Сульфат нитрат аммония

10. Способ по п. 5, отличающийся тем, что, по крайней мере, 99 мас. частиц сульфата аммония проходит сквозь сито с диаметром отверстий 0,3 мм.11. Способ по п. 5, отличающийся тем, что, по крайней мере, 99 мас. частиц сульфата аммония проходит сквозь сито с диаметром отверстий 0,3 мм и, по крайней мере, 50 мас. частиц сульфата аммония проходит сквозь сито с диаметром отверстий 0,074 мм.12. Способ по п. 5, отличающийся тем, что температуры плавления и взаимодействия составляют 190-205 С.13. Способ по п. 5, отличающийся тем, что температуры плавления и взаимодействия составляют 190-200 С.14. Способ по п. 5, отличающийся тем, что количество воды составляет 2-5 от массы загрузки.15. Способ по п. 5, отличающийся тем, что количество воды составляет 2,5-4,0 от массы загрузки.16. Способ по п. 5, отличающийся тем, что его осуществляют как непрерывный процесс.17. Способ по п. 5, отличающийся тем, что затвердевание продукта осуществляют в приллинговой колонне.(а) загрузку веществ, содержащих частицы сульфата аммония и нитрата аммония, и воды в устройство для плавления, при этом сульфат аммония и нитрат аммония берут в мольном соотношении от 0,921 до 1,121, а воду - в количестве 2-10 от массы загрузки(Ь) плавление нитрата аммония и растворение, по крайней мере, части частиц сульфата аммония при температуре 180-210 С(с) взаимодействие загруженных веществ при температуре 180-210 С1) затвердевание продукта при скорости охлаждения, по крайней мере, 100 С/мин.Настоящее изобретение относится к сульфатно-нитратным композитам, используемым в качестве удобрений, с требуемыми уровнями ионов нитрата, очень высокой устойчивостью к детонации, повышенной плотностью, большой устойчивостью к влаге. Изобретение относится также и к способу получения указанных композитов.Сульфат нитрат аммония (АЗЫ) является одним из первых синтетических удобрений,которое находится в непрерывном использовании в течение почти 100 лет, обеспечивая растения важными первичными и вторичными питательными веществами, азотом и серой. Обеспечение азотом частично происходит через нитратный ион, что является желательным, поскольку он легко адсорбируется многими растениями, промотируя их рост на ранней стадии. Исторически сложилось, что термин сульфат нитрат аммония не относится к конкретному химическому соединению, содержащему элементы в закрепленных соотношениях. Скорее, его использовали для того, чтобы описать различные смеси сульфата аммония и нитрата аммония. Ассоциация американских производителей пищевых продуктов растительного происхождения (ААРСО), осуществляющая контроль за удобрениями,попыталась ввести уточнения в соответствии с номенклатурой. ААРРСО определила АЗЫ как двойную соль сульфата аммония и нитрата аммония в равных мольных соотношениях,имеющих содержание азота не менее чем 26 . Смесь сульфата аммония и нитрата аммония, взятых в равных молях, имеет содержание азота 26,4 .Несмотря на определение ААРРСО, название сульфат нитрат аммония используют для определения многих комбинаций сульфата аммония и нитрата аммония. См., например, 11.5. МеНпе, 1. Ачпс. Рооб С 11 еш., 16(2), 235-240 (1968), где один продукт имеет 30 -ное содержание азота. ИЗ 2 795 495 описывает сульфат нитрат аммония как имеющий мольное соотношение смеси сульфат аммония/нитрат аммония, равное 12, а не 11. СВ 798 690 определяет, что пропорция сульфата аммония не является критической и он мо 2жет использоваться в любой пропорции, необходимой, чтобы получить желательный уровень азота. Использование такой терминологии привело К путанице между чистыми двойными солями и смесями. Кроме того, в уровне техники порядок слов сульфат и нитрат иногда изменяют.Двойная соль является определенным соединением. Определение ААРРСО подразумевает существование соединения, состоящего из одного моля сульфата аммония и одного моля нитрата аммония. Было сообщено о таком соединении, однако, двойной соли 11 не было вь 1 делено и окончательно не доказано ее существование. Ыйкопоуа е а 1., 21111 ша 1 Рг 11 а 1 абпо 1 КШШЙ 15(6), 437-446 (1942), дает критический анализ и корректирует ранние работы.Простое смешивание сульфата аммония и нитрата аммония не приводит к реакции или к завершению реакции между ними. Достаточные условия, включая время, должны быть вь 1 полнень 1, чтобы вызвать полную химическую реакцию между двумя исходными солями. Однако даже в идеальных условиях реакция взятых в равных мольных соотношениях сульфата аммония и нитрата аммония не заканчивается образованием соединения, содержащего равные моли. Вместо этого продуктами реакции являются двойные соли с другими пропорциями, смешанные с непрореагировавшим сульфатом аммония и/или нитратом аммония.Двойные соли, состоящие из 1 ТН 45 О 42 (ЫН 4 МО 3) и 1 ТН 45 О 43 (ЫН 4 ЫО 3) (в дальнейшем двойная соль 12 и двойная соль 13 соответственно) были выделены и охарактеризованы. Продукт 13 выделен из водного раствора, и об этом было сообщено уже в 1909 г.(Кейспег е а 1., С 11 еш 1511 ШееКЫаб. 3 (ап.). 51-56 (1909. 5 с 11 е 1 пеша 1 ег 5 е а 1. сообщил в 1910, в той же самой публикации (Уошше 6, 1910, раез 51-56) о выделении двойной соли 12, так же как о двойной соли 13 из водных растворов.Существование двойных солей 12 и 13 было подтверждено Ыйкопоуа (1 ос. с 1.) 1 о 11,Кочуо Качаки 22155111 63 (11), 1913-1916 (1960) Ешопз е а 1., шйззепзспайНспе. 2 е 15 с 11 г 1 Г Тес 1 ш. Нос 15 с 11, С 11 еш. Ьеипа-МегзеЬш, 14(3). 295-299 (1972) и 5 ш 111 е а 1., 1. Ат. Рооб С 11 еш., 10, 77-78 (1962), среди других публикаций.Способы получения, о которых сообщают, описывают получение однородных гранул удобрения из сульфата нитрата аммония. Большинство продуктов являются просто смесями сульфата аммония и нитрата аммония, а не специфическими кристаллическими структурами, так как химические композиции, о которых сообщают, не отражают никаких специфических соединений. Исключением является патент ИЗ 2762 699, выданный на процесс производства двойной соли 12.Были описаны процессы кристаллизации, гранулирования и приллинга (образование гранул отверждением капель при распылении расплавленных солей). СВ 798 690 описывает способ кристаллизации из водного раствора сульфата аммония и нитрата аммония. Обь 1 чно в процессах грануляции используют температуры ниже точки плавления нитрата аммония (170 С), которые гарантируют, что продукт полностью вступил в реакцию. Примеры процессов грануляции приведены в 115 3 635 691, СВ 893 389, ВЕ 1,039,498, СЭВ 1 259 778 и в ранее упомянутой журнальной статье 11.5. МеНпе е. а 1. В процессах приллинга используют температуры, которые находятся выше точки плавления нитрата аммония (170 С). Примеры приведены в Ро 11511 Раеп РЬ 86.766 и в Ршеш. С 11 еш., 55 (12). 611614 (1976). Было добавлено небольшое количество воды, чтобы облегчить плавление нитрата. Патент Швеции 70 119 описывает процесс использования вплоть до 10 -ной воды в загрузке, состоящей из сульфата аммония и нитрата аммония при их мольном соотношении 0,61, и приллинга.Было сообщено несколько деталей относительно композиции продуктов, полученных в этих процессах. Большинство из них, если не все, являются смесями, состоящими из двойных солей, сульфата аммония и нитрата аммония.Из уровня техники становится ясным, что продукты указанных процессов характеризуются низкой устойчивостью к разрушению, склонностью к адсорбции влаги и спеканию. Например, в РР 1 368 035 утверждают, что удобрение сульфат нитрат аммония не устойчиво прихранении. Бельгийский патент 388 046 перечисляет несколько способов, в которых используют добавки для ликвидации этих проблем. Склонность к спеканию из-за поглощения влаги снижается при добавлении амфотерных оксидов металлов. 115 2 795 495 описывает процесс повышения стабильности сульфата нитрата аммония путем добавления солей железа после воздействия аммиака. СВ 1259 778 описывает композицию, включающую гидроксид алюминия или соли алюминия, чтобы получить улучшенные антиспекаюшие свойства. ОВ 372 388 повышает стабильность добавлением мочевины и солей магния.1. Тиг 1 е, Рг 2. С 11 еш, 55(12), 611-614 (1976), описывает попытки различных изготовителей повысить устойчивость нитрата сульфата аммония. ВАЗР, в настояшее время крупнейший производитель, по сообшениям добавляет алюминий, магний и/или соединения кальция. КиЬгсЬеппе добавляет сульфат железа /1 сог-С 11 еш 15 с 11 е добавляет сульфат железа Ппбе НеЬегпйа добавляет сульфат железа и минерал фанолит. 5 ВА (Бельгия) добавляет некоторые другие соединения. Собственная работа Терледжа (Тиг 1 е 5), о которой сообшают в той же самой журнальной статье, демонстрирует добавление доломита, алюминия и/или соединений магния, для того чтобы повысить стабильность и устранить спекание.В некоторых ссылках указывается, что сульфат нитрат аммония всегда содержит непрореагировавшие исходные продукты. 13.6. РагЬепйпбизпгйез сообшает в ВЕ 555,581 и ВЕ 555,902, что всегда присутствует свободный нитрат аммония. Згшйуаза и другие сообшают в Тес 1 шо 1 оу, 6( 1). 21-23 (1969), что продукт всегда содержит свободный нитрат аммония. Нитрат аммония, как известно, является очень гигроскопичным, и это, вероятно, вносит вклад в рождение проблемы спекания и слабости частиц.Нитрат аммония, смешанный с органическими материалами, такими как мазут, является важным индустриальным взрывчатым вешеством. Его также связывают с террористическими инцидентами, такими как взрыв в нью-йоркском Центре международной торговли и бомбардировки в Оклахома-Сити. Является желательным изменять состояние нитрата аммония для изменения чувствительности к детонации. Один из способов сделать это заключается в разбавлении нитрата аммония относительно инертным материалом. Согласно 15 3 366 468, 1968, от 5 до 10 добавок, таких как фосфаты аммония или сульфат аммония, могут десенсибилизировать и изменить устойчивость нитрата аммония к воспламенению и детонации. Однако чистые двойные соли сульфата аммония - нитрата аммония должны также быть рассмотрены как потенциальные взрывчатые материалы,потому что соотношение кислорода к азоту благоприятно для реакций окисления.Ыаоиш е а 1., 2 е 1. Гит (1215 6 е 5 аше 5 се 155. Ппб 5 ргапд 5 оГГ. 19, 35-38 (1924), определили теплоту вспышки (реакции) нитрата аммония и смесей нитрата аммония с сульфатом аммония как функции от композиции. Скрытые энергии в 64,5 мас. и 54,8 мас. смесях нитрата аммония соответствуют двойным солям 13 и 12, в то время как смеси 81 и 76 соответственно обладают взрывчатой энергией чистого нитрата аммония. Данные, полученные независимой лабораторией по испытаниям фирмы НопеушеП 1 пешайопа 1, показали, что двойная соль 13 освобождает больше энергии при разрушении, чем соль 12. Однако Маоип е а 1. указывает, что полностью гомогенная смесь, содержашая менее чем 40 мас. нитрата аммония, вероятно, больше не является взрывчатой. Скрытая взрь 1 вчатая энергия была нулевой при мольном соотношении смеси сульфат аммония/нитрат аммония 11 (37,7 по массе нитрата аммония). Ыаоип е а 1., 77 О 9961395 А 1, также показал, что чем более гомогенна смесь нитрата аммония и сульфата аммония, тем сильнее затрудненность к детонации. Однако смеси нитрата аммония и крупно гранулированного сульфата аммония могут произвести большее расширение газа при достижении детонации, чем один нитрат аммония. Поэтому тшательно перемешанная смесь нитрата аммония и сульфата аммония, состояшая из очень маленьких частиц, наиболее желательна. Двойные соли обеспечивают гомогенность на молекулярном уровне и дисперсию в масштабе нескольких Ангстрем. Условия, достаточные для реакции сульфата аммония с нитратом аммония, поддерживаемые в течение достаточного периода, переводят нитратаммония почти полностью в двойные соли. Такая реакция, если она проведена с достаточным молярнь 1 м избытком сульфата аммония, приводит к полному или почти полному преобразованию в более надежную двойную соль 12.Удобрение сульфат нитрат аммония в настоящее время производят и продают фирмы ВАЗР и РегйЬегйа. Рентгеноструктурный анализ продукта, полученного фирмой ВАЗ, показывает, что он представляет собой композицию, состоящую в среднем из 27 мас. сульфата аммония, 1 мас. двойной соли 12 и 72 мас. двойной соли 13. Продукт фирмы РегйЬегйа состоит из 29 мас. сульфата аммония, 35 мас. двойной соли 122 и 36 мас. двойной соли 13. Эти продукты, по-видимому, сделаны с помощью процесса грануляции. Гранулы имеют неоднородную поверхность ядра.Питательная ценность, безопасность и стабильность композиций сульфата нитрата аммония являются конкурентоспособными свойствами. Питательная ценность увеличивается при увеличении содержания нитрата, но также повыщается чувствительность к детонации и чувствительность к влаге. Ввиду высокого Штрафа за детонацию, замечено, что баланс между этими свойствами должен находиться там, где необходима уверенность в безопасности. Предществующие заключения приводят к точке зрения, что необходимым является продукт сульфат нитрат аммония, содержащий максимальное количество нитрата, совместимое с безопасными свойствами.Объектом настоящего изобретения является невзрывчатый композиционный материал сульфат нитрат аммония, содержащий, как показывает дифракция рентгеновских лучей,от около 14 мас. до около 35 мас. сульфата аммония 1 ТН 4)25 О 4) от около 60 мас. до около 85 мас. (ЫН 4)25 О 42(11 Н 411 О 3) двойной соли и от 0 до около 5 мас. в сумме(ЫН 4)25 О 43(11 Н 411 О 3) двойной соли и нитрата аммония (ЫН 4 ЫО 3). Композиции, полезные как удобрения, обладают пониженной чувствительностью к влаге, не рассматриваются как опасные материалы под номером 49 в Собе оГ Ребега 1 Ке 3111 айоп 5, Тгапзроггагйоп, Рагг 172, На 2 агбои 5 Магег 1 а 15 ТаЫе, октябрь 1, 2000, и не классифицируются как окислители согласно Ппйгеб Ыайопз Кесошшепбайопз оп Не Тгапзрогг оГ Вапегоиз 60045, Мапиа 1 оГ Тезгз и Сгйгегйа, 1995, Зесйоп 34, С 1 а 551 йсайоп Ртосебигез, Тез Метобз и Сгйгегйа Ке 1 айп 3 го Охййийп 511 Ь 5 гапсе 5 оГ Вйуйзйоп 5.1.Изобретением также является способ получения композиционных материалов, представляющих собой сульфат нитрат аммония, включающий (а) загрузку частиц сульфата аммония, нитрата аммония и воды в устройство для плавления, в котором мольное соотнощение сульфата аммония к нитрату аммония составляет от около 0,921 до около 1,121 и вода составляет от более чем 2 мас. до около 10 мас. от загруженных материалов (Ь) плавление нитрата аммония и растворение, по крайней мере, части частиц сульфата аммония при температуре от около 180 до около 210 С (с) взаимодействие загруженных продуктов при температуре от около 180 до около 210 С и 1) затвердевание продукта при скорости охлаждения, по крайней мере, около 100 С/мин.Изобретение также включает композиционный материал сульфат нитрат аммония, полученный способом, включающим стадии 2 (а) загрузку частиц, включающих сульфат аммония, нитрат аммония и воду в устройство для плавления, в котором мольное соотнощение сульфата аммония к нитрату аммония составляет от около 0,921 до около 1,121 и вода составляет от более чем 2 мас. до около 10 мас. от загруженных материалов (Ь) плавление нитрата аммония и растворение, по крайней мере, части частиц сульфата аммония при температуре от около 180 до около 210 С (с) взаимодействие загруженных продуктов при температуре от около 180 до около 210 С и 1) затвердевание продукта при скорости охлаждения, по крайней мере, около 100 С/мин. На представленных рисунках изображено следующее.На фиг. 1-3 приведены спектры рентгеновской дифракции Си Кои для композиционного материала сульфат нитрат аммония, содержащего, как показывает рентгеновская ди