulare.The introduction of a synergistic mixture of treatment agents ensures simultaneously: a) the formation of a compact, stable microstructure of the granule; b) modification of the crystalline structure of NH ₄ NO ₃ IV, in order to move the transition point to phase NH ₄ NO ₃ III and to promote 23 transition NH ₄ NO ₃ IV ~ NH ₄ NO ₃ II and c) acceleration and uniformity of the drying speed of the granules. The effect of the synergy mixture covers both the improvement and homogenization of the properties of the granulated product, as well as the productivity of the pearl / granulation plant.

Amestecul sinergie este constituit din agenți de complexare, agenți de nucleație și 27 agenți de uscare. Agenții de complexare cristalizabili sub formă de compuși unitari sau săruri duble în topitura de azotat de amoniu pot asigura concomitent: a) formarea unei micro- 29 structuri cristaline stabile la variațiile de ± 10... 15°C în jurul temperaturii de transformare polimorfă NH₄NO₃IV θΝΗ₄ΝΟ₃ III; b) modificarea structurii cristaline a NH₄NO₃IVÎn sensul pro- 31 movării nucleației precursorilor fazei NH₄NO₃II, astfel încât tranziția de fază NH₄NO₃IV «The synergy mixture consists of complexing agents, nucleation agents and 27 drying agents. Complexing agents crystallizable as unitary compounds or double salts in the ammonium nitrate melt can provide simultaneously: a) formation of a stable micro- 29 crystalline structure at variations of ± 10 ... 15 ° C around the polymorphic NH transformation temperature ₄ NO ₃ IV θΝΗ ₄ ΝΟ ₃ III; b) modification of the crystalline structure of NH ₄ NO ₃ IV in the sense of promoting the nucleation of the precursors of the NH ₄ NO ₃ II phase, so that the phase transition NH ₄ NO ₃ IV «

NH₄NO₃II să fie posibilă în proporție de 80...100%. la o temperatură mai marede50...60°C; 33NH ₄ NO ₃ II to be possible in a proportion of 80 ... 100%. at a higher temperature 50 ... 60 ° C; 33

c) creșterea umidității critice a granulei de la 0,15...0,20% până la 0,30...0,40%. Agenții de nucleație și agenții de uscare conduc la mărirea vitezei de cristalizare a structurii cristaline 35 stabile și la uniformizarea vitezei de uscare a granulelor.c) increasing the critical moisture of the granule from 0.15 ... 0.20% to 0.30 ... 0.40%. The nucleation agents and the drying agents lead to the increase of the crystallization rate of the stable crystalline structure 35 and to the uniformity of the drying rate of the granules.

Prin aplicarea invenției, se înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că, în topi- 37 tura de azotat de amoniu cu o concentrație de 95...99%, înainte de perlare sau granulare, se introduce un amestec sinergie format din agenți de complexare în proporție de 1 ...10%, 39 agenți de nucleație în proporție de 0,2...2%, cu sau fără adaos de agenți de uscare în proporție de 0,02...1,00%, amestec sinergie care induce cristalizarea rapidă a compușilor 41 3NH₄NO₃ •(NH₄)₂SO₄ și NH₄H₂PO₄ și heteronucleația azotatului de amoniu pe particulele de 3NH₄NO₃ •(NH₄)₂SO₄ și NH₄H₂PO₄ care au o temperatură de topire mai mare decât tempe- 43 ratura de topire a azotatului de amoniu, astfel încât faza NH₄NO₃IV cristalizează dintr-o formă metastabilă NH₄NO₃II, având ca efect formarea precursorilor fazei NH₄NO₃II în structura 45 cristalină a fazei NH₄NO₃IV, iar 80...100% din faza NH₄NO₃IV trece prin încălzire la o temperatură de 55...65°C, direct în faza NH₄NO₃II și 20% în faza NH₄NO₃ III, numai în cazul 47 depozitării granulelor la o temperatură mai mică de 20°C, pentru o perioadă mare de timp.By applying the invention, the disadvantages mentioned are eliminated, in that, in the melt 37 of ammonium nitrate with a concentration of 95 ... 99%, before pearl or granulation, a synergistic mixture consisting of complexing agents is introduced into ratio of 1 ... 10%, 39 nucleation agents in the proportion of 0.2 ... 2%, with or without the addition of drying agents in the proportion of 0.02 ... 1.00%, mixing synergies which induces the rapid crystallization of compounds 41 3NH ₄ NO ₃ • (NH ₄ ) ₂ SO ₄ and NH ₄ H ₂ PO ₄ and the heteronucleation of ammonium nitrate on the particles of 3NH ₄ NO ₃ • (NH ₄ ) ₂ SO ₄ and NH ₄ H ₂ PO ₄ having a melting temperature higher than ammonium nitrate melting temperature, so that phase NH ₄ NO ₃ IV crystallizes from a metastable form NH ₄ NO ₃ II, resulting in the formation of precursors of phase NH ₄ NO ₃ II in crystalline structure 45 of phase NH ₄ NO ₃ IV, and 80 ... 100% of phase NH ₄ NO ₃ IV passes through heating at a temperature at a rate of 55 ... 65 ° C, directly in the NH ₄ NO ₃ II phase and 20% in the NH ₄ NO ₃ III phase, only in case of 47 granulation storage at a temperature lower than 20 ° C, for a longer period of time.

RO 120703 Β1RO 120703 Β1

Componentele sulfatice și fosfatice în amestecurile sinergice de agenți de complexare pot fi selectate din următoarele clase de substanțe: sulfați alcalini și de amoniu, sulfați de calciu, magneziu sau aluminiu, ortofosfat monoamoniacal, ortofosfat diamoniacal, polifosfați de amoniu sau potasiu. Agenții de nucleație fac parte din clasele: carbonați simpli și dubli alcalino-pământoși, fosfogips și ipsos, silice și silicați naturali sau sintetici. Agenții de desicare fac parte din clasele: acizi naftenici sulfonați și nesulfonați și sărurile lor alcaline, acizi carboxilici cu 8...12 atomi de carbon în moleculă și sărurile lor alcaline, amine alifatice cuSulphatic and phosphatic components in synergistic mixtures of complexing agents can be selected from the following classes of substances: alkali and ammonium sulphates, calcium, magnesium or aluminum sulphates, mono-ammoniacal orthophosphate, diamoniacal orthophosphate, ammonium or potassium polyphosphates. The nucleation agents are part of the classes: single and double alkaline earth carbonates, phosphogips and plaster, silica and natural or synthetic silicates. Desiccating agents are included in the classes: sulfonated and non-sulfonated naphthenic acids and their alkali salts, carboxylic acids with 8 ... 12 carbon atoms in the molecule and their alkaline salts, aliphatic amines with

8...16 atomi de carbon în moleculă și sărurile lor cu acizii minerali.8 ... 16 carbon atoms in the molecule and their salts with mineral acids.

Compoziția și concentrația amestecurilor sinergice pot fi alese în limite variabile în vederea fabricării diverselor sortimente cu proprietăți controlate, însă raportul masic între componenta fosfatică și componenta sulfatică trebuie să fie situat între 1/1 și 2/1. La temperatura de perlare/granulare, amestecurile sinergice fosfat - sulfat permit cristalizarea rapidă a sării duble 3NH₄NO₃ · (NH₄)₂SO₄ și a NH₄H₂PO₄ și heteronucleația azotatului de amoniu pe particulele celor doi componenți cu temperatură de topire mai mare decât cea a azotatului de amoniu. De asemenea, pentru inducerea cristalizării 3NH₄NO₃ · (NH₄)₂SO₄ și a NH₄H₂PO₄ alături de componenta fosfatică și componenta sulfatică, în topitură se adaugă și mici cantități de agenți de nucleație din clasele menționate mai sus. în produsul finit, faza NH₄NO₃ IV cristalizează dintr-o formă metastabilă a fazei NH₄NO₃II, proces care induce formarea precursorilor fazei NH₄NO₃II în structura cristalină a fazei NH₄NO₃IV, astfel încât 80...100% din faza NH₄NO₃IV trece prin încălzire la 55...65°C, direct în faza NH₄NO₃II, și 0...20% în faza NH₄NO₃ III (aceasta numai în cazul în care granulele sunt depozitate la temperatură mai mică de 20”C, pentru o perioadă de timp îndelungată). Această comportare termică a produsului finit este ilustrată de termogramele DSC din fig. 1 și 2.The composition and concentration of the synergistic mixtures can be chosen within variable limits in order to manufacture the various assortments with controlled properties, but the mass ratio between the phosphatic component and the sulfatic component must be between 1/1 and 2/1. At pearl / granulation temperature, synergistic phosphate - sulfate mixtures allow rapid crystallization of the double salt 3NH ₄ NO ₃ · (NH ₄ ) ₂ SO ₄ and NH ₄ H ₂ PO ₄ and the heteronucleation of ammonium nitrate on the particles of the two temperature components. melting higher than that of ammonium nitrate. Also, in order to induce crystallization of 3NH ₄ NO ₃ · (NH ₄ ) ₂ SO ₄ and NH ₄ H ₂ PO ₄ together with the phosphatic component and the sulfatic component, small amounts of nucleating agents from the above-mentioned classes are added to the melt. . In the finished product, the NH ₄ NO ₃ IV phase crystallizes from a metastable form of the NH ₄ NO ₃ II phase, a process that induces the formation of NH ₄ NO ₃ II phase precursors in the crystalline structure of NH ₄ NO ₃ IV, such that 80. ..100% of phase NH ₄ NO ₃ IV passes through heating at 55 ... 65 ° C, directly in phase NH ₄ NO ₃ II, and 0 ... 20% in phase NH ₄ NO ₃ III (this only in if the granules are stored at a temperature below 20 "C, for a long time). This thermal behavior of the finished product is illustrated by the DSC thermograms in fig. 1 and 2.

Heteronucleația azotatului de amoniu pe particulele de 3NH₄NO₃ (NH₄)₂SO₄ și a NH₄H₂PO₄ determină mărirea vitezei de solidificare a granulei și, prin aceasta, o împachetare mai compactă a cristalitelor, astfel încât rezistența mecanică a granulei crește cu 75...200% față de granulele produsului stabilizat cu agenții tipici de complexare și nucleație.The heteronucleation of ammonium nitrate on the particles of 3NH ₄ NO ₃ (NH ₄ ) ₂ SO ₄ and NH ₄ H ₂ PO ₄ determines the increase of the solidification rate of the granule and, thus, a more compact packing of the crystallites, so that the mechanical strength of the granule increases by 75 ... 200% compared to the granules of the stabilized product with typical complexing and nucleation agents.

în cursul operației de uscare a granulelor, agenții de desicare accelerează și uniformizează eliminarea umidității remanente a granulelor, contribuind la uscarea avansată a produsului și la sporirea productivității instalației.During the drying operation of the granules, the drying agents accelerate and standardize the elimination of the remaining moisture of the granules, contributing to the advanced drying of the product and to increasing the productivity of the plant.

Procedeul permite obținerea azotatului de amoniu granulat, cu umiditatea reziduală de 0,2...0,3%, neaglomerabil, stabil din punct de vedere termic, și cu o rezistență mecanică statică mai mare de 4,0 kgf/granula de 2,5 mm.The process allows granulated ammonium nitrate to be obtained, with residual humidity of 0.2 ... 0.3%, non-agglomerate, thermally stable, and with a static mechanical strength greater than 4.0 kgf / granule of 2, 5 mm.

Prin aplicarea invenției, se obțin următoarele avantaje:By applying the invention, the following advantages are obtained:

- permite formarea structurii microcristaline stabile a granulelor de azotat de amoniu, care asigură performanțele termice și mecanice ale produsului finit;- allows the formation of the stable microcrystalline structure of the ammonium nitrate granules, which ensures the thermal and mechanical performances of the finished product;

- conduce la formarea unui produs granulat stabil, cu capacitate mică de prăfuire și aglomerare, compatibil cu toate clasele de agenți antiaglomeranți;- leads to the formation of a stable granular product, with low dusting and agglomeration capacity, compatible with all classes of anti-caking agents;

- agenții de modificare a structurii cristaline, agenții de nucleație și agenții de accelerare a uscării pot fi adăugați individual sau ca amestecuri, sub forma soluțiilor apoase concentrate, în orice fază a procesului tehnologic premergătoregranulării, sau direct ca produse particulate, în omogenizatorul situat înaintea fazei finale de uscare și de granulare a topiturii;- Agents for modification of the crystalline structure, nucleation agents and drying acceleration agents can be added individually or as mixtures, in the form of concentrated aqueous solutions, in any phase of the technological process before the granulation, or directly as particulate products, in the homogenizer prior to the phase final drying and granulation of the melt;

- efectul și concentrarea efectului aditivilor, pe o anumită proprietate a îngrășământului, depind de numărul, natura, concentrația și raportul masic între cele trei clase de agenți de condiționare;- the effect and concentration of the effect of the additives, on a certain property of the fertilizer, depend on the number, nature, concentration and mass ratio between the three classes of conditioning agents;

- prin selecția amestecurilor sinergice de agenți de stabilizare, este posibilă obținerea efectului maxim asupra proprietăților fizice și mecanice ale azotatului de amoniu granulat, la concentații moderate ale adjuvanților, realizându-se o balanță favorabilă între calitatea produsului și prețul de cost;- by selecting the synergistic mixtures of stabilizing agents, it is possible to obtain the maximum effect on the physical and mechanical properties of the granulated ammonium nitrate, at moderate concentrations of the adjuvants, achieving a favorable balance between the quality of the product and the cost price;

RO 120703 Β1RO 120703 Β1

- prin selecția amestecurilor sinergice de agenți de stabilizare, se reduce ponderea 1 fracțiilor subgabaritice și este posibilă reciclarea acestor fracții și a prafului colectat în sistemele umede de purificare a gazelor, fără pericolul spumării soluțiilor de azotat de amoniu în 3 fazele tehnologice premergătoare perlării/ granulării;- by the selection of synergistic mixtures of stabilizing agents, the weight of 1 sub-gauge fractions is reduced and it is possible to recycle these fractions and the dust collected in the humidified gas purification systems, without the danger of foaming the ammonium nitrate solutions in 3 technological phases before the pearl / granulation ;

- produsul stabilizat are spectrul granulometric îngust, iar cantitățile de produs 5 acumulat ca depuneri la baza turnului de perlare se reduc substanțial;- the stabilized product has a narrow particle size spectrum, and the quantities of product 5 accumulated as deposits at the base of the pearl tower are reduced substantially;

- productivitatea instalației de granulare crește cu 5...15%. 7- the productivity of the granulation plant increases by 5 ... 15%. 7

Se dau, în continuare, 5 exemple care ilustrează invenția.5 examples illustrating the invention are given below.

Exemplul 1. în instalația de granulare a unei fabricii de nitrocalcar cu capacitatea de 9 300 t/zi, se alimentează, la debitele normale de funcționare, soluția de azotat de amoniu cu concentrația 95%. După atingerea regimului staționar, în omogenizatorul instalației se aii- 11 mentează acid sulfuric, la un debit corelat cu debitul de alimentare a soluției de azotat de amoniu, pentru a asigura, în produsul finit, un conținut de 1,3... 1,5% ioni SO₄ ²' - reprezentând 13 sulfatul de amoniu ca agent de complexare, urmând ca aciditatea topiturii să fie reglată atât în omogenizator, cât și în vasul tampon de topitură situat deasupra rampei de granulare. 15 Granularea topiturii se efectuează sub un regim termic echilibrat al instalației, adică menținând temperatura de 120°C în omogenizator și temperatura de 175“C pe rampele de pulve- 17 rizare a topiturii în turnul de granulare. Granulele calde, colectate la baza turnului de granulare, se răcesc până la temperatura de 4O...5O°C, în trei trepte, cu aer rece, într-un răcitor 19 cu strat fluidizat, după care sunt tratate superficial cu SK FERT F20A la o doză deExample 1. In the granulation plant of a nitrocalcar plant with a capacity of 9 300 t / day, ammonium nitrate solution with 95% concentration is fed at normal operating rates. After the stationary regime is reached, sulfuric acid is added to the system mixer at a flow rate correlated with the feed rate of the ammonium nitrate solution, to ensure, in the finished product, a content of 1.3 ... 1, 5% SO ₄ ² 'ions - representing 13 ammonium sulphate as a complexing agent, following that the acidity of the melt is regulated both in the homogenizer and in the melting buffer vessel above the granulation ramp. 15 The granulation of the melt is carried out under a balanced thermal regime of the installation, ie maintaining the temperature of 120 ° C in the homogenizer and the temperature of 175 "C on the spray ramps of the melt in the granulation tower. The hot granules, collected at the base of the granulation tower, cool to 4O ... 5O ° C, in three steps, with cold air, in a fluidized layer cooler 19, and then treated superficially with SK FERT F20A at a dose of

600...1000 g/t. Conform analizei chimice, produsul finit conține 33,4% azot și 1,36% SO₄ ²-, 21 iar umiditatea reziduală a granulelor este 0,4%. Rezistența mecanică la compresiune a granulelor cu diametrul cuprins între 2,0 și 2,5 mm variază în intervalul 1,6...2,2 kgf/granulă. 23 Produsul este ușor aglomerabil la depozitarea în vrac.600 ... 1000 g / t. According to the chemical analysis, the finished product contains 33.4% nitrogen and 1.36% SO ₄ ² -, 21 and the residual moisture of the granules is 0.4%. The mechanical compressive strength of the granules with the diameter between 2.0 and 2.5 mm varies in the range 1.6 ... 2.2 kgf / granule. 23 The product is slightly crowded when stored in bulk.

Exemplul 2. Se repetă experimentul descris în exemplul 1, cu excepția faptului că 25 alături de acidul sulfuric dozat în omogenizator se dozează și dolomita măcinată, la dimensiuni sub 20 pm, cu un debit constant, astfel încât să se realizeze un conținut de 1,3...1,5% 27 dolomită, ca agent de nucleație, în produsul finit. La efectuarea experimentului se mențin aceiași parametri de funcționare ai instalației ca în exemplul 1. Conform analizei chimice, 29 produsul finit conține 34,1 % azot, 1,35 % SO4²' și 1,4 % insolubile (dolomita). Conținutul de apă reziduală al granulelor este 0,35%. Rezistența mecanică la compresiune a granulelor 31 cu diametrul cuprins între 2,0 și 2,5 mm variază în intervalul 1,5...2,4 kgf/granulă.Example 2. Repeat the experiment described in example 1, except that 25 next to the sulfuric acid dosed in the homogenizer, the milled dolomite, below 20 µm, is dosed at a constant flow rate so as to achieve a content of 1, 3 ... 1.5% 27 dolomite, as a nucleation agent, in the finished product. When performing the experiment, the same operating parameters of the installation as in example 1. are maintained. According to the chemical analysis, 29 the finished product contains 34.1% nitrogen, 1.35% SO4 ² 'and 1.4% insoluble (dolomite). The residual water content of the granules is 0.35%. The mechanical compressive strength of granules 31 with a diameter between 2.0 and 2.5 mm varies in the range 1.5 ... 2.4 kgf / granule.

Exemplul 3. Se repetă experimentul descris în exemplul 2, alimentând în plus în 33 omogenizator, alături de acidul sulfuric și dolomita, fosfatul diamoniacal cu formula 18-460, la un debit corespunzător unui conținut de 2,2...2,5% P₂O₅ în produsul finit, asigurându-se 35 astfel un total de 3,5...4,0% agenți de complexare ai azotatului de amoniu și 1,3...1,5% agent de nucleație. Ceilalți parametri de funcționare ai instalației de granulare au fost păstrați la 37 aceleași valori menționate în exemplul 1. Conform analizei chimice, produsul finit conține 33,1% azot, 1,5% SO4²' și 2,42% P₂O₅. Umiditatea reziduală a granulelor este de 0,35%, iar 39 rezistența mecanică la compresiune a granulelor cu diametrul cuprins între 2,0 și 2,5 mm variază în intervalul 2,8...3,2 kgf/granulă. 41Example 3. Repeat the experiment described in example 2, supplying in addition to 33 homogenizers, together with sulfuric acid and dolomite, diamoniacal phosphate of formula 18-460, at a flow rate corresponding to a content of 2.2 ... 2.5% P ₂ O ₅ in the finished product, thus providing a total of 3.5 ... 4.0% ammonium nitrate complexing agents and 1.3 ... 1.5% nucleation agent. The other operating parameters of the granulation plant were kept at 37 the same values mentioned in example 1. According to the chemical analysis, the finished product contains 33.1% nitrogen, 1.5% SO4 ² 'and 2.42% P ₂ O ₅ . The residual moisture of the granules is 0.35%, and 39 the mechanical compressive strength of the granules with a diameter between 2.0 and 2.5 mm varies between 2.8 ... 3.2 kgf / granule. 41

Exemplul 4. Se repetă experimentul din exemplul 3, cu următoarele modificări referitoare la compoziția produsului finit. Debitul de acid sulfuric se mărește până la o valoare 43 care asigură un conținut de 1,9...2,0% ioni SO₄ ²' în produsul finit, debitul de fosfat diamoniacal se mărește până la o valoare care asigură un conținut de 3,8...4,0% P₂O₅ în produsul 45 finit. Debitul de dolomită se menține în limitele menționate la exemplele 2 și 3. De asemenea, în topitură din omogenizator se dozează naftenat superbazic de amoniu în proporție de 0,1 % 47 față de azotatul de amoniu pur. Conform analizei chimice, produsul finit conține 31,2% azot,Example 4. Repeat the experiment in Example 3, with the following changes regarding the composition of the finished product. The sulfuric acid flow is increased to a value 43 which ensures a content of 1.9 ... 2.0% SO ₄ ² 'ions in the finished product, the diamoniacal phosphate flow is increased to a value which ensures a content of 3.8 ... 4.0% P ₂ O ₅ in the finished product 45. The flow rate of dolomite is maintained within the limits mentioned in Examples 2 and 3. Also, in the melt from the homogenizer, superazole ammonium naphthenate is dosed in a proportion of 0.1% 47 to pure ammonium nitrate. According to the chemical analysis, the finished product contains 31.2% nitrogen,

RO 120703 Β1RO 120703 Β1

2,0% SO₄ ²', 3,9% P₂O₅ și are o umiditate de 0,25%. Rezistența mecanică la compresiune a granulelor cu diametrul cuprins între 2,0 și 2,5 mm variază în intervalul 4,4...4,6 kgf/granulă.2.0% SO ₄ ² ', 3.9% P ₂ O ₅ and has a humidity of 0.25%. The mechanical compressive strength of the granules with the diameter between 2.0 and 2.5 mm varies between 4.4 ... 4.6 kgf / granule.

Termogramele din fig. 1 și 2 prezintă eficacitatea adaosurilor sinergice de agenți de complexare și de agenți de nucleație la stabilizarea termică a azotatului de amoniu.The thermograms in fig. 1 and 2 present the effectiveness of synergistic additions of complexing agents and nucleation agents in the thermal stabilization of ammonium nitrate.

Exemplul 5. Azotatul de amoniu stabilizat, obținut în exemplele 1...4, a fost testat în vederea stabilirii aglomerabilității produselor granulare, prin două teste: testul de depozitare în saci și testul de depozitare în vrac.Example 5. Stabilized ammonium nitrate, obtained in Examples 1 ... 4, was tested to determine the agglomerability of granular products, by two tests: the bag storage test and the bulk storage test.

Testul de depozitare în saci închiși ermetic, cu greutatea de 50 kg, a constat în formarea a 12 stive de câte 10 saci, fiecare așezate compact, sprijinite de un perete al spațiului de depozitare, în spațiul de depozitare nu a existat nici un sistem de încălzire/răcire sau de condiționare a aerului. După șase luni de depozitare într-o perioadă cu fluctuații maxime de temperatură zi - noapte (februarie - iunie), rezultatele testului de aglomerare au fost:The storage test in hermetically sealed bags, weighing 50 kg, consisted of the formation of 12 stacks of 10 bags, each compactly placed, supported by a wall of the storage space, in the storage space there was no system of storage. heating / cooling or air conditioning. After six months of storage in a period with maximum fluctuations of temperature day - night (February - June), the results of the agglomeration test were:

- azotat de amoniu stabilizat conform exemplului 1: aglomerat în proporție de 50%;- stabilized ammonium nitrate according to example 1: 50% agglomerate;

- azotat de amoniu stabilizat conform exemplului 2: aglomerat în proporție de 25%;- stabilized ammonium nitrate according to example 2: 25% agglomerate;

- azotat de amoniu stabilizat conform exemplului 3: tendință de aglomerare;- stabilized ammonium nitrate according to example 3: agglomeration tendency;

- azotat de amoniu stabilizat conform exemplului 4: produs liber curgător.- stabilized ammonium nitrate according to example 4: free flowing product.

Testul dedepozitareîn vrac a constat în expunerea materialului granularîn cuve deschise, plasate în spațiul de depozitare neîncălzit, fără aer condiționat, o perioadă de trei luni. Umiditatea relativă a aerului în spațiul de depozitare a variat între 56 (sub punctul critic ai azotatului de amoniu) și 88% (peste punctul critic al azotatului de amoniu). Rezultatele testului sunt prezentate în tabelul 1. Calitatea produsului se apreciază după grosimea crustei formate și valoarea absolută a rezistenței mecanice a granulelor după expunerea în mediu umed.The bulk deposition test consisted of exposing the granular material in open tanks, placed in the unheated storage space, without air conditioning, for a period of three months. The relative humidity of the air in the storage space ranged from 56 (below the critical point of ammonium nitrate) to 88% (above the critical point of ammonium nitrate). The results of the test are presented in table 1. The quality of the product is evaluated according to the thickness of the formed crust and the absolute value of the mechanical strength of the granules after exposure in wet environment.

Tabelul 1Table 1

Rezultatele testului de aglomerareAgglomeration test results

Produsul The product Grosimea crustei, cm Crust thickness, cm Umiditatea, % Humidity% Rezistența mecanică, kgf/granulă Mechanical strength, kgf / granule înainte de test before the test După test After test Fracția din valoarea inițială % Initial Value Fraction% Azotat de amoniu conform exemplului 3 Nitrogenated ammonium according to example 3 5...6 5 ... 6 0,31 0.31 3,4 3.4 2,4 2.4 70,6 70.6 Azotat de amoniu conform exemplului 4 Nitrogenated ammonium according to example 4 2...4 2 ... 4 0,27 0.27 4,8 4.8 3,4 3.4 70,8 70.8

Tehnologia de fabricare a azotatului de amoniu stabilizat, ilustrată în exemplul 4, încorporează toate elementele de noutate ale prezentei invenții. Datele din tabelul 1 referitoare la aglomerarea în vrac, precum și datele referitoare la aglomerarea în saci închiși ermetic demonstrează calitatea superioară a produsului stabilizat prin tehnologia conform invenției, comparativ cu celelalte sortimente care nu conțin amestecurile sinergice - agenți de complexare - agenți de nucleație - agenți de uscare.The technology of manufacturing stabilized ammonium nitrate, illustrated in Example 4, incorporates all the novelty elements of the present invention. The data in table 1 on bulk agglomeration, as well as on agglomeration in hermetically sealed bags, demonstrate the superior quality of the product stabilized by the technology according to the invention, compared to the other assortments that do not contain synergistic mixtures - complexing agents - nucleation agents - agents drying.

Claims (4)

Revendicăriclaims 1. Procedeu de obținere a azotatului de amoniu stabilizat prin tratare cu agenți de complexare, nucleație și uscare, caracterizat prin aceea că, în topitura de azotat de amoniu 5 cu o concentrație de 95...99%. înainte de perlare sau granulare, se introduce un amestec sinergie format din agenți de complexare în proporție de 1 ...10%, agenți de nucleație în pro- 7 porție de 0,2...2%, cu sau fără adaos de agenți de uscare în proporție de 0,02...1,00%, amestec sinergie care induce cristalizarea rapidă a compușilor 3NH₄NO₃ •(NH₄)₂SO₄ și 9 NH₄H₂PO₄ și heteronucleația azotatului de amoniu pe particulele de 3NH₄NO₃ •(NH₄)₂SO₄ și NH₄H₂PO₄, care au o temperatură de topire mai mare decât temperatura de topire a azo- 11 tatului de amoniu, astfel încât faza NH₄NO₃ IV cristalizează dintr-o formă metastabilă NH₄NO₃II, având ca efect formarea precursorilor fazei NH₄NO₃II în structura cristalină a 13 fazei NH₄NO₃IV, iar 80...100% din faza NH₄NO₃IV trece prin încălzire la o temperatură de1. Process for obtaining stabilized ammonium nitrate by treatment with complexing, nucleation and drying agents, characterized in that, in the melt of ammonium nitrate 5 with a concentration of 95 ... 99%. Before beading or granulation, a synergy mixture consisting of complexing agents in the proportion of 1 ... 10% is introduced, nucleation agents in proportion 7% of 0.2 ... 2%, with or without addition of agents drying ratio of 0.02 ... 1.00%, synergy mixture that induces the rapid crystallization of compounds 3NH ₄ NO ₃ • (NH ₄ ) ₂ SO ₄ and 9 NH ₄ H ₂ PO ₄ and the heteronucleation of ammonium nitrate on the particles of 3NH ₄ NO ₃ • (NH ₄ ) ₂ SO ₄ and NH ₄ H ₂ PO ₄ , which have a melting temperature higher than the melting temperature of ammonium azo 11, so that the phase NH ₄ NO ₃ IV crystallizes from a metastable form NH ₄ NO ₃ II, resulting in the formation of precursors of the NH ₄ NO ₃ II phase in the crystalline structure of the 13 phase NH ₄ NO ₃ IV, and 80 ... 100% of the NH ₄ NO ₃ IV phase passes by heating to a temperature of 55...65°C, direct în faza NH₄NO₃II, și 20% în faza NH₄NO₃ III, numai în cazul depozitării 15 granulelor la o temperatură mai mică de 20’C, pentru o perioadă mare de timp.55 ... 65 ° C, directly in the NH ₄ NO ₃ II phase, and 20% in the NH ₄ NO ₃ III phase, only if the 15 granules are stored at a temperature below 20'C, for a long period of time . 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agenții de complexa- 17 re sunt aleși dintre sulfați alcalini, de amoniu, calciu, magneziu și aluminiu, respectiv dintre ortofosfați mono și diamoniacali sau polifosfați de amoniu și potasiu. 192. The process according to claim 1, characterized in that the complexing agents are selected from alkali, ammonium, calcium, magnesium and aluminum sulphates, respectively from mono and diamoniacal orthophosphates or ammonium and potassium polyphosphates. 19 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agenții de nucleație sunt aleși dintre carbonați simpli și dubli alcalino-pământoși, fosfogips și ipsos sau silice și 21 silicați naturali sau sintetici.3. Process according to claim 1, characterized in that the nucleating agents are selected from single and double alkaline earth carbonates, phosphogips and plaster or silica and 21 natural or synthetic silicates. 4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agenții de uscare 23 sunt aleși dintre acizi naftenici sulfonați și nesulfonați și sărurile lor alcaline, acizi carboxilici cu 8 până la 12 atomi de carbon în moleculă și sărurile lor alcaline sau amine alifatice cu 8 25 până la 16 atomi de carbon în moleculă și sărurile lor cu acizii minerali.4. Process according to claim 1, characterized in that the drying agents 23 are selected from sulphonated and non-sulphonated naphthenic acids and their alkali salts, carboxylic acids having 8 to 12 carbon atoms in the molecule and their alkaline or aliphatic salts having 8 25. up to 16 carbon atoms in the molecule and their salts with mineral acids.