ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гранулирование из "Технология минеральных удобрений Издание 3" Гранулированием называется превращение материала в более или менее однородные по величине зерна — гранулы. Гранулированные продукты во многих случаях имеют преимущества перед порошкообразными. Водорастворимые минеральные удобрения в гранулированном виде обладают лучшими физическими и агрохимическими свойствами — они сохраняют сыпучесть, меньше слеживаются или совсем не слеживаются при хранении, не пылят, легко рассеваются с помощью туковых сеялок, с большей эффективностью используются растениями, так как медленнее вымываются почвенными водами и в меньшей мере деградируют в почве вследствие меньшей поверхности контакта с ее компонентами. Не растворимые в воде удобрения, например такие, как преципитат, лучше используются растениями при применении в форме тонких порошков, а не гранул. [c.63] Большое значение имеет гранулирование в производстве смешанных удобрений. При этом гранулируют смеси удобрений, так как смешение гранулированных удобрений приводит к их последующей сегрегации. [c.63] Гранулы должны иметь достаточную механическую прочность во избежание разрушения или деформирования под тяжестью верхних слоев при хранении больишх масс материала. Гранулы, деформированные (сплюшенные) под нагрузкой, могут слипаться. Во избежание слипания зерен, что может происходить с гигроскопическими минеральными удобрениями даже при незначительных нагрузках, их гранулы припудривают негигроскопичными материалами или покрывают гидрофобными пленками. [c.64] Гранулирование осуществляют 1) измельчением крупных кусков материала, 2) отверждением капель расплавленного материала, высушиванием жидкости и 3) укрупнением зерен порошкообразного материала. [c.64] Первый из перечисленных методов гранулирования в производстве минеральных удобрений и других солей наименее распространен. Примером его использования является гранулирование хлорида калия дроблением брикетов, предварительно изготовленных из мелкокристаллической соли. В отличие от последней, гранулированный хлорид калия не слеживается. [c.64] Более распространено получение гранулированных материалов из расплавленных веществ. Этот процесс осуществляют разбрызгиванием плава при охлаждении брызг в л идкости или при их падении в потоке воздуха они затвердевают. Таким способом гранулируют, например, нитрат аммония и карбамид. Плав разбрызгивают в верхней части полой башни падая в восходящем потоке воздуха, капли охлаждаются и застывают в твердые зерна. Гранулирование расплавленных шлаков, например шлака из фосфорных печей (стр. 140) чаще осуществляют мокрым способом — струю шлака подают вместе со струей воды в грануляционный бассейн с водой. Образующийся нз воды пар разрывает струю шлака на капли, охлаждающиеся и затвердевающие в зерна. [c.64] Отверждение расплавленных солей осуществляют также на наружной поверхности вращающегося барабана, охлаждаемого изнутри водой. Пленка плава застывает в тонкую корку, которая при срезании ножом рассыпается на небольшие кусочки — чешуйки (стр. 234). Чешуйчатый продукт получается и при охлаждении и застывании пленки плава на верхней поверхности непрерывно движущейся бесконечной стальной ленты, нижняя поверхность которой охлаждается струями воды. При изгибе ленты вокруг барабана застывшая корка продукта ло-дгается и ссыпается в приемник в виде чешуек. [c.64] Зернение порощкообразных материалов щироко применяют при выпуске гранулированного суперфосфата и других удобрений, в частности смещанных. При гранулировании порошкообразных материалов мелкие зерна связываются друг с другом, образуя более крупные. Для этого гранулируемый материал должен обладать пластичностью, т. е. способностью изменять свою форму под воздействием внешних сил и сохранять ее после прекращения их действия. Такой материал способен агломерироваться, формироваться в достаточно прочные комочки — гранулы, которые могут под нагрузкой подвергаться пластической деформации, не рассыпаясь на исходные зерна. Укрупнение зерен может происходить по разным причинам и достигается разными способами. Ниже рассмотрены некоторые из них. [c.65] В очень тонком пылевидном материале заметно проявляются Ван-дер-Ваальсовы силы сцепления частиц. Частицы мельче 1 мк под действием этих сил агломерируются, т. е. при встряхивании или перемещении материала, например при окатывании его во вращающемся барабане, сцепляются друг с другом, образуя мелкие шарики, комочки. Этому способствует и электростатический заряд частиц, который они могут приобрести вследствие трения при измельчении или перемещении. Этот заряд может влиять только на процесс агломерирования, но не увеличивает прочности уже сформировавшегося комочка, так как быстро уравновешивается. В процессах гранулирования минеральных удобрений молекулярные силы притяжения и электростатический заряд действуют как дополнительные факторы при агломерировании порошкообразного материала и не имеют самостоятельного значения, так как размеры частиц обычно значительно превышают 1 мк, а расстояния между ними сравнительно велики (средние расстояния между частицами в гранулах измеряются десятками и сотнями ангстрем). При принудительном формировании гранул путем сжатия и прессования материала под значительным давлением в процессах таблетирования, брикетирования, когда расстояния между частицами сильно сокращаются, молекулярные силы влияют на прочность гранулы, образовавшейся в результате вдавливания частиц друг в друга, механического сцепления и заклинивания. [c.65] Присутствие в порошкообразном материале некоторого количества жидкой фазы — гигроскопической влаги, межкристального маточного раствора или специально добавленных жидкостей, например воды, солевых растворов, вязких связующих веществ, — обеспечивает пластичность материала и агломерирование частиц при гранулировании. В зависимости от количества жидкости она может либо образовать отдельные мостики — перемычки между твердыми частицами, либо заполнить пустоты между твердыми частицами. В обоих случаях действуют капиллярные силы сцепления, обеспечивающие образование и прочность гранул. Если жидкость полностью обволакивает твердое вещество, то гранула формируется под влиянием поверхностного натяжения и представляет собой как бы каплю жидкости, плотно заполненную твердыми частицами. Прочность образовавшейся гранулы обеспечивается силами адгезии (сцеплением жидкости с твердой поверхностью) и когезии (взаимным притяжением молекул жидкости). Жидкость может иметь значительную подвижность, но эти силы препятствуют разрушению гранулы — жидкие мостики лишь перемещаются при деформации гранул, но не разрываются. Влияние этих сил особенно возрастает, когда связующая жидкость обладает большой вязкостью. [c.66] Образование твердых перемычек между частицами гранулируемого материала происходит чаще всего в результате кристаллизации вещества из жидкой фазы гранул при их высушивании или вследствие химических реакций между порошкообразным материалом и внесенной в него добавкой. Образование твердых перемычек может происходить и вследствие спекания, полиморфных превращений при изменении температуры, и вследствие высыхания клеящих добавок и др. Все это придает гранулам необходимую прочностью. [c.66] Распространенным методом гранулирования простых удобрений, особенно простого суперфосфата (стр. 184), и сложных удобрений, содержащих мало азота, например аммонизированного суперфосфата (стр. 176), является увлажнение порошкообразного материала водой, агломерирование частиц, т. е. гранулирование их и высушивание гранул. Материал смачивается водой или перед подачей в гранулятор, или в самом грануля-торе. Гранулирование достигается окатыванием порошка в непрерывно действующих грануляторах — во вращающихся барабанах, в шнеках или на вращающихся наклонных дисках (тарельчатых грануляторах). [c.67] Экономически более выгодно гранулирование самогранули-рующихся смесей, не требующих предварительного увлажнения водой и последующего высушивания с затратой тепловой энергии. Такие смеси образуются, например, при гранулировании при повышенной температуре сложных и смешанных удобрений, содержащих растворимые соли. Очень малого количества насыщенного раствора этих солей, образованного содержащейся в удобрениях гигроскопической влагой, достаточно для придания гранулируемому материалу необходимой пластичности. [c.67] Гранулирование совмещают иногда с обработкой исходного порошковидного удобрения химическими реагентами — аммиачной водой, жидким или газообразным аммиаком (аммониза-ция), концентрированными растворами солей или их плавами, серной или фосфорной кислотой и т. п. При этом возникают экзотермические химические реакции, теплоты которых в ряде случаев достаточно для удаления из образовавшихся гранул избыточной влаги. Это наиболее экономичный метод получения гранулятов. Но он, как, впрочем, и другие методы, требует точных и вполне определенных соотношений между компонентами гранулируемой смеси, иначе могут образоваться липкие смеси, переработка которых затруднительна. [c.67] Гранулирование материалов, жидкой фазой которых является плав, завершают не в сушилках, а в холодильниках,— при охлаждении плав затвердевает. Однако и после высушивания в сушилах гранулят перед укупориванием в тару охлаждают. [c.68] Гранулирование и последующая упаковка удобрений в тару уменьшают их слеживаемость, но полностью не устраняют ее. Вылеживание гранулированного продукта в кучах в течение нескольких суток до упаковки значительно снижает или совсем устраняет слеживание при последующем хранении в таре. При вылеживании в куче продукт может слежаться, но перед упаковкой образовавшиеся комки разрушают, они рассыпаются на гранулы к этому времени большая часть процессов, вызывающих слеживание, успевает завершиться. [c.68] Касаткин, Основные процессы и аппараты химической технологии, Госхимиздат, 1960. [c.68] Рост кристаллов, ИЛ, 1954. [c.68] Пестов, Физико-химические свойства зернистых и порошкообразных химических продуктов, Изд. АН СССР, 1947. [c.68] Вернуться к основной статье