Слеживаемость
Одним из скрытых свойств или дефектов фосфорсодержащих удобрений, в особенности сложных, является слеживаемость.
Слеживаемость проявляется лишь после определенного периода хранения удобрений в статических условиях. Под слеживаемостью понимают свойство удобрений терять сыпучесть при длительном хранении. Для определения слеживаемости предложено применять метод пересчета числа комков в единице продукции, так как первым признаком слеживаемости является образование агрегатов из нескольких гранул или мелких комков.
Для установления характеристики неслеживаемости используется показатель «рассыпчатость», который включен в отечественную нормативно-техническую документацию. При оценке качества удобрения показатель «рассыпчатость» в настоящее время является обязательным. С точки зрения рассыпчатости сложные удобрения можно разделить на три группы: слабослеживающиеся и слабоуплотняющиеся удобрения, которые могут быть получены в рассыпчатом виде без применения кондиционирующих добавок при строгом ограничении влажности, температуры и гранулометрического состава продукта. В некоторых случаях требуется также выдерживание его на складе готового продукта в течение двух суток.
Из сложных удобрений к ним относятся: аммофос, диаммофос, фосфорно-калийные удобрения, некоторые виды NPK-удобрений, содержащие азот в основном в аммонийной форме и количестве не более 10–12% для полного устранения слеживаемости и уплотняемости; в настоящее время никаких проблем с обеспечением их полной рассыпчатости нет. Они поставляются потребителю в незатаренном виде в специализированных вагонах и не слеживаются при хранении. Отдельные претензии по слеживаемости этих продуктов объясняются грубыми нарушениями технологического регламента.
Из второй группы удобрений нитроаммофоска состава 1 : 2 : 2 опудривается каолином в присутствии индустриального масла и практически не слеживается. Внедрен способ кондиционирования удобрения кубовыми остатками жирных кислот масложирзаводов.
Для сложных удобрений третьей группы проблема устранения слеживаемости стоит особенно остро. Надежное решение ее требует обязательного использования эффективных поверхностно-активных веществ.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Источник
Физико-механические свойства удобрении
Для организации правильного хранения, транспортировки, смешивания и внесения минеральных удобрений необходимо знать их основные физико-химические и механические свойства, определяющие (наряду G содержанием действующего вещества) качество поставляемых сельскому хозяйству удобрений и приготавливаемых тукосмесей
Ниже дается краткая характеристика важнейших взаимосвязанных показателей этих свойств удобрений.
Влажность поставляемых сельскому хозяйству промышленных удобрений (ее максимально допустимый уровень) должна составлять для азотных удобрений 0,15—0,3%, суперфосфатов — 3—4, остальных удобрений — 1—2%. От влажности зависят все основные физико-механические свойства удобрений.
Гигроскопичность характеризует способность удобрений поглощать влагу из воздуха. При повышенной гигроскопичности удобрения отсыревают, сильно смешиваются, ухудшается их сыпучесть и рассеваемость, гранулы теряют свою прочность. Гигроскопичность удобрений оценивается по 10-балльной шкале. Кальциевая селитра имеет балл гигроскопичности около 9, гранулированная аммиачная селитра и мочевина — 5, гранулированный простой и аммонизированный суперфосфат — соответственно 4—5 и 1—3, а хлористый калий — 3—4. Гигроскопичность удобрений определяет способ их упаковки, условия транспортировки и хранения. Бестарное хранение и транспортировка допустимы только для удобрений с баллом гигроскопичности меньше 3.
Предельная влагоемкость характеризуется максимальной влажностью удобрения, при которой сохраняется его способность к хорошему рассеву туковыми сеялками При смешивании влажных удобрений получают смеси с плохой сыпучестыо.
Плотность — масса единицы объема удобрения или тукосмеси, выражаемая в т на 1 м1. Она учитывается при определении необходимой емкости складов, тары, грузовместимости транспортных средств и т. д. Зная насыпную плотность минеральных удобрений, можно, наоборот, от их объема перейти к массе, (см. приложение 1).
Угол естественного откоса — угол между горизонтальной плоскостью, на которой насыпью размещается удобрение, и плоскостью откоса кучи (касательной линией по боковой ее поверхности). Его величину необходимо учитывать при закладке удобрений на храпение насыпью, при проектировании бункеров, транспортных средств и т. п.
Гранулометрический состав — процентное содержание отдельных фракций удобрения, полученных путем рассева па сигах различного диаметра. От него зависят склонность удобрения к уплотнению, сводообразованию при хранении, слеживаемость и рассеваемость.
При выравненном гранулометрическом составе удобрений и их смесей обеспечивается большая закономерность рассева центробежными разбрасывателями.
Слеживаемость — склонность удобрений переходить в связанное и уплотненное состояние. Она зависит от влажности удобрений, размера и формы частиц, их прочности, давления в слое, условий и продолжительности хранения. Слеживаемость определяется по прочности цилиндрического образца удобрения, хранившегося при строго определенных условиях, и оценивается по 7-балльной шкале. К сильно слеживающимся удобрениям относятся аммиачная селитра (степень слеживаемости II—IV), порошковидный суперфосфат (VI—VII степень) и мелкокристаллический хлористый калий (VI степень). Сульфат калия практически не слеживается (I степень). Слеживаемость удобрений можно уменьшить за счет производства удобрений в гранулированном виде с минимальным содержанием влаги, повышенной прочности гранул, защиты от поглощения влаги из воздуха при хранении и транспортировке.
Рассеваемость — способность к равномерному рассеву удобрений — зависит прежде всего от их сыпучести (подвижности) и гранулометрического состава. Оценивается по 10-балльной шкале. Чем выше рассеваемость, тем выше балл. При хорошей рассеваемости удобрений и их смесей можно с успехом использовать простые по конструкции и высокопроизводительные центробежные разбрасыватели.
Прочность гранул определяет сохранность гранулометрического состава при транспортировке, хранении и внесении удобрений. Механическая прочность гранул на раздавливание (выраженная в кгс на 1 см 2 ) и истирание (в %) определяется на специальных приборах.
Государственным общесоюзным стандартом (ГОСТ) и техническими условиями (ТУ, разрабатываемыми с учетом особенностей производства на отдельных заводах и качества сырья) для каждого промышленного удобрения предусматривается минимальное содержание действующего вещества и максимальное содержание влаги и вредных примесей для растений, регламентируются основные показатели физико-химических и механических свойств удобрений
Соответствие требованиям стандарта удобрений, поставляемых сельскому хозяйству, контролируется с помощью стандартных методов непосредственно на химических заводах и в специализированных подразделениях агрохимслужбы.
Источник
Что такое слеживаемость удобрений
При появлении нового удобрения на рынке нас, в первую очередь, интересует содержание элементов питания (макро- и микроэлементов), агрегатное состояние и, возможно, смешиваемость с другими компонентами. Однако, эта информация – это еще только самое начало «пути» удобрения к урожаю. На практике часто необходимо иметь дело с транспортировкой и хранением удобрений на протяжении достаточно длительного времени, пока они попадут на поле. Но и их попадание на поле также очень во многом определяется не только характеристиками используемой для этого техники, но и свойствами самих удобрений.
Для организации правильного хранения, транспортировки, смешивания и внесения минеральных удобрений необходимо знать их основные физико-химические и механические свойства. Эти свойства, наряду с содержанием действующего вещества, определяют качество удобрения. Они, согласно нормативам, должны быть указаны в стандартах к удобрениям (ТУ и ДСТУ).
К наиболее важным свойствам минеральных удобрений, которые необходимо учитывать при их покупке, хранении и транспортировке, и от которых зависит эффективность их действия, относятся:
І. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1) Массовая доля элементов питания, % – это обязательный для всех форм удобрений показатель. В нашей стране традиционной практикой является выражение содержания азота как процент N (при этом часто указывается содержание аммонийного, нитратного азота и азота в амидной форме, поскольку эти данные имеют принципиальное значение при использовании азотных удобрений). Фосфор выражается в виде Р2О5, калия – в виде К2О. Нужно понимать, что такие формы элементов не присутствуют ни в одном удобрении, это только эквиваленты, используемые для возможности сравнения содержания элементов питания в разных видах удобрений, а также в почвах и в растениях. Причина их использования в том, что еще на заре агрохимического анализа макроэлементы (кроме азота) определяли после сухого озоления, а в золе, как известно, элементы находятся в виде оксидов. Однако, это характерно не для всех стран: например, в США для выражения содержания азота, фосфора и калия используют процент N, Р и К (поэтому, для сравнения с нашими удобрениями необходимо сделать соответствующие пересчеты).
Второстепенные макроэлементы также принято выражать через содержание их оксидов: магния – MgO, кальция – CaO, натрия – Na2О, серы – SO3. Западные фирмы часто используют выражение через элемент: Mg, Ca, Na, S. Вот тут-то часто и кроется причина «недопонимания»: одни на этикетке указывают содержание просто элемента, другие – его оксида. Понятно, что при выражении в виде оксида содержание будет выше, чем часто пользуются продавцы, указывая, что их удобрение содержит больше элемента.
Микроэлементы выражаются в виде элемента: B, Zn, Fe, Cu, Mo, Co и др.
Для жидких удобрений содержание элементов питания должно также выражаться через массовые проценты. Но без показателя плотности сложно понять, сколько же реально элемента находится в растворе (в г/л). Поэтому добросовестные производители указывают в добавок либо только плотность (в г/м 3 ), либо и плотность, и содержание элементов в г/л или в объемных процентах. И тут также часто можно столкнуться с «неправильным толкованием»: объемное содержание элемента будет практически всегда выше массового содержания (поскольку практически все удобрения имеют плотность, больше 1 г/м 3 ). Вот пример: борное удобрение, бор в виде соединения с моноэтаноламином, содержит 150 г/л В, плотность около 1,35 г/м 3 . Массовое содержание бора – 11%, объемное – 15%. Поэтому при покупке удобрения лучше разобраться, за какие проценты вас просят заплатить.
2) Массовая доля примесей, % – содержание допустимых примесей, например, биурета в карбамиде, нерастворимого в воде остатка, солей натрия, хлоридов, токсических примесей (в т.ч. тяжелых металлов).
3) Влажность (содержание влаги), % – масса воды, которая не удаляется из удобрения конвекционным методом при заданных условиях или химическим путем. Это очень важный показатель, поскольку он напрямую влияет на многие механические свойства удобрений (слеживаемость, рассыпчатость и др.). Этот показатель обязательно указывается в стандарте. Например, для сульфата аммония он не должен превышать 0,6%, для аммиачной селитры и карбамида – 0,2-0,3%, для нитратных удобрений – 1,0-2,0%, для кальциевой селитры – не более 14,0%. Для водорастворимых фосфорных удобрений максимальная влажность составляет 3-5%, для калийных – 1-5%.
4) Кислотность удобрения, % – содержание свободной кислоты в удобрениях. Этот показатель касается суперфосфатов и сульфата аммония, в которых присутствуют свободные кислоты, фосфорная и серная, и серная и соляная соответственно. Свободная кислота в удобрении повышает его гигроскопичность за счет общеизвестного свойства фосфорной и серной кислот поглощать влагу с воздуха. Повышенное содержание влаги в удобрении снижает способность к его механическому внесению, ухудшает хранение, транспортировку и внесение (коррозия). Для суперфосфата граничная кислотность не должна превышать 1,5% от содержания Р2О5.
ІІ. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1) Физическое состояние удобрения (агрегатное состояние): минеральные удобрения бывают твердые (порошкообразные, гранулированные, кристаллические и зернистые) и жидкие (сжиженные газы, растворы и суспензии).
ІІІ. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1) Растворимость – масса удобрения в кг, которая может быть растворена в 100 кг воды при определенной температуре. Наиболее актуальным этот показатель является для листовых удобрений и фертигаторов.
2) рН – реакция раствора определенной концентрации, выраженная в единицах рН. Особенно важный показатель для удобрений, используемых в системах фертигации, поскольку в этом случае очень важно удерживать рН раствора в определенном диапазоне значений во избежание образования осадка.
3) Гигроскопичность – способность удобрения поглощать атмосферную влагу с интенсивностью, которая зависит от температуры и влажности атмосферы. При повышенной гигроскопичности удобрения слеживаются, ухудшается их сыпучесть и способность к рассеванию, гранулы теряют плотность. Оценивается по 10-бальной шкале (10 – наиболее гигроскопичное). Например, гигроскопичность гранулированной аммиачной селитры составляет 9,3 балла, кальциевой селитры – 9,5-8,4, карбамида гранулированного 3,6, крупнокристаллического хлорида калия 4,4, мелкокристаллического – 3,6–3,2, нитроаммофоски 8,1–7,2.
Гигроскопичность удобрения напрямую влияет на характер его упаковки: для удобрений с гигроскопичностью выше 6 баллов необходимо использовать абсолютно герметичную упаковку (полиэтиленовые мешки), 3-6 баллов – герметичная (бумажные, пропитанные битумом, или полиэтиленовые мешки), для удобрений с гигроскопичностью менее 3 баллов возможно хранение без тары.
Для улучшения свойств высокогигроскопичных удобрений при их грануляции часто добавляют кондиционеры, которые препятствуют слеживанию – антислеживатели. Это характерно для азотных удобрений, в частности для аммиачной и кальциевой селитр. В качестве атнислеживателей используют каолин, лигносульфонаты, жирные кислоты, поверхностно-активные вещества – амины порфиринового ряду, полученные из природных жиров (жирные амины). Атнислеживатели обеспечивают защиту удобрения от влажности, увеличивают плотность гранул, уменьшают их стираемость, улучшают рассыпчатость и равномерность внесения. Их наносят на поверхность гранул удобрений путем распыления автоматическими дозаторами.
Поскольку поглощение влаги удобрениями зависит от относительной влажности окружающего воздуха, то при хранении удобрений необходимо регулировать влажность воздуха в помещении. Если нет возможности оборудовать хранилище системой вентиляции, то можно придерживаться хотя бы таких простых правил, как проветривание помещения в сухую теплую погоду и закрывание в сырую.
IV. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1) Гранулометрический состав (тонина помола для порошкообразных) – процент отдельных фракций удобрения, определенный путем просеивания на ситах разного диаметра. Это одна из наиболее важных характеристик удобрения, влияющая на агрономическую эффективность, снижение физических потерь при внесении и равномерность внесения. Выравненность гранул по размеру позволяет более эффективно и равномерно рассеять удобрение по полю. Также от гранулометрического состава удобрения зависит его склонность к уплотнению и слеживанию, так как при наличии большого процента более мелкой фракции при транспортировке и хранении она будет сегрегировать (опускаться) в нижнюю часть упаковки, уплотняя удобрение. Равномерное по гранулометрическому составу удобрение более равномерно поступает на дозирующее устройство и лучше рассевается центробежными разбрасывателями.
2) Объемная масса (насыпная плотность) – масса единицы объема твердого удобрения, выраженная в тоннах на 1 м 3 . Производный показатель объем единицы массы – это объем, который занимает единица массы удобрения (м 3 /т).
Объемная масса учитывается при определении необходимой емкости складских помещений, тары, грузоподъемности транспортных средств. В условиях хозяйства объемную массу удобрения определяют взвешиванием определенного объема удобрения.
Например, аммиачная селитра имеет объемную массу 0,81 т/м 3 , карбамид 0,63, калий хлористый 0,91, аммофос – 0,9, известковая мука 1,7.
3) Плотность, кг/м 3 – показатель, характеризующий плотность жидких и суспендированных удобрений.
4) Динамическая вязкость, Па/с – противодействие течению жидких и суспендированных удобрений.
V. ПОКАЗАТЕЛИ ГОДНОСТИ К ХРАНЕНИЮ
1) Гарантийный срок хранение, мес. – обязательный для всех форм удобрений показатель.
2) Гарантийный срок гомогенности суспендированных удобрений, час.
3) Угол природного скоса (покоя) – угол конуса свободно насыпанного удобрения с горизонтальной плоскостью (относительно линии по боковой его поверхности). Его значение необходимо учитывать при закладке удобрения на хранение насыпью, при проектировке бункеров и складских помещений, подборе транспортных средств.
4) Слеживаемость – склонность удобрения переходить в связное и уплотненное состояние, образовывать комки или сплошные слитые массы. При этом удобрение теряет свою сыпучесть.
Оценивается по 7-бальной шкале (7 – очень сильно слеживаются). Слеживаемость напрямую зависит от влажности удобрения, гигроскопичности, гранулометрического состава, плотности гранул, условий и длительности хранения. Высокой слеживаемостью характеризуются карбамид, аммиачная селитра, мелкокристаллический калий хлористый.
5) Плотность гранул (Мпа или кгс/см 2 ) – свойство гранул удобрения, характеризующее способность сохранять размеры и форму под влиянием внешних сил.
Различают статическую плотность гранул – плотность гранул, которая определяется силой, которую необходимо применить для разрушения гранул данного размера при одновременном сдавливании между двумя параллельными площадями. Важна для правильного хранения удобрения, определяет высоту бурта или вертикальное количество мешков (паллет, биг-бегов). Как правило, должна быть не менее 2,0-3,0 МПа.
Динамическая плотность гранул – это плотность гранул, определяемая усилием, которое необходимо для разрушения гранулы при ударе о твердую поверхность. Важна при транспортировке и, в особенности, при погрузке-разгрузке удобрений.
Стираемость гранул – это плотность гранул, которая определяется усилием, необходимым для разрушения гранулы под влиянием сил трения. Важна при затаривании и транспортировке удобрений, при внесении.
VI. ПОКАЗАТЕЛИ ГОДНОСТИ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ
1) Граничная влагоемкость – характеризуется максимальной влажностью удобрения, при которой сохраняется его способность хорошо рассеваться туковыми сеялками. Также важна при смешивании удобрений – увлажненные удобрения образуют смеси с плохой сыпучестью.
2) Сыпучесть (подвижность) – способность несмоченного удобрения свободно рассыпаться непрерывным потоком под действием сил гравитации. Определяют путем пропускания удобрения через воронку определенной формы и размера за определенное время (прибор Баранова). Зависит от влажности и гранулометрического состава удобрения.
3) Рассыпчатость – масса сыпучей части удобрения, отнесенная к общей массе удобрения и выраженная в процентах.
4) Способность к рассеванию – способность удобрения поступать на дозирующие и разбрасывающие устройства машин для внесения и равномерно распределяться по поверхности почвы. Зависит, в первую очередь, от сыпучести удобрения и гранулометрического состава, объемной массы, влажности самих удобрений и влажности и температуры воздуха. Зернистая или гранулированная структура удобрения, повышенная объемная масса и сухость продукта – факторы, благоприятствующие хорошему рассеванию удобрения. Высокая влажность воздуха резко снижает способность к рассеванию таких высокогигроскопичных удобрений, как аммиачная селитра. Также важным показателем в этом случае является гранулометрический состав удобрения: более мелкие гранулы имеют большую удельную поверхность, быстрее поглощают влагу воздуха.
Способность к рассеванию оценивают за 12-бальной шкалой: 6-7 – удовлетворительно, 7-8 баллов – хорошо, 8-12 баллов – очень хорошо.
На способность к нормальному рассеванию и равномерному внесению оказывает влияние также и аэродинамика гранул. Более мелкие и наиболее крупные гранулы будут распределяться ближе к разбрасывателю. Также важным является характер поверхности гранул.
Особенно актуальным вопрос влияния гранулометрического состава удобрения и аэродинамических характеристик гранул выступает для смешанных удобрений: гранулы разных удобрений имеют различные характеристики, что влияет на равномерность распределения элементов по ширине захвата разбрасывателя.
5) Пылеобразование – способность образовывать пыль при внесении. Характерно для порошкообразных удобрений.
VII. ПОКАЗАТЕЛИ БЕЗОПАСНОСТИ
1) Взрывоопасность, пожаробезопасность. Характерны для аммиачной селитры: при температуре выше 210 о С разлагается с образованием газов – оксидов азота и кислорода (который, при контакте с воспламеняемыми веществами, вызывает возгорание).
2) Влияние на окружающую среду. В нормативной и технической документации к удобрению должны быть указаны радиационная безопасность удобрения и методы ее проверки, а также правила охраны окружающей среды при работе с удобрениями.
3) Охрана труда при работе с удобрением. В нормативной документации к удобрению должны быть указаны средства защиты от отравления и первая помощь при попадании удобрения внутрь организма, в глаза, на кожу и в дыхательные пути, а также антидот.
Таким образом, целый ряд свойств удобрений помимо содержания элементов питания определяет его эффективность. Эти свойства необходимо знать, чтоб правильно организовать транспортировку, хранение и внесение удобрений. Если возникают сомнения в соответствии свойств удобрения заявленным в нормативной документации – необходимо обратиться в ближайшую агрохимическую лабораторию для проведения анализа.
Источник