Солевой состав и физико-химические процессы в объеме гранул удобрений на стадии хранения

Приведены результаты исследований солевого состава и физико-химических процессов, протекающих в отдельных слоях (объеме) гранул комплексных удобрений на основе фосфатов аммония на стадии складского хранения до 180 сут. Данные химических и физико-химических исследований, а также анализ микрофотографий и поэлементного состава показал отсутствие значимого градиента концентраций отдельных компонентов в объеме гранул удобрений при их поступлении на склад из технологического процесса. Установлено протекание вторичных конверсионных процессов в объеме гранул в течение 3- и 6-месячного хранения, приводящих, в частности, к существенному снижению содержания в продукте дигидрофосфата аммония с 25,41-27,91 до 1,23-3,25 мас.% и карбамида, а также образованию новых двойных солей и аддуктов: (K_χ(NH₄)_1-χ)•H₂PO₄, CO(NH₂)₂•NH₄Cl. Изменение фазового состава продукта в процессе длительного хранения и связанное с этим химическое взаимодействие между слоями отдельных гранул сопровождается увеличением слеживаемости. Установлена зависимость слеживаемости продукта от вида вводимого азотсодержащего компонента и форм содержания в нем азота. Результаты исследования позволили рекомендовать пути снижения слеживаемости и улучшения физико-механических свойств комплексных удобрений, в частности, повышение мольного соотношения на стадии аммонизации до значений, соответствующих образованию диаммонийфосфата; увеличение соотношения аммонийной к амидной форме азота; увеличение доли гранулированного карбамида в составе удобрения с последующим полным исключением приллированного карбамида.

1. Классен, П. В. Основные процессы технологии минеральных удобрений / П. В. Классен, И. Г. Гришаль. - Л.: Химия, 1990. - 304 с.

2. Норов, А. М. Применение опыта и научного потенциала АО «НИУИФ» для создания и внедрения наилучших доступных гибких технологий комплексных фосфорсодержащих удобрений / А. М. Норов, В. Ю. Суходолова // Труды НИУИФ: в 2 т. - Вологда: Древности севера, 2019. - Т. 2. - С. 250-261.

3. Кононов, А. В. Основы технологии комплексных удобрений / А. В. Кононов, В. Н. Стерлин, Л. И. Евдокимова. -М.: Химия, 1988. - 320 с.

4. Lehr, J. R. Crystallographic Properties of Fertilizer Compounds / J. R. Lehr // Chem. Eng. Bull. - 1967. - N 6. - P. 37.

5. Сравнительный анализ свойств гранулированных NPK-удобрений, полученных различными способами / В. М. Колпаков [и др.] // Труды НИУИФ: в 2 т. - Вологда: Древности севера, 2019. - Т. 2. - С. 191-199.

6. Дормешкин, О. Б. Особенности химических превращений, протекающих на стадии гранулирования и сушки комплексных удобрений в присутствии KCl / О. Б. Дормешкин // Труды БГТУ. Сер. III. Химия и технология неорганических веществ. - 2016. - № 3. - С. 54-59.

7. Малоотходная технология получения новых видов серосодержащих комплексных NPKS удобрений / О. Б. Дормешкин [и др.] // Труды БГТУ. Сер. III. Химия и технология неорганических веществ. - 2007. - Вып. XV. - С. 3-8.

8. Удобрения минеральные. Метод определения содержания фосфора: ГОСТ 20851.2-75. Введ. 01.01.76. - М.: Гос. ком. СССР по стандартам: Изд-во стандартов, 1983. - 39 с.

9. Удобрения минеральные. Метод определения суммарной массовой доли азота, содержащегося в сложных удобрениях и селитрах в аммонийной и нитратной формах: ГОСТ 30181.4-94. - Введ. 01.07.94. - Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 1996. - 9 с.

10. Удобрения минеральные. Метод определения массовой доли амидного азота в сложных удобрениях: ГОСТ 30181.5-94. Введ. 01.07.94. - Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 1996. - 5 с.

11. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов / М. М. Винник [и др.] - М.: Химия, 1975. - 218 с.

12. Удобрения минеральные. Методы определения содержания калия: ГОСТ 20851.3-75. - Введ. 01.01.76. -Москва: Гос. ком. СССР по стандартам: Изд-во стандартов, 1983. - 22 с.

13. Крешков, А. П. Основы аналитической химии / А. П. Крешков. - М.: Госхимиздат, 1961. - 635 с.

14. Удобрения минеральные. Методы испытаний: ГОСТ 21560.1-82-ГОСТ 21560.3-82. - Введ. 01.01.83. - Москва: Гос. ком. СССР по стандартам: Изд-во стандартов, 1985. - 19 с.

15. Исследование состава продукции ОАО «Гомельский химический завод», экспортируемой в страны ЕС и подлежащей регистрации в соответствии с регламентом REACH / О. Б. Дормешкин [и др.] // Труды БГТУ. Сер. III. Химия и технология неорганических веществ. - 2009. - Вып. XVII. - С. 92-97.

16. Сравнительный анализ свойств гранулированных NPK-удобрений, полученных различными способами В. М. Колпаков [и др.] // Труды НИУИФ: в 2 т. - Вологда: Древности севера, 2019. - Т. 2. - С. 191-199.

17. Горбовский, К. Г. Исследование структурно-механических свойств гранул минеральных удобрений / К. Г. Горбовский, А. М. Норов, И. М. Кочетова // Труды НИУИФ: в 2 т. - Вологда: Древности севера, 2019. - Т. 2. - С. 213-222.

18. Ando, J. Magnesium Ammonium Phosphates, Related Salts and Their Behavior in Compound Fertilizers / J. Ando, T. Akijama, M. Morita // Bulletin of the Chemical Society of Japan. - 1968. - Vol. 41, N. 7. - P. 1716-1723. https://doi.org/10.1246/bcsj.41.1716

19. Silverberg, J. Fertilizer caking, microscopic study of the mechanism of caking and its prevention in some granular fertilizers / J. Silverberg, J. R. Lehr, G. Hoffmeister // Journal of Agricultural and Food Chemistry. - 1958. - Vol. 6, N 6. -P. 442-448. https://doi.org/10.1021/jf60088a001

20. Терещенко, А. Г. Гигроскопичность и слеживаемость растворимых веществ / А. Г. Терещенко. - Томск: изд-во Томск. политех. ун-та, 2011. - 79 с.