ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О механизме управляемого структурообразования из "Минеральные удобрения и соли" Представления о механизме управляемого структурообразования были разработаны нами на основе рентгенофазовых и электронномикроскопических исследований структуры гранул. Поскольку ее особенности обусловлены способом гранулирования и параметрами технологического режима, следует сопоставить свойства образцов нитроаммофоски, полученных на модельной установке и в промышленном производстве без внесения структурирующих веществ. [c.216] На фотографиях сколов гранул промышленного (рис. 1-8) и опытного (рис. 8-4) образцов нитроаммофоски в поле зрения сканирующего электронного микроскопа хорощо различимы значительные участки поверхности в виде застывшего расплава аммиачной селитры или ее твердого раствора с рштратом калия. Фосфаты аммония и их твердые растворы с фосфатами калия представлены, в основном, блоковой структурой с вкраплениями призматических кристаллов, причем в опытных образцах эти кристаллы значительно крупнее и лучше оформлены. Это связано, по-видимому, с более медленной и мягкой сушкой в сушильном шкафу по сравнению с обезвоживанием в потоке топочных газов. [c.216] Кусочки хлорида калия неправильной формы с поверхности декорированы хлоридом аммония. Очевидно, что процесс конверсии нитрата аммония в нитрат калия в основном протекает на поверхности частиц хлорида калия. Хлорид аммония в значительной мере концентрируется также на поверхности гранул, что подтверждает известную гипотезу о том, что слеживаемость сложных удобрений в значительной мере обусловлена образованием именно этого соединения. [c.216] Управляемое структурообразование солевой системы характеризуется некоторой предельной концентрацией модификатора, выше которой дальнейшее его воздействие прекращается. В большинстве случаев эта концентрация находится в пределах 3—5%. Однако интенсивное влияние агента кончается значительно раньше — при Сд=0,8—2,0%, дальнейшее увеличение Сд не приводит к значительному снижению слеживаемости. В связи с этим под предельной величиной С р в дальнейшем будем понимать такую величину Сд, которая определяется проекцией точки пересечения линейных ветвей функции а = /(Сд) на график этой функции (рис. 8-5). [c.217] Важной характеристикой процесса является также предельное значение слеживаемости образца Опр, соответствующее концентрации структурообразующего агента Сд = Спр. Эффективность действия структурирующих добавок должна оцениваться, очевидно, величиной относительного снижения слеживаемости на единицу массы введенной добавки Аа= (ао—апр)/аоСпр. [c.217] Исходя из предположения, что зависимость слеживаемости от концентрации агента подчиняется уравнению (7.4), эффективность кондиционирующих добавок должна определяться величиной р. Однако она, ак было показано, в свою очередь является дробно-линейной функцией концентрации добавки вида Р=А+ВСд-. Для упрощения задачи количественного определения эффективности структурирующего действия добавок можно ее оценивать при постоянном значении Сд, например при Сд=1%. Тогда стандартная эффективность Р1 = А+В. [c.217] Зависимость эффективности добавок от концентрации их в системе, очевидно, свидетельствует о том, что добавка не только, блокирует активные центры слеживаемости, но и оказывает влияние на их формирование в процессе кристаллизации образца. Чем больше это влияние, тем больше должно быть отношение В/А. Коэффициенты А и В можно принять постоянными в пределах каждой из групп, к первой группе отнесен один сульфат аммония, для которого А=0,53 В=0 В/А=0, во второй группе А=0,65 0,25 В= = 0,58 0,12 В/А=0,89 0,52, в третьей— А=0,78 0,15 В = 1,5 0,2 В/А= = 1,90 0,25. Отсюда следует, что с ростом величины Р1 влияние концентрации добавки на ее эффективность существенно возрастает. [c.218] Воздействие модифицирующих агентов, очевидно, должно проявляться и в процессе гранулирования продукта. В табл. 8,8 приведены данные, характеризующие это влияние. [c.218] Внутри второй и третьей групп с увеличением эффективности структурирующих агентов увеличиваются значения ДРс, коэффициентов а я Ь, уменьшается дисперсия размеров гранул. Средний диаметр гранул во второй группе колеблется вблизи =3,7 0,1 а в третьей — ) = 3,5 0,2 мм. [c.219] Коэффициент Ь в третьей группе в отличие от первых двух является функцией концентрации добавки. Для выбранного значения Сд=1% величина Ь линейно зависит от эффективности структурообразователя так же, как и во второй группе, однако угол наклона графиков различен (см. рис. 8-6). Следует отметить, что граница между второй и третьей группами соответствует и точке излома функции Аа=/(р1). Это подтверждает гипотезу об изменении механизма структурообразования системы при переходе к высокоактивным модификаторам. [c.219] С другой стороны, дисперсное устранение слеживаемости позволяет 1В отличие от поверхностного модифицирования в значительной мере снизить гигроскопичность образцов. Известно, что гигроскопичность солевых систем зависит главным образом от химического состава удобрения, причем смеси кристаллов, как правило, более гигроскопичны по сравнению с исходными компонентами. [c.220] Борьбу с гигроскопичностью удобрений ведут либо путем капсулирования гранул водонепроницаемыми полимерными пленками, либо укупоркой продукта в полиэтиленовые мешки. И то, и другое дорого и трудоемко. Полученные данные позволяют предложить простой и дешевый способ снижения гигроскопичности удобрений, что является важным для транспортирования удобрений в незатаренном виде. [c.220] Представляется интересным проанализировать взаимосвязь между гигроскопичностью и слеживаемостью структурированных образцов. В главе 6 приведены данные о линейной взаимосвязи между гигроскопичностью и слеживаемостью удобрений типа нитроаммофоски разного состава, однако она была установлена для небольшого числа порошковидных образцов на основе чистых химических реактивов в отсутствии структурообразователей. [c.220] Этой зависимости не подчиняются образцы, в которые структурообразователь введен в твердом виде, а в некоторых случаях— с фосфатной пульпой на поверхность гранул, что связано, видимо, с образованием на поверхности смеси кристаллов и аномальным увеличением гигроскопичности образца. Выпадают из этой зависимости также образцы, структурированные сульфатом аммония, в связи с особенностями механизма структурообразования. Заниженные значения по сравнению с расчетами по уравнению (8.9) наблюдаются в присутствии молибдата аммония, что, возможно, связано с блокированием поверхностных сорбционных центров. [c.221] Функция К= (у) носит сложный экстремальный характер. Известно, что очень гигроскопичные соединения как правило не слеживаются (при у 15 е. г.). Это объясняется тем, что при высокой гигроскопичности образуются настолько массивные водно-солевые комплексы, что их подвижность на поверхности вещества становится крайне малой. Расчетная зависимость о о = = (Сд) представлена на рис. 8-7,6. [c.221] Таким образом, слеживаемость и гигроскопичность находятся в сложной взаимозависимости и лишь в малом диапазоне эта связь может рассматриваться линейной. Полученные данные хорошо согласуются с диффузионным механизмом слеживаемости и являются еще одним косвенным доказательством его достоверности. [c.221] На рис. 8-8, а, б представлены микрофотографии сколов гранул нитроаммофоски, структурированной сульфатом аммония при введении его в плав аммиачной селитры и в фосфатную пульпу. Особенностью этих образцов является отсутствие на поверхности гранул слоя хлорида аммония. Молено предположить, что сульфат аммония, сорбируясь на поверхности аммиачной селитры, образует слой двойной соли, препятствующей диффузии нитрата аммония к хлориду калия, на поверхности которого и происходит реакция конверсии. Поскольку именно хлорид аммония является в большой мере ответственным за слеживаемость нитроаммофоски, отсутствие его на поверхности гранул приводит к снижению слеживаемости образца. [c.221] Отсутствие хлорида аммония на поверхности гранул наблюдается и в образце с бором (рис. 8-8, в), причем сама структура гранулы значительно более плотная по сравнению с контрольным образцом (см. рис. 8-4). В не4 отсутствуют призматические кристаллы фосфата аммония, который представлен в основном стекловидной плотной массой. Похожая структура образуется и при введении в матрицу сульфата магния, однако в этом случае наблюдается заметный слой хлорида аммония на поверхности гранулы (рис. 8-8, г). [c.221] Вернуться к основной статье