ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Управляемое структурообразование солевых систем из "Минеральные удобрения и соли" Модифицирование гранулированных удобрений воздействует главным образом, на поверхностную диффузию водно-солевых комплексов. С позиций диффузионного механизма проблему устранения слеживаемости можно решить и иным способом — путем торможения объемно-диффузионных потоков. [c.204] Дефекты реальных кристаллов определяют, как известно, их структурную разупорядоченность, которая является важнейшим фактором, определяющим реакционную способность твердых тел, так или иначе связанную с переносом вещества. Из современных представлений физики спекания кристаллических порошков [174] следует, что высокая слеживаемость минеральных удобрений и других неорганических солей связана с подвижностью структурных элементов солевой системы и, соответственно, с малой прочностью структуры дефектных кристаллических блоков. [c.204] Прочность солевой структуры в ряде случаев дополнительно ослабляется фазовыми переходами, как, например, у нитрата аммония. Физико-химические и физико-механические свойства твердых материалов, претерпевающих фазовые переходы, определяются развитием их напряженного состояния, которое возникает при любом кристаллохимическом превращении, и приводит, в конечном счете, к разупрочнению структуры. К аналогичному результату должны приводить, очевидно, и химические реакции обмена в твердом теле с образованием новых фаз, например реакция обмена между нитратом аммония и хлоридом калия. [c.204] За меру прочности (стабильности) структуры можно принять температуру начала рекристаллизации, равную примерно 0,3 Гпл- Для низкоплавких солей, например нитрата аммония, подвижность ионов заметна уже при отрицательных (по шкале Цельсия) температурах. Поскольку температура плавления смеси солей обычно ниже Тпп компонентов, постольку и слеживаемость сложных удобрений больше по сравнению со слеживаемостью соответствующих простых удобрений. [c.204] Максимальный размер кристаллического блока кб, после достижения которого его рост прекращается, зависит от диаметра дисперсного включения и его объемной доли и равен Dk6=Ob/A b- Сила Fb, препятствующая в этом случае росту блоков, т. е. рекристаллизации, равна F-=3EsNJDk6, где Es — энергия поверхности раздела дисперсная частица — матрица. Дисперсные включения тормозят движение дислокаций, обладающих определенной гибкостью и способностью к перемещению. Торможение дислокаций приводит к упрочнению твердых тел. Максимальное упрочнение наблюдается при условии Ra i, где — минимальный радиус кривизны изгиба дислокации, который обратнопропорционален внутренним напряжениям в матрице I — расстояние между дисперсными включениями. [c.205] Если в процессе массовой кристаллизации и гранулирования продукта затормозить движение дислокаций и предотвратить их выход на поверхность кристаллических блоков, объемная диффузия ионов к поверхности вещества будет в значительной мере подавлена. Добиться этого можно либо путем формирования в блоках вблизи их поверхности твердых растворов или двойных солей, либо введением в матрицу кристалла таких посторонних примесей, создающих точечные дефекты замещения, которые затрудняют движение дислокаций. Как уже указывалось в главе 4, внесение таких неорганических добавок существенно меняет свойства образца увеличиваются прочность и плотность гранул, снижаются гигроскопичность и слеживаемость. [c.205] Это явление мы назвали управляемым структурообразованием. Название не совсем точное, поскольку любое гранулирование уже является управляемым структурообразованием выбирая способ гранулирования и технологический режим, мы можем заранее задавать определенный тип структуры гранул. Гранулирование в присутствии структурообразователей, т. е. веществ, определенным образом влияющих на формирование структуры, есть частный случай управляемого структурообразования. Однако термин гранулирование существует и является общепринятым, а поскольку влиянию примесей на свойства дисперсной структуры необходимо было дать собственное название, мы сочли указанный выше термин допустимым. [c.205] Факты управляемого структурообразования минеральных удобрений часто встречаются в производственной практике, но до сих пор они не имеют необходимого математического описания, убедительных объяснений и обобщений, и, как правило, рассматриваются как чисто эмпирические. [c.205] С другой стороны, во многих случаях в отсутствие структурообразователей гранулирование вообще не происходит, например в производстве фосфата аммония из термической фосфорной кислоты в аппаратах АГ, Как было показано в главе 3, на физико-механические свойства суперфосфатов и аммофоса большое влияние оказывает содержание сульфатов. Известно также, что гранулирование двойного суперфосфата малоэффективно при отсутствии кремнефторидов. [c.206] Имеется немало и других экспериментальных данных, указывающих на то, что многие добавки в малых количествах оказывают большое влияние на свойства материала. Однако до настоящего времени их не увязывали со структурой солевой системы и свойствами реальных кристаллов. Более подробное исследование процессов управляемого структурообразования минеральных удобрений предпринято нами совместно с Комаровым [177]. В настоящей главе изложены основные результаты этих исследований. [c.206] В качестве объекта исследования была выбрана нитроаммофоска марки 17 17 17, работу проводили на пилотной установке с аммонизатором-гра-нулятором, являющимся моделью промышленного аппарата в масштабе 1 10. Все параметры технологического режима гранулирования продукта были аналогичны производственным. Рентгеновское и электронномикроскопическое исследования опытных образцов, измерения их гигроскопичности, слеживаемости и прочности гранул свидетельствуют о том, что они аналогичны производственным образцам. Воспроизводимость данных в параллельных опытах составляла 8—10 /о. [c.206] Вернуться к основной статье