СПОСОБ ОКРАШИВАНИЯ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ
METHOD OF COLOURING AMMONIUM NITRATE FOR TECHNOLOGICAL PURPOSES

Изобретение относится к химической технологии получения неорганических веществ, используемых для приготовления взрывчатых материалов, в частности к производству аммиачной селитры для технических целей с характерной отличительной окраской гранул, может найти применение в производстве аммиачной селитры, используемой для приготовления простейших взрывчатых веществ и эмульсионных взрывчатых веществ.
Для приготовления эмульсионных и простейших взрывчатых веществ применяют различные марки аммиачной селитры для технических целей: гранулированную высокоплотную аммиачную селитру, пористую аммиачную селитру с различными значениями маслопоглощения и насыпной плотности.
Ряд потребителей в производстве взрывчатых веществ одновременно использует различные марки аммиачной селитры. Однако по внешнему виду гранул марку аммиачной селитры определить невозможно, поэтому гранулированные продукты могут использоваться не по назначению.
Аналоги предлагаемого изобретения авторам не известны.
Технический результат состоит в получении аммиачной селитры для технических целей с однородной равномерной отличительной окраской гранул.
Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе окрашивания аммиачной селитры для технических целей грануляцию плава аммиачной селитры проводят в присутствии органических окрашивающих веществ, вводимых в плав непосредственно перед грануляцией в составе порообразующей или поверхностно-активной добавки или в виде водного раствора или суспензии в количестве 10-100 мг на 1 кг готового продукта.
Аммиачную селитру получают любым известным способом.
Органические окрашивающие вещества в предлагаемом способе предварительно растворяют или диспергируют в растворе или суспензии порообразующей добавки, или в растворе поверхностно-активной добавки, или в воде и вводят в плав в виде растворов или суспензий, что обеспечивает однородное равномерное окрашивание аммиачной селитры. При вводе органических окрашивающих веществ в плав в сухом виде аммиачная селитра не окрашивается.
Особенность ввода органических веществ в аммиачную селитру состоит в том, что существуют жесткие ограничения по содержанию органических веществ в растворах и в плаве аммиачной селитры, так как органические вещества могут инициировать термическое разложение аммиачной селитры во время выпарки концентрированного раствора и последующей транспортировки плава. Для безопасного ведения технологического процесса содержание органических веществ в растворе аммиачной селитры перед стадией выпарки и в транспортируемом плаве не должно превышать 0,0008% (8 мг/кг) в пересчете на готовый продукт. Растворы аммиачной селитры содержат от 3 до 6 мг/кг веществ органической природы, дополнительно в эти растворы можно ввести не более 2 мг органических окрашивающих веществ на 1 кг готового продукта. Однако при вводе этого количества окрашивающих веществ в раствор аммиачной селитры невозможно получить гранулированные продукты с характерной отличительной окраской гранул.
В предлагаемом способе окрашивания аммиачной селитры для технических целей органические окрашивающие вещества вводят в плав аммиачной селитры непосредственно перед его грануляцией, то есть после стадий выпарки и транспортировки плава. В этом случае время от момента ввода органических веществ в плав до его кристаллизации и охлаждения полученных гранул составляет несколько секунд, поэтому инициирование термического разложения плава не наблюдается.
При получении пористой аммиачной селитры органические окрашивающие вещества вводят в плав непосредственно перед грануляцией в составе порообразующей или поверхностно-активной добавки. Органические окрашивающие вещества в порообразующую и поверхностно-активную добавки вносят в сухом виде или вводят в виде водного раствора или суспензии. Концентрацию окрашивающих веществ в составе порообразующей и поверхностно-активной добавок рассчитывают исходя из дозировки этих добавок в плав аммиачной селитры и требуемого количества окрашивающего вещества в готовом продукте.
При получении гранулированной высокоплотной аммиачной селитры органические окрашивающие вещества вводят в плав непосредственно перед грануляцией в виде водного раствора или суспензии. Дозировку водных растворов и суспензий рассчитывают исходя из их концентрации и требуемого количества окрашивающих веществ в готовом продукте.
В качестве органических окрашивающих веществ выбирают органические красители, которые отвечают следующим требованиям:
- сохраняют свою окраску при растворении или диспергировании в растворе или суспензии порообразующей добавки или в растворе поверхностно-активной добавки;
- не обесцвечиваются в плаве аммиачной селитры при температуре до 190°С;
- равномерно окрашивают гранулы аммиачной селитры при вводе в плав в количестве 10-100 мг на 1 кг готового продукта;
- сохраняют окраску в течение гарантийного срока хранения аммиачной селитры для технических целей.
Несмотря на указанные жесткие ограничения, существующий рынок красителей позволяет выбрать красители, которые удовлетворяют этим требованиям.
Цвет и интенсивность окраски гранул аммиачной селитры зависят от цвета и количества окрашивающего вещества, вводимого в плав. Окраску готового продукта оценивают визуально. Цвет и количество окрашивающего вещества для окрашивания определенной марки аммиачной селитры для технических целей выбирают на основании визуальной оценки цвета и интенсивности окраски получаемого гранулированного продукта.
Для получения равномерно окрашенной аммиачной селитры для технических целей с характерной отличительной окраской гранул в плав аммиачной селитры вводят 10-100 мг окрашивающих веществ на 1 кг готового продукта.
Ввод в плав аммиачной селитры меньше 10 мг окрашивающих веществ на 1 кг готового продукта не может обеспечить получение равномерно окрашенных гранул с характерной отличительной окраской, так как возможно получение гранул, не однородных по окраске.
Ввод в плав аммиачной селитры более 100 мг окрашивающих веществ на 1 кг готового продукта нецелесообразен, так как уже 10-100 мг окрашивающих веществ на 1 кг готового продукта обеспечивают требуемую однородную равномерную отличительную окраску гранул, а увеличение количества окрашивающих веществ приводит к увеличению затрат на производство продукции.
Достигаемый технический результат:
- получение равномерно окрашенной гранулированной аммиачной селитры для технических целей с характерной отличительной окраской гранул требуемой интенсивности;
- улучшение потребительских свойств получаемых продуктов за счет окрашивания гранул;
- возможность различать марки гранулированной аммиачной селитры для технических целей по внешнему виду, отличать продукцию предприятия от аналогичной продукции других производителей и от аммиачной селитры, предназначенной для сельского хозяйства.
Предлагаемый способ был испытан в лабораторных и производственных условиях с использованием технологических сред цеха аммиачной селитры, в частности, плава аммиачной селитры, порообразующей и поверхностно-активной добавок. В качестве окрашивающих добавок выбраны различные органические красители. Торговые названия красителей и результаты испытаний по окрашиванию аммиачной селитры приведены в примерах и в таблице.
Пример 1 (контрольный опыт 1).
В плав аммиачной селитры порообразующие и поверхностно-активные добавки не вводят, плав аммиачной селитры гранулируют. Полученная гранулированная высокоплотная аммиачная селитра представляет собой однородный продукт белого цвета с бежевым оттенком (контрольный образец высокоплотной аммиачной селитры).
Пример 2 (контрольный опыт 2).
В плав аммиачной селитры непосредственно перед грануляцией вводят порообразующую и поверхностно-активную добавки. Плав аммиачной селитры гранулируют. Полученная гранулированная пористая аммиачная селитра представляет собой однородный продукт белого цвета с бежевым оттенком (контрольный образец пористой аммиачной селитры).
Пример 3.
В плав аммиачной селитры непосредственно перед грануляцией вводят краситель кратакрил красно-фиолетовый 4К в виде 5% водного раствора из расчета содержания красителя в готовом продукте 50 мг/кг. Плав аммиачной селитры гранулируют. Полученная гранулированная высокоплотная аммиачная селитра представляет собой однородный равномерно окрашенный продукт с характерной отличительной окраской. Гранулы окрашены в насыщенный красный цвет с фиолетовым оттенком.
Остальные примеры представлены в таблице. В зависимости от выбранного красителя и его дозировки получают продукты с характерной отличительной окраской гранул требуемой интенсивности.
При получении высокоплотной аммиачной селитры (примеры №№3, 4) красители вводят в плав перед грануляцией в виде водного раствора или суспензии. При получении пористой аммиачной селитры красители вводят в составе порообразующей добавки (примеры №№5-9) или поверхностно-активной добавки (пример №10).
Результаты испытаний по окрашиванию аммиачной селитры для технических целей
N п/п
Наименование красителя
Концентрация красителя в готовом продукте, мг/кг
Ввод красителя в плав
Концентрация красителя в подаваемом растворе, %
Внешний вид гранул готового продукта
1
2
3
4
5
6
1
Без красителя (контрольный образец высокоплотной аммиачной селитры)
0
Краситель не вводят
Однородный продукт белого цвета с бежевым оттенком
2
Без красителя (контрольный образец пористой аммиачной селитры)
0
Краситель не вводят
Однородный продукт белого цвета с бежевым оттенком
3
Органический краситель кратакрил красно-фиолетовый 4К
50
Сухой краситель предварительно растворяют в воде и вводят в плав перед грануляцией в виде водного раствора
5
Однородный продукт насыщенного красного цвета с фиолетовым оттенком
4
Краситель Hansa RED GG
50
Краситель вводят в плав перед грануляцией в виде водной суспензии
15
Однородный продукт насыщенного красного цвета с оранжевым оттенком
5
Краситель кислотный ярко-красный 4Ж
100
Сухой краситель предварительно растворяют в растворе порообразующей добавки и вводят в плав перед грануляцией в составе порообразующей добавки
2,5
Однородный продукт насыщенного розового цвета с оранжевым оттенком
6
Краситель кислотный ярко-красный 4Ж
40
1
Однородный продукт розового цвета с оранжевым оттенком
7
Краситель кислотный ярко-красный 4Ж
10
0,35
Однородный продукт светло-розового цвета
8
Краситель прямой бирюзовый светопрочный К
15
0,2
Однородный продукт голубого цвета
9
Краситель активный ярко-красный С биф
60
2
Однородный продукт насыщенного ярко-розового цвета
10
Краситель кратакрил красный 2С
30
Сухой краситель предварительно растворяют в растворе поверхностно-активной добавки (диспергатора НФ) и водят в плав перед грануляцией в составе поверхностно-активной добавки
Однородный продукт розового цвета с синеватым оттенком